JP5009125B2 - 機能性粒子を利用したマイクロデバイスおよびそれを用いた処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、標的物質の分離、固定化、分析、抽出、精製または反応などの処理に適したマイクロデバイスに関する。また、本発明は、かかる粒子を用いて標的物質を処理する方法にも関する。

粒子に核酸、蛋白質、糖鎖または細胞等の物質を結合させ、それら粒子上の物質と、塩基、核酸、蛋白質、抗原または糖鎖等の標的物質とを、結合、吸着または反応させることによって分析、抽出、精製または反応を行うシステムが種々提案されている。例えば核酸等を結合したマイクロビーズを並べたりマイクロセルに入れたりして、核酸のハイブリダイゼーションやシーケンス等を行う手法が提案されている。しかしながら、通常使用されるマイクロビーズは樹脂基材やシリカ等の比重の軽い材質から成るものが多く、マイクロセルにマイクロビーズが入り難かったり、標的物質を含んだ試料を流したときにマイクロビーズが移動したり、マイクロセルから飛び出したりしやすいといった問題があった。それゆえ、上記マイクロビーズを用いた場合には、遠心装置にかける工程を追加して強制的にマイクロセルに入れたり、標的物質を含んだ試料の流れを抑えたり（即ち、供給する試料の流速を低くしたり）、流れを犠牲にしてマイクロビーズの移動・飛び出しを抑えるセル形状（例えば、より深いセル又はより傾きが急なセル側壁面）を採用しなければならなかった。
Nature Biotechnology, Vol.18, P.630-634 (2000) 特表２００７−５２３６２７公報

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものである。つまり、本発明の課題は、試料等を流す際の上記問題が少なくとも軽減されたデバイスを提供することである。より具体的には、本発明の課題は、粒子の移動が抑制され、粒子を略一定の位置に固定することにより、個々の粒子上での標的物質の分離、固定化、分析、抽出、精製または反応などを可能にするデバイスを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、
標的物質が結合できる粒子、および
複数の窪みが設けられた部材
を有して成るマイクロデバイスであって、
粒子の粒子本体の表面には標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が固定化され、粒子の密度が３．５ｇ／ｃｍ^３〜２３ｇ／ｃｍ^３であり、また
複数の窪みは粒子を収容できるように構成されていることを特徴とするマイクロデバイスを提供する。

本明細書で使用する「マイクロデバイス」の「マイクロ」とは、窪みなどの構造物の寸法がミクロンメートルオーダー（１〜１０^３μｍ程度）、または、「複数の窪みが設けられた部材」がミリメートルオーダー（１〜１０^２ｍｍ程度）であることを実質的に意味している。

本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、その表面に、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」が固定化されている。換言すれば、「標的物質と結合する物質または官能基」が固定化されている。従って、標的物質と粒子とを共存させると、標的物質が粒子に結合することができるので、標的物質の分離、精製または抽出などの種々の用途に対して粒子を用いることができるだけでなく、テーラーメード医療技術の用途に対しても粒子を用いることができる。ここで、「標的物質」とは、分離のみならず、抽出、定量、精製または分析などの種々の処理の対象になり得る物質を実質的に意味しており、粒子に直接的または間接的に結合できるものであれば、いずれの種類の物質であってもかまわない。具体的な標的物質として、例えば、核酸、蛋白質（例えばアビジンおよびビオチン化ＨＲＰなども含む）、糖、脂質、ペプチド、細胞、真菌、細菌、酵母、ウィルス、糖脂質、糖蛋白質、錯体、無機物、ベクター、低分子化合物、高分子化合物、抗体または抗原等を挙げることができる。本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、このように種々の標的物質の分離、精製、抽出もしくは分析に用いることができる点で、種々の機能を奏するものといえる。従って、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は「機能性粒子」と呼ぶことができる。

本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、密度が３．５ｇ／ｃｍ^３〜２３ｇ／ｃｍ^３であり、標的物質の分離に一般的に用いられる粒子よりも密度（または比重）が大きいという特徴を有している。また、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、粒子本体に貫通孔が形成されておらず、多孔質の形態でないという特徴も有している。このため、一般的に、粒子の比表面積が０．０００５ｍ^２／ｇ〜１０ｍ^２／ｇと比較的小さくなっている。尚、本明細書において、「粒子本体が貫通孔を有さない」とは、粒子本体が実質的に中実であり、粒子が内部貫通ネットワーク構造を有さないことを意味している。即ち、本明細書にいう「粒子本体が貫通孔を有さない」とは、「粒子本体または粒子本体コア部が中実である」、「粒子表面が凹凸状になっていても、凹部が粒子内部にまで存在しない」、及び「一般的な多孔質粒子と比べた場合、かさ密度がより大きいこと」と同義である。

本発明では、上述のマイクロデバイスを利用して標的物質の分析、抽出、精製または反応を行う処理方法も提供される。かかる本発明の処理方法は、
（ｉ）上述の粒子を含んだ液体または上述の粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給し、複数の窪みの各々に対して粒子を１個ずつ収容させる工程、および
（ｉｉ）「複数の窪みが設けられた部材」の面に対して標的物質を含んで成る試料を供給し、かかる試料と粒子とを接触させる工程
を含んで成る。かかる方法は、工程（ｉ）において、液体中に含まれる粒子を自然沈降させることによって窪みの各々に粒子を１個ずつ収容させることを特徴としている。

尚、本明細書において「標的物質を含んで成る試料」とは、核酸、蛋白質、糖、脂質、ペプチド、細胞、真菌、細菌、酵母、ウィルス、糖脂質、糖蛋白質、錯体、無機物、ベクター、低分子化合物、高分子化合物、抗体または抗原等の標的物質を含んだ試料（例えば、ヒト又は動物の尿、血液、血清、血漿、精液、唾液、汗、涙、腹水、羊水等の体液；ヒト又は動物の臓器、毛髪、皮膚、粘膜、爪、骨、筋肉又は神経組織等の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；便懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；培養細胞又は培養組織の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；ウィルスの懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；菌体の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；土壌懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；植物の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；食品・加工食品懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；排水等）のことを実質的に意味している。また、本明細書において「自然沈降」とは、重力の作用を受けて粒子が試料などの液体中を沈降することを実質的に意味している。

本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、密度が３．５ｇ／ｃｍ^３〜２３ｇ／ｃｍ^３と大きいため、それが供された部材面に窪み（例えば「ウェルプレート部材のウェル」）があった場合、特に周囲に水等の液体が存在する場合であっても、周囲との密度差（即ち、液体と粒子との間の密度差）が大きいために重力（特に自然沈降）によって粒子が窪みに入ることになり、また、一旦窪みに入ると粒子が窪みから飛び出しにくいという効果が奏される。

このように、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は自然沈降により窪みに入りやすく、また、一旦窪みに入ると粒子が窪みから飛び出しにくいという効果があるために、粒子本体が樹脂やシリカ等から成る密度の低い粒子と異なって、遠心等試料等の流れの自由度が大きくなり（例えば、「試料と粒子とを接触させる際の試料の流速を速くすることができる」）、また、窪み内部の側壁面の傾きを浅くする（具体的には、「窪みの開口面に対する窪み内部の側壁面の傾きを小さくする」）、あるいは、窪みの深さをより浅くする等、試料が窪みの内部へと容易に又は十分に流れることができる窪み形状を採用することが可能になる。

ここで、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、密度が大きいだけでなく、比表面積が０．０００５ｍ^２／ｇ〜１０ｍ^２／ｇと比較的小さく、実質的に非多孔質とみなすことができるので、標的物質以外の物質が粒子に結合する非特異結合を抑えることができる。換言すれば、粒子の非多孔質に起因して、標的物質以外の物質が吸収・吸着され得る粒子細孔または粒子表面が少なく又は実質的に存在せず、標的物質以外の物質が粒子に結合することを抑制することができる。また、孔に入った標的物質が外に出難いといった見掛け上の非特異結合も小さくすることができる。

このように、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、非特異結合を抑えることができるので、簡易な操作だけで、効率よく標的物質の精製や分離などの処理を実施することができる。

また、本発明で用いる粒子は、上述したように、密度が大きいだけでなく、粒子の比表面積が０．０００５ｍ^２／ｇ〜１０ｍ^２／ｇと比較的小さく実質的に非多孔質とみなすことができる粒子である。その結果、標的物質を含んだ試料に粒子を供する際に空気などの気体が粒子内部に取り込まれた状態となることが抑制される（即ち、気体の浮力作用などを排除できる）。従って、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際、粒子が窪みに入りやすく、かつ、一旦窪みに入ると飛び出しにくいという効果が奏される。更に、本発明の処理方法で用いる粒子は、上述したように、「標的物質以外の物質が粒子に結合する非特異結合」を抑えることができる粒子である。従って、本発明の処理方法では、試料中に標的物質以外の物質が含まれていても、標的物質を優先的に粒子に結合させることができ、標的物質を効率よく分離することができる。

ちなみに、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子の粒子本体表面にはポリマーが被着していてもよい。この場合、被着しているポリマー（以下では「被着ポリマー」ともいう）の表面に「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」を固定化させることができる。これによって、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」を粒子本体に共有結合させることが困難な場合であっても、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」を粒子表面に固定化できる。また、粒子本体表面に固定化された「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」が、種々の使用条件下の用途において粒子本体表面から分離してしまうことが懸念される用途では、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」を被着ポリマーに固定化させることによって粒子本体からの分離を防止することができる。また、被着させるポリマーとして、各種分子または金属イオン等が透過しにくいポリマーを選択すると、粒子本体表面または粒子内部からの金属イオン（即ち、粒子の構成成分たる金属のイオン）の溶出を抑えることができ、粒子の種々の用途において金属イオン等に起因した不要な反応を抑えることもできる。

以下では、まず、本発明で使用する粒子を詳細に説明し、その後、本発明のマイクロデバイスおよび処理方法について説明する。

本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、標的物質の分離などの処理に好適な密度を有している。即ち、ヒト又は動物の尿、血液、血清、血漿、精液、唾液、汗、涙、腹水、羊水等の体液；ヒト又は動物の臓器、毛髪、皮膚、粘膜、爪、骨、筋肉又は神経組織等の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；便懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；培養細胞又は培養組織の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；ウィルスの懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；菌体の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；土壌懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；植物の懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；食品・加工食品懸濁液、抽出液、溶解液又は破砕液；排水等の試料に粒子を分散させた際に粒子の沈降速度が比較的大きくなるような密度を粒子は有している。粒子の密度が３．５ｇ／ｃｍ^３よりも小さくなると、自然沈降のみによる粒子の移動速度が実用上好ましくない一方、粒子の密度が２３ｇ／ｃｍ^３よりも大きくなると、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」を粒子本体の表面に固定化する際に行う攪拌にとって好ましくない。従って、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子の密度は、３．５ｇ／ｃｍ^３〜２３ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは３．５ｇ／ｃｍ^３〜９．０ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは、５．０ｇ／ｃｍ^３〜７．０ｇ／ｃｍ^３である。ここで、本明細書にいう「密度」とは、物質自身が占める体積だけを密度算定用の体積とする真密度を意味しており、真密度測定装置ウルトラピクノメーター１０００（ユアサアイオニクス社製）を使用することによって求めることができる。

マイクロデバイスに利用されている粒子の好ましい比表面積は、０．０００５ｍ^２／ｇ〜１０ｍ^２／ｇであり、より好ましくは０．０００５ｍ^２／ｇ〜６ｍ^２／ｇであり、更に好ましくは０．００２ｍ^２／ｇ〜３ｍ^２／ｇであり、より更に好ましくは０．００５ｍ^２／ｇ〜１．０ｍ^２／ｇであり、例えば、０．０１ｍ^２／ｇ〜０．０６ｍ^２／ｇである。従って、マイクロデバイスに利用されている粒子は、実質的に非多孔質とみなすことができ、標的物質以外の物質が粒子に結合する可能性（即ち、「非特異結合の可能性」）が抑えられている。これは、標的物質の分離精度が向上することを意味している。尚、本明細書にいう「比表面積」は、比表面積細孔分布測定装置Ｂｅｌｌｓｏｒｐ−ｍｉｎｉ（日本ベル社製）を使用することによって求めた比表面積である。また、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、実質的に非多孔質であり、貫通孔（即ち、内部貫通ネットワーク構造）などを有していないものが望ましい。なぜなら、標的物質を含んだ試料に粒子を供する際に空気などの気体が粒子内部に取り込まれることが抑制されるため（即ち、気体の浮力作用を排除できる）、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際、粒子が窪みに入りやすく、かつ、一旦窪みに入ると飛び出しにくいという効果が奏されるからである。

粒子本体の材質は、粒子が、上述のような密度および比表面積を有することになるのであれば、特に限定されるものではない。好ましくは、粒子本体は、金属または金属酸化物から形成されており、例えば、ジルコニア（酸化ジルコニウム、イットリウム添加酸化ジルコニウム）、酸化鉄、アルミナ、ニッケル、コバルト、鉄、銅およびアルミニウムから成る群から選択される少なくとも１種以上の材料から形成されている。また、特に９．０ｇ／ｃｍ^３よりも密度の大きい粒子の場合では、例えば、粒子本体は、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｈｆ（ハフニウム）およびＴａ（タンタル）から成る群から選択される少なくとも１種類以上の遷移金属元素から形成されていてもよいし、あるいは、Ｐｂ（鉛）、Ｂｉ（ビスマス）およびＴｌ（タリウム）から成る群から選択される少なくとも１種類以上の典型金属元素から形成されていてもよい。

本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子は、磁性を帯びていることも有効である。（以下、磁性を帯びている粒子を「磁性粒子」とも呼ぶ）。なぜなら、粒子が分散した液体（例えば水）を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際、窪みに一旦入った粒子の移動や飛び出しを磁場によって更に抑制することが可能であるし、また、磁気を用いて粒子を窪みに誘導したり、窪みから取り出したり回収したりすることも可能となるからである。更には、窪み内で粒子を動かして攪拌や回転等を行ったり、粒子を１つの窪みから別の窪みに移動させたり、溝状の窪み内を移動させたりすることも可能となる。

尚、粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける場合では、被着ポリマーに磁性を付与することは通常難しいため、粒子本体に磁性を帯びたものを使用することが好ましい。

磁性粒子の本体の材質は、粒子が磁性を帯びることになる限り、特に限定されるものではない。例えば、磁性粒子の本体は、遷移金属および鉄を含んで成るガーネット構造の酸化物、フェライト、マグネタイトならびにγ−酸化鉄から成る群から選択される少なくとも１種以上の鉄酸化物から形成されることが好ましい。あるいは、磁性粒子の本体が、ニッケル、コバルト、鉄およびそれらの金属を含んで成る合金から成る群から選択される少なくとも１種以上の金属材料を含んで成るものであってもよい。ここで「遷移金属および鉄を含んで成るガーネット構造の酸化物」とは、一般的にＹＩＧと呼称されるもので、例えば、Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２の組成式で表される化合物やこの化合物のＹの一部をビスマスで置換したＢｉ_ｘＹ_３−ｘＦｅ_５Ｏ_１２（０＜Ｘ＜３）を挙げることができる。

別法にて、磁性粒子は、磁性を帯びていない粒子を磁性物質で被覆することによって形成してもよく、あるいは、磁性を帯びていない粒子に磁性物質を単に被着させることによって形成してもよい。磁性物質の被覆および被着に際しては、無電解めっき法、電気めっき法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法または化学蒸着法などを用いることができる。なお、ここでいう「磁性を帯びていない粒子」とは、例えば、ジルコニア（酸化ジルコニウム、イットリウム添加酸化ジルコニウム）またはアルミナ等から成る密度の高い粒子が挙げられる。また、高密度の磁性物質の比率を高くする場合には、より密度の低い、アルミニウム、シリカ、樹脂等から成る粒子も使用できる。被覆または被着に用いる「磁性物質」としては、上述の磁性を有する粒子の材質と同様、フェライト、マグネタイト、γ−酸化鉄、または、遷移金属および鉄を含んで成るガーネット構造の酸化物などの鉄酸化物を挙げることができるだけでなく、ニッケル、コバルト、鉄、または、それらの金属を含んで成る合金も挙げることができる。

磁性物質を被覆または被着させることによって磁性粒子を得る場合、粒子表面に形成される磁性物質被膜の量が少なすぎると、粒子の磁化の値が小さくなり、磁気分離に際して好ましくない。従って、磁性物質被膜の体積が、粒子（磁性物質被膜を含んだ粒子）の体積に対して５％以上であることが好ましい。磁性物質被膜の厚さは、粒子（磁性物質被膜を含んだ粒子）の直径に対して１．７％以上の厚さとなることが好ましい。ちなみに、磁性物質被膜を「磁性を帯びていない粒子」に供する態様のみならず、「磁性を帯びていない粒子」の内部に磁性物質を含ませる態様も考えられる。

磁性粒子の磁気特性としては、例えば「飽和磁化」および「保磁力」がある。一般に、飽和磁化の値が大きいほど磁界に対する粒子の応答性が向上する。ここで、本発明のマイクロデバイスに利用されているような密度が比較的大きい粒子に対して磁性をもたすには、磁性を帯びていない粒子の表面もしくは内部に磁性物質を供する必要がある。ここで、磁性物質は磁性を帯びていない粒子よりも密度が小さいために、供する磁性物質の量を制限することによって、必要な密度を維持しなければならない。また、粒子本体に非磁性のポリマーを被着させる場合には、磁性物質のみから粒子が成る場合よりも大きい飽和磁化を得ることは現実的に困難である。以上より、８５Ａ・ｍ^２／ｋｇよりも大きい飽和磁化を得ることは実際には困難といえる。その一方で、飽和磁化が０．５Ａ・ｍ^２／ｋｇよりも小さいと磁界に対する粒子の応答性が必要以上に低下するために好ましくない。従って、粒子の飽和磁化量は、好ましくは０．５Ａ・ｍ^２／ｋｇ〜８５Ａ・ｍ^２／ｋｇ（０．５ｅｍｕ／ｇ〜８５ｅｍｕ／ｇ）であり、より好ましくは３Ａ・ｍ^２／ｋｇ〜１０Ａ・ｍ^２／ｋｇ（３ｅｍｕ／ｇ〜１０ｅｍｕ／ｇ）であり、例えば４Ａ・ｍ^２／ｋｇ〜７Ａ・ｍ^２／ｋｇ（４ｅｍｕ／ｇ〜７ｅｍｕ／ｇ）である。また、一般に、保磁力の値が大きくなると、粒子は凝集し易くなる。しかしながら、保磁力の値が大きすぎると凝集作用が強くなりすぎ、粒子が分散しなくなるので、標的物質を結合させる点で好ましくない。そのため、保磁力は、好ましくは、０ｋＡ／ｍ〜２３ＫＡ／ｍ（０〜３００エルステッド）であり、より好ましくは０ｋＡ／ｍ〜１５．９５ｋＡ／ｍ（０〜２００エルステッド）であり、更に好ましくは０ｋＡ／ｍ〜７．９７ｋＡ／ｍ（０〜１００エルステッド）である。

本明細書でいう「飽和磁化」および「保磁力」の値は、振動試料型磁力計（東英工業製、型式ＶＳＭ−５）を用いて測定される値である。具体的には、「飽和磁化」の値は、７９７ｋＡ／ｍ（１０キロエルステッド）の磁界を印加した際の磁化量から求められる値である。「保磁力」の値は、７９７ｋＡ／ｍの磁界を印加した後、磁界をゼロに戻し、更に、磁界を逆方向に徐々に増加させた場合において、磁化量がゼロになる印加磁界の値である。

本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子の形状は特に制限はなく、例えば、球形状、楕円体形状、粒形状、板形状、針形状または多面体形状（例えば立方体形状）等であってよい。但し、標的物質との結合に際して粒子間のバラツキを小さくするために、粒子形状は規則的な形状が望ましく、特に球形状が好ましい。また、磁性を帯びていない粒子本体に磁性物質被膜を設ける場合には、「磁性を帯びていない粒子本体」が球形状または楕円体形状を有していることが好ましい。

粒子の平均サイズ（即ち「平均粒子サイズ」）は１μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。平均粒子サイズが１μｍよりも小さいと、標的物質の分離に際して粒子の自然沈降による移動速度を十分に大きくすることが難しくなる一方、平均粒子サイズが１ｍｍよりも大きい場合は、もちろん使用はできるが、比重の小さい粒子でも沈降性が高くなり、利点が小さくなる。標的物質との結合が生じる前に粒子が沈降してしまい、標的物質を十分に分離できなくなる可能性があるからである。より好ましくは５μｍ〜５００μｍの平均粒子サイズであり、更に好ましくは１０μｍ〜１００μｍの平均粒子サイズである。ここでいう「粒子サイズ」とは、粒子のあらゆる方向における長さ（粒子本体にポリマーを被着させる場合には、被着しているポリマーの厚さをも含めた粒子の長さ）のうち最大となる長さを実質的に意味しており、「平均粒子サイズ」（即ち、「粒子の平均サイズ」）とは、粒子の電子顕微鏡写真または光学顕微鏡写真に基づいて例えば３００個の粒子のサイズを測定し、その数平均として算出した粒子サイズを実質的に意味している。尚、純金属から成る粒子はサイズが小さくなると、急激な酸化が生じやすく、場合によっては粒子が発火する危険性があるが、本発明のマイクロデバイスに利用されているような比較的大きい粒子サイズでは、急激な酸化が生じにくく、粒子が発火する危険性は低減されている。

粒子の本体表面に固定化されている「標的物質を結合させることが可能な物質」（以下では「標的物質が結合可能な物質」ともいう）は、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジンおよびニュートラアビジンから成る群から選択される少なくとも１種以上の物質であることが好ましい。また、粒子の本体表面に固定化されている「標的物質を結合させることが可能な官能基」（以下では「標的物質が結合可能な官能基」ともいう）は、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、トシル基、スクシンイミド基、マレイミド基、チオール基、チオエーテル基およびジスルフィド基などの硫化物官能基、アルデヒド基、アジド基、ヒドラジド基、一級アミノ基、二級アミノ基、三級アミノ基、イミドエステル基、カルボジイミド基、イソシアネート基、ヨードアセチル基、カルボキシル基のハロゲン置換体、ならびに、二重結合から成る群から選択される少なくとも１種以上の官能基であることが好ましい。なお、「標的物質が結合可能な官能基」は、上述した官能基の誘導体であってもかまわない。

本明細書において「固定化」とは、一般的に、粒子本体の表面付近に「標的物質が結合可能な物質」または「標的物質が結合可能な官能基」が存在している態様を実質的に意味しており、必ずしも「標的物質が結合可能な物質」または「標的物質が結合可能な官能基」が粒子本体の表面に直接取り付けられている態様のみを意味するものではない。また、「固定化」とは、粒子表面の少なくとも一部に「標的物質が結合可能な物質または官能基」が固定化されている態様を実質的に意味しており、「標的物質が結合可能な物質または官能基」が必ずしも粒子表面全体にわたって固定化されていなくてもよい。但し、好ましい態様では、粒子本体が「標的物質が結合可能な物質または官能基」に内包されるように、「標的物質が結合可能な物質または官能基」が粒子表面全体にわたって存在している。なお、本明細書において「標的物質が結合」という用語は、粒子に対して標的物質が「吸着」または「吸収」される態様を包含しているのみならず、標的物質と粒子との間に働く種々の「親和力」に起因して標的物質が粒子に結合される態様をも包含している。

粒子の粒子本体には「標的物質が結合可能な物質」または「標的物質が結合可能な官能基」が固定化されているので、かかる物質または官能基を介して標的物質を粒子に結合させることができる。

「標的物質が結合可能な物質」を粒子本体に固定化させる手法は、特に制限されるものではなく、「標的物質が結合可能な物質」を粒子本体に結合または付着させることができるものであれば、いずれの手法を用いてもよい。「標的物質が結合可能な物質」を粒子本体に直接的に結合または付着させることに限らず、必要に応じて、珪素含有物質（例えばシロキサン、シランカップリング剤およびケイ酸ナトリウムなど）、または、標的物質が結合もしくは付着可能な官能基を有する樹脂等の他の物質を予め粒子本体に付着または導入したり、あるいは、粒子本体の表面に貴金属被着処理を施した上で標的物質が結合もしくは付着可能な官能基を有する含硫黄化合物等の他の物質を予め粒子本体に付着または導入したりすることによって、「標的物質が結合可能な物質」を粒子に固定化させ易くしてもよい。尚、珪素含有物質を用いた場合では、粒子本体の表面には「標的物質が結合可能な物質」が固定化されていると共に、かかる珪素含有物質が存在することになる。

「標的物質が結合可能な物質」を粒子本体に固定化させる手法の一例を説明すると、例えば、粒子本体の表面にエポキシ基やアミノ基を有するシランカップリング剤を反応させることによって、「標的物質が結合可能な物質」を粒子に固定化させることができる。

同様に、「標的物質が結合可能な官能基」を粒子本体に固定化させる手法は、特に制限されるものではなく、「標的物質が結合可能な官能基」を粒子に結合または付着させることができるものであれば、いずれの手法を用いてもよい。例えば、必要に応じて、「標的物質が結合可能な官能基」を化学的に処理して別の官能基に変換し、反応性や吸着性等を変更してもよい。「標的物質が結合可能な物質」と同様に、「標的物質が結合可能な官能基」を粒子本体に直接的に結合または付着させるだけでなく、必要に応じて、珪素含有物質（例えばシロキサン、シランカップリング剤およびケイ酸ナトリウムなど）、標的物質が結合もしくは付着可能な官能基を有する樹脂等の他の物質を予め粒子本体に付着または導入したり、あるいは、粒子本体の表面に貴金属被着処理を施した上で標的物質が結合もしくは付着可能な官能基を有する含硫黄化合物等の他の物質を予め粒子本体に付着または導入したりすることによって、「標的物質が結合可能な官能基」を粒子本体に固定化させ易くしてもよい。例えば、珪素含有物質を用いた場合では、粒子本体の表面には「標的物質が結合可能な官能基」が固定化されていると共に、かかる珪素含有物質が存在することになる。

以下では、「標的物質が結合可能な官能基」を粒子に固定化する手法の一例として、シロキサンを用いた手法を説明する。

《シロキサンを用いた官能基の固定化》
この手法は、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（以下では「ＴＭＣＴＳ」と略称する）で粒子本体の表面を予め被覆する手法である。かかる手法は、ＴＭＣＴＳ膜が粒子本体の表面に一層だけ形成された時点で、反応を終了する特徴を有している。

（前処理工程）
まず、有機溶剤中に前駆体粒子を分散させることによって得られる分散液にＴＭＣＴＳを加える。この際、粒子表面にＴＭＣＴＳが１層形成されるのに充分な量のＴＭＣＴＳを加える。次いで、分散液をエバポレートして分散液から溶媒を除去し、真空デシケーター中で粒子を加熱乾燥させ、その後、１５０℃の恒温槽中にて加熱する。用いる有機溶剤は、エバポレータで蒸発しやすい沸点の低いものであれば、いずれの種類の有機溶剤でもよく、例えば、トルエン、ヘキサンまたはベンゼン等を挙げることができる。なお、真空デシケーター内部が加熱乾燥に付されると、化学蒸着法（ＣＶＤ法）と同じ効果がもたらされるので、加熱温度はＴＭＣＴＳが蒸発し、かつ分解等起きない範囲にすることが必要となる。具体的には３０〜８０℃程度の加熱温度が好ましい。最後に行う恒温槽中での加熱工程は、粒子表面に付いたＴＭＣＴＳ同士の反応を進める過程である。温度が高くなりすぎると、ＴＭＣＴＳの分解が生じやすくなると共に、長時間実施すると、引き続いて行う官能基の固定化工程で必要とされる反応点がなくなってしまうので、１００〜２００℃の加熱温度および２時間以内の反応時間が好ましい。なお、粒子が疎水性となることから、粒子表面にＴＭＣＴＳ膜が形成されたことを確認できる。

（官能基の固定化工程）
上述の前処理工程に引き続いて、官能基の固定化工程を実施する。固定化する官能基を含んだ化合物は、その末端に二重結合が存在することが必要であるが、それ以外は特に制限はない。例えば、用いる化合物において官能基と二重結合部位との間がどのような構造であってもよい。なお、官能基は一つとは限らず、複数であってもかまわない。また、複数の異なる種類の官能基を固定化してもかまわない。

例えばエポキシ基またはカルボキシル基等の官能基を固定化する反応過程では、ＴＭＣＴＳに含まれるＳｉ−Ｈの部分と、エポキシ基またはカルボキシル基等の官能基を含む化合物の二重結合部とが相互に反応して官能基が粒子表面に導入されることになる。具体的な操作としては、前処理工程で得られた粒子を溶媒中に分散させ、加温状態で、反応触媒と固定化すべき官能基を持つ化合物とを添加し、数時間反応させる。用いる溶媒は、固定化すべき官能基を持つ化合物が溶解できると共に、６０℃以上に加温でも安定した反応速度が得られるものであれば、いずれの種類の溶媒であってもよく、例えば、水、エチレングリコールなどが挙げられる。同様に、反応触媒も上述の反応を促進させるものであれば、いずれの種類の触媒を用いてもよく、例えば、塩化白金酸などを用いることができる。

次に、以下では、「ポリマーが粒子本体に被着している粒子」の態様について説明する。

ある好適な態様では、ポリマーが粒子本体の表面の一部に被着しており、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」が粒子本体および／またはポリマーの表面に固定化されている。また、別の態様では、ポリマーが粒子本体の表面全体を被覆しており、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」がポリマーの表面に固定化されている。ポリマーが粒子本体の表面全体を被覆している場合、粒子の有する形態に基づいて、粒子を「内包粒子」または「コア−シェル構造の粒子」と呼ぶこともできる。

粒子本体表面に被着しているポリマーは、「標的物質が結合可能な物質」または「標的物質が結合可能な官能基」の固定化に寄与するものが好ましく、「標的物質が結合可能な物質」または「標的物質が結合可能な官能基」の種類、粒子の使用条件、その他必要な特性等により、任意に選択することができる。代表的な被着ポリマーを例示すれば、ポリスチレンまたはその誘導体、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアリルアミンおよびポリエチレンイミンから成る群から選択される少なくとも１種以上の合成高分子化合物を挙げることができる。なお、このような合成高分子化合物に限定されず、これらの変性物または共重合体であってもかまわない。更には、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースもしくはアルギン酸ナトリウム等の半合成高分子化合物、または、キトサン、キチン、デンプン、ゼラチンもしくはアラビアゴム等の天然高分子化合物等のポリマーであってもかまわない。尚、「標的物質が結合可能な物質」または「標的物質が結合可能な官能基」が結合または付着できる官能基が予め導入されているポリマーであってもよい。

粒子表面または粒子内部からの金属イオン（即ち、粒子本体を構成している金属のイオン）の溶出を抑えることを主たる目的とする場合には、粒子本体を構成する各種分子または金属イオン等が透過しにくい被着ポリマーを選択すればよく、例えば、水系で粒子を使用する場合には、水が透過しにくいポリスチレン、ポリメタクリル酸アルキル、ポリビニルエーテルまたはポリ酢酸ビニルなどのポリマーを選択すればよい。

本明細書において「被着」とは、粒子表面の少なくとも一部にポリマーが付着または存在している態様を実質的に意味しており、ポリマーが必ずしも粒子本体の表面全体に付着または存在してなくてもよい。但し、好ましい態様では、粒子本体がポリマー被膜に内包されるように、粒子本体の表面全体がポリマーで被覆されている。粒子本体の表面全体がポリマーで被覆されていると、ポリマー表面に固定化すべき「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」をより多くすることができる点で好ましいだけでなく、粒子本体の構成材料に起因する金属イオン（即ち、粒子本体を構成する金属のイオン）等の溶出をより抑えることが可能となる点で好ましい。

ポリマーを粒子本体に被着させる手法は、特に制限されるものではなく、ポリマーを粒子本体表面に付着することができるものであれば、いずれの手法を用いてもよい。例えば、以下の手法を挙げることができる。
（１）前駆体粒子の表面から重合を開始する手法
（２）前駆体粒子の存在下で重合を行い、重合物を粒子表面に析出させる手法
（３）モノマーエマルジョン中に前駆体粒子を内包して重合を行う手法
（４）予め重合して得ておいたポリマーの溶液に前駆体粒子を混合させ、粒子表面にポリマーを析出させる手法

上記手法をより具体的に説明すると、（１）の手法では、前駆体粒子の表面に開始剤や連鎖移動剤を結合または吸着させて、粒子表面からポリマーを伸張させることによって、前駆体粒子の表面にポリマーを被着させる。（２）の手法では、重合反応の進行とともに析出するモノマーを用いて前駆体粒子の存在下で重合を行うことによって、前駆体粒子の表面にポリマーを被着させる。ポリマーと粒子とが引き合うように各々の電荷を選択したり、粒子表面に重合性二重結合を固定しておく等によって被着をより効率的に行うことができる。（３）の手法では、モノマーエマルジョンを形成し得るモノマーと溶剤との組合せを選択し、それにより得られるモノマーエマルジョン中に前駆体粒子を内包させて重合することによって、粒子表面にポリマーを被着させる。この場合、前駆体粒子がモノマーエマルジョン中に優先的に存在するように、モノマーに馴染みをよくする表面処理や界面活性剤等を用いるとよい。また、（４）の手法では、ポリマー溶液中に前駆体粒子を混入し、貧溶剤を加えたり、ｐＨを変化させたり、塩を多量に加えたりすることによってポリマーの溶解性を低下させて析出させることによって、前駆体粒子の表面にポリマーを被着させる。この場合も電荷の選択や重合性二重結合の固定等の手法は有効である。また、前駆体粒子を電荷の異なるポリマー溶液に交互に浸して、粒子表面に積層を形成してもよい。

尚、上述のような手法では、マイクロカプセル化手法、エマルジョン重合等の種々の方法が従来公知であり、それらを用いて実施することができる。

ポリマーの被着処理に先立って、前駆体粒子の表面に特定の処理を施してもよい。例えば、磁性化処理の他、金属もしくは無機物によるコート処理、界面活性剤の吸着処理、シランカップリング剤もしくはチタンカップリング剤等の反応性物質を用いた処理、シロキサン被覆処理およびシロキサン中のＳｉ−Ｈへの官能基導入処理（ヒドロシリル化反応）、酸処理もしくはアルカリ処理、溶剤洗浄処理、または、研磨処理等を施してもよい。これらの処理により、前駆体粒子の表面の汚れの除去、前駆体粒子の表面の電荷の制御、粒子表面への反応性官能基の導入が行われるので、ポリマーの被着効率が向上したり、被着ポリマーと粒子表面との密着性が向上したりする。尚、シロキサンまたはシランカップリング剤等の珪素含有物質を用いた場合では、粒子の本体表面には「標的物質が結合可能な物質または官能基」および被着ポリマーの他に、かかる珪素含有物質が存在すること（例えば、珪素化合物が粒子本体表面と被着ポリマー表面との間に介在し得ること）になることを理解されよう。開始剤および／または重合性二重結合を前駆体粒子の表面に予め結合または吸着させて重合を行うと、被着ポリマーの表面析出が生じやすくなるので、ポリマーの被着処理に有利となり得る。その他、非特異結合の低減、金属イオン等の溶出の抑制、密度の調整、色や蛍光等の付与等、別の特性を付与するための処理を施してもよい。

被着ポリマーには架橋処理を施してもよい。被着ポリマーが架橋されると、被着ポリマーの耐久性、耐溶剤性または低膨潤性等の特性が向上し得る。架橋の方法は特に制限されないが、代表的な手法を分類すると、以下のようになる。
（１）ａ．前駆体粒子へのポリマー被着処理に際して架橋、ｂ．被着処理後に架橋
（２）ａ．架橋剤を添加（室温や低温で進行する架橋も含む）、ｂ．架橋性官能基をポリマー中に導入
（３）ａ．熱架橋、ｂ．放射線架橋

上記手法（１）、（２）および（３）は種々に組み合わせることができることに留意されたい。例えば、（１）ａかつ（２）ａかつ（３）ａの３つを組み合わせる例としては、前駆体粒子の表面から重合を開始したり重合物を前駆体粒子の表面に析出させたりしてポリマーを被着させる処理に際して２官能性のモノマーを含めて加熱処理を行う手法、または、モノマーエマルジョン中に前駆体粒子を内包して重合を行う処理に際して２官能性のモノマーを含めて加熱処理を行う手法を挙げることができる。また、（１）ｂかつ（２）ａかつ（３）ａの３つを組み合わせる例としては、カルボキシル基を有するポリマーの析出またはカルボキシル基を有するモノマーの重合によって前駆体粒子を被着させる系において、被着後に多官能性エポキシ架橋剤を添加し、熱を加えて架橋させる手法を挙げることができる。なお、同様の系においてカルボキシル基の代わりに水酸基、エポキシ架橋剤の代わりにイソシアネート架橋剤を用いて架橋させる手法も考えられる。（２）ｂに属する例としては、被着ポリマー中にエポキシ基、イソシアネート基または二重結合等を導入する手法が挙げられる。ここで、エポキシ基またはイソシアネート基の導入には（３）ａを用いることができ、二重結合の導入には（３）ｂを用いることができる。

被着ポリマーが用いられる場合、粒子の本体表面および／または被着ポリマー表面に「標的物質が結合可能な物質」または「標的物質が結合可能な官能基」が固定化されていることを理解されよう。

粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において「標的物質が結合可能な官能基」を固定化させる手法は、特に制限されるものではなく、「標的物質が結合可能な官能基」を粒子本体に結合または付着させることができるものであれば、いずれの手法を用いてもよい。更に、「標的物質が結合可能な官能基」の固定化は、ポリマーの被着処理前、被着処理中または被着処理後のいずれに行ってもよい。

粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において「標的物質が結合可能な官能基」を固定化させる手法としては、例えば、被着すべきポリマーの重合反応に際して、「標的物質が結合可能な官能基」を有するモノマーを重合または共重合させる方法がある。この場合、「標的物質が結合可能な官能基」を有するモノマーの例としては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノアルキル、（メタ）アクリル酸イソシアナートアルキル、ｐ−スチレンスルホン酸（塩）、ジメチロールプロパン酸、Ｎ−アルキルジエタノールアミン、（アミノエチルアミノ）エタノールまたはリジン等を挙げることができる。

粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において「標的物質に対する結合性がより高い官能基」を固定化したい場合には、上記手法で被着ポリマーに導入された官能基ａに対して反応性を有する他の官能基ｂと「標的物質に対する結合性がより高い官能基ｃ」との２つの官能基を有する化合物を、粒子に付加的に導入してもよい。この場合、官能基ａと官能基ｂとが結合することによって、「標的物質に対する結合性がより高い官能基ｃ」が固定化された粒子を得ることができる。また、被着ポリマー表面と「標的物質が結合可能な官能基」との間を離したい場合または粒子本体表面と「標的物質が結合可能な官能基」との間を離したい場合（即ち、「リンカー」を導入したい場合）にも同様に、導入された官能基ａに対して反応性を有する他の官能基ｂと「標的物質が結合可能な官能基」との２つの官能基を有する化合物を、官能基ａが導入された粒子に付加的に導入してもよい（この場合も同様に、官能基ａと官能基ｂとの結合を介して「標的物質が結合可能な官能基」が粒子に固定化される）。尚、このような化合物の導入を２回以上繰り返し行って、リンカーをより長くしてもよい。被着ポリマー表面と「標的物質が結合可能な官能基」との間がより離れると、又は、粒子本体表面と「標的物質が結合可能な官能基」との間がより離れると、「標的物質が結合可能な官能基」の自由度が高まって、その反応性が向上するだけでなく、標的物質の自由度も高まって標的物質の機能が抑制されない等の有利な効果を期待できる。被着ポリマー主鎖から官能基までの原子数をリンカーの長さと定義すると、リンカーの長さは原子５個以上５０個以下で上記の効果が特に期待できる。ちなみに、リンカーの主鎖としては、生態関連物質等の非特異吸着性の低いもの（例えばポリエチレングリコール鎖）を用いることが特に好ましい。

粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において「標的物質が結合可能な物質」を固定化させる手法は、特に制限されるものではなく、「標的物質が結合可能な物質」を粒子に結合または付着させることができるものであれば、いずれの手法を用いてもよい。「標的物質が結合可能な物質」の固定化も、ポリマーの被着処理前、被着処理中または被着処理後のいずれに行ってもよい。

例えば、上述の「標的物質が結合可能な官能基」を導入する手法と同様な手法で、「標的物質が結合可能な物質」を粒子に固定化させることができる。一例を挙げると、「標的物質が結合可能な物質」と結合性を有する官能基を粒子本体表面または被着ポリマー表面に予め導入し、その官能基を介して「標的物質が結合可能な物質」を粒子に固定化することができる。また、被着ポリマーとして疎水性ポリマーを用い、「標的物質が結合可能な物質」として疎水性のものを用いると、水中においては疎水性の物質同士が吸着する所謂「疎水性相互作用」が生じることになるので、疎水性の「標的物質が結合可能な物質」を被着ポリマー表面に固定化させることができる。

次に、以下において、粒子と標的物質との結合態様について説明する。粒子と標的物質とを共存させると、「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」と標的物質との間に働く吸着力または親和力によって、標的物質が粒子に結合することになる。以下分類して説明するため、「吸着」を「化学吸着」と同義とする。

「吸着力」に起因して、標的物質が粒子に結合する態様の一例としては、「標的物質」がアビジンであり、粒子本体がジルコニアから形成されており、「標的物質を結合させることができる物質または官能基」がエポキシ基である場合である。

「親和力」に関しては、標的物質との間に働く親和力の種類に基づいて、粒子本体表面に固定化されている「標的物質を結合させることができる物質または官能基」を大きく次の５つに分類できる（尚、各分類において挙げる物質または官能基は、あくまでも例示にすぎず、その他の物質または官能基も考えられることに留意されたい）。尚、そのような親和力に起因する場合、「標的物質を結合させることができる物質または官能基」は、以下では「親和性を有する物質または官能基」と呼ぶ。

（１）標的物質との間に働く親和力が、静電相互作用、π−π相互作用、π−カチオン相互作用または双極子相互作用に起因する「親和性を有する物質または官能基」の例
シリカ、活性炭、スルホン酸基、カルボキシル基、ジエチルアミノエチル基、トリエチルアミノエチル基、フェニル基、アルギニン、セルロース、リジン、ポリリジン、ポリアミド、ポリ（Ｎ-イソプロピルアクリルアミド）、クラウンエーテルもしくはπ電子を有する環状化合物、または、それらの官能基誘導体、酸素結合体もしくは蛍光プローブ結合体など
（２）標的物質との間に働く親和力が疎水相互作用に起因する「親和性を有する物質または官能基」の例
アルキル基、オクタデシル基、オクチル基、シアノプロピル基もしくはブチル基またはフェニル基、または、それらの官能基誘導体、酸素結合体もしくは蛍光プローブ結合体など
（３）標的物質との間に働く親和力が水素結合に起因する「親和性を有する物質または官能基」の例
ＤＮＡ、ＲＮＡ、Ｏｌｉｇｏ（ｄＴ）、キチン、キトサン、アミロース、セルロース、デキストリン、デキストラン、プルラン、多糖、リジン、ポリリジン、ポリアミド、ポリ（Ｎ-イソプロピルアクリルアミド）もしくはβ-グルカン、または、それらの官能基誘導体、酸素結合体もしくは蛍光プローブ結合体など
（４）標的物質との間に働く親和力が配位結合に起因する「親和性を有する物質または官能基」の例
イミノジ酢酸、ニッケル、ニッケルイオン、ニッケル錯体、コバルト、コバルトイオン、コバルト錯体、銅、銅イオンもしくは銅錯体、または、それらの酸素結合体もしくは蛍光プローブ結合体など
（５）標的物質との間に働く親和力が生化学的相互作用に起因する「親和性を有する物質または官能基」の例（生化学的相互作用：生体分子に関する相互作用を含むものであって、抗原・抗体反応、リガンド・レセプター結合、水素結合、配位結合、疎水相互作用、静電相互作用、π−π相互作用、π−カチオン相互作用、双極子相互作用およびファンデルワールス力などが単独または二種以上で連係して働く相互作用）
抗原、抗体、レセプター、リガンド、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジンニュートラアビジン、シリカ、活性炭、ケイ酸マグネシウム、ハイドロキシアパタイト、アルブミン、アミロース、セルロース、レクチン、プロテインＡ、プロテインＧ、Ｓタンパク質、デキストリン、デキストラン、プルラン、多糖、カルモジュリン、ニッケル、ニッケルイオン、ニッケル錯体、コバルト、コバルトイオン、コバルト錯体、銅、銅イオン、銅錯体、ゼラチン、Ｎ-アセチルグルコサミン、イミノジ酢酸、アミノフェニルホウ酸、エチレンジアミン二酢酸、アミノベンズアミジン、アルギニン、リジン、ポリリジン、ポリアミド、ジエチルアミノエチル基、トリエチルアミノエチル基、ＥＣＴＥＯＬＡ-セルロース、フィブロネクチン、ビトロネクチン、アルギニン-グリシン-アスパラギン（ＲＧＤ）酸配列を含むペプチド、ラミニン、ポリ（Ｎ-イソプロピルアクリルアミド）、コラーゲン、コンカナバリンＡ、アデノシン５'リン酸（ＡＴＰ） 、ＡＤＰ、ＡＴＰ、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、アクリジン色素、アプロチニン、オボムコイド、トリプシンインヒビターやプロテアーゼインヒビター等のインヒビター類、ホスホリルエタノールアミン、フェニルアラニン、プロタミン、シバクロンブルー、プロシオンレッド、ヘパリン、グルタチオン、ＤＩＧ、ＤＩＧ抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、Ｏｌｉｇｏ（ｄＴ）、キチン、キトサン、β-グルカン、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、ヒアルロン酸、エラスチン、セリシンもしくはフィブロイン、または、それらの官能基誘導体、酸素結合体もしくは蛍光プローブ結合体など

上述の分類から分かるように、本明細書で用いる「親和性を有する」とは、標的物質と粒子に固定化される物質または官能基との間に、静電相互作用、π−π相互作用、π−カチオン相互作用、双極子相互作用、疎水相互作用、生化学的相互作用、水素結合または配位結合などがもたらされることを実質的に意味している。粒子本体に固定化される物質または官能基の種類によっては、上述の親和性を２種以上兼ね備える場合があり、上述の分類で重複する物質または官能基が存在する場合がある点に留意されたい。また、上述の分類に必ずしも限定される必要はなく、標的物質に対して作用し、標的物質を粒子表面またはその近傍に存在させる機能を有するものであれば、いずれの物質または官能基を粒子に固定化させてもよい（一例を挙げるとすると、標的物質との相補的な形状に起因して親和性を有するものが考えられる）。

前駆体となる粒子の表面に「標的物質に対して親和性を有する物質または官能基」を固定化させる態様または方法は何ら制限されるものではない。例えば、高分子、無機化合物、低分子リンカーまたはカップリング剤等を介在させることによって、「標的物質に対して親和性を有する物質または官能基」を未固定の粒子表面に結合作用、吸着作用または吸収作用で固定化することができる。また、粒子の一般的な被覆法を用いることによっても「標的物質に対して親和性を有する物質または官能基」を未固定の粒子表面に固定化することができる。

「標的物質に対して親和性を有する物質」を粒子本体に固定化させる手法の一例を説明する。例えば、「標的物質に対して親和性を有する物質」として抗体を用いた場合、前述のシロキサンを用いた官能基の固定化の手法によって、シロキサンのＳｉ−Ｈの部分に二重結合とエポキシ基有する化合物（グリシジルメタクリレート）を反応させ、粒子表面にエポキシ基を固定化する。さらに、得られた粒子を水中で抗体と撹拌することによって、抗体を粒子に固定化できる。

また、「標的物質に対して親和性を有する官能基」を粒子表面に固定化する手法も、例えば、前述したようなシロキサンを用いた手法で行うことができる。

次に、以下において、本発明のマイクロデバイスについて詳細に説明する。本発明のマイクロデバイスは、上述した粒子と「複数の窪みが設けられた部材」とを有して成り、複数の窪みは前記粒子を収容できるように構成されている。

「複数の窪みが設けられた部材」は、好ましくは、かかる部材の少なくとも１つの面に複数の窪みが整列して設けられている部材であり、例えば、ウェルプレート部材またはバイオあるいはケミカルチップなどである。ウェルプレート部材には、マイクロウェルプレート、マイクロプレート、ディープウェルプレート、シャローウェルプレート、マルチウェルプレートまたはマイクロタイタープレート等が含まれる。また、バイオあるいはケミカルチップには、一般にバイオ分野または医療分野等で計測または検査等の用途に用いられるバイオチップ、ケミカルチップ、リアクターチップ、ＤＮＡチップ、タンパクチップ、細胞チップ、センシングチップ、前処理チップ、μＴＡＳチップまたはバイオケミカル流体システム等が含まれる。

「複数の窪みが設けられた部材」がウェルプレート部材である場合、窪みは「ウェル」のことを実質的に指している。このような窪みは、アプリケーション（または用途）に応じて必要な個数設ければよく、例えば、１０個程度〜１千万個程度の窪みが部材に整列して設けられる。窪みの開口面の形状（即ち、「窪みの上方から窪みを見た場合の形状」あるいは「部材の表面に対して水平な面で窪みを切り取った場合の断面形状」）は、特に制限はなく、例えば、図１に示すように、円形（図１（ａ））、楕円形（図１（ｂ））、菱形（図１（ｃ））、矩形（図１（ｄ））、四角形（図１（ｅ））または正六角形（図１（ｆ））などの多角形などであってよい。また、窪みの深さ方向の断面形状も特に制限はなく、図２に示すように、四角形（図２（ａ））、矩形（図２（ｂ））、三角形（図２（ｃ））、台形（図２（ｄ））、円形（図２（ｅ））または楕円形（図２（ｆ））などであってよい。更には、開口部や底面部のエッジ部分が曲線的に形成されていてもよい（図２（ｇ）参照）。

粒子の個々の位置が確定されるように、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際、１つの窪みに対して複数の粒子を入れても良いが、特に予めビーズごとに異なる物質を結合させたり異なる処理を施した場合等、１つの窪みに対して１つの粒子が入るのが望ましい場合が多い（図３参照）。それゆえ、窪みの開口面を水平にして１個の窪みに１個の粒子が収容される場合を想定した際、窪みの開口面が前記粒子の中心より高いか又は同じ高さ（もしくは同等の高さ）の場合には粒子の中心を通る水平面で切り取られる窪みの断面形状に対して内接する円の直径Ｄ１が粒子の平均サイズｄの１００％〜１９０％であることが好ましい（以下では「ケースＡ」と称す）。換言すれば、ケースＡではＤ１＝１．０ｄ〜１．９ｄであることが好ましい。あるいは、同様の想定において、窪みの開口面が粒子の中心より低い場合には、窪みの開口部形状に内接する円の直径Ｄ２が、粒子の平均サイズｄの１０〜１９０％であることが好ましい（以下では「ケースＢ」と称す）。換言すれば、ケースＢではＤ２＝０．１ｄ〜１．９ｄであることが好ましい。

Ｄ２が粒子の平均サイズｄの１０％より小さいと粒子を安定に窪み内に保持することが難しくなる一方、Ｄ１およびＤ２が粒子の平均サイズｄの１９０％より大きいと１つの窪みに粒子が２個並びやすくなるため個々の粒子の位置を特定することが難しくなる。つまり、Ｄ１が平均サイズｄの１００％〜１９０％であると共に、Ｄ２が粒子の平均サイズｄの１０％〜１９０％であると、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際、窪みの各々に粒子がそれぞれ１個ずつ収容されることになる。尚、Ｄ１は、粒子の平均サイズｄの１００〜１７５％であることがより好ましく、粒子の平均サイズｄの１００〜１５０％であることが更に好ましく、Ｄ２は、粒子の平均サイズｄの３５〜１７５％であることがより好ましく、粒子の平均サイズｄの５０〜１５０％であることが更に好ましい。

ここで、上記「ケースＡ」および「ケースＢ」について更に詳細に説明すると次のようになる。まず、ケースＡについて「窪みの開口面を水平にして１個の窪みに１個の粒子が収容される場合」とは、図４（ａ）に示すような態様である。図４（ａ）の断面図における「ＰＬ１」が、水平に設けられた窪みの開口面に相当する。次に、ケースＡについて「粒子の中心を通る水平面で切り取られる窪みの断面形状」とは、図４（ｂ）に示す「ＰＬ２」の面で切り取られる窪みの断面形状（点線で表されたＳ_Ａ）のことを意味している。そして、ケースＡについて「窪みの断面形状に対して内接する円」とは、図４（ｃ）に示すように、実線で表された円Ｃ_Ａのことを意味しており、かかる円Ｃ_Ａの直径がＤ１に相当する。つまり、このＤ１が粒子の平均サイズｄの１００〜１９０％となっているものが「ケースＡ」である。次に、「ケースＢ」について説明する。ケースＢについて「窪みの開口面が粒子の中心より低い場合」とは、図５（ａ）に示すように、粒子が窪みに収容された際に窪みの開口面ＰＬ１が粒子の中心ＣＥｐよりも下方に存在する場合のことを実質的に意味している。そして、ケースＢについて「窪みの開口部形状」とは、図５（ｂ）にて点線で表わされた「Ｓ_Ｂ」のことを意味している。それゆえ、ケースＢについて「窪みの開口部形状に対して内接する円」とは、図５（ｃ）に示す実線で表された円Ｃ_Ｂのことを意味しており、かかる円の直径がＤ２に相当する。つまり、このＤ２が粒子の平均サイズｄの１０〜１９０％となっているものが「ケースＢ」である。ちなみに、Ｄ２が粒子の平均サイズｄの１００％〜１９０％の場合、粒子および窪みは図５（ｄ）に示すような態様を有し得る。

窪み内部の側壁面の傾きが窪みの開口面に対して９０°より小さい角度となっている場合、粒子が内壁に衝突したときや押さえつけられたときに粒子が窪みから出る方向に力が働くため、一旦収容された粒子が窪みから出やすいといえる。本発明のマイクロデバイスに利用されている密度の高い粒子の場合には、重力が強く働くため、密度の低い粒子に比べて窪みから飛び出すことが抑制される。換言すれば、窪み内部の側壁面の傾きが窪みの開口面に対して９０°より小さい角度のときに、本発明の効果がより発揮されるといえる。尚、かかる角度が小さいと粒子はより窪みに入りやすいだけでなく、「標的物質を含んだ試料」等も窪み内部まで流れやすいため、種々のアプリケーションで有利な効果が奏される。

ここで、窪み内部の側壁面の傾きが、窪みの開口面に対して５°〜８８°であるときに特に本発明の効果が高く好ましい。窪み内部の側壁面の傾きが５°より小さいと粒子を安定に窪みに保持することが難しく、窪み内部の側壁面の傾きが８８°より大きいと密度の低い粒子でも粒子を安定に窪みに保持することが可能となり優位性はあるものの、かかる優位性が相対的に小さくなるからである。窪み内部の側壁面の傾きは、より好ましくは１０°〜８５°であり、更に好ましくは２５°〜８０°である。ここで、本明細書にいう「窪みの側壁面の傾き」または「窪み内部の側壁面の傾き」とは、図６（ａ）に示すように窪み内部の側壁面の断面が直線的である場合、窪みの開口面ＰＬ１と窪み内部の側壁面とが成す角度α１を実質的に意味しており、図６（ｂ）に示すように窪み内部の側壁面の断面が曲線的である場合、図６（ｃ）に示すように曲線Ｕの接線ＴＬと窪みの開口面ＰＬ１とが成す角度のうち最大となる角度α２のことを実質的に意味している。

上記と同様、窪みの深さが浅いと、粒子が内壁に衝突したときや押さえつけられたときに粒子が窪みから出る方向に力が働くため、一旦収容された粒子が窪みから出やすいといえる。本発明のマイクロデバイスに利用されている密度の高い粒子の場合には、重力が強く働くため、密度の低い粒子に比べて窪みから飛び出すことが抑制される。換言すれば、本発明のマイクロデバイスでは、窪みの深さが粒子の平均サイズｄの５％〜２００％、例えば、粒子の平均サイズｄの１０％〜１５０％と比較的浅くなっていてもよい。このように窪みの深さが浅い場合、「標的物質を含んだ試料」等も窪み内部まで流れやすいため、種々のアプリケーションで有利な効果が奏される。ここでいう、「窪みの深さ」とは、図２に示すように、窪みの開口面から窪みの最も深い底部までの距離Ｌｄのことを実質的に指している。

尚、図７に示すような「複数の窪み」の開口部のピッチＰｔ（または間隔Ｐｔ）は、好ましくは０〜粒子サイズｄの３倍であり、より好ましくは０〜粒子サイズｄの２倍である。これにより、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際、窪みの各々に粒子がそれぞれ１個ずつ収容されることが促進される。特に本発明のマイクロデバイスは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように複数の窪みのピッチが実質的に０となった態様を有していてもよい（即ち、複数の窪みの開口面が相互に隔たりなく連続している態様であってもよい）。なぜなら、本発明のマイクロデバイスに用いられる粒子は、密度の比較的大きい粒子であり、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際に、自然沈降により速く沈降して窪みに収容され得るので、複数の窪みの間隔が極力狭いことが好適となり得る場合があるからである。

マイクロデバイスの材質はアプリケーションにおいて不具合を生じなければいずれのものでも構わない。マイクロデバイスの材質の代表的な例として、シリコン、ポリジメチルシロキサン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリ環状オレフィン、ポリアクリル酸エステルおよびポリスチレンから成る群から選択される少なくとも１種類以上の材質を挙げることができる。

マイクロデバイスに複数の窪みを設ける手法は、いずれの手法を用いても構わない。代表的な例としては、ドライエッチング、ウェットエッチング、フォトリソグラフィー、（ナノ）インプリント、射出成型等、切削等が挙げられる。また（ナノ）インプリント方式では、ホットエンボス成型（２Ｔ法）またはＵＶ硬化樹脂成型（２Ｐ法）等も好適に利用できる。

ある好適な態様において、本発明のデバイスは、複数の窪みに粒子が予め収容されている。本明細書において「複数の窪みに粒子が収容されている」とは、複数の窪みの少なくとも１部に粒子が収容されている態様を実質的に意味しており、全ての窪みに粒子が収容されていなくてもよい。好ましくは、複数の窪みの各々に対して粒子が１個ずつ予め収容されている。粒子を複数の窪みに予め収容させるには、例えば、粒子が分散した液体（例えば水）を「複数の窪みが設けられた部材」に供給することによって行うことが好ましい。より具体的には、後述する本発明の処理方法の工程（ｉ）で説明する方法によって、粒子を複数の窪みに収容させることが好ましい。ちなみに、粒子を窪みに収容させた後、静置または乾燥等に付すことによって液体の溶媒成分を蒸発させてもよい。

また、別の好適な態様では、「複数の窪みが設けられた部材」は、窪みが設けられた面を少なくとも２つ以上有する部材であってよい。この場合、「窪みが設けられた少なくとも２つ以上の面」は、多段状態で設けられ、相互に流路を介して連通状態にあることが好ましい。

次に、以下において、「マイクロデバイスを利用して標的物質の分析、抽出、精製または反応を行う処理方法」について説明する。

かかる本発明の処理方法は、（ｉ）「複数の窪みが設けられた部材」を用意し、かかる部材の複数の窪みの各々に対して粒子を１個ずつ収容させる工程、および、（ｉｉ）窪みに収容された粒子に対して、標的物質を含んで成る試料を供給し、粒子と試料とを接触させる工程を実質的に含んで成る。

工程（ｉ）では、図９に示すように、「粒子１２が分散した液体」を「複数の窪みが設けられた部材」に供給することによって、複数の窪みの各々に対して粒子を１個ずつ収容させる（尚、複数の窪みの少なくとも１部に粒子が収容されればよく、必ずしも全ての窪みに粒子が収容されなくてもよい）。「複数の窪みが設けられた部材」は、上述したように、例えば、ウェルプレート部材またはバイオあるいはケミカルチップなどである。「粒子が分散した液体」は、好ましくは、水、アルコール類、ＤＭＦやＤＭＳＯ等の有機溶剤およびこれらを主成分とするバッファー等から成る群から選択される少なくとも１種類の媒体に対して粒子を分散させることによって調製してよい。液体中の粒子の含量は、０．１〜５０体積％であることが好ましい。

「粒子が分散した液体」を「複数の窪みが設けられた部材」に対して供給するに際しては、図１０（ａ）に示すような態様で行うことが好ましい。つまり、「複数の窪みが設けられた部材１０」に対して、蓋部材２０を設け、それらの間を通過するように「粒子が分散した液体３０」を一定方向に向かって、あるいは往復させたり、これを繰り返したり、さらに供給後に傾きや振動や運動を与えたり、磁性を有する場合には磁場を加えたりして、供給することが好ましい。尚、蓋部材２０には、複数の窪みに対応する位置に凸が設けられていてもよい。

本発明の処理方法では、粒子の密度が比較的大きいことに起因して、「粒子が分散した液体」を「複数の窪みが設けられた部材」に対して供給すると、液体中に含まれる粒子が自然沈降により窪みに収容されることになる。また、粒子の密度が比較的大きいことに起因して、一旦窪みに入ると粒子が窪みから飛び出しにくくなっている。従って、「粒子が分散した液体３０」を「複数の窪みが設けられた部材１０」に供する際の液体３０の流れに自由度がもたらされることになる（例えば、比較的速い速度で液体３０を流したとしても、粒子が窪みに収容されることなる）。尚、窪みの大きさは、上述したように、好ましくはＤ１またはＤ２が粒子の平均サイズｄの１０〜１９０％となっているので、窪みの各々に対して粒子がそれぞれ１個ずつ収容されることになる。

工程（ｉｉ）では、「複数の窪みが設けられた部材」に対して、「標的物質を含んで成る試料」を供給することによって、試料と粒子とを接触させる。具体的には「複数の窪みに設けられた粒子１２」と「標的物質を含んで成る試料４０」との接触がもたらされるように、試料４０が、部材１０と蓋部材２０との間を通るように一定方向に向かって流される（図１０（ｂ）参照）。尚、試料と粒子とが接触することによって、試料中に含まれている標的物質が粒子に結合することになる。

本発明の処理方法では、粒子の密度が比較的大きいことに起因して、工程（ｉｉ）で試料が流されたとしても、粒子が窪みから飛び出しにくく、一定の位置に保持される傾向を有している。つまり、「標的物質を含んで成る試料４０」を「複数の窪みが設けられた部材１０」に供する際の試料４０の流れの自由度が大きいといえる（例えば、比較的速い速度で試料４０を流したとしても、粒子が窪みに収容されたまま維持される）。また、本発明の処理方法では、粒子の密度が比較的大きいことに起因して、窪み内部の側壁面の傾きを浅くすることができたり（具体的には、図６（ａ）に示す角度α１または図６（ｃ）に示す角度α２を小さくすることができる）、あるいは、窪みの深さをより浅くすることができるので、工程（ｉｉ）において、試料が窪みの内部へと容易に又は十分に流入することができ、結果的に、粒子と試料中の標的物質との結合がより促進されるという効果が奏される。

工程（ｉｉ）が行われた後では、標的物質が固定化された粒子を得ることができるので、それを用いたり又は応用したりすること等によって、細胞、蛋白質、核酸または化学物質等の種々の標的物質の分析、抽出、精製および反応等を行うことが可能となる。より具体的に言うと、例えば、「標的物質の分析を行う方法」では、標的物質に結合する酵素、蛍光色素、磁性体などを結合させた抗体等をマーカーとして標的物質量を吸光、化学発光、蛍光、または磁気などにより検出することによって、また、標的物質結合時の反応、副生成物等を利用して発光や発色反応を起こさせることにより、標的物質を定量分析または定性分析することができる。また、「標的物質の抽出を行う方法」または「標的物質を精製する方法」では、粒子を回収した後、「標的物質を粒子からはずし遊離させる物質」を用いることによって又は必要な加熱、冷却などの処理を行うことによって、標的物質を抽出または精製することができる。更に、「標的物質の反応を行う方法」では、「複数の窪みが設けられた部材」の窪みにおいて、混合、加熱、撹拌、紫外線照射などを行うことで、標的物質の反応を実施できる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。

「粒子の自然沈降速度」、「粒子の結合特性」および「窪みに対する粒子の安定保持性」などを確認するために、以下に示す実施例および比較例を実施した。

《粒子の調製》
実施例１〜２０および比較例１〜８では粒子を以下のように調製した。

（実施例１）
実施例１で調製した粒子は、水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１である。まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１を用意した。かかる粒子ｐ_１は、粒径５０μｍ、比表面積０．０２ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_１をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子ｐ_１を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_１が疎水性を有するように変化し、粒子ｐ_１が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１を得た。かかる粒子Ｐ_１は親水性であった。粒子Ｐ_１の比表面積は０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった（粒子Ｐ_１の粒径とｐ_１の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例２）
実施例２で調製した粒子は、水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_２である。粒子Ｐ_２が磁性を有している点で実施例１の粒子Ｐ_１と異なっている。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_２を用意した。かかる粒子ｐ_２は、粒径５０μｍ、比表面積０．０２ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_２を水中に分散させ、得られる分散液に対してシランカップリング剤（信越化学工業製、ＫＢＭ−９０３）を添加することによって、粒子ｐ_２の表面にシランカップリング剤を被着させた。次いで、シプレーファーイスト製Ｐｄ触媒Ｃａｔａｌｙｓｔ−６Ｆを加えて粒子ｐ_２の表面にメッキ核を生成させた。得られた粒子を１．２Ｎ塩酸を用いて洗浄した後、奥野製薬製ニッケルメッキ液トップニコロンＬＰＨを用いて、粒子表面にて磁性ニッケルメッキ層を生成させ、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付した。これ以降は、実施例１と同様の処理を実施して、水酸基が固定化された粒子Ｐ_２を得た。つまり、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。その後、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_２を得た。かかる粒子Ｐ_２は親水性であった。粒子Ｐ_２の比表面積は０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった（粒子Ｐ_２の粒径と粒子ｐ_２の粒径との差は測定誤差範囲内）。尚、この粒子Ｐ_２の飽和磁化量を測定したところ４．５Ａ・ｍ^２／ｋｇであった。

（実施例３）
実施例３で調製した粒子は、水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_３である。実施例１とは粒子の調製方法が異なっている。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_３を用意した。かかる粒子ｐ_３は、粒径５０μｍ、比表面積０．０２ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１０ｇの粒子ｐ_３を純水２５ｇに分散させ、得られる分散液に対して、末端にエポキシ基を有する３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３ｇを添加して４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。そして、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_３を得た。かかる粒子Ｐ_３は親水性であった。粒子Ｐ_３の比表面積は０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった（粒子Ｐ_３の粒径と粒子ｐ_３の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例４）
実施例４で調製した粒子は、水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_４である。実施例１および３とは粒子の調製方法が異なっている。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_４を用意した。かかる粒子ｐ_４は、粒径５０μｍ、比表面積０．０２ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１０ｇの粒子ｐ_４を純水２５ｇに分散させ、得られる分散液に対してテトラエトキシシラン５ｇおよびアンモニア水５ｇを添加して４時間攪拌した。その後、末端にエポキシ基を有する３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３ｇを分散液に添加して３時間攪拌を行った。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。その後、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_４を得た。かかる粒子Ｐ_４は親水性であった。粒子Ｐ_４の比表面積は０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった（粒子Ｐ_４の粒径と粒子ｐ_４の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例５）
実施例５で調製した粒子は、アビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_５である。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_５を用意した。かかる粒子ｐ_５は、粒径５０μｍ、比表面積０．０２ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１０ｇの粒子ｐ_５を純水２５ｇに分散させ、得られる分散液を攪拌しながら、末端にエポキシ基を有する３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３ｇを分散液に添加して更に４時間攪拌した。次いで、アセトンで粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、エポキシ基を有するイットリウム添加ジルコニア粒子を得た。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を供し、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_５を得た。得られた粒子Ｐ_５の比表面積は０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった（粒子Ｐ_５の粒径と粒子ｐ_５の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例６）
実施例６で調製した粒子は、アビジンが固定化されたアルミナ粒子Ｐ_６である。実施例５とは原料粒子および調製方法が異なっている。

まず、大明化学工業製のアルミナ粒子ｐ_６を用意した。かかる粒子ｐ_６は、粒径２００μｍ、比表面積０．００８ｍ^２／ｇ、密度３．６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_６をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子ｐ_６を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_６が疎水性を有するように変化し、粒子ｐ_６が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたアルミナ粒子を得た。かかる粒子は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたアルミナ粒子Ｐ_６を得た。得られた粒子Ｐ_６の比表面積は０．００８ｍ^２／ｇであって、密度は３．６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約２００μｍであった（粒子Ｐ_６の粒径と粒子ｐ_６の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例７）
実施例７で調製した粒子は、アビジンが固定化された銅粒子Ｐ_７である。実施例６とは原料粒子が異なっている。

まず、日立金属製の銅粒子ｐ_７を用意した。かかる粒子ｐ_７は、粒径５０μｍ、比表面積０．０１３ｍ^２／ｇ、密度８．９ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_７をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子ｐ_７を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_７が疎水性を有するように変化し、粒子ｐ_７が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化された銅粒子を得た。かかる粒子は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化された銅粒子Ｐ_７を得た。得られた粒子Ｐ_７の比表面積は０．０１３ｍ^２／ｇであって、密度は８．９ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった（粒子Ｐ_７の粒径と粒子ｐ_７の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例８）
実施例８で調製した粒子は、アビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_８である。実施例６および実施例７とは原料粒子が異なっている。原料粒子がイットリウム添加ジルコニアから成る点で実施例５と同じであるが、実施例８は、実施例５とは異なる物性値を有するイットリウム添加ジルコニアを用いている。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_８を用意した。かかる粒子ｐ_８は、粒径３０μｍ、比表面積０．０３ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_８をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子ｐ_８を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_８が疎水性に変化し、粒子ｐ_８が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子を得た。かかる粒子は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_８を得た。得られた粒子Ｐ_８の比表面積は０．０３ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約３０μｍであった（粒子Ｐ_８の粒径と粒子ｐ_８の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例９）
実施例９で調製した粒子は、アビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_９である。原料粒子がイットリウム添加ジルコニアから成る点で実施例５および８と同じであるが、実施例９は、実施例５および８とは異なる物性値を有するイットリウム添加ジルコニアを用いている。

まず、ネツレン（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_９を用意した。かかる粒子ｐ_９は、粒径１５μｍ、比表面積０．０４ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_９をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子ｐ_９を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_９が疎水性に変化し、粒子ｐ_９が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_９を得た。かかる粒子は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_９を得た。得られた粒子Ｐ_９の比表面積は０．０４ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約１５μｍであった（粒子Ｐ_９の粒径と粒子ｐ_９の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例１０）
実施例１０で調製した粒子は、エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着ジルコニア粒子Ｐ_１０である。かかる粒子は、粒子本体の少なくとも一部にポリマーが被着していることを特徴としている。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１０を用意した。かかるジルコニア粒子ｐ_１０は、粒径３０μｍ、比表面積０．０３ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。３ｇのジルコニア粒子ｐ_１０を水／アルコール混合溶液中に分散させ、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．１３ｇを加えて３５℃で約３０分攪拌した。その後、窒素のバブリングを３０分行い、ｐ−スチレンスルホン酸ナトリウム０．１ｇ、過硫酸カリウム０．１ｇ、スチレンモノマー９．４ｇ、グリシジルメタクリレート１．４ｇを加えて７０℃で８時間反応させた。反応終了後、未反応物や沈降の遅い粒子を水洗浄によって除去することによって、エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着ジルコニア粒子Ｐ_１０を得た。得られた粒子Ｐ_１０の比表面積は０．０５ｍ^２／ｇであって、密度は５．５ｇ／ｃｍ^３、粒径は約３０μｍであった（粒子Ｐ_１０の粒径と粒子ｐ_１０の粒径との差は測定誤差範囲内）。尚、得られた粒子Ｐ_１０の比表面積が原料粒子ｐ_１０の比表面積よりも増えているが、これは、一部のポリマーが粒状に被着したことが原因の１つとして考えられる。

（実施例１１）
実施例１１で調製した粒子は、アビジンが固定化されたポリスチレン被着ジルコニア粒子Ｐ_１１である。エポキシ基の代わりにアビジンが固定化されている点が実施例１０の粒子Ｐ_１０と異なっている。

実施例１０で得られた「エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着ジルコニア粒子Ｐ_１０」２００ｍｇを、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液に供し、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたポリスチレン被着ジルコニア粒子Ｐ_１１を得た。得られた粒子Ｐ_１１の比表面積は０．０５ｍ^２／ｇであって、密度は５．５ｇ／ｃｍ^３、粒径は約３０μｍであった（粒子Ｐ_１１の粒径と粒子ｐ_１０の粒径との差は測定誤差範囲内）。尚、得られた粒子Ｐ_１１の比表面積が原料粒子ｐ_１０の比表面積よりも増えているが、これは、実施例１０と同様、一部のポリマーが粒状に被着したことが原因の１つとして考えられる。

（実施例１２）
実施例１２で調製した粒子は、エポキシ基が固定化された架橋ポリスチレン被着ジルコニア粒子Ｐ_１２である。被着ポリマーのポリスチレンが架橋されている点が実施例１０の粒子Ｐ_１０と異なっている。

実施例１０のスチレンモノマーの架橋剤としてジビニルベンゼン０．３ｇを用いた以外は実施例１０と同様な処理を行うことによって、「エポキシ基が固定化された架橋ポリスチレン被着ジルコニア粒子Ｐ_１２」を得た。得られた粒子Ｐ_１２の比表面積は０．０５ｍ^２／ｇであって、密度は５．５ｇ／ｃｍ^３、粒径は約３０μｍであった（粒子Ｐ_１２の粒径と粒子ｐ_１０の粒径との差は測定誤差範囲内）。尚、得られた粒子Ｐ_１２の比表面積が原料粒子ｐ_１０の比表面積よりも増えているが、これは、実施例１０と同様、一部のポリマーが粒状に被着したことが原因の１つとして考えられる。

（実施例１３）
実施例１３で調製した粒子は、エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着の磁性ジルコニア粒子Ｐ_１３である。粒子Ｐ_１３が磁性を有している点で実施例１０の粒子Ｐ_１０と異なっている。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１３を用意した。かかる粒子ｐ_１３は、粒径３０μｍ、比表面積０．０３ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_１３を水中に分散させ、得られる分散液に対してシランカップリング剤（信越化学工業製、ＫＢＭ−９０３）を添加することによって、粒子ｐ_１３の表面にシランカップリング剤を被着させた。次いで、シプレーファーイスト製Ｐｄ触媒Ｃａｔａｌｙｓｔ−６Ｆを加えて粒子ｐ_１３の表面にメッキ核を生成させた。得られた粒子を１．２Ｎ塩酸を用いて洗浄した後、奥野製薬製ニッケルメッキ液トップニコロンＬＰＨを用いて、粒子表面にニッケルメッキ層を生成させ、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付した。これ以降は、実施例１０と同様の処理を実施して、「エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着の磁性ジルコニア粒子Ｐ_１３を得た。得られた粒子Ｐ_１３の比表面積は０．０５ｍ^２／ｇであって、密度は６．５ｇ／ｃｍ^３、粒径は３２μｍであった。また、この粒子Ｐ_１３の飽和磁化量を測定したところ６．５Ａ・ｍ^２／ｋｇであった。尚、得られた粒子Ｐ_１３の比表面積が原料粒子ｐ_１３の比表面積よりも増えているが、これは、実施例１０と同様、一部のポリマーが粒状に被着したことが原因の１つとして考えられる。

（実施例１４）
実施例１４で調製した粒子は、「抗ヒトＣＲＰモノクローナル抗体６４０４」が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１４である。まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１４を用意した。かかる粒子ｐ_１４は、粒径５０μｍ、比表面積０．０２ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_１４をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子ｐ_１４を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_１４が疎水性を有するように変化し、粒子ｐ_１４が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、その粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１４’を得た。かかる粒子Ｐ_１４’は親水性を有していた。

この粒子Ｐ_１４’にトシルクロライドを加え攪拌した。得られた粒子を洗浄し、トシル基活性化ジルコニア粒子を得た。このトシル基活性化ジルコニア粒子に抗ヒトＣＲＰモノクローナル抗体６４０４（ＭｅｄｉｘＢｉｏｃｈｅｍｉｃａ製）を固定化した。尚、ＨＲＰ−Ｒａｂｂｉｔ−Ａｎｔｉ−Ｍｏｕｓｅ ＩｇＧ２a ２次抗体（ＺＹＭＥＤ社製）による発色から粒子表面に抗ヒトＣＲＰモノクローナル抗体６４０４が固定化されていることを確認した。以上の操作によって得られた粒子Ｐ_１４の比表面積は、０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は５０μｍであった。

（実施例１５）
実施例１５で調製した粒子は、水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１５である。実施例１とは粒子の調製方法が異なっている。

まず、ニッカトー（株）製のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１５を用意した。かかる粒子ｐ_１５は、粒径５０μｍ、比表面積０．０２ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_１５を水中に分散させ、得られる分散液に対して、ＫＢＥ−４０２（信越化学工業製）をエタノールに混合させた溶液を滴下した。これにアンモニア水を加え、室温で４時間撹拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１５を得た。かかる粒子Ｐ_１５は親水性であった。粒子Ｐ_１５の比表面積は０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった（粒子Ｐ_１５の粒径と粒子ｐ_１５の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（実施例１６）
実施例１６で調製した粒子は、実施例１の粒子にアビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１６である。

実施例１で得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を供し、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたイットリウム添加ジルコニア粒子Ｐ_１６を得た。得られた粒子Ｐ_１６の比表面積は０．０２ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約５０μｍであった。

（実施例１７）
実施例１７で調製した粒子は、アビジンが固定化されたタングステン粒子Ｐ_１７である。

まず、日立金属製のタングステン粒子ｐ_１７を用意した。かかる粒子ｐ_１７は、粒径１００μｍ、比表面積０．００３ｍ^２／ｇ、密度１９．１ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_１７をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_１７が疎水性を持つように変化し、粒子が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたタングステン粒子ｐ_１７を得た。かかる粒子ｐ_１７は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたタングステン粒子Ｐ_１７を得た。粒子Ｐ_１７の比表面積は０．００３ｍ^２／ｇであって、密度は１９．１ｇ／ｃｍ^３、粒径は約１００μｍであった。

（実施例１８）
実施例１８で調製した粒子は、アビジンが固定化された鉛粒子Ｐ_１８である。実施例１７とは原料粒子のみが異なっている。

まず、大橋鋼球製の鉛粒子ｐ_１８を用意した。かかる粒子ｐ_１８は、粒径８００μｍ、比表面積０．０００６６ｍ^２／ｇ、密度１１．３６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_１８をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｐ_１８が疎水性を持つように変化し、粒子が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化された鉛粒子ｐ_１８を得た。かかる粒子ｐ_１８は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化された鉛粒子Ｐ_１８を得た。粒子Ｐ_１８の比表面積は０．０００６６ｍ^２／ｇであって、密度は１１．３ｇ／ｃｍ^３、粒径は約８００μｍであった。

（実施例１９）
実施例１９で調製した粒子は、アビジンが固定化されたタングステン粒子Ｐ_１９である。実施例１７とは粒子の調整法が異なっている。

まず、日立金属製のタングステン粒子ｐ_１９を用意した。かかる粒子ｐ_１９は、粒径１００μｍ、比表面積０．００３ｍ^２／ｇ、密度１９．１ｇ／ｃｍ^３であった。１０ｇの粒子ｐ_１９を純水２５ｇに分散させ、得られる分散液を攪拌しながら、末端にエポキシ基を有する３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３ｇを分散液に添加して更に４時間攪拌した。次いで、アセトンで粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、エポキシ基を有するタングステン粒子ｐ_１９を得た。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を供し、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたタングステン粒子Ｐ_１９を得た。粒子Ｐ_１９の比表面積は０．００３ｍ^２／ｇであって、密度は１９．１ｇ／ｃｍ^３、粒径は約１００μｍであった。

（実施例２０）
実施例２０で調製した粒子は、アビジンが固定化されたタングステン粒子Ｐ_２０である。粒子Ｐ_２０が磁性を有している点で実施例１７の粒子Ｐ_１７と異なっている。

まず、日立金属製のタングステン粒子ｐ_２０を用意した。かかる粒子ｐ_２０は、粒径１００μｍ、比表面積０．００３ｍ^２／ｇ、密度１９．１ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｐ_２０を水中に分散させ、得られる分散液に対してシランカップリング剤（信越化学工業製、ＫＢＭ−９０３）を添加することによって、粒子ｐ_２０の表面にシランカップリング剤を被着させた。次いで、シプレーファーイスト製Ｐｄ触媒Ｃａｔａｌｙｓｔ−６Ｆを加えて粒子の表面にメッキ核を生成させた。得られた粒子を１．２Ｎ塩酸を用いて洗浄した後、奥野製薬製ニッケルメッキ液トップニコロンＬＰＨを用いて、粒子表面にてニッケルメッキ層を生成させ、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付した。これ以降は、実施例１７と同様の処理を実施して、水酸基が固定化された粒子ｐ_２０を得た。つまり、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。その後、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたタングステン粒子ｐ_２０を得た。かかる粒子ｐ_２０は親水性であった。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を供し、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたタングステン粒子Ｐ_２０を得た。粒子Ｐ_２０の比表面積は０．００３ｍ^２／ｇであって、密度は１９．１ｇ／ｃｍ^３、粒径は約１００μｍであった。尚、この粒子Ｐ_２０の飽和磁化量を測定したところ１３Ａ・ｍ^２／ｋｇであった。

ちなみに、上述の実施例には、エポキシ基を有したシランカップリング剤を用いた例が含まれているが、シランカップリング剤として、メルカプト基、二重結合を有する官能基などを有したものを用いてもよいことに留意されたい。

（比較例１）
比較例１で調製した粒子は、水酸基が固定化された架橋アクリル粒子Ｒ_１である。

まず、綜研化学（株）製の架橋アクリル粒子ｒ_１を用意した。かかる粒子ｒ_１は、粒径３０μｍ、比表面積０．０３３ｍ^２／ｇ、密度１．１９ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｒ_１をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を１ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。次いで、１５０℃の恒温槽中で粒子を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｒ_１が疎水性に変化し、粒子が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、２０ｍｇの塩化白金酸および１ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン２０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。その後、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化された架橋アクリル粒子Ｒ_１を得た。かかる粒子Ｒ_１は親水性を有していた。粒子Ｒ_１の比表面積は０．０３３ｍ^２／ｇであって、密度は１．１９ｇ／ｃｍ^３、粒径は約３０μｍであった（粒子Ｒ_１の粒径と粒子ｒ_１の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（比較例２）
比較例２で調製した粒子は、アビジンが固定化された多孔質ゼオライト粒子Ｒ_２である。

まず、東ソー（株）製のゼオライト粒子（ＨＳＺ−７００）ｒ_２を用意した。かかる粒子ｒ_２は、粒径１８μｍ、比表面積１７０ｍ^２／ｇ、密度２．３ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｒ_２をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を２ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。次いで、１５０℃の恒温槽中で粒子を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｒ_２が疎水性を有するように変化し、粒子が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、２０ｍｇの塩化白金酸および２ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。そして、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン２０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。その後、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化された多孔質ゼオライト粒子ｒ_２を得た。かかる粒子ｒ_２は親水性であった。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化された多孔質ゼオライト粒子Ｒ_２を得た。得られた粒子Ｒ_２の比表面積は１７０ｍ^２／ｇであって、密度は２．３ｇ／ｃｍ^３、粒径は約１８μｍであった（粒子Ｒ_２の粒径と粒子ｒ_２の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（比較例３）
比較例３で調製した粒子は、アビジンが固定化されたシリカ粒子Ｒ_３である。比較例２とは原料粒子が異なっている。

まず、ニップンテクノクラスタ製のシリカ粒子ｒ_３を用意した。かかる粒子ｒ_３は、粒径３．０μｍ、比表面積１．２ｍ^２／ｇ、密度１．９６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｒ_３をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子を１．５時間加熱した。かかる処理によって、シリカ粒子ｒ_３が疎水性に変化し、シリカ粒子ｒ_３が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化されたシリカ粒子シリカ粒子ｒ_３を得た。かかる粒子ｒ_３は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたシリカ粒子Ｒ_３を得た。得られた粒子Ｒ_３の比表面積は１．２ｍ^２／ｇであって、密度は１．９６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約３．０μｍであった（粒子Ｒ_３の粒径と粒子ｒ_３の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（比較例４）
比較例４で調製した粒子は、アビジンが固定化された多孔質構造を持つジルコニア粒子Ｒ_４である。比較例２および３とは原料粒子が異なっている。

まず、ZirChrom社製多孔質ジルコニア粒子（ZirChrom-PHASE）ｒ_４を用意した。かかる粒子ｒ_４は、粒径２５μｍ、比表面積３０ｍ^２／ｇ、密度６ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｒ_４をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｒ_４が疎水性に変化し、粒子ｒ_４が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化された多孔質ジルコニア粒子ｒ_４を得た。かかる粒子ｒ_４は親水性であった。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化された多孔質構造を持つジルコニア粒子Ｒ_４を得た。得られた粒子Ｒ_４の比表面積は３０ｍ^２／ｇであって、密度は６ｇ／ｃｍ^３、粒径は約２５μｍであった（粒子Ｒ_４の粒径と粒子ｒ_４の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（比較例５）
比較例５で調製した粒子は、アビジンが固定化された多孔質シリカ粒子Ｒ_５である。比較例２〜４とは原料粒子が異なっている。

まず、旭硝子エスアイテック製の多孔質シリカ粒子（サンスフェアL-１２１）ｒ_５を用意した。かかる粒子ｒ_５は、粒径１１．５μｍ、比表面積３３６ｍ^２／ｇ、密度２．０ｇ／ｃｍ^３であった。１ｇの粒子ｒ_５をトルエン中に分散させ、得られる分散液に対して1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン（信越化学工業製、ＬＳ−８６００）を０．５ｇ加えた。分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、真空デシケーター中で粒子を５０℃にて４時間放置した。その後、１５０℃の恒温槽中で粒子を１．５時間加熱した。かかる処理によって、粒子ｒ_５が疎水性を有するように変化し、粒子ｒ_５が1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。

引き続いて、得られた粒子を水中に分散させて８０℃に加熱した。これにより得られた分散液に対して、１０ｍｇの塩化白金酸および０．５ｇの共栄社化学製ライトエステルを加えて、８０℃にて４時間攪拌した。次いで、粒子を水洗した後、粒子に対して１０ｗｔ％エタノールアミン１０ｍｌを供することによって得られる分散液を室温下で１２時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面に水酸基が固定化された多孔質シリカ粒子ｒ_５を得た。かかる粒子ｒ_５は親水性を有していた。

引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化された多孔質シリカ粒子Ｒ_５を得た。得られた粒子Ｒ_５の比表面積は３３６ｍ^２／ｇであって、密度は２．０ｇ／ｃｍ^３、粒径は約１１．５μｍであった（粒子Ｒ_５の粒径と粒子ｒ_５の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（比較例６）
比較例６で調製した粒子は、エポキシ基が固定化された架橋アクリル粒子Ｒ_６である。比較例１とは固定化される官能基の点で異なっている。

まず、綜研化学（株）製の架橋アクリル粒子ｒ_６を用意した。かかる粒子ｒ_６は、粒径３０μｍ、比表面積０．０３ｍ^２／ｇ、密度１．１９ｇ／ｃｍ^３であった。１０ｇの粒子ｒ_６を純水２５ｇに分散させ、得られる分散液に対して、末端にエポキシ基を有する３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３ｇを添加して４時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面にエポキシ基が固定化された架橋アクリル粒子Ｒ_６を得た。得られた粒子Ｒ_６の比表面積は０．０３ｍ^２／ｇであって、密度は１．１９／ｃｍ^３、粒径は約３０μｍであった（粒子Ｒ_６の粒径と粒子ｒ_６の粒径との差は測定誤差範囲内）。尚、かかる粒子Ｒ_６は親水性であった。

（比較例７）
比較例７で調製した粒子は、アビジンが固定化された多孔質ゼオライト粒子Ｒ_７である。比較例２とは製造方法が異なっている。

まず、東ソー（株）製のゼオライト粒子（ＨＳＺ−７００）ｒ_７を用意した。かかる粒子ｒ_７は、粒径１８μｍ、比表面積１７０ｍ^２／ｇ、密度２．３ｇ／ｃｍ^３であった。１０ｇの粒子ｒ_７を純水２５ｇに分散させ、得られる分散液に対して、末端にエポキシ基を有する３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３ｇを添加して４時間攪拌した。次いで、粒子を洗浄・濾過・乾燥に付すことによって、表面にエポキシ基が固定化された多孔質ゼオライト粒子ｒ_７を得た。かかる粒子ｒ_７は親水性を有していた。引き続いて、得られた粒子２００ｍｇに対して、１００ｍｇのアビジンが１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）２０ｍｌに溶解している水溶液を加え、一晩攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ溶液（ｐＨ７．２）および水で粒子を洗浄した後、粒子を真空乾燥に付すことによって、アビジンが固定化されたジルコニア粒子Ｒ_７を得た。得られた粒子Ｒ_７の比表面積は１７０ｍ^２／ｇであって、密度は２．３ｇ／ｃｍ^３、粒径は約１８μｍであった（粒子Ｒ_７の粒径と粒子ｒ_７の粒径との差は測定誤差範囲内）。

（比較例８）
比較例８で調製した粒子Ｒ_８は、「抗ヒトＣＲＰモノクローナル抗体６４０４」が固定化されたＤｙｎａｂｅａｄｓ Ｍ−２８０ Ｔｏｓｙｌａｃｔｉｖａｔｅｄ粒子である。

かかる粒子Ｒ_８は、Ｄｙｎａｂｅａｄｓ Ｍ−２８０ Ｔｏｓｙｌａｃｔｉｖａｔｅｄ粒子（ダイナル製）に抗ヒトＣＲＰモノクローナル抗体６４０４（ＭｅｄｉｘＢｉｏｃｈｅｍｉｃａ製）を加え撹拌し、磁気分離で洗浄を行い、抗ヒトＣＲＰモノクローナル抗体６４０４（ＭｅｄｉｘＢｉｏｃｈｅｍｉｃａ製）を粒子表面に固定化することによって作製した。尚、ＨＲＰ−Ｒａｂｂｉｔ−Ａｎｔｉ−Ｍｏｕｓｅ ＩｇＧ２a ２次抗体による発色から粒子表面に抗ヒトＣＲＰモノクローナル抗体６４０４が固定化されていることを確認した。得られた粒子Ｒ_８の比表面積は、６ｍ^２／ｇであって、密度は１．３ｇ／ｃｍ^３、粒径は２．８μｍであった。

以上の実施例１〜２０および比較例１〜８の種々の条件を表１に示す。

《粒子の自然沈降速度の確認試験》
実施例および比較例で得られた粒子の自然沈降速度を確認するために、以下のような試験を実施した。

まず、実施例および比較例で得られた粒子１ｇをそれぞれ試験管内の５ｍｌの水に分散させて静置させた。そして、静置後から透明な上澄みが得られるまでの時間（以下「自然沈降時間」とも呼ぶ）を測定した。自然沈降速度は、自然沈降時間から間接的に把握できる。また、同様な操作を試験管の底部近傍に磁石を配置した状態で行った。結果を表２に示す。

表２の結果からは、以下の事項を把握することができる。

（ａ）密度の大きい実施例の粒子の自然沈降速度は、総じて比較例の粒子の自然沈降速度よりも相当速い。つまり、本発明のマイクロデバイスに利用されているような比較的密度の重い粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際、樹脂やシリカ等から成る比較的密度の低い粒子と比べて、自然沈降に起因してより迅速に窪みに入っていく。

（ｂ）同程度の密度（１．９６〜２．３ｇ／ｃｍ^３）の比較例２、３、５および７の間で自然沈降速度を比べると、比表面積が大きい比較例５の場合の自然沈降速度が最も遅くなっている。比較例５の原料粒子の多孔質粒子であるが、そのような比表面積が大きい多孔質粒子（即ち、内部貫通ネットワーク構造を持っている粒子）は、空隙部が多く、気体が粒子内部に存在し、沈降しにくくなったと推測される。つまり、比表面積が大きい多孔質粒子などでは自然沈降速度が遅くなるといえる。本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子の比表面積は比較的小さいが、そのような小さい比表面積の点からも、粒子は、より迅速に窪みに入っていく。

（ｃ）また、実施例１と実施例２との比較、または、実施例１０と実施例１３との比較もしくは実施例１７と実施例２０との比較を行うと、磁性を有する粒子に対しては、自然沈降に加えて磁気分離操作を補助的に行うことよって、粒子をより速く移動させることができる。

《「複数の窪みが設けられた部材」の作製》
「複数の窪みが設けられた部材」を以下のように作製した。

（試作パターン１）
金属材料に円形マスクを載せてウェットエッチングを行い、球面の一部分の形状を有する窪みを多数備えたプレート状部材を得た。（図１１（ａ）参照）。

（試作パターン２）
ポリカーボネート板に０．０７ｍｍカッターにてドリリング加工を行い、円筒形状の窪みを作成した。これにより、円柱形状の窪みを多数備えたプレート状部材を得た（図１１（ｂ）参照）。

（試作パターン３）
金属材料に１２０度ずつ３方向に平行な溝を切削により作製し、正六角形の突起を多数形成した。これを形状とし、ＵＶ硬化樹脂を用いたインプリント方式で（２Ｐ法）にて転写して正六角柱形状の窪みを多数備えたプレート状部材を得た（図１１（ｃ）参照）。

《窪みに対する粒子の安定保持性の確認試験》
実施例および比較例で得られた粒子に関して窪みへの進入性および安定保持性を確認するために、以下のような試験を実施した。

まず、図１２に示すように、得られたプレート状部材１０に、窪み相当する位置に穴１５ｃを開けたシリコーンゴム製部材１５をパッキングとして載せ、さらに蓋部材としてガラス板２０を載せて流路を形成した。尚、シリコーンゴム製部材１５の対向する２方向には切欠き部（１５ａ，１５ｂ）が設けてあり、液体がプレート状部材１０とガラス板２０との間を通って一定方向に流れることができる流路が形成されている。この流路に水を流して実施例および比較例で得られた粒子を水とともに流し入れた。この際、水の流れを変えたり種々の方向に傾けたり、プレート状部材１０に振動を与えたりして、粒子の窪みへの入りやすさおよび出やすさを観察した。用いた粒子は、実施例１，６および７で用いた粒子、ならびに、比較例１，４および５で用いた粒子である。

結果を以下の表４に示す。表４では、粒子の窪みへの入りやすさの指標として、容易に入るものを「◎」、何回も粒子を往復させて大体入るものを「○」、それでもなかなか入らないが一部は入るものを「△」、ほとんど入らないものを「×」とした（表４のマス目において左側に示す）。一方、粒子の窪みからの出やすさの指標として、流速を大きくしたり振動を与えてもとほとんど出ないものを「◎」、流速を大きくしたり振動を与えると少しずつ出て行くものを「○」、同様の操作で比較的容易に出て行くものを「△」、わずかな流れや振動でほとんど出てしまうものを「×」とした（表４のマス目において右側に示す）。

表４の結果から、本発明のマイクロデバイスでは、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際に粒子は窪みに入りやすく、また試料等の液の流れや振動によって、飛び出しにくいことが分かった。従って、試料等の流し方に自由度が高くなり、またハンドリングも容易になることが理解できるであろう。

《原料粒子の表面状態の確認試験》
日立走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、型式Ｓ−４５００）を用いて、実施例１と比較例５で用いた原料粒子の表面状態を観察した。結果を図１３〜１６に示す。図１３および図１４が実施例１で用いたイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１の電顕写真であり、図１５および図１６が比較例５で用いた多孔質シリカ粒子ｒ_５の電顕写真である。図１３〜図１６から明らかなように、実施例１の粒子は非多孔質粒子であり、粒子表面は凹凸がなく滑らかであるのに対し、比較例５の粒子は多孔質の粒子であり、表面の凹凸が大きくでこぼこしている。このことから、比表面積が格段に違うこと、即ち、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子の比表面積がより小さいことを理解できよう。

図１７（ａ）および（ｂ）に、実施例で用いた原料粒子であるイットリウム添加ジルコニア粒子の表面付近の断面図を示すと共に、図１８（ａ）および（ｂ）に、比較例４で用いた原料粒子（即ち、多孔質ジルコニア粒子）の表面付近の断面図を示す。かかる図面から特に分かるように、比較例で用いたような多孔質ジルコニア粒子には貫通孔が形成されている一方（図１８（ａ）および（ｂ）において「うねるように存在する黒い部分」が貫通孔に相当する）、実施例の原料粒子は非多孔質であって貫通孔が形成されていない（図１７（ａ）および（ｂ）参照）。つまり、比較例で最終的に得られる従来技術の粒子では粒子本体が貫通孔を有している一方、実施例で最終的に得られる「本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子」では粒子本体が非多孔質であって貫通孔を有していないことが特に理解できるであろう（尚、「本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子」において、粒子本体に貫通孔が形成されていないことは図１３および図１４を参照することによっても理解できる）。

《粒子の特異・非特異結合特性の確認試験》
実施例５、１１、１６および１７で得られた粒子Ｐ_５、粒子Ｐ_１１、粒子Ｐ_１６および粒子Ｐ_１７ならびに比較例２、４、５および７で得られた粒子Ｒ_２、粒子Ｒ_４、粒子Ｒ_５および粒子Ｒ_７を用いて、粒子（Ｐ_５、Ｐ_１１、Ｐ_１６、Ｐ_１７、Ｒ_２、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_７）の特異・非特異結合特性を確認した。標的物質としては、ＨＲＰおよびビオチン化ＨＲＰの２種類の物質を用いた（両者の酵素活性は略同等である）。粒子に固定化されているアビジンは、ビオチン化ＨＲＰと特異的に結合するが、ＨＲＰとは特異的に結合しない。つまり、ビオチン化ＨＲＰは粒子に特異的（優先的）に結合し、一方、ＨＲＰは、粒子の細孔領域などに吸着され得、粒子に対して非特異的に結合することになる。

粒子Ｐ_５および粒子Ｐ_１１、Ｐ_１６、Ｐ_１７ならびに、粒子Ｒ_２、粒子Ｒ_４、粒子Ｒ_５、粒子Ｒ_７に対してはそれぞれ同様の操作を行ったため、以下では、実施例５の粒子Ｐ_５に対する操作を中心に説明する。まず、１．５ｍｌチューブを２つ用意し、それぞれに適当量（発色量が０．０１〜１．５になるような量）の粒子Ｐ_５を仕込んだ。一方のチューブには、濃度２０ｎｇ／ｍｌのビオチン化ＨＲＰを１００μｌ加え、もう一方のチューブには、濃度２０ｎｇ／ｍｌのＨＲＰを１００μｌ加えた後、ボルテックスミキサーで３０分間攪拌した。その後、１０ｍＭＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．２）４００μｌで、それぞれのチューブに仕込まれた粒子Ｐ_５を洗浄し遠心分離に付した。この洗浄および遠心分離を４回行った。ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．２）を除去した後、粒子Ｐ_５が含まれるそれぞれのチューブに２００μｌのＴＭＢ（テトラメチルベンジジン）を加えて３０分間静置させることによって、粒子Ｐ_５を発色させた。次いで、１Ｎ硫酸を２００μｌ加えて、反応を停止させた。そして、ＴＥＣＡＮ社製プレートリーダーＩｎｆｉｎｉｔｅ２００で吸光度（４５０ｎｍ）を測定することによって、それぞれのチューブに仕込まれた粒子Ｐ_５の発色量を求めた。ビオチン化ＨＲＰが供された粒子Ｐ_５に対する発色量およびＨＲＰが供された粒子Ｐ_５に対する発色量は、それぞれ、粒子Ｐ_５に対して特異的に結合するビオチン化ＨＲＰの量および粒子Ｐ_５に対して非特異的に結合するＨＲＰの量に比例するものである。従って、非特異的に結合するＨＲＰに対する発色量Ｉ非特異に対する特異的に結合するビオチン化ＨＲＰの発色量Ｉ特異の比（Ｉ特異／Ｉ非特異）が大きい場合では粒子の非特異結合特性がより少なく、逆に、かかる比（Ｉ特異／Ｉ非特異）が小さい場合では粒子の非特異結合特性がより大きいことになる。

同様の操作を、実施例１１の粒子Ｐ_１１、実施例１６の粒子Ｐ_１６、実施例１７の粒子Ｐ_１７、比較例２の粒子Ｒ_２、比較例４の粒子Ｒ_４、比較例５の粒子Ｒ_５、比較例７の粒子Ｒ_７に対しても行い、それぞれの粒子に対して特異的に結合するビオチン化ＨＲＰの発色量Ｉ特異および非特異的に結合するＨＲＰの発色量Ｉ非特異を求めた。

結果を表５に示す。表５の結果から分かるように、実施例５の粒子Ｐ_５、実施例１１の粒子Ｐ_１１、実施例１６の粒子Ｐ_１６および実施例１７の粒子Ｐ_１７の方が比較例２の粒子Ｒ_２、比較例４の粒子Ｒ_４、比較例５の粒子Ｒ_５および比較例７の粒子Ｒ_７よりもＩ特異／Ｉ非特異の値が大きく非特異結合が抑えられていることが分かった。つまり、比表面積が小さく実質的に非多孔質の粒子では、標的物質以外の物質が結合する非特異結合を抑えることができることを理解できよう。

《まとめ》
以上の「粒子の自然沈降速度の確認試験」および「粒子の非特異結合特性の確認試験」から、本発明のマイクロデバイスに用いられる粒子は、自然沈降速度が大きく、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際により迅速に窪みに入っていくことができると共に、標的物質を含んだ試料などを流した際、標的物質以外の物質が粒子に結合する非特異結合を抑えることができることが分かった。また、「窪みに対する粒子の安定保持性の確認試験」において、本発明のマイクロデバイスは、粒子が分散した液体を「複数の窪みが設けられた部材」に供給した際に粒子が窪みに入りやすく、また、一旦窪みに入った粒子は、試料等の液の流れや振動によって窪みからは飛び出しにくいことが分かった。更には、「原料粒子の表面状態の確認試験」からは、本発明のマイクロデバイスに利用されている粒子が非多孔質粒子であり、「粒子本体が貫通孔を有さない」ことも確認することができた。

本発明のマイクロデバイスは、細胞、蛋白質、核酸または化学物質等の標的物質の定量、分離、精製および分析等に利用できる。例えば、本発明のマイクロデバイスは、ＤＮＡ等の核酸を結合させることができ、結果的にＤＮＡの解析に用いることができるので、テーラーメード医療技術にも資するものである。

図１は、窪みの開口部形状を模式的に表した図である。 図２は、窪みの深さ方向の形状が理解できる窪みの断面形状を表した図である。 図３は、１個の窪みに１個の粒子が収容される態様を模式的に表した斜視図である。 図４は、ケースＡの態様を模式的に示した図である。 図５は、ケースＢの態様を模式的に示した図である。 図６は、「窪みの側壁面の傾き」を模式的に示した図である。 図７は、「複数の窪み」の開口部のピッチＰｔを模式的に示した図である。 図８は、複数の窪みのピッチが実質的に０となったマイクロデバイスの態様を模式的に示した図である。 図９は、「粒子が分散した液体」を「複数の窪みが設けられた部材」に供給する態様を模式的に示した図である。 図１０は、本発明の方法の好ましい態様を模式的に示した図である。 図１１は、作製したプレート状部材の態様を模式的に示した図である。 図１２は、「窪みに対する粒子の安定保持性の確認試験」で使用したデバイスの展開図を模式的に示した図である。 図１３は、実施例１の原料粒子である非多孔質のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１の写真である。 図１４は、実施例１の原料粒子である非多孔質のイットリウム添加ジルコニア粒子ｐ_１の表面拡大写真である。 図１５は、比較例５の原料粒子である多孔質シリカ粒子ｒ_５の写真である。 図１６は、比較例５の原料粒子である多孔質シリカ粒子ｒ_５の表面拡大写真である。 図１７（ａ）は、実施例で用いた原料粒子であるイットリウム添加ジルコニア粒子の表面付近の粒子断面図である。 図１７（ｂ）は、図１７（ａ）における粒子表面をより拡大した図である。 図１８（ａ）は、比較例４で用いた原料粒子である多孔質のジルコニア粒子の表面付近の粒子断面図である。 図１８（ｂ）は、図１８（ａ）における粒子表面をより拡大した図である。

符号の説明

１０…複数の窪みが設けられた部材、１２…粒子、１３…窪み、１５…シリコーンゴム製部材、１５ａ，１５ｂ…シリコーンゴム製部材に設けられた切欠き部、１５ｃ…・シリコーンゴム製部材に設けられた穴、２０…蓋部材（例えばガラス板）、３０…粒子が分散した液体、４０…標的物質を含んだ試料。

Claims (19)

1. 標的物質が結合できる粒子、および
   複数の窪みが設けられた部材
   を有して成るマイクロデバイスであって、
   前記粒子の粒子本体の表面には標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が固定化され、前記粒子の密度が３．５ｇ／ｃｍ^３〜２３ｇ／ｃｍ^３であり、
   前記複数の窪みは前記粒子を収容でき、該粒子は自然沈降に起因して該複数の窪みに収納され、
   前記粒子の比表面積が０．０００５ｍ ^２ ／ｇ〜１０ｍ ^２ ／ｇとなっており、また、
   前記粒子本体が貫通孔を有さない、ことを特徴とするマイクロデバイス。
2. 前記粒子本体の表面の一部にポリマーが被着しており、
   前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が前記粒子本体または前記ポリマーの表面に固定化されていることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロデバイス。
3. 前記ポリマーが、前記粒子本体の表面全体を被覆しており、
   前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が前記ポリマーの表面に固定化されていることを特徴とする、請求項２に記載のマイクロデバイス。
4. 前記ポリマーが、ポリスチレン、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアリルアミンおよびポリエチレンイミンから成る群から選択される少なくとも１種以上のポリマーであることを特徴とする、請求項２または３に記載のマイクロデバイス。
5. 前記ポリマーが架橋されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載のマイクロデバイス。
6. 前記粒子が非多孔質であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロデバイス。
7. 前記粒子本体が、ジルコニア、イットリウム添加ジルコニア、酸化鉄およびアルミナから成る群から選択される少なくとも１種以上の材料から形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のマイクロデバイス。
8. 前記粒子が磁性を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のマイクロデバイス。
9. 飽和磁化が０．５〜８５Ａ・ｍ ^２ ／ｋｇであることを特徴とする、請求項８に記載のマイクロデバイス。
10. 前記粒子の平均サイズが１μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロデバイス。
11. 前記標的物質を結合させることが可能な物質が、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジンおよびニュートラアビジンから成る群から選択される少なくとも１種以上の物質であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のマイクロデバイス。
12. 前記標的物質を結合させることが可能な官能基が、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、トシル基、スクシンイミド基、マレイミド基、チオール基、チオエーテル基、ジスルフィド基、アルデヒド基、アジド基、ヒドラジド基、一級アミノ基、二級アミノ基、三級アミノ基、イミドエステル基、カルボジイミド基、イソシアネート基、ヨードアセチル基、カルボキシル基のハロゲン置換体、および、二重結合から成る群から選択される少なくとも１種以上の官能基であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のマイクロデバイス。
13. 前記粒子本体の表面および／または前記ポリマーの表面の少なくとも一部に珪素含有物質および／またはポリエチレングリコールが存在することを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載のマイクロデバイス。
14. 前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基と前記標的物質との間に働く吸着力または親和力によって、前記標的物質が前記粒子に結合できることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載のマイクロデバイス。
15. 前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基と前記標的物質との間に働く前記親和力が、静電相互作用、π−π相互作用、π−カチオン相互作用、双極子相互作用、疎水相互作用、水素結合、配位結合または生化学的相互作用に起因することを特徴とする、請求項１４に記載のマイクロデバイス。
16. 前記窪みの開口面を水平にして１個の窪みに１個の前記粒子を収容した際、
    前記窪みの開口面が前記粒子の中心より高いか又は同じ高さの場合には、前記粒子の中心を通る水平面で切り取られる窪みの断面形状に対して内接する円の直径Ｄ１が前記粒子の平均サイズｄの１００〜１９０％となっている、あるいは、
    前記窪みの開口面が前記粒子の中心より低い場合には、前記窪みの開口部形状に内接する円の直径Ｄ２が、前記粒子の平均サイズの１０〜１９０％となっていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載のマイクロデバイス。
17. 前記窪みの側壁面の傾きが、前記窪みの開口面に対して５°〜８８°であることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載のマイクロデバイス。
18. 前記粒子が前記複数の窪みに予め収容されていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載のマイクロデバイス。
19. 請求項１〜１７のいずれかに記載のマイクロデバイスを利用して標的物質の分析、抽出、精製または反応を行う方法であって、
    （ｉ）前記粒子を含んだ液体を前記部材に供給し、前記複数の窪みの各々に前記粒子を１個ずつ収容させる工程、および
    （ｉｉ）前記複数の窪みが設けられた前記部材の面に対して標的物質を含んで成る試料を供給し、前記試料と前記粒子とを接触させる工程
    を含んで成り、
    前記工程（ｉ）では、前記液体中に含まれる前記粒子を自然沈降させて前記窪みに収容させることを特徴とする方法。