JP2019007984A - Detection method of analysis object and test strip for lateral flow - Google Patents
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- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、分析対象物の検出方法及びラテラルフロー用テストストリップに関する。特に、細胞外顆粒を分析対象物として、試料中の細胞外顆粒の濃度を定量的且つ迅速的に測定する方法に好適な技術に関する。 The present invention relates to a method for detecting an analyte and a test strip for lateral flow. In particular, the present invention relates to a technique suitable for a method for quantitatively and rapidly measuring the concentration of extracellular granules in a sample using extracellular granules as an analysis target.
基礎医学の目覚しい進歩により優れた治療薬や先進医療技術が開発されているものの、食生活・生活環境等の様々な要因により、がんや自己免疫疾患、感染症、循環器系疾患等の多種多様な疾患による不安は極めて大きい。こうした不安の解消には疾患の早期発見が重要である。近年、正常細胞およびがん細胞から分泌される細胞外顆粒が病態を示すバイオマーカーとして注目されている。 Although excellent therapeutic drugs and advanced medical technologies have been developed due to remarkable advances in basic medicine, various factors such as cancer, autoimmune diseases, infectious diseases, cardiovascular diseases, etc., due to various factors such as eating habits and living environment Anxiety due to various diseases is extremely large. Early detection of diseases is important for relieving such anxiety. In recent years, extracellular granules secreted from normal cells and cancer cells have attracted attention as biomarkers indicating disease states.
分泌された細胞外顆粒は、一般的にマイクロベシクルやエクソソームという呼び方をされている。このエクソソームは血液、唾液、汗、尿、精液、リンパ液など生体内のあらゆる試料中に存在している。2007年にこのエクソソーム中にmicroRNAが存在することが発見され、新たな細胞間輸送による情報伝達が示唆された(非特許文献1)。また、microRNAががんの病態を示していることも示唆されている(非特許文献2)。つまり、エクソソームに含まれるmicroRNAは疾患特異的な役割を持ち、エクソソームならびエクソソーム中のmicroRNAを検出することは診断に有用であると示唆され、正常細胞特異的エクソソーム、がん特異的エクソソームなど分泌細胞別エクソソームを迅速かつ簡便に定量測定することにより、早期診断が可能と考えられる。 Secreted extracellular granules are generally called microvesicles or exosomes. This exosome is present in every sample in the living body such as blood, saliva, sweat, urine, semen and lymph. In 2007, it was discovered that microRNAs exist in this exosome, and information transmission by new cell-to-cell transport was suggested (Non-patent Document 1). It has also been suggested that microRNA indicates cancer pathology (Non-patent Document 2). In other words, microRNAs contained in exosomes have a disease-specific role, and detection of exosomes and microRNAs in exosomes is suggested to be useful for diagnosis. Secretory cells such as normal cell-specific exosomes and cancer-specific exosomes It is considered that early diagnosis is possible by quickly and simply quantitatively measuring another exosome.
しかし、エクソソームは直径約40〜100nmであるため、試料中から単離するには、超遠心分離法、限外濾過法、クロマトグラフィー法、イムノキャプチャー法など非常に煩雑な手法を用いる必要がある。これらの方法により、一般的にエクソソームを単離し回収したものを測定する場合、装置や煩雑な手法を要する。 However, since the exosome has a diameter of about 40 to 100 nm, it is necessary to use a very complicated method such as ultracentrifugation, ultrafiltration, chromatography, or immunocapture to isolate it from the sample. . In general, when measuring exosomes isolated and recovered by these methods, an apparatus or a complicated technique is required.
上記問題を解決する為、エクソソームを特異的かつ定量的に検出する方法として、エクソソーム表面抗原を認識する抗体を標識したビーズを2種用意し、検出する方法がある(特許文献1)。この手法はアクセプタービーズとドナービーズ2種準備し、それぞれに異なるエクソソーム表面抗原を認識する抗体を標識する。エクソソームが存在していれば、エクソソームを抗原抗体反応で2種のビーズが結合する。その後、ドナービーズを励起することにより一重項酸素がアクセプターに達し、蛍光を発する。この手法は試料とビーズを混合し、反応させ、装置で検出するのみなので操作は簡便かつ定量的に試料中のエクソソームを検出することが可能である。 In order to solve the above-mentioned problem, there is a method for preparing and detecting two types of beads labeled with antibodies recognizing exosome surface antigens as a method for specifically and quantitatively detecting exosomes (Patent Document 1). In this method, two types of acceptor beads and donor beads are prepared and labeled with antibodies that recognize different exosome surface antigens. If exosomes are present, exosomes are bound to two kinds of beads by antigen-antibody reaction. Thereafter, singlet oxygen reaches the acceptor by exciting the donor bead and emits fluorescence. In this method, the sample and the beads are mixed, reacted, and detected only with an apparatus, so that the operation can easily and quantitatively detect exosomes in the sample.
しかしながら、特許文献1では試料とビーズを混合し反応させるだけで、エクソソームを簡便かつ定量的に測定が可能であるが、蛍光による励起と蛍光検出が必要な為、光学系の専用装置が必須である。その為、専用の装置を導入できない場合、測定が不可能である。
上記方法で試料中に含まれた分析対象物の濃度を測定する際、シグナルを十分に検出するまで待機を要する等、実働における時間制限を要し、迅速な検出においては大きな障害となることがある。このため、簡易であり、より迅速な方法で分析対象物の分析が可能な方法が求められている。
However, in Patent Document 1, exosomes can be measured simply and quantitatively by simply mixing and reacting the sample and beads. However, since excitation and detection of fluorescence are necessary, a dedicated device for the optical system is essential. is there. Therefore, if a dedicated device cannot be introduced, measurement is impossible.
When measuring the concentration of the analyte contained in the sample by the above method, it takes time to actually work, such as waiting for sufficient signal detection, which can be a major obstacle to rapid detection. is there. For this reason, there is a need for a simple and quick method that can analyze an analysis object.
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、従来技術と比較して、より迅速に生体試料に含まれる分析対象物の測定可能な検出方法及びその方法を用いたラテラルフロー用テストストリップを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and compared with the prior art, a detection method capable of measuring an analyte contained in a biological sample more quickly and a lateral using the method. An object is to provide a test strip for flow.
課題を解決するために、本発明の一態様である分析対象物の検出方法は、生体試料に含まれる分析対象物と第一物質の反応によって形成された複合物と、第二物質とを反応させることで発生する検出可能なシグナルを測定し、測定した上記シグナルを予め測定したシグナル基準値と比較することで上記分析対象物の濃度を判断することを特徴とする。
また、本発明の一態様であるラテラルフロー用テストストリップは、生体試料に含まれる分析対象物と第一物質の反応によって複合物を形成する複合物形成部と、前記複合物と第二物質とを反応させることで検出可能なシグナルを発生可能なシグナル発生部とを備えることを特徴とする。
In order to solve the problem, a method for detecting an analyte that is one embodiment of the present invention includes a reaction between a complex formed by a reaction between an analyte contained in a biological sample and the first substance, and the second substance. Detecting a detectable signal generated by measuring the concentration of the analyte by comparing the measured signal with a signal reference value measured in advance.
Moreover, the test strip for lateral flow according to one aspect of the present invention includes a composite forming unit that forms a composite by a reaction between an analyte contained in a biological sample and a first substance, the composite and the second substance. And a signal generating part capable of generating a detectable signal by reacting with the above.
本発明の一態様であれば、試料に含まれる分析対象物の反応開始後、所定時間における検出シグナルを測定する。
例えば、ラテラルフローアッセイを用いることによって、分泌細胞別エクソソームを簡便に検出でき、エクソソームを対象とした疾患診断が可能となる。
If it is one aspect | mode of this invention, the detection signal in predetermined time will be measured after reaction start of the analyte contained in a sample.
For example, by using a lateral flow assay, exosomes classified by secretory cells can be easily detected, and disease diagnosis targeting exosomes becomes possible.
まず、本実施形態で使用される試料と、本実施形態で測定される分析対象物について、具体例を挙げつつ説明する。
(試料について)
本実施形態で使用される試料は、生体試料であって液状のものが好ましい。生体試料は、例えば、末梢血、血清、血漿、腹水、尿、脳脊髄液、痰、唾液、骨髄、滑液、眼房水、羊水、耳垢、母乳、気管支肺胞洗浄液、精液、前立腺液、カウパー液若しくは射精前液、汗、糞便、毛髪、涙、嚢胞液、胸水若しくは腹水、囲心腔液、リンパ液、糜粥、乳糜、胆汁、間質液、月経分泌物、膿、皮脂、嘔吐物、膣分泌物、粘膜からの分泌物、水便、膵液、鼻腔からの洗浄液、気管支肺吸引物、胚盤胞腔液、臍帯血等である。また、未希釈の試料を測定試料としても、溶媒にて希釈したものを測定試料としても良い。
First, the sample used in this embodiment and the analyte to be measured in this embodiment will be described with specific examples.
(About the sample)
The sample used in this embodiment is a biological sample and is preferably a liquid sample. Biological samples include, for example, peripheral blood, serum, plasma, ascites, urine, cerebrospinal fluid, sputum, saliva, bone marrow, synovial fluid, aqueous humor, amniotic fluid, earwax, breast milk, bronchoalveolar lavage fluid, semen, prostate fluid, Cowper fluid or pre-ejaculate fluid, sweat, feces, hair, tears, cyst fluid, pleural effusion or ascites, pericardial fluid, lymph fluid, sputum, milk fistula, bile, interstitial fluid, menstrual discharge, pus, sebum, vomiting Vaginal secretions, mucous secretions, water stool, pancreatic juice, nasal lavage fluid, bronchopulmonary aspirate, blastocyst fluid, umbilical cord blood and the like. Further, an undiluted sample may be used as a measurement sample, or a sample diluted with a solvent may be used as a measurement sample.
(分析対象物について)
本実施形態における分析対象物は、例えば、末梢血、血清、血漿、腹水、尿、脳脊髄液、痰、唾液、骨髄、滑液、眼房水、羊水、耳垢、母乳、気管支肺胞洗浄液、精液、前立腺液、カウパー液若しくは射精前液、汗、糞便、毛髪、涙、嚢胞液、胸水若しくは腹水、囲心腔液、リンパ液、糜粥、乳糜、胆汁、間質液、月経分泌物、膿、皮脂、嘔吐物、膣分泌物、粘膜からの分泌物、水便、膵液、鼻腔からの洗浄液、気管支肺吸引物、胚盤胞腔液、臍帯血のいずれか1つに存在するエクソソームである。以下、これらの分析対象物の具体例について説明する。
(Analytical objects)
Analytes in the present embodiment include, for example, peripheral blood, serum, plasma, ascites, urine, cerebrospinal fluid, sputum, saliva, bone marrow, synovial fluid, aqueous humor, amniotic fluid, earwax, breast milk, bronchoalveolar lavage fluid, Semen, prostate fluid, cowper's fluid or pre-ejaculate fluid, sweat, feces, hair, tears, cyst fluid, pleural effusion or ascites, pericardial fluid, lymph fluid, sputum, milk, bile, interstitial fluid, menstrual discharge, pus , An exosome present in any one of sebum, vomiting, vaginal secretion, mucous secretion, stool, pancreatic juice, nasal wash, bronchopulmonary aspirate, blastocyst fluid, umbilical cord blood . Hereinafter, specific examples of these analysis objects will be described.
(エクソソームについて)
エクソソームは、直径40〜100nmでリン脂質二重膜にて形成され、膜にはテトラスパニン類(CD9、CD63、CD81など)、抗原提示タンパク質(MHCI、MHCII)、EGFR、ICAM−1、TGF−βなど抗原となりうるタンパク質、膜内には核酸(microRNA)やヒートショックタンパク質などが存在している。本発明では、膜に存在している分子に対し、特異的親和性がある物質を使用し検出や単離させる。例えば、膜表面のタンパク質であれば抗原として、タンパク質に特異的親和性のある物質の抗体で検出や単離することができる。
(About exosomes)
Exosomes are formed in a phospholipid bilayer membrane with a diameter of 40 to 100 nm, and include tetraspanins (CD9, CD63, CD81, etc.), antigen-presenting proteins (MHCI, MHCII), EGFR, ICAM-1, TGF-β. There are proteins that can be antigens, such as nucleic acids (microRNA) and heat shock proteins in the membrane. In the present invention, a substance having specific affinity for a molecule present in a membrane is used for detection and isolation. For example, if it is a protein on the membrane surface, it can be detected or isolated as an antigen with an antibody of a substance having specific affinity for the protein.
(ラテラルフロー用テストストリップ)
以下、本実施形態に係る分析対象物の濃度測定方法で用いられるラテラルフロー用テストストリップについて説明する。
図1は本実施形態におけるラテラルフロー用テストストリップの基本構造である。
本実施形態に係るラテラルフロー用テストストリップ1は、試料に含まれる分析対象物を検出して濃度を定量するものであって、試料滴下部材であるサンプルパッド11、試料が流れる方向に分析対象物に特異的親和性のある第一の検出対象捕捉物質(第一物質)が標識された粒子が乾燥固化されている結合パッド12、そして分析対象物に特異的親和性のある第二の検出対象捕捉物質(第二物質)が固相化された部位(テストライン13a)と粒子表面の検出対象捕捉物質を認識する捕捉物質が固相化された部位(コントロールライン13b)を持つ展開膜(メンブレン13)更にその下流に毛細管現象により浸潤してきた試料を吸収する吸収パッド14の4種の部材がバッキングシート10を介して直列に連結されたものである。
(Lateral flow test strip)
Hereinafter, a lateral flow test strip used in the method for measuring the concentration of an analyte according to this embodiment will be described.
FIG. 1 shows the basic structure of a lateral flow test strip according to this embodiment.
The test strip 1 for lateral flow according to the present embodiment detects an analyte contained in a sample and quantifies the concentration. The
結合パッド12が、生体試料に含まれる分析対象物と第一物質の反応によって複合物を形成する複合物形成部を構成する。メンブレン13が、前記複合物と第二物質とを反応させることで検出可能なシグナルを発生可能なシグナル発生部を構成する。
なお、上述の分析対象物に特異的親和性のある第一物質が標識された粒子は、例えば、平均粒径20〜100nmの金コロイド粒子である。また、分析対象物を検出するための第二物質は、例えば、メンブレン13においては線状に固定化されている。また、ラテラルフロー用テストストリップ1の幅は、例えば、1.5mm〜5mmであり、サンプルパッド11に滴下する分析対象物を含む試料の体積は、例えば25μl〜100μlである。
The
In addition, the particle | grains by which the 1st substance with specific affinity to the above-mentioned to-be-analyzed object was labeled are gold colloid particles with an average particle diameter of 20-100 nm, for example. In addition, the second substance for detecting the analysis target is immobilized in a linear shape on the
本実施形態に係るラテラルフロー用テストストリップ1は、テストライン13aにおいては分析対象物と第一物質との混合物と、第二物質との複合体が形成されることにより、検出強度が分析対象物の濃度依存的に上昇し、コントロールライン13bにおいては第一物質標識粒子が毛細管現象にて流れてきたものを検出するものである。より詳しくは、サンプルパッド11に試料を滴下した時点から、光学的手法を用いて、第二物質が固定化された部位のシグナルを経時的に検出するものである。
The test strip 1 for lateral flow according to the present embodiment has a detection intensity of the analyte by forming a complex of the mixture of the analyte and the first substance and the second substance in the
以下、本実施形態に係るラテラルフロー用テストストリップ1を構成する部材の材料及び構成について、詳細に説明する。
(部材の材料について)
上述の第一物質と第二物質のそれぞれは、例えば、アミノ酸、核酸、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、脂質、リン脂質、糖質、多糖、低分子化合物、無機物質及びこれらの融合体のいずれか1つである。
Hereinafter, materials and configurations of members constituting the lateral flow test strip 1 according to the present embodiment will be described in detail.
(About material of parts)
Each of the first substance and the second substance is, for example, any one of amino acids, nucleic acids, polypeptides, polynucleotides, lipids, phospholipids, carbohydrates, polysaccharides, low molecular compounds, inorganic substances, and fusions thereof. One.
また、上述のアミノ酸とポリペプチドのそれぞれは、例えば、タンパク質、タンパク質断片、結合ドメイン、標的結合ドメイン、結合タンパク質、結合タンパク質断片、抗体、抗体断片、抗体重鎖、抗体軽鎖、1本鎖抗体、単一ドメイン抗体、Fab抗体断片、Fc抗体断片、Fv抗体断片、F(ab’)2抗体断片、Fab’抗体断片、1本鎖Fv(scFv)抗体断片、抗体結合ドメイン、抗原、抗原決定基、エピトープ、ハプテン、免疫原、免疫原断片、ビオチン、ビオチン誘導体、アビジン、ストレプトアビジン、基質、酵素、抗体酵素、補因子、受容体、受容体断片、受容体サブユニット、受容体サブユニット断片、ホルモン、レクチン、ポリヒスチジンのいずれか1つである。 Each of the above-mentioned amino acids and polypeptides includes, for example, a protein, a protein fragment, a binding domain, a target binding domain, a binding protein, a binding protein fragment, an antibody, an antibody fragment, an antibody heavy chain, an antibody light chain, and a single chain antibody. Single domain antibody, Fab antibody fragment, Fc antibody fragment, Fv antibody fragment, F (ab ′) 2 antibody fragment, Fab ′ antibody fragment, single chain Fv (scFv) antibody fragment, antibody binding domain, antigen, antigen determination Group, epitope, hapten, immunogen, immunogenic fragment, biotin, biotin derivative, avidin, streptavidin, substrate, enzyme, antibody enzyme, cofactor, receptor, receptor fragment, receptor subunit, receptor subunit fragment , Any one of hormone, lectin, and polyhistidine.
また、上述の核酸は、例えば、mRNA、総RNA、ゲノムDNA、プラスミドDNA、植物DNAのいずれか1つである。
また、上述の第一物質が標識された粒子(第一支持体)は、例えば、金コロイド、銀コロイド、鉄コロイド、アルミニウムコロイド、または白金コロイドを含む金属コロイド粒子、または高分子化合物を材料とする粒子である。より詳しくは、高分子化合物を材料とする粒子は、蛍光色素内包粒子または可視色素内包粒子である。
The above-mentioned nucleic acid is, for example, any one of mRNA, total RNA, genomic DNA, plasmid DNA, and plant DNA.
The particles (first support) labeled with the above-mentioned first substance are, for example, metal colloid particles including gold colloid, silver colloid, iron colloid, aluminum colloid, or platinum colloid, or a polymer compound as a material. Particles. More specifically, the particles made of a polymer compound are fluorescent dye-containing particles or visible dye-containing particles.
また、蛍光色素内包粒子に内包される蛍光色素は、例えば、二価のマンガン、鉛、アンチモン、セリウム、三価のセリウム、三価のクロム、二価または三価の鉄、三価または四価のチタン、銅、銀、二価のサマリウム、二価または三価のユーロピウム、三価のテルビウム、三価のジスプロシウム、三価のホルミウム、三価のエルビウム、ウラニル化合物、ルテニウム化合物、錫化合物、タリウム化合物、ビスマス化合物、タングステン酸化合物、モリブデン酸化合物、硫黄、バナジウム化合物、ランタン化合物、プラセオジム化合物、ネオジム化合物、プロメチウム化合物、ガドリニウム化合物、ツリウム化合物、イッテルビウム化合物、ルテチウム化合物、有機蛍光色素化合物、有機可視色素化合物の群から選ばれる少なくとも1つの物質を含んだ色素である。 The fluorescent dyes encapsulated in the fluorescent dye-encapsulated particles are, for example, divalent manganese, lead, antimony, cerium, trivalent cerium, trivalent chromium, divalent or trivalent iron, trivalent or tetravalent. Titanium, copper, silver, divalent samarium, divalent or trivalent europium, trivalent terbium, trivalent dysprosium, trivalent holmium, trivalent erbium, uranyl compound, ruthenium compound, tin compound, thallium Compound, bismuth compound, tungstic acid compound, molybdate compound, sulfur, vanadium compound, lanthanum compound, praseodymium compound, neodymium compound, promethium compound, gadolinium compound, thulium compound, ytterbium compound, lutetium compound, organic fluorescent dye compound, organic visible dye At least one substance selected from the group of compounds It is an inclusive dye.
有機蛍光色素化合物、有機可視色素化合物としては、DY630、DY631、DY633、DY635、DY636、DY650、DY651(以上、Dyomics GmbH社製)、Oyster643、Oyster656(以上、Denovo Biolabels社製)5−カルボキシ−フルオレセイン、6−カルボキシ−フルオレセイン、5,6−ジカルボキシ−フルオレセイン、6−カルボキシ−2′,4,4′,5′,7,7′−ヘキサクロロフルオレセイン、6−カルボキシ−2′,4,7,7′−テトラクロロフルオレセイン、6−カルボキシ−4′,5′−ジクロロ−2′,7′−ジメトキシフルオレセイン、ナフトフルオレセイン、5−カルボキシ−ローダミン、6−カルボキシ−ローダミン、5,6−ジカルボキシ−ローダミン、ローダミン 6G、テトラメチルローダミン、X−ローダミン、及びAlexa Fluor 350、Alexa Fluor 405、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 500、Alexa Fluor 514、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 610、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 635、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700、Alexa Fluor 750、BODIPY FL、BODIPY TMR、BODIPY 493/503、BODIPY 530/550、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY 630/650、BODIPY 650/665(以上、インビトロジェン社製)、メトキシクマリン、エオジン、NBD、ピレン、Cy5、Cy5.5、Cy7などが例示出来る。 Examples of the organic fluorescent dye compound and the organic visible dye compound include DY630, DY631, DY633, DY635, DY636, DY650, DY651 (above, manufactured by Dynamics GmbH), Oyster643, Oyster656 (above, made by Denovo Biolabels, Inc.) 6-carboxy-fluorescein, 5,6-dicarboxy-fluorescein, 6-carboxy-2 ', 4,4', 5 ', 7,7'-hexachlorofluorescein, 6-carboxy-2', 4,7, 7'-tetrachlorofluorescein, 6-carboxy-4 ', 5'-dichloro-2', 7'-dimethoxyfluorescein, naphthofluorescein, 5-carboxy-rhodamine, 6-carboxy-rhodamine, 5,6-dicarboxyl Cyrhodamine, Rhodamine 6G, Tetramethylrhodamine, X-Rhodamine, and Alexa Fluor 350, Alexa Fluor 405, Alexa Fluor 430, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 500, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 532 555, Alexa Fluor 568, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 610, Alexa Fluor 633, Alexa Fluor 635, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 660, Alexa Fluor 50 680, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 680 PY FL, BODIPY TMR, BODIPY 493/503, BODIPY 530/550, BODIPY 558/568, BODIPY 564/570, BODIPY 576/589, BODIPY 581/591, BODIPY 630/650, BODIPY 650/666, BODIPY 650/666 Manufactured), methoxycoumarin, eosin, NBD, pyrene, Cy5, Cy5.5, Cy7 and the like.
また、上述の第二物質が固定化されたメンブレン13(第二支持体)は、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ABS樹脂、ポリジメチルシロキサン、ニトロセルロース、シリコンの樹脂、それらの高分子化合物を含む共重合体あるいは複合体、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、ソーダガラス、ホウ酸ガラス、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、セラミックス及びその複合体のいずれか1つによって構成される。
なお、上述の第一物質は、化学結合または物理結合によって第一支持体に固定化されている。また、上述の第二物質は、化学結合または物理結合によって第二支持体に固定化されている。
The membrane 13 (second support) on which the second substance is immobilized is, for example, polymethyl methyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, polystyrene, polytetrafluoroethylene, ABS resin, polydimethylsiloxane, nitrocellulose, silicone resin, copolymer or composite containing these polymer compounds, quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, soda glass, borate glass, silicate glass, borosilicate It is comprised by any one of acid glass, ceramics, and its composite_body | complex.
The first substance described above is immobilized on the first support by a chemical bond or a physical bond. Moreover, the above-mentioned second substance is immobilized on the second support by chemical bonding or physical bonding.
(構造について)
ラテラルフロー用テストストリップ1の形状は、滴下する試料がテストストリップ中を毛細管現象により移動することができる限り、特に制限を受けない。例えば、サンプルパッド11、結合パッド12、メンブレン13、吸水パッドの4部材が、基板となるバッキングシート上にこの順番で一方向に直列連結して固定化された構造が代表的である。各部材をバッキングシートに固定化した後、そのバッキングシートを裁断機で2mm〜5mm幅に裁断してテストストリップとするのが好ましい。
(About structure)
The shape of the lateral flow test strip 1 is not particularly limited as long as the dropped sample can move in the test strip by capillary action. For example, a structure in which four members of a
以下、ラテラルフロー用テストストリップ1を構成する上記4部材の詳細について説明する。
(1)サンプルパッド
サンプルパッド11は、滴下された、分析対象物を含む液体試料(生体試料)を一定時間保持する部材である。サンプルパッド11としては、セルロースを素材としたものを使用するのが好ましく、より詳しくは、例えばCellulose Absorbent Pad(Pall社製)等が挙げられる。また、滴下された試料によりpHが異なることを鑑み、サンプルパッド11に緩衝液を浸潤させて乾燥させた後に、そのサンプルパッド11を使用するのが好ましい。
Hereinafter, the details of the four members constituting the lateral flow test strip 1 will be described.
(1) Sample pad The
(2)結合パッド
結合パッド12は、分析対象物に対する標識粒子が乾燥固化された部材であり、サンプルパッド11から毛細管現象により移動してきた試料に含まれる分析対象物が抗原抗体反応等の特異的認識反応で上記標識粒子と結合される部分である。結合パッド12の材質は、ガラス繊維で不織状のものが好ましく、より詳しくは、例えばGlass Fiber Pad(Millipore社製)等が挙げられる。なお、上述の分析対象物と標識粒子に備わる抗体(第一物質)との反応は、物理的親和性、化学的親和性、化学結合、免疫学的方法のいずれか1つを利用して行われるものである。
(2) Binding pad The
結合パッド12における単位面積(cm2)当たりの上記標識粒子の含有量は、特に制限はないが、1μg以上4μg以下であることが好ましい。また、結合パッド12への上記標識粒子の浸潤方法としては、例えば、標識粒子を懸濁させ分散させた液体を、結合パッド12に塗布、滴下又は噴霧した後に、その結合パッド12を乾燥させる方法が好ましい。
また、上記標識粒子は、上述の材料の中でも、金属コロイド粒子、蛍光色素粒子、着色ラテックス粒子、アップコンバージョン燐光体粒子、量子ドット粒子等が好ましい。また、上記標識粒子の粒子径は、20nm以上1000nm以下であることが好ましい。
また、上記標識粒子に備わる抗体としては、上述の抗体の中でも、マウスIgG、ヤギIgGの他、例えば、ウサギIgG、ニワトリIgY、マウスIgE、ヒトIgG、ヒトIgE等が好ましい。
The content of the labeling particles per unit area (cm 2 ) in the
The labeling particles are preferably metal colloid particles, fluorescent dye particles, colored latex particles, up-conversion phosphor particles, quantum dot particles, etc. among the above materials. The particle diameter of the labeling particles is preferably 20 nm or more and 1000 nm or less.
As the antibody provided in the labeled particles, among the above-mentioned antibodies, in addition to mouse IgG and goat IgG, for example, rabbit IgG, chicken IgY, mouse IgE, human IgG, human IgE and the like are preferable.
(3)メンブレン
メンブレン13は、上記標識粒子と分析対象物との複合体、上記標識粒子及び試料が毛細管現象によって移動する部材であり、固定化抗体−分析対象物−標識粒子からなる免疫反応が行われる抗体固定化部(テストライン13a)と、固定化抗体−標識粒子からなる免疫反応が行われる抗体固定化部(コントロールライン13b)とを有している。上述の分析対象物と固定化抗体(第二物質)との反応は、物理的親和性、化学的親和性、化学結合、免疫学的方法のいずれか1つを利用して行われるものである。
(3) Membrane The
メンブレン13は、タンパク質を物理吸着可能な素材で構成されたもの、特にニトロセルロースで構成されたものが好ましく、より詳しくは、例えたHi−Flow Plus120メンブレン(Millipore社製)等が挙げられる。
上記メンブレン13における抗体固定化部(判定部)の形状としては、局所的に捕捉用抗体が固定化されている限り特に制限はなく、例えば、ライン状、円状、帯状等が挙げられる。その形状の中でも、幅0.5〜2.0mmのライン状であることが好ましく、また、1cmあたりの抗体量が0.1〜2μgであることが好ましい。
The
The shape of the antibody immobilization portion (determination portion) in the
メンブレン13に備わる抗体としては、上述の抗体の中でも、マウスIgG、ヤギIgGの他、例えば、ウサギIgG、ニワトリIgY、マウスIgE、ヒトIgG、ヒトIgE等が好ましい。例えば、標識粒子にマウスIgGが表面修飾されている場合は、ヤギ抗マウスIgG抗体が固定化された抗体固定化部をコントロールライン13bとして用いることができる。また、抗体をメンブレン13に固定化した後、タンパク質の非特異的吸着を防ぐために、例えば、アルブミン、カゼイン、ポリビニルアルコール等のブロッキング剤の溶液でそのメンブレン13を浸潤させた後に乾燥させるのが好ましい。
As the antibody provided in the
テストライン13aにおいては、固定化抗体−分析対象物−標識粒子からなる免疫反応により、形成された複合体(分析対象物−標識粒子)が捕捉される。そして、このテストライン13aで、捕捉された標識粒子に由来する発色又は蛍光等(具体的には、蛍光、発光、呈色、着色等)の強度(シグナル)の程度により分析対象物の有無を判定、すなわち陽性・陰性を判定する。一方、コントロールライン13bにおいては、固定化抗体−標識粒子からなる免疫反応により、試料の移動を確認できる。こうして、抗体固定化部に標識粒子が濃縮され、シグナルを目視的に又は検出機器を用いて検出、判定できる。
In the
(4)吸水パッド
吸水パッドは、毛細管現象でメンブレン13を移動してきた試料及び標識粒子を吸収し、常に一定の流れを生じさせるための部材である。吸水パッドの材質としては、セルロース素材の繊維状のものが好ましく、より詳しくは、例えばCellulose Fiber Sample Pad(Millipore社製)等が挙げられる。
(4) Water-absorbing pad The water-absorbing pad is a member that absorbs the sample and marker particles that have moved through the
(5)バッキングシート
バッキングシートは、上記のサンプルパッド11、結合パッド12、メンブレン13、吸収パッド14の4部材を固定化させるための粘着性を有したシートである。バッキングシートとしては、例えばバッキングシートAR9020(Adhesives Research社製)等が挙げられる。
(5) Backing sheet The backing sheet is a sheet having adhesiveness for fixing the four members of the
以下、上記テストライン13aで、捕捉された標識粒子に由来するシグナルの検出方法について説明する。
上記テストストリップにおいて、分析対象物と、対象物特異的物質が標識された粒子との反応で生じるシグナル(検出シグナル)は、光学的な方法で検出するのが好ましい。光学的な方法としては、例えば反射光度又は蛍光検出、発光検出、あるいは電気化学発光等が挙げられる。より詳しくは、赤色系/青色系を経時的に検出できる装置としては、イムノクロマトリーダC10066−10(浜松ホトニクス社製)等が挙げられる。
Hereinafter, a method for detecting a signal derived from the captured labeled particles in the
In the test strip, it is preferable to detect a signal (detection signal) generated by the reaction between the analyte and the particles labeled with the object-specific substance by an optical method. Examples of the optical method include reflected light intensity or fluorescence detection, luminescence detection, or electrochemiluminescence. More specifically, as an apparatus capable of detecting red / blue system over time, an immunochromatography reader C10066-10 (manufactured by Hamamatsu Photonics) and the like can be mentioned.
次に、測定方法について説明する。上記の通り、分析対象物と対象物特異的物質は免疫学的反応を利用したテストストリップにて検出される。テストストリップにて分析対象物における既知濃度試料を滴下し測定を開始する。一定のシグナルを得るために30分程度テストストリップを展開させるのが好ましい。
ここで、免疫学的方法は、酵素免疫測定法(EIA)、放射免疫測定法(RIA)、蛍光免疫検定法(FIA)、細胞免疫染色法、組織免疫染色法、免疫沈降法、フローサイトメトリー法、蛍光標示式細胞分取法(FACS)、イムノクロマトグラフィー法、水晶振動子マイクロバランス法(QCM)、表面プラズモン共鳴法(SPR)、二面偏波式干渉法(DPI)、エリプソメトリー法、ELISPOT法、ウェスタンブロッティング法を例示出来る。
Next, a measurement method will be described. As described above, the analyte and the object-specific substance are detected by the test strip using an immunological reaction. A sample having a known concentration in the analysis object is dropped on the test strip and measurement is started. It is preferable to develop the test strip for about 30 minutes in order to obtain a constant signal.
Here, immunological methods include enzyme immunoassay (EIA), radioimmunoassay (RIA), fluorescence immunoassay (FIA), cell immunostaining, tissue immunostaining, immunoprecipitation, flow cytometry. Method, fluorescence-labeled cell sorting method (FACS), immunochromatography method, quartz crystal microbalance method (QCM), surface plasmon resonance method (SPR), two-plane polarization interference method (DPI), ellipsometry method, ELISPOT Method and Western blotting.
本実施形態に係る分析対象物のエクソソームの測定方法はテストストリップを用い、エクソソームと第一物質の反応によって形成された複合物と第二物質とを反応させることで発生する検出可能なシグナルを測定し、予め設定したシグナルの基準値と比較することでエクソソームの濃度を判断するものである。
上述の実施形態では、分析対象物と第一物質との反応は、結合パッド12で開始される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、上述の実施形態では、複合物と第二物質との反応は、メンブレン13で開始される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
The method for measuring an exosome of an analyte according to the present embodiment uses a test strip to measure a detectable signal generated by reacting a complex formed by the reaction of the exosome and the first substance with the second substance. Then, the concentration of exosome is judged by comparing with a preset reference value of the signal.
In the above-described embodiment, the case where the reaction between the analyte and the first substance is started by the
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
(1)抗体調製
分析対象物をエクソソーム表面抗原(CD9、CD63、CD81)とし、エクソソームを検出する為、メンブレン13固相化抗体は抗CD9マウスモノクローナル抗体:Clone M−L13、抗CD63マウスモノクローナル抗体:Clone H5C6、抗CD81マウスモノクローナル抗体:Clone JS81(以上、BD Pharmingen社、)を使用した。また、コントロールライン13bは抗マウスイムノグロブリンG(Dako社)を使用した。この2種の抗体を50mMリン酸緩衝液(pH7.2)で透析カートリッジSlide−A−Lyzer 10,000MWCO(商品名、Pierce社)にて4℃で透析した。透析後の抗体濃度を測定し、抗エクソソーム表面抗原抗体は1mg/ml、抗マウスイムノグロブリンは0.5mg/mlに調製した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to these examples.
(1) Antibody preparation In order to detect an exosome using an exosome surface antigen (CD9, CD63, CD81) as an analysis target, the
(2)金コロイド溶液の調製
上記3種の抗エクソソーム表面抗原抗体を透析し、リン酸緩衝液(pH7.4)にて60μg/mlに調製し、1ODになるよう調製した金コロイド(粒子径40nm,田中貴金属工業社)溶液9mlとリン酸二水素カリウム溶液(pH8.0)1mlの混合液に本抗体溶液を加えピペッティング後、室温で15分静置し、1%PEG20,000溶液、10%BSA溶液を加え混合した。この混合溶液を8000×g で15分遠心分離後上清を廃棄し、結合パッド塗布液を加え攪拌・超音波処理し、再び遠心分離後上清を廃棄した。この操作を計2回繰り返し金コロイド溶液とした。
(2) Preparation of colloidal gold solution The above-mentioned three kinds of anti-exosome surface antigen antibodies were dialyzed, prepared to 60 μg / ml with phosphate buffer (pH 7.4), and colloidal gold (particle size prepared to 1 OD) 40 nm, Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.) The antibody solution was added to a mixed solution of 9 ml of a solution and 1 ml of potassium dihydrogen phosphate solution (pH 8.0). After pipetting, the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 minutes, and 1% PEG 20,000 solution, 10% BSA solution was added and mixed. The mixed solution was centrifuged at 8000 × g for 15 minutes and the supernatant was discarded. The binding pad coating solution was added, stirred and sonicated, and centrifuged again, and the supernatant was discarded. This operation was repeated twice in total to obtain a gold colloid solution.
(3)サンプルパッドの作製
セルロースを素材としたサンプルパッド(Cellulose Absorbent Pad #111, Pall社)を1.8mm×150mmに裁断し、50mM Tris−HCl(pH7.4)を1ml滴下して、50℃にて1時間乾燥させた。
(3) Preparation of sample pad A sample pad made of cellulose (Cellulose Absorbent Pad # 111, Pall) was cut into 1.8 mm × 150 mm, and 1 ml of 50 mM Tris-HCl (pH 7.4) was dropped. Dry at 1 ° C. for 1 hour.
(4)結合パッドの作製
1.5mlのエッペンドルフチューブに塗布液と金コロイド溶液を加え、28kHzで超音波処理後、計900μlの金コロイド塗布溶液を10mm×150mmのガラスファイバーパッド(glass fwiber Pad, millipore社)に滴下し、真空減圧ポンプにて減圧下18時間乾燥した。
(4) Preparation of binding pad Add the coating solution and colloidal gold solution to a 1.5 ml Eppendorf tube, and after ultrasonic treatment at 28 kHz, add a total of 900 μl of colloidal gold coating solution to a 10 mm × 150 mm glass fiber pad (glass fwiber pad, millipore) and dried under reduced pressure with a vacuum vacuum pump for 18 hours.
(5)メンブレンの作製
メンブレンであるHiFlow Plus HF120(Milipore社)に抗体塗布機XYZ3060(商品名、BioDot社)にて上記固相化抗体(1)を1μl/cmで塗布した。塗布後、0.5%乳性カゼイン溶液でブロッキングし、スクロースや界面活性剤を含む洗浄液にて洗浄・安定化し、一晩室温で乾燥させた。
(5) Production of membrane The above-mentioned solid-phased antibody (1) was applied at 1 μl / cm to HiFlow Plus HF120 (Milipore), which is a membrane, using an antibody coating machine XYZ3060 (trade name, BioDot). After the application, it was blocked with a 0.5% dairy casein solution, washed and stabilized with a washing solution containing sucrose and a surfactant, and dried overnight at room temperature.
(6)テストストリップの作製
乾燥させたメンブレン、吸収パッド(CFSP203000,Milipore社)、結合パッド、サンプルパッドをバッキングシート(AdhesiveResearch社)に貼り付け、カッティング機器CM4000(商品名、BioDot社)にて5mm幅で裁断後、ハウジングケースに収め、テストストリップキットとした。
(6) Preparation of test strip Dried membrane, absorbent pad (CFSP203000, Milipore), bonding pad, sample pad are attached to a backing sheet (Adhesive Research), and 5 mm with cutting device CM4000 (trade name, BioDot). After cutting by width, it was housed in a housing case to make a test strip kit.
(7)抗原溶液の調製
検出標的であるエクソソームを含む試料は血清を使用した。この抗原溶液を1×PBS,5%BSA溶液にて、50%に希釈し測定用抗原溶液とした。血清は全部で8個体分準備した。
(7) Preparation of antigen solution Serum was used as a sample containing exosomes as detection targets. This antigen solution was diluted to 50% with 1 × PBS and 5% BSA solution to obtain an antigen solution for measurement. Serum was prepared for a total of 8 individuals.
(8)テストストリップでの対象物の測定
上記(6)で作製したテストストリップを水平に置き、上記(7)の抗原溶液を1枚のテストストリップあたり100μl滴下した。滴下開始後、イムノクロマトリーダC10066(商品名、浜松ホトニクス社)内の測定位置に設置し、反応開始後20分でデータを取得した。測定データは、テストストリップの展開方向にスキャニングし、テストライン、コントロールラインにおけるピーク中心(Height:ピークトップ)における強度を測定データとした。
(8) Measurement of object with test strip The test strip prepared in (6) above was placed horizontally, and 100 μl of the antigen solution of (7) was dropped per test strip. After the start of dropping, it was placed at a measurement position in Immunochromato Reader C10066 (trade name, Hamamatsu Photonics), and data was acquired 20 minutes after the start of the reaction. The measurement data was scanned in the test strip development direction, and the intensity at the peak center (Height: peak top) in the test line and the control line was used as the measurement data.
(9)試料中の対象物量の把握
上記(8)の結果から、反応開始後20分での強度を測定し、テストラインでの強度とテストライン以外の強度比(S/N比)を確認した。各検体のS/N比の結果を測定した。S/N比を比較したところ5以上となり、このS/N比を達成すればエクソソームの存在を示すことが確認された。
(9) Grasping the amount of objects in the sample From the result of (8) above, measure the strength 20 minutes after the start of the reaction and confirm the strength at the test line and the strength ratio (S / N ratio) other than the test line. did. The result of S / N ratio of each specimen was measured. When the S / N ratio was compared, it was 5 or more, and it was confirmed that the presence of exosomes was demonstrated when this S / N ratio was achieved.
1 ラテラルフロー用テストストリップ
10 バッキングシート
11 サンプルパッド
12 結合パッド
13 メンブレン
13a テストライン
13b コントロールライン
14 吸収パッド
1 Test strip for
Claims (13)
上記分析対象物は、エクソソームであることを特徴とする分析対象物の検出方法。 Determine the presence or absence of the analyte by measuring the signal generated by reacting the second substance with the complex formed by the reaction of the analyte contained in the biological sample and the first substance,
The method for detecting an analyte, wherein the analyte is an exosome.
それらの反応が上記テストストリップ上の異なる位置で行われることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の分析対象物の検出方法。 The reaction between the analyte and the first substance forms a complex, and the reaction between the complex and the second substance is performed on one test strip,
The method for detecting an analyte according to any one of claims 1 to 8, wherein these reactions are performed at different positions on the test strip.
上記第一物質は第一支持体に固定され、
上記第一支持体は上記複合物形成部に乾燥固化され、
上記分析対象物がエクソソームであることを特徴とするラテラルフロー用テストストリップ。 A complex formation part that forms a complex by the reaction between the analyte contained in the biological sample and the first substance, and a signal generation part that can generate a detectable signal by reacting the complex with the second substance. And
The first substance is fixed to a first support;
The first support is dried and solidified in the composite forming part,
A test strip for lateral flow, wherein the analyte is an exosome.
上記第二物質が、上記シグナル発生部に固定化されていることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のラテラルフロー用テストストリップ。 The second substance is an antibody;
The lateral flow test strip according to claim 11 or 12, wherein the second substance is immobilized on the signal generating portion.
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