CN101036056A - 反应容器 - Google Patents

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松本麻美
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Abstract

通过形成在内部保持样品液体、试剂液体和洗涤液体等液体的结构，不需要连接构件使其简化结构，同时能够具有控制细管内的液体的流速的功能，这样就能够不使用泵，容易地进行控制。反应容器(1)是一种免疫测定用一次性容器，具备在一端具有供液口(4)，在内部充填结合抗原或抗体的固相载体微颗粒(5)的透明细管(2)、以及在内部设置吸引注入细管(2)的液体的吸液构件(13)，通过连通通路(11)连接于细管(2)下游侧的废液回收管(3)、以及控制细管内的液流，使液体在细管(2)内保持规定的时间的液流控制机构。

Description

反应容器
技术领域
本发明涉及免疫测定法使用的一次性反应容器。
背景技术
免疫测定法(Immunoassay法)是利用抗原抗体反应的测定法，使用于各种各样的物质的检测和定量。所述免疫测定法分为竞争性反应法和非竞争性反应法，分为分别对抗原·抗体反应结合体(B：Bound Form)与非结合未反应体(F：Free Form)进行BF分离的多相法和不进行BF分离的均相法。在多相法中有在液相中进行对抗原·抗体反应的液相法和在固相与液相之间进行的固相法。对抗原或抗体进行定量时，由于检测灵敏度优异，与竞争性反应法相比，非竞争性反应法、特别是夹心法那样的多相-固相法使用得更多。
作为利用夹心法测定抗原时的步骤的例子，预先使对于测定对象的抗原的抗体与固相化载体结合，在其中加入包含测定对象的抗原的检体液，使抗原特异地结合于抗体的抗原抗体反应(第1反应)发生，其后，进行去除夹杂成分的清洗。然后添加使例如酵素结合的酵素标识抗体作为标识物质，通过使抗原抗体反应(第2反应)发生，使酵素标识抗体结合于与固相化载体结合的抗原。其后，进行使其BF分离用的清洗，为测定结合于抗原的酵素标识抗体的酵素活性，添加包含发色基质或发光基质等的试剂，进行使其发生反应的酵素反应，测定吸光度和发光度，以检测抗原的量。
作为利用竞争多相法测定抗原的情况的一个例子，预先使对于测定对象抗原的抗体与固相化载体结合，同时对其添加包含被测定抗原的检体液以及使标识物质结合于该抗原的标识抗原，进行使其竞争性化与固相化载体的抗体反应的抗原抗体反应。在该抗原抗体反应中，被测定抗原以及标识抗原根据各自的量的比例与固相化载体结合。其后，与夹心法一样进行BF分离，进行酵素反应。这时的酵素活性由结合的标识抗原的量决定，因此根据添加的标识抗原量，利用校正曲线能够测定被测定抗原的量。
专利文献1和专利文献2中记载有使用于如上所述的酵素免疫测定法的反应容器。专利文献1记载的反应容器在毛细管的上下端部设置透水性隔板，形成在这些隔板之间充填微颗粒的结构。而且在使抗原或抗体结合于微颗粒的状态下在细管内充填被检测液体，使其发生抗原抗体反应。在专利文献2记载的反应容器也相同，形成将结合了抗原或抗体的微颗粒充填于细管内的结构。又，在专利文献2的情况下，微颗粒浸渍于保存液的状态保持，另一方面，在细管的下游侧连通前端被关闭的排出孔，在检查时打开排出孔，使保存液和检查液能够通过。
专利文献1：特开昭62-169055号公报
专利文献2：特许第2515392号公报
发明内容
在专利文献1和专利文献2那样的反应容器中，进行检查时注入细管内的样品液体、试剂液体和洗涤液体，在其反应和洗净等规定的处理之后，每次都要从细管排出。在上述反应容器中，将从细管排出的这些液体贮存于反应容器外部的桶中，防止发生二次污染。但是，在这种情况下，有必要使用用于将液体移送到桶中的软管或管道等的连接部件，同时需要吸引液体使液流发生的泵或抽吸器等，导致检查装置复杂化。而且连接部件的连接也麻烦。而且，将液体注入细管或使其流下利用泵或抽吸器等的液压力或吸引力进行，因此存在着液流的调整困难，控制烦杂的问题。
本发明是考虑这样的存在问题而作出的，其目的在于，提供一种利用能够在内部保持注入细管的被测定液体、试剂液体和洗涤液体的结构，不需要连接构件，能够简化检查装置，同时具有控制细管内的液体的流速的功能，从而只要对测光装置进行设定，就能够原封不动进行测光，而且不需要使用泵，其控制容易进行的反应容器。
为了实现上述目的，本发明的免疫测定用一次性反应容器，其特征在于，包含在一端具有供液口，在内部充填结合抗原和抗体中的任一方的固相载体微颗粒的细管、以及在内部设置吸引注入细管的液体的吸液构件，通过连通通路连接于细管下游侧的废液回收管；具有控制细管内的液流，使液体在细管内保持规定的时间的液流控制机构。
在这样的反应容器中，最好是液流控制机构至少包含吸液构件的液体吸引力控制和所述连通通路内的通液速度控制，而且吸液构件具有保持吸取的液体的吸液保持构件和架设于该吸液保持构件与连通通路上，将从连通通路来的液体吸引到吸液保持构件上的引导构件是合适的，还有，最好是在废液回收管的吸液保持构件的配置区域的上游侧形成游隙。而且在废液回收管的吸液保持构件的配置区域的上游侧形成通气孔是合适的，而且，最好是通气孔可利用密封材料封闭，或供液口可利用密封材料封闭，还有，吸液构件是在吸引含水液体时有吸热作用的构件是理想的。
如果采用本发明的反应容器，则对充填有固相载体微颗粒的细管，根据各种免疫测定法注入被测定液和洗涤液、标识抗体液、发光基质或发色基质或荧光基质等反应试剂，以此使充填固相载体微颗粒的细管内发光或发色。因此可以通过测定该发光量和吸光度、荧光强度等，进行被测定液体中的物质的识别和定量。
本发明的反应容器中形成通过由吸附构件吸附注入细管内的液体，使其贮流于废液回收管内，防止二次污染的结构。因此没有必要在反应容器之外设置防止二次污染用的桶，不仅不需要，而且也不需要将桶和测光装置与反应容器连接用的连接部件，能够使结构简单，同时不需要进行防止二次污染的连接工作，能够方便地进行测定。
又，在本发明中，由于设置液流控制机构对细管内的液流进行控制，因此不需要调整吸引力，容易进行控制，同时不需要泵等外部吸引手段和向测光装置输送液体的输液控制手段等，能够进一步简化结构。
附图说明
图1是本发明第1实施形态的反应容器的一个例子的剖面图。
图2是本发明第2实施形态的反应容器的一个例子的剖面图。
符号说明
1反应容器
2细管
3废液回收管
4供液口
5固相载体微颗粒
6、7隔板
11连通通路
12引导构件
13吸液构件
14吸液保持构件
15空间
17游隙
19通气孔
21、23密封材料
具体实施方式
下面参照附图详细说明实施本发明的反应容器用的最佳形态。还有，在各实施形态中，对同一构件标以相同的符号。
图1表示本发明第1实施形态的反应容器1，具备细管2和废液回收管3，具有液流控制机构。该反应容器1使用于免疫测定法(Immunoassay)，是可以在使用于免疫测定法后原封不动地利用高压灭菌处理或焚烧等处理方法进行废气处理的一次性反应容器。作为能够使用于本实施形态的反应容器1的免疫测定法，只要是利用免疫反应对测定对象抗原(包含半抗原)或抗体进行定性或定量或半定量测定的方法，可以使用于任何方法。作为免疫测定法，具体地说，有例如固相酵素免疫测定法(ELISA：Enzyme-linked Immunosorbent Assay)、荧光酵素免疫测定法(FEIA：Fluorescent Enzyme Immunoassay)、化学发光酵素免疫测定法(CLEIA：Chemiluminescent Enzyme Immunoassay)、生物发光酵素免疫测定法(BLEIA：Bioluminescent Enzyme Immunoassay)等的酵素免疫测定法(FIA：Enzyme Immunoassay)、和不使用酵素的荧光免疫测定法(FIA：FluorescentImmunoassay)、化学发光免疫测定法(CLIA：Chemiluminescent Immunoassay)、生物发光免疫测定法(BLIA：Bioluminescent Immunoassay)等。
在细管2内部进行酵素反应，同时对由酵素反应发生的光和色进行测定。该细管2由作为酵素反应部位及测定部位的主体部2a和成一整体设置于主体部2a的一端(上端)的供液部2b形成，整体利用透明或半透明的玻璃管或树脂管等透明材料形成。通过这样利用透明构件形成整个细管2，能够通过主体部2a测定发色或发光的程度。供液部2b形成的比主体部2a直径大一些，借助于其一端(上端)被开口，形成供液口4。被测定液体和洗涤液等液体从供液口4注入，被注入的液体从供液部2b向下流动到主体部2a。
供液部2b的内径和长度以及主体部2a的内径和长度根据所测定的液体的量和粘度、测定方法等可以进行适当变更，在使用于ELSA法的情况下，供液部2b设定为例如5～7mm左右的内径、10～15mm左右的长度，主体部2a设定为例如2.5～3.0mm左右的内径、25～30mm左右的长度。
主体部2a的内部充填固相载体微颗粒5。在这种情况下，主体部2a内部的长度方向的两个端部(上下端部)，设置透水性的隔板6、7，固相载体微颗粒5充填于这些隔板6、7之间。隔板6、7也可以由透水性隔板过滤材料或玻璃棉过滤材料等无论如何是透水性的材料构成。通过进行这样的充填，能够防止固相载体微颗粒5从细管2泄漏出。又，隔板7通过调节其厚度和孔隙尺寸等也可以作为构成液流控制机构的一种构件起作用。
固相载体微颗粒5在与被测定液体之间进行免疫反应，形成与抗体或抗原的一方结合的状态。也就是说，在测定抗原的情况下，与该抗原反应的抗体被结合，在测定抗体的情况下，与该抗体对应的抗原被结合。还有，在本发明中，将半抗原也称为抗原。作为固相载体微颗粒5的微颗粒，可以使用玻璃珠或聚苯乙烯珠，也可以采用多孔质珠(多孔质载体)。这些微颗粒，其平均粒径经过调整，以便尽量增大充填于主体部2a的总量的表面积，适合于在例如直径100～250微米的范围内进行选择。抗体或抗原在这样的微颗粒上结合，可以通过物理吸附或共价键等免疫测定法的通常方法进行。
抗体或抗原结合时，也可以预先对微颗粒的表面进行处理。这种表面处理，在例如微颗粒为玻璃珠的情况下，可以通过用纯水和酒精进行洗涤、烘干后，在硅烷类的有机溶液中进行超声波处理，以进行甲硅烷基化处理，其后进行洗涤来进行。又可以取代硅烷甲硅烷基化，或增加氨基甲硅烷基处理或羧化处理。在这样的表面处理后，结合抗原或抗体施加阻塞(ブロツキング)处理，以在免疫法中使用。阻塞处理只要能够防止作为测定目标的抗原或抗体以外的蛋白质和多肽等产生的非特异吸收，可以利用任何阻塞剂、阻塞处理方法，除了例如白蛋白、脱脂奶粉、明胶、酪朊外，可以使用市售的阻塞剂等。
废液回收管3同轴连接于主体部2a的供液口4的相反侧的端部(下端部)。废液回收管3具有从外侧嵌合于主体部2a的下端部的连结口10，该连结口10嵌合于主体部2a，以此将废液回收管3与细管2连结。所连结的废液回收管3从测定开始时到测定结束后的废弃时，与细管2形成一体进行处理和操作。
废液回收管3利用玻璃、树脂等形成为有底的筒状。该废液回收管3吸引注入细管2的液体加以贮存，为此废液回收管3和细管2相互连通，以便液体能够移动到废液回收管3。这种连通通过在细管2的底面的大致中央部分形成贯通孔，同时将与该贯通孔对应的贯通孔形成于废液回收管3的上端部实施。这些贯通孔形成为相同直径，借助于细管2的贯通孔与废液回收管3的贯通孔的相互连通，形成连通通路11。
在废液回收管3的内部形成纵长形状的空间15，在该空间内设置吸引注入细管2的液体的吸液构件13。在本实施形态中，吸液构件13由支持于空间15的底部一侧的吸液保持构件14、以及架在吸液保持构件14与上述连通通路11之间的引导构件12构成。这些吸液保持构件14和引导构件12可以使用能够借助于毛细管力吸引液体而且加以保持的例如布、无纺布、纤维状纸等。这样的吸液保持构件14和引导构件12的材料除了纸和棉花那样的天然材料外，还包括例如聚乙烯醇系、聚丙烯酸盐系、醋酸乙烯·丙烯酸盐系、淀粉·丙烯酸接枝系等亲水性树脂，也可以使用借助于吸液而膨润的高吸水性树脂，又可以由多种这样的高吸水性树脂材料复合的材料构成，也可以由高吸水性树脂与天然材料组合的材料构成。作为高吸水性树脂，可以使用如上所述的亲水性树脂的交联体、多孔化体、多孔化交联体等。
吸液保持构件14其大小设定为具有能够提供为测定而注入细管2的被测定液体和洗涤液等全部液体加以保持的吸液能力。借助于吸液保持构件14这样保持测定用的全部液体，由于液体被封入废液回收管3的内部，能够防止二次污染，使安全性大大提高。
引导构件12以上部与连通通路11的下表面部分接触的状态在空间15内延伸于长度方向，其下端部分插入吸液保持构件14，以此吸引连通通路11来的液体，起着将其引导到吸液保持构件14的作用。
废液回收管3在细管2的测定是化学发光或生物发光等发光测定时，有必要避免光等泄漏形成噪声，为此废液回收管3形成具有遮光性的结构。为此，最好是形成例如废液回收管3整体做成黑色，或利用遮光性片材覆盖废液回收管3周围的结构。又，在本实施形态的反应容器1中不是进行细管2的主体部2a内的发光测定，也可以测定连通通路11内的液体的吸光度或荧光强度，在这种情况下，废液回收管3必需具有透光性，为此废液回收管3使用透明材料。即废液回收管3根据测定的形态选择遮光性材料或透光性材料。
在这一实施形态中，在设定吸液保持构件14的空间15上方，设置游隙17。游隙17由于设置于空间15的上方，位于吸液保持构件14的配置区域的上游侧。由于采用这样的结构，即使是因为使用的液体的量大等原因，液体从吸液保持构件14溢出的情况下，也因为在吸液保持构件14的上游侧设有游隙17，所以能够将液体保持于废液回收管3的内部，能够提高安全性。又使用包括由于吸液而膨润以数倍以上的重量比保持水分的高吸水性树脂材料的材料的吸液保持构件14，对于游隙17，也可以采用将吸液保持构件14的膨润估计在内的容积。
这样将废液回收管3连接于细管2，将液体回收到废液回收管3内贮存的结构中，不必在反应容器外设置防止二次污染用的桶。从而，不仅不需要桶，也不需要连接桶与反应容器用的连接部件，能够采用简单的结构，同时测定也容易进行。
在废液回收管3的侧面部分形成通气孔19。通气孔19是用于使废液回收管3内部的压力保持常压用的孔，借助于此，液体能够通过连通通路11内部自然流下。通气孔19形成于吸液保持构件14的上方、即吸液保持构件14的上游侧，因此，即使液体从吸液保持构件14溢出，也能够防止其从通气孔19泄漏到外部。
液流控制机构控制细管2内的液流，调整使液流在细管2内保持规定的时间。通过这样将液体在细管2内保持规定的时间，可以可靠地进行酵素反应和发光发色反应，能够进行高精度的测量。
作为液流控制机构的具体构件，是上述连通通路11和吸液构件13(特别是引导构件12)参与的构件。例如根据液体的粘度等改变连通通路11的直径和长度，调整连通通路11内的通液速度，或调整吸液构件13的吸引力，也可以将它们加以组合对液流进行控制。通过这样设置液流控制机构对细管2内的液流进行控制，由于不需要调整在外部的吸引力，控制变得容易，同时不需要泵等外部吸引手段，能够做成简单的结构。
作为上述引导构件12和吸液保持构件14构成的吸液构件13，可以使用在吸收含水液体时具有吸热作用的材料。作为这种材料，可以使用含有木糖醇、赤藓醇等的吸收性纤维。又，作为吸液构件13，也可以采用在其内部保持在吸收含水液体时吸热的硝酸钾、氯化钾、硝酸氨、尿素的结构。
这样通过吸液构件13借助于含水液体的吸收而吸热，废液回收管3内的空间15处于减压状态，因此能够使细管2内的液体通过连通通路11顺利地吸收于吸液构件13。这样，吸液构件13具有吸热作用，借助于该吸热作用能够改变连通通路11内的通液速度，因此具有吸液作用的吸液构件13也能够作为液流控制机构起作用。
对于上述通气孔19，也可以通过在通气孔19周围的废液回收管3上粘贴密封材料21将其密封。密封材料21是利用粘着剂封锁通气孔19的材料，适于剥离和再度粘贴。从而，在实际测定时能够将密封材料21剥离使废液回收管3的内部处于常压状态，在补给测定中使用的液体之后，可以利用密封材料21封锁通气孔19。借助于此，在反应容器1废弃时，液体不会通过通气孔19流出，能够防止二次污染，能够形成安全性更高的容器。
对于细管2的供液口4也相同，可以使用封锁供液口4的可剥离和再度粘贴的密封材料23。而且在测定时能够将密封材料23剥离，注入从供液口4来的液体，在测定结束后利用密封材料23封锁供液口4，这样能够避免反应容器1在废弃时从供液口4漏出液体，能够提高安全性。
图2表示本发明第2实施形态的反应容器31。在这一实施形态中，也具有细管2、连接于细管2的下端部的废液回收管3、以及液流控制机构。在这种情况下，细管2和废液回收管3其外径大致相同，由于外表面没有凹凸，所以能够提高处理性能和保存性能。
细管2由作为酵素反应部位和测定部位的主体部2a、以及成一整体设置于主体部2a上端的供液部2b构成，整体利用透光材料形成。在细管2的主体部2a上部，微颗粒收容室33形成于上部，在该微颗粒收容室33充填与第1实施形态相同的固相载体微颗粒5。微颗粒收容室33的上下端部设置与第1实施形态同样的透水性的隔板6、7，这样能够防止固相载体微颗粒5从细管2漏出。
在细管2的主体部2a，成一整体形成从微颗粒收容室33向下方变长地延伸的子测定部35，透光性的排泄管34插入该子测定部35。排泄管34从下方插入子测定部35，因此上端部与隔板7接触，借助于此，排泄管34形成与微颗粒收容室33连通的状态。由于这一连通，通过微颗粒收容室33的液体能够进入排泄管34内。
在这一实施形态中，在充填固相载体微颗粒5的微颗粒收容室33(即主体部2a)能够测定酵素反应产生的发光和发色。而且由于形成子测定部35变长，而且在该子测定部35插入排泄管34的结构，因此进入排泄管34的液体的发色程度可以用子测定部35测定。
排泄管34从主体部2a的下端向下方延伸，该延伸设定部分34b插入废液回收管3的空间15内。借助于此，排泄管34形成将注入细管2中的液体导出到废液回收管3的连通通路11。
废液回收管3的内部设置吸液保持构件14。吸液保持构件14设置在废液回收管3的底部，吸引从排泄管34向下流动的液体加以保持。作为吸液保持构件14，其大小等设定为与第1实施形态一样具有保持向细管2注入的全部液体的吸液能力。从而能够将用于测定的全部液体封入废液回收管3的内部，因此能够防止二次污染，提高安全性。在本实施形态中，不设置第1实施形态的引导构件12，只用吸液保持构件14构成吸液构件13。
在这一实施形态中，吸液保持构件14的上部空间15形成纵长形状，因此空间15的上方部分形成游隙17。从而，即使由于用于测定的液体的量多、从吸液保持构件14溢出液体的情况下，也能够将液体保持于废液回收管3的内部。
在这一实施形态中，液流控制机构也对液流进行控制，使被注入细管2的液体在细管2内能够保持规定的时间。由于进行这样的控制，本实施形态的液流控制机构借助于调整排泄管34的内径及其长度、微颗粒收容室33的内径及其长度、固相载体微颗粒5的直径和充填密度、隔板7的厚度和孔隙尺寸等构成。又，吸液保持构件14采用在吸收含水液体时有吸热的作用的构件的情况下，吸液保持构件14也作为液流控制机构起作用。
还有，在本实施形态中，也在空间15的上部的废液回收管3的侧面部分形成通气孔19。而且能够对该通气孔19粘贴能够剥离和再粘贴的密封材料21。对细管2的吸液口4也粘贴能够剥离和再粘贴的密封材料23。
下面对本实施形态的反应容器31的尺寸例进行说明，可以设定为，反应容器31的直径为7～10mm，长度为70～100mm，微颗粒收容室33的内径为2～3mm，长度为10mm，泄漏管34的内径为1～1.5mm，长度为14mm。而通过将废液回收管3的长度设定为40～50mm，可以使其容积为1.0～1.5mL。
在这样的实施形态中，与第1实施形态相同，由于被注入细管2内的液体贮留于废液回收管3内，能够防止二次污染，又，由于设置液流控制机构控制细管2内的液流，不需要进行液流吸引力的调整，能够采用简单的结构。还有，在本第2实施形态中，对包括反应容器31能够适用的免疫测定法的种类，各构件的材料、结构、形状等的与第1实施形态相同的部分，省略其重复说明。
工业应用性
本发明的反应容器也可以适用于固相酵素免疫测定法(ELISA)、荧光酵素免疫测定法(FEIA)、化学发光酵素免疫测定法(CLEIA)、生物发光酵素免疫测定法(BLEIA)等酵素免疫测定法(EIA)和不使用酵素的荧光免疫测定法(FIA)、化学发光免疫测定法(CLIA)、生物发光免疫测定法(BLIA)那样的任何免疫测定法。根据各种免疫测定法注入被测定液和洗涤液、反应试剂，这样能够直接测定充填固相载体微颗粒的细管内的发光量和吸光度、荧光强度等，能够简便地在短时间内以高灵敏度对被测定液中的物质进行识别和定量分析。而且本发明的反应容器形成能够通过吸液构件吸引被注入细管内的物体，这样能够使其贮留在废液回收管内，防止二次污染的结构，因此不必另行在反应容器外设置桶，不需要连接测光装置与反应容器用的连接部件，能够使结构简化，同时不需要防止二次污染的连接工作，容易简化测定。而且本发明的反应容器具有液流控制机构，对细管内的液流进行控制，因此不需要调整吸引力，控制溶液进行，同时不需要泵等外部的吸引手段和向测光装置输送液体的输液控制手段等。而且在使用于免疫测定后，反应容器可以原封不动地利用高压灭菌处理或焚烧等方法进行废弃处理，在对于处理者的安全卫生管理上也是有用的。

Claims (10)

1.一种免疫测定用一次性反应容器，其特征在于，
包含
在一端具有供液口，在内部充填结合抗原和抗体中的任一方的固相载体微颗粒的细管、以及
在内部设置吸引注入细管的液体的吸液构件，通过连通通路连接于细管下游侧的废液回收管，
具有控制细管内的液流，使液体在细管内保持规定的时间的液流控制机构。
2.根据权利要求1所述的反应容器，其特征在于，所述液流控制机构至少包含所述吸液构件的液体吸引力控制和所述连通通路内的通液速度控制。
3.根据权利要求1或2所述的反应容器，其特征在于，所述吸液构件具有保持吸取的液体的吸液保持构件和架设于该吸液保持构件与所述连通通路上，将从连通通路来的液体吸引到吸液保持构件上的引导构件。
4.根据权利要求3所述的反应容器，其特征在于，在所述废液回收管的吸液保持构件的配置区域的上游侧形成游隙。
5.根据权利要求3或4所述的反应容器，其特征在于，在所述废液回收管的吸液保持构件的配置区域的上游侧形成通气孔。
6.根据权利要求5所述的反应容器，其特征在于，所述通气孔可利用密封材料封闭。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的反应容器，其特征在于，所述供液口可利用密封材料封闭。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的反应容器，其特征在于，所述吸液构件是在吸引含水液体时有吸热作用的构件。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的反应容器，其特征在于，所述固相载体微颗粒的微颗粒是玻璃珠。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的反应容器，其特征在于，所述固相载体微颗粒的微颗粒是多孔质珠。
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