CN101317094A - 包括破坏血球成分的步骤的样品中亲和物质的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用了载体颗粒的珠链化的亲和物质的测定方法,该方法包括电破坏血球成分的步骤。干扰载体颗粒计数的血球成分被电破坏。而且,无需添加干扰免疫反应的溶血剂,即可破坏血球成分。无需分离血清或血浆可将全血样品直接用作测定样品。因此,当分析血液成分时没有必要分离血清或血浆。

Description

包括破坏血球成分的步骤的样品中亲和物质的测定方法
技术领域
本发明涉及利用了载体颗粒的凝集反应的亲和物质的测定方法。
背景技术
作为检测或测定生物学的特异反应性物质存在的方法,目前一直使用着例如酶免疫测定法或放射线免疫测定法等。这些方法具有高的灵敏度,且精度也高。但是,由于使用酶或放射性同位素作为标记,故试剂不稳定。另外,在利用放射性同位素时,由于保管及保存上受限,故在测定时要求认真的考虑和熟练的技术。因此,要求更为简便的测定方法。而且,由于这些方法在测定时需要较长的时间,故难以应对紧急的检查。在这样的背景下,高灵敏度且迅速的测定方法的研究开始盛行。
1970年以后,以载体颗粒的凝集为指标测定免疫反应的分析方法得到实用化。该方法可通过光学测定载体颗粒的凝集程度来进行定量的分析。利用胶乳颗粒作为载体颗粒的光学测定免疫学的颗粒凝集反应的方法称为胶乳凝集比浊法。这些分析方法的反应温度通常在37~45℃的范围内进行,通过利用搅拌翼等进行搅拌,进行特异性凝集反应。此时,测定(反应)所需要的时间约为10~20分钟,比酶免疫测定法或放射线免疫测定法快。另一方面,在测定灵敏度或测定范围方面,据说不如酶免疫测定法等。
胶乳凝集法中的粒度分布测定法也是公知的(非专利文献1/Cambiaso CL,J.Immunol.Methods.1977,18(1~2):33~44;非专利文献2/松泽等,化学和工业,第36卷,第4号,206~208页,1983)。胶乳凝集比浊法测定颗粒悬浊液的透光率,与此相对,在粒度分布测定法中测定分散后各个颗粒的状态和数量。在Cambiaso等的报告中,在37℃下使抗体结合于粒径0.8μm的胶乳的试剂与抗原反应20分钟。对反应后的颗粒数进行计数,根据凝集造成的颗粒数的减少水平测定抗原。颗粒数利用以激光散射光为原理的计数器进行测定。
另一方面,松泽等使抗体与粒径1μm的胶乳颗粒结合的试剂与抗原反应6小时。在反应后,利用电阻法测量平均颗粒容积,测定抗原。但是,实用化且普及了的只有使用了鞘流型激光散射法的PAMIA系统(SYSMEX株式会社)。PAMIA中使用粒径0.78μm的胶乳颗粒。在45℃下反应15分钟后,对胶乳颗粒进行计数,进行免疫测定。PAMIA与胶乳凝集比浊法相比,具有高的灵敏度,但据说与放射免疫测定法(RIA)和酶免疫测定法(EIA)等高灵敏度免疫测定相比,则灵敏度不好。
在胶乳凝集比浊法中,通常使用粒径0.05~0.6μm的胶乳颗粒。在胶乳凝集粒度分布解析法的情况下,这样小的颗粒容易受到测定干扰物质的影响。例如,在血液和尿等体液中共存有脂质、蛋白、血球成分等。这些共存物质难以与载体颗粒识别。因此,存在不能对载体颗粒进行正确计数的情况,为避免这些测定干扰物质的影响,开始使用较大的颗粒。另一方面,如松泽等所述,当粒径为1μm左右时,由于难以产生凝集反应,故使用了0.8μm左右的胶乳颗粒。另外,松泽等在测量平均颗粒容积时使用的小孔(细孔)的口径为30μm。该尺寸容易受到小孔堵塞的影响。但是,利用口径比其大的小孔不能检测0.8~1μm的颗粒。
另外,为促进生物学的特异性凝集反应,且容易地检测到形成的凝集块,对反应系统施加交流电压的方法是公知的(专利文献1/日本特开平7-83928号)。该方法通过载体颗粒的生物学的特异性凝集反应检测或测定生物学的特异反应性物质的存在,特征在于对该反应系统施加交流电压,在10mM以上的盐共存下达到5~50V/mm的电场强度。
电场中的载体颗粒沿电场直线排列(珠链化)。之后,当将电场停止时,则直线排列的载体颗粒再分散。在珠链化时,若生物学的特异反应性物质存在,则在将电场停止后也不会引起载体颗粒的再分散,进一步确认了珠链化的载体的存在。上述测定方法利用该现象。即,在电场中,生物学的特异反应性物质的反应得到促进。而且,如能在将电场停止后使载体颗粒再分散,则可检测到反应生成物。利用了珠链化的免疫学测定方法,通过以三维信息为指标对载体颗粒进行计数,可以进一步改善其测定精度(专利文献2/PCT小册子WO2004/111649)。
专利文献1:日本特开平7-83928
专利文献2:WO2004/111649
专利文献3:日本特开平10-48214
专利文献4:日本特开2002-107365
专利文献5:WO2001/96868
非专利文献1:Cambiaso CL,J.Immunol.Methods.1977,18(1~2):33~44
非专利文献2:松泽等,化学和工业,第36卷,第4号,206~208页,1983
发明内容
发明所要解决的课题
不仅利用载体颗粒的方法,在血液样品的分析中,通常利用分离了血球成分的血清或血浆作为样品。其理由之一是血球成分妨碍测定。例如,光学性检测载体颗粒的凝集时,若样品中存在红细胞等着色成分,则有可能干扰测定结果。或者,如利用了珠链化的免疫测定,在包括对颗粒进行计数的步骤的方法中,也可能将血球成分误计为载体颗粒。
血球成分的分离需要离心分离操作或使用过滤器的分离操作。如果能提供可利用全血作为样品的免疫测定方法,可以省略上述操作。特别是对非常紧急的检查,如果能实现可利用全血作为样品的免疫测定方法,将会是有用的。
为了解决上述课题,有人提出了利用溶血后的全血样品光学测定载体颗粒凝集的方法(日本特开平10-48214)。该方法中,利用表面活性剂作为溶血剂。但是表面活性剂有可能阻碍免疫反应。或者,在免疫反应后添加溶血剂进行溶血的方法(日本特开2002-107365)中,也许表面活性剂对免疫反应的影响小。但需要制备含有溶血剂的特殊的稀释液。如果能提供不改变试剂组成即可以分析全血样品和血清样品的方法,将会是有用的。或者,也可以通过超声波处理等物理性破坏血球成分。然而为了上述目的,必须在分析装置中装备物理性破坏血球成分的设备。
另外,在对凝集颗粒和非凝集颗粒进行光学计数的方法中,利用比血球小的载体颗粒,将全血样品作为样品的尝试是已知的(PCT小册子WO2001/96868;日本公表2004-503779)。该方法中,没有利用溶血剂。如果在利用了珠链化的免疫学测定方法中,也能实现将全血样品作为样品的方法,将会是有用的。
即,本发明的课题在于提供:在利用了珠链化的亲和物质的测定方法中,使用含有血球成分的样品作为样品的方法。
解决课题的手段
本发明人等为了解决上述课题,对不易受血球成分干扰的测定方法反复进行了研究。结果发现,通过电破坏血球成分,即使在血球成分的存在下,也可以对凝集的、或者未凝集的载体颗粒进行特异性计数,从而完成了本发明。即,本发明涉及以下的测定方法。
[1]一种包括以下步骤的亲和物质的测定方法,其中测定对象亲和物质包含在含血球成分的介质中,该测定方法在步骤(1)或(1’)中、或步骤(1)或(1’)之前、或者步骤(1)或(1’)中和步骤(1)或(1’)之前包括电破坏血球成分的步骤,
(1)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒和测定对象亲和物质混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤;
(2)在进行步骤(1)后,对通过与作为测定对象的亲和物质结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及不与作为测定对象的亲和物质结合而未形成凝集块的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3)在进行步骤(2)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤,或者
(1’)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒、测定对象亲和物质与凝集试剂成分混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤,其中上述载体颗粒通过凝集试剂凝集,并且利用测定对象亲和物质阻碍其凝集;
(2’)在进行步骤(1’)后,对通过与凝集试剂结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及利用与作为测定对象的亲和物质结合而阻碍凝集的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3’)在进行步骤(2’)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤。
[2][1]所述的方法,其中血球成分通过10~70V/mm的交流电压脉冲破坏。
[3][2]所述的方法,其中血球成分通过40~70V/mm的交流电压脉冲破坏。
[4][3]所述的方法,其中血球成分通过50~60V/mm的交流电压脉冲破坏。
[5][1]所述的方法,其中在步骤(2)或(2’)中,物理性测定凝集块或载体颗粒的三维信息。
[6][5]所述的方法,其中用于物理性测定三维信息的方法为选自电阻法、激光衍射散射法和三维图像解析法中的任一种方法。
[7][1]所述的方法,其特征在于,在步骤(2)或(2’)中,将电场停止后,对载体颗粒进行计数。
[8][7]所述的方法,其中在步骤(2)或(2’)中,将电场停止后,进一步包括对载体颗粒进行稀释的步骤。
[9][1]所述的方法,其特征在于,施加多次电压脉冲。
[10][9]所述的方法,其中施加电压脉冲后,包括使载体颗粒分散,再施加随后的电压脉冲的步骤。
[11][9]所述的方法,其中多次电压脉冲为不同方向的电压脉冲。
[12][1]所述的方法,其中载体颗粒的平均粒径为1μm以上。
[13][12]所述的方法,其中载体颗粒的平均粒径为1μm~20μm。
发明效果
本发明提供可通过利用了珠链化的免疫测定来测定含有血球成分的样品中的亲和物质的方法。在本发明中,即使样品含有血球成分也可以测定亲和物质。因此,例如将全血样品作为样品,不必分离血球成分,也可测定血液中的亲和物质。分离血球成分的操作耗时且费事。因此,例如在紧急的检查中,提供可利用全血作为样品的测定方法是有用的。
另一方面,利用了殊链化的免疫测定通过电场强化了载体颗粒的免疫学凝集。其结果是,使用在通常条件下被认为不适合凝集反应的、较大的载体颗粒就可以实现有效的免疫反应。使用大的载体颗粒有助于提高测定精度。另外,利用了珠链化的免疫测定也是可以使用微量样品、在短时间内、且以高敏感度检测亲和物质的方法。因此,通过利用了珠链化的免疫测定来实现以全血作为样品的测定方法的本发明意义重大。
另外,本发明的测定方法中血球成分被电破坏。为此,可能干扰免疫反应的溶血剂在本发明中是不需要的。或者也不必准备含有溶血剂的特殊试剂。此外,在原本利用了珠链化的免疫测定中,使用用于对反应液施加电场的电极。因此,通过同样的电极施加电场可以电破坏血球成分。即不必为了破坏血球成分而装备附加的设备。
并且,本发明的优选方案中,通过用血球成分的体积校正测定值,也可以确定测定对象物质的血清浓度。全血中所含血球成分的比例在不同受检者之间差异很大。或者即使是同一受检者,血球成分比例的变动幅度也较大。例如即使血清浓度没有差异,在血球成分比例不同的情况下,全血中的物质浓度存在差异。即,血球成分多的受检者的全血中的物质浓度较血球成分少的受检者的全血中的物质浓度低。为此,血液中的物质浓度通常基于血清浓度进行比较。由于血清浓度是除去了血球成分比例的影响的数值,故能够更准确地比较受检者之间的数值。
本发明的优选方案中,除了对载体颗粒进行计数,另外可以确定在作为测定对象的含有血球成分的介质中的血球成分体积。根据确定的血球成分的体积校正测定对象物质的测定值,可以明确测定对象物质的血清浓度。即,根据本发明的优选方案,即使使用全血作为样品,也可以在不必进行血清分离操作的条件下分析测定对象物质,进而可以求出血清浓度。
附图说明
图1(A)表示本发明的设备的构成,(B)表示脉冲施加槽的截面。
图2表示通过本发明的方法破坏全血成分、进行血球成分的粒度分布测定的结果。纵轴表示数出的颗粒数,横轴表示颗粒的体积μm3
图3表示通过超声波或表面活性剂(Tween20或TritonX-100)破坏血球成分、进行血球成分的粒度分布测定的结果。纵轴表示数出的颗粒数,横轴表示颗粒的体积μm3
符号说明
1:分注+搅拌设备
2:温度控制机构
3:反应槽
4:电极(脉冲施加设备)
5:稀释设备
6:粒度分布测定设备
实施发明的最佳方式
本发明涉及包括以下步骤的亲和物质的测定方法,该测定方法的特征在于:测定对象亲和物质包含在含血球成分的介质中,该测定方法在步骤(1)或(1’)中、或步骤(1)或(1’)之前、或者步骤(1)或(1’)中和步骤(1)或(1’)之前包括电破坏血球成分的步骤,
(1)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒和测定对象亲和物质混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤;
(2)在进行步骤(1)后,对通过与作为测定对象的亲和物质结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及不与作为测定对象的亲和物质结合而未形成凝集块的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3)在进行步骤(2)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤,或者
(1’)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒、测定对象亲和物质与凝集试剂成分混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤,其中上述载体颗粒通过凝集试剂凝集,并且利用测定对象亲和物质阻碍其凝集;
(2’)在进行步骤(1’)后,对通过与凝集试剂结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及利用与作为测定对象的亲和物质结合而阻碍凝集的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3’)在进行步骤(2’)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤。
本发明中的亲和物质及与亲和物质具有结合活性的结合配偶体包括可构成结合反应的所有物质的组合。即,在某种物质和某种物质结合时,一种为亲和物质,另一种为结合配偶体。本发明中的亲和物质及结合配偶体既可以为天然物质,也可以为人工合成的化合物。另外,亲和物质及结合配偶体既可以为纯化的物质,也可以允许杂质共存。而且,亲和物质及结合配偶体也可以存在于细胞或病毒的表面。
在本发明中,作为亲和物质和结合配偶体的结合反应的例子,例如有如下所示的反应。构成这些反应的物质都可以作为本发明的亲和物质或结合配偶体:
抗原或半抗原和抗体的反应(免疫反应),
具有互补核苷酸序列的核酸之间的杂交,
凝集素和其受体的反应,
凝集素和糖链的反应,
配位体和受体的反应,
DNA和转录调节因子的反应。
在上述结合反应中,作为本发明中优选的结合反应,例如有免疫反应。作为构成免疫反应的抗原,有如下所示的物质。这些抗原不仅是抗原分子本身,也可以是其片段或存在于细胞表面的状态。应说明的是,这些物质是抗原物质的例子,本发明当然也可应用于其它抗原物质。例如,可基于使用胶乳、血球等作为载体的免疫学凝集反应进行测定的抗原性物质都可以作为本发明中的亲和物质。
肿瘤标记:
AFP、CEA、CA19-9、PSA等,
凝固纤维蛋白溶解系统标记:
蛋白质C、蛋白质S、抗凝血酶(AT)III、FDP、FDP-D-二聚物等,
感染症标记:
CRP、ASO、HBs抗原等,
激素:
促甲状腺素(TSH)、催乳激素、胰岛素等,
组织成分:
肌红蛋白、肌球蛋白、BNP(脑钠尿肽)、血红蛋白等,
其它:
DNA等核酸等。
可以将抗原性物质和识别该抗原性物质的抗体的任一种作为亲和物质,另一种作为结合配偶体利用。在本发明中的亲和物质是在将该物质作为测定对象时称为亲和物质。另一方面,结合配偶体是指可作为用于测定亲和物质的探针使用的、相对该亲和物质具有结合活性的物质。因此,在测定抗原时,可将抗体作为结合配偶体来利用。相反,在测定抗体时,可将识别该抗体的抗原作为结合配偶体来利用。例如,可基于使用胶乳、血球等作为载体的免疫学凝集反应进行测定的抗体都可以作为本发明的亲和物质。对HBs(B型肝炎病毒表面抗原)、HBc(B型肝炎病毒核心抗原)、HCV(C型肝炎)、HIV(AIDS病毒)、TP(梅毒)等的抗体利用免疫学凝集反应进行测定。
用于以载体颗粒的凝集作为指标测定亲和物质和结合配偶体的反应的若干反应原理是公知的。这些反应原理都可以在本发明中应用。下面例举以载体颗粒的凝集作为指标的、利用了亲和物质和结合配偶体的反应的测定原理。
直接凝集反应:
利用测定对象物质和载体颗粒上的结合配偶体的反应检测载体颗粒的凝集。例如,利用作为结合配偶体的抗体测定抗原分子的情况属于该原理。或者与之相反,以结合了抗原的载体颗粒的凝集作为指标,测定作为亲和物质的抗体的情况也属于该原理。在直接凝集反应中,通常凝集水平和作为测定对象物质的亲和物质的量成正比。即,在凝集块的形成水平高时,亲和物质的水平(即浓度)高。相反,在未形成凝集块的载体颗粒的水平高时,亲和物质的水平(即浓度)低。
凝集抑制反应:
称为半抗原的低分子抗原难以形成载体颗粒的凝集所需要的抗原介导的交联结构。为此,利用直接凝集反应原理不能检测半抗原。因此,利用将多个分子的半抗原或含有其表位的片段结合于载体上而成的多聚半抗原与载体颗粒上的抗体的结合引起的凝集反应。多聚半抗原由于可将多个抗体分子交联,故使载体颗粒凝集。但是,当半抗原存在时,多聚半抗原和抗体的反应被抑制,且载体颗粒的凝集被抑制。凝集抑制的水平与半抗原的存在成正比。换言之,测定对象物质的量和凝集反应的水平成反比。即,在凝集块的形成水平高时,亲和物质的水平(即浓度)低。相反,在未形成凝集块的载体颗粒的水平高时,亲和物质的水平(即浓度)高。
被分类为半抗原的测定对象抗原例如有如下成分:
激素:
雌激素、雌二醇,
药剂:
茶碱。
在本发明中,为了根据凝集抑制反应的原理测定半抗原,可以使结合有抗半抗原抗体的载体颗粒凝集的成分是必要的。在本发明中,将可使结合了抗半抗原抗体的载体颗粒凝集的成分称为凝集试剂。凝集试剂定义为具有与抗体的特异亲和性并且具有通过与抗体结合将载体颗粒交联的作用的试剂。如前所述的多聚半抗原在半抗原的测定中可以作为凝集试剂使用。
不管是直接凝集反应,还是凝集抑制反应,对预先含有一定量的亲和物质的标准试剂,都可以相同的反应系统进行测定,测定凝集块或未凝集的载体颗粒的水平,制作标准曲线或回归式。若通过测定样品得到的凝集块的形成水平或未凝集的载体颗粒的水平适用于标准曲线或回归式,则可确定样品中亲和物质的水平。
在本发明中,结合配偶体与载体颗粒结合使用。本发明的载体颗粒例如有:胶乳颗粒、高岭土、胶体金、明胶、脂质体等。胶乳颗粒可使用在凝集反应中通常使用的颗粒。聚苯乙烯类胶乳、聚乙烯基甲苯类胶乳、聚甲基丙烯酸酯类胶乳颗粒是公知的。优选的颗粒载体是聚苯乙烯类胶乳颗粒。也可以使用通过具有官能团的单体的共聚将官能团导入胶乳颗粒表面的胶乳颗粒。例如,具有-COOH、-OH、-NH2、-SO3等官能团的胶乳颗粒是公知的。可在具有官能团的胶乳颗粒上化学性结合结合配偶体。
例如在胶乳颗粒的情况下,载体颗粒的平均粒径优选0.5~20μm。当平均粒径为0.5μm以下或20μm以上时,难以形成珠链,不优选。例如在胶乳颗粒的情况下,载体颗粒的平均粒径具体地为1~10μm,进一步优选为1.4~10μm,最优选为1.4~5μm,例如为1.4~1.6μm。另外,通过使用电介质极化大的椭圆形颗粒,也可以使用更小的载体颗粒。
这样,与公知的胶乳凝集比浊法中的载体颗粒为0.05~0.6μm相比,在本发明的方法中,可利用1μm以上的大尺寸的颗粒。通过利用施加电压脉冲的步骤促进了凝集反应,其结果是,即使为大尺寸的颗粒,也可以在短时间内进行充分的反应。载体颗粒大具有如下所述的优点:首先,可将用于测量颗粒的孔径增大,其结果是小孔难以堵塞。另外,通过增大载体颗粒,与体液中含有的测定干扰物质的识别变得容易,其结果是测定精度提高。
结合配偶体和颗粒载体可利用各自原材料适合的方法进行结合。从业者可适当选择两者的结合方法。例如,可在胶乳颗粒上物理吸附抗原或抗体、或它们的片段等蛋白质。在表面具有官能团的胶乳颗粒上,可化学结合可与该官能团共价结合的取代基。例如,可在具有-COOH的胶乳上结合蛋白质的-NH2
结合了结合配偶体的载体颗粒可根据需要进行封闭。具体地说,通过由非活性蛋白质处理载体颗粒表面,可防止相对于载体颗粒表面的非特异性蛋白质的结合。作为非活性蛋白质,可使用牛血清白蛋白或脱脂乳粉等。另外,为提高载体颗粒的分散性,可向分散介质中添加表面活性剂或糖类。另外,为防止微生物的繁殖,也可以向颗粒载体中添加抗菌剂。
另一方面,本发明中的血球成分是指血液中存在的固形成分。具体地说,红细胞、白细胞、或血小板等包括在血球成分中。1mm3成人血液中各血球成分的数量和大小如下。应说明的是,红细胞数女性为450万个、幼儿为690万个,与成人男性不同。
红细胞约500万个(男性)大小约8μm、厚度约2μm
白细胞平均约7,500个  大小约6~14μm
血小板约14~36万个  大小约2~3μm(直径约2μm,圆盘状)
因此,含有血球成分的介质是指含有上述的存在于血液中的固形成分的介质。具体地说,在含有血球成分的介质中例如含有如下的介质。其中,全血是本发明的优选介质。
全血、
稀释的全血、或
含有全血的血球成分的部分
在本发明中,为了实现含有血球成分的样品的测定,利用了电破坏血球成分的步骤。血球成分的电破坏是指对含有血球成分的样品施加电场、物理性破坏血球。本发明中的破坏是指使血球处于如下状态:即在上述步骤(2)或(2’)中,以三维信息为指标对载体颗粒进行计数时,血球成分不能作为颗粒计数。红细胞或白细胞通过细胞膜的破坏,作为细胞的形状不能维持。该状态也可称为血球成分的破裂。其结果是,细胞膜被破坏的血球细胞不能以三维信息为指标计数。即,本发明的血球细胞的破坏包括血球细胞的细胞膜的破坏。
当本发明的介质是全血时,介质中所含血球成分的大部分为红细胞。红细胞的细胞膜的破坏特称为溶血。溶血是指红细胞的细胞膜被破坏、细胞内的蛋白质漏出的状态。因此,本发明的血球成分的破坏包括溶血。
本发明中,应破坏的血球成分为介质中所含血球成分的至少50%以上,例如70%以上、或80%以上,优选为介质中所含血球成分的至少85~95%。破坏的血球成分的比例可通过在电破坏前后比较血球成分来确认。
通常,如果载体颗粒浓度(w/v%)是相同的,包含小载体颗粒的悬浮液在相同体积中的颗粒数多。一般情况下,载体颗粒数多的悬浮液与少的悬浮液比较,反应液中血球成分的数目相对变少。即可以说颗粒数多的悬浮液不易受血球成分的影响。例如,当使用粒径(φ)为1~4.5μm的胶乳颗粒作为载体颗粒时,其与红细胞数的比例如下变化。应说明的是,反应液的组成基于(全血样品+第1试剂R1)∶第2试剂R2=(1+9)∶10进行计算。
Figure A20068004424300181
在对载体颗粒进行计数时未破坏的血球成分残留的条件下,优选反应液中所含血球成分的比例低。具体地说,破坏前的反应液中胶乳颗粒数与血球成分之比可以调整为例如1∶1~30∶1、或4∶1~20∶1。但是,当几乎彻底进行血球破坏时,即使混入更大量的血球成分,当然也可以防止血球成分的干扰。另外,本发明中,通过电破坏血球,血球成分的容积通常变化为3μm以下。因此,使用粒径为3μm以上的载体颗粒时,不易受血球成分的影响。
在本发明中,血球成分被电破坏。电破坏血球成分是指对含有血球的液体施加电场,通过电刺激破坏细胞膜的结构。具体地说,电破坏血球成分包括向含血球成分的液体所接触的电极通电的步骤。施加条件可以考虑以下条件,在不造成应测定的亲和物质或施加电压的液体电变性或分解的范围内适当调节。
首先,与电压的高低成正比,介质电解的可能性提高。当电压和施加时间恒定时,与电源频率成反比,介质电解的可能性提高。而频率低的情况血球成分容易破坏。而且当电压和频率恒定时,与施加时间成正比,介质电解的可能性提高。
具体地说,可以利用例如为10~70V/mm、通常为30~70V/mm,优选为50~60V/mm的电压。本发明中,电破坏所利用的电源可以是直流也可以是交流。优选的电源为含有交流成分的电源、或交流电源。交流电源的频率例如为10KHz~10MHz、通常为100KHz~1MHz,优选为300KHz~600KHz。在上述条件下,可以在5秒~3分钟、或5秒~60秒,例如10~30秒之间选择破坏血球成分的施加条件。
本发明中,血球成分可以在对载体颗粒进行计数的步骤(2)或(2’)之前破坏。可以优选在上述步骤(1)或(1’)之前破坏血球成分。通常,用于亲和物质和结合配偶体的反应所施加的电场与用于破坏血球所提供的电场的条件不同。为此,优选上述步骤(1)或(1’)之前提供用于破坏血球成分的电场条件。但提供给反应液的电场可以连续地变化。因此,在步骤(1)或(1’)中,可以连续地施加用于亲和物质和结合配偶体的反应所施加的电场及用于破坏血球所提供的电场。
本发明包括对含有亲和物质和载体颗粒的反应液施加电压脉冲的步骤。使载体颗粒在电场中排列进行凝集反应的方法是公知的(特开平7-83928号)。即,通过对含有亲和物质和载体颗粒的反应液施加电压脉冲,可使载体颗粒沿电场排列。
此时,在利用凝集抑制反应的原理的情况下,使亲和物质和载体颗粒在凝集试剂的共存下排列。凝集试剂可在载体颗粒和测定对象亲和物质接触后接触。或通过在预先混合测定对象亲和物质和凝集试剂后添加载体颗粒,可同时使三种成分接触。
电压脉冲可利用交流成分或直流成分。也可以将两者任意组合。反应液由于容易产生电解,故优选交流电压。交流电压可使用方形波、矩形波、或正弦波等。可根据反应液(试剂)的离子强度任意设定交流电压的电源频率。施加交流电压以得到用峰值表示时为5~50V/mm的电解强度。当电解强度小于5V/mm时,难以引起载体的珠链化,因此,凝集反应的促进不充分。当电解强度超过50V/mm时,反应液容易引起电解,难以测定凝集反应。更优选施加交流电压以得到10~20V/mm的电场强度。交流的频率优选为10KHz~10MHz的频率。更优选为50KHz~1MHz的频率。
在本发明中,电压脉冲通常是指具有电压从稳定状态转换,仅持续有限的时间就返回到原来的状态的波或波形的电压。交流电压是代表性的电压脉冲。交流电压是电压平均值为0的时间的周期函数。例如,具有正弦波、矩形波、方形波、或锯齿波等的电压的振幅明显是周期性的,包括在交流电压中。通常,在交流电压中,在任意一个周期,正电位侧的面积和负电位侧的面积相等,两者合计为0。各面积是横轴(电位差为0)和上侧的曲线、或下侧的曲线限定的面积。在本发明中,为防止反应液的电解,施加电压脉冲。因此,在不会引起反应液的电解,或即使引起电解也可以被抑制在实质上不干扰反应的水平的情况下,也可以使用正电位和负电位的合计不为0的电压脉冲。
在本发明中,方形波或矩形波的电压脉冲指包括重复正电位/电位差0/负电位,并且正电位及负电位的至少一个的电压为一定状态的电源。而且,方形波或矩形波的电位差从0状态到下一个0状态之间的时间是脉冲宽度。应说明的是,方形波是指,在将电压的变化画成纵轴为电压、横轴为时间的图表时,大致形成四角形的形状的电压脉冲。四角形包括正方形和长方形。与此相对,矩形波是不包括正方形的长方形的电压脉冲。因此,矩形波包括在方形波中。在本发明中,优选的脉冲宽度通常为50μ秒以下。优选的脉冲宽度可例举0.1~10μ秒。
构成方形波或矩形波的电位差为0的状态的时间没有限制。一般地说电位差为0是在正电位和负电位之间转换的瞬间。但是,电位差为0的状态持续更长时间的电压脉冲也可以用在本发明中。例如,在具有0.1~10μ秒的脉冲宽度的正电位/负电位的循环之间,可包含0.1~100μ秒的电位差为0的状态。
本发明中,对电压脉冲施加时反应液的温度没有限定。通常可以是0~20℃,例如为0~15℃、优选为1~8℃或2~4℃。通过电压脉冲的施加,反应液的温度上升。因此,为了使反应液的温度保持低温,利用冷却设备是有利的。用于制造局部低温环境的优选冷却设备有例如珀耳帖元件。珀耳帖元件是采用利用了珀耳帖(JeanCharles A.Peltier)发现的珀耳帖效应的半导体构成的电子元件。当直流电流通过N型和P型的半导体时,其中一个半导体的温度被吸收,另一个半导体发生放热(热交换现象)。温度被吸收的一侧的温度降低、冷却。市售的珀耳帖元件通常具有-10℃左右的冷却能力。珀耳帖元件的冷却能力可以通过供给半导体的电流而自由控制。因此,在施加电压脉冲期间,通过温度传感器监测反应液的温度,根据需要使珀耳帖元件运转,从而可以在规定的温度范围内维持反应液的温度。
或者,在电压脉冲施加时充分冷却反应液,电压脉冲的施加后反应液的温度仍在规定范围内的情况下,电压脉冲施加时未必需要冷却。例如电压脉冲的施加结束时,如果反应液的温度为20℃以下,即使施加期间不冷却也可以满足必要的温度条件。如果可以预先充分冷却反应液,再根据需要抑制反应液放置的环境的温度上升,在电压脉冲施加期间,积极的冷却不是必需的。
本发明中,施加电压脉冲的反应液可以预先温育。温育的条件如后所述。反应液在37~90℃的高温下进行温育的情况下,施加电压脉冲前充分冷却。通常,反应液的体积为1mL以下,故反应液在极短的时间可以冷却。将高温下温育的反应液冷却,然后在0~20℃施加电压脉冲的条件是本发明的优选条件。
电压脉冲施加时的温度上升阻碍凝集反应的作用机制可考虑如下。在施加了电压脉冲的反应液中,载体颗粒的排列和分散重复发生。载体颗粒上的结合配偶体及反应液中的亲和物质(或凝集试剂成分)的接触机会增加,因此载体颗粒的分散有效。同时,多个载体颗粒与亲和物质(或凝集试剂成分)结合而交联,形成凝集块,因此载体颗粒的排列有效。但是,在反应液中的载体颗粒运动激烈的情况下,载体颗粒可能不能充分排列。反应液温度上升的状态可以说是反应液中所含的载体颗粒的布朗运动变得激烈,电压施加时载体颗粒难以排列的状态。其结果,通过施加电压阻碍了载体颗粒的排列,阻碍了凝集反应。在基于本发明的电压脉冲施加时反应液的温度被控制的情况,通过电压施加可以充分得到载体颗粒的排列效果,可以抑制因温度上升而导致的对凝集反应的阻碍。
为了抑制施加了电压脉冲的反应液中的载体颗粒的运动,提高反应液的粘度也是有效的。一般的凝集反应的反应液不足0.75mPas(帕斯卡·秒或泊(P))。上述粘度不能抑制载体颗粒的运动,可能阻碍凝集反应。与此相对,本发明人确认,在0.8mPas以上的粘度可以有效地促进凝集反应。即本发明提供用于凝集载体颗粒的方法,该方法包括对反应液施加电压脉冲的步骤,其中所述反应液含有载体颗粒和特定物质,所述载体颗粒结合有与上述特定物质具有结合活性的结合配偶体,该方法的特征在于,施加电压期间反应液的粘度为0.8mPas以上。更具体地说,本发明提供包括上述步骤(1)~(3)或(1’)~(3’)的亲和物质的测定方法,其中反应液的粘度为0.8mPas以上。
本发明中,反应液的粘度通常为0.8mPas以上、例如为1~3mPas,优选为1~2mPas。反应液的粘度可以通过添加可调节粘度的化合物进行调节。可调节粘度的化合物可以利用不干扰亲和物质与结合配偶体的结合的任意的化合物。例如,可以通过添加牛血清白蛋白、酪蛋白、甘油、蔗糖或氯化胆碱等来提高反应液的粘度。上述化合物的添加量,例如可以从0.05~5%的范围适当选择。更优选为0.1~3%,进一步优选为0.3~1%。另外,即使反应液的组成相同,如果反应液的温度降低,则一般情况下粘度增高。因此,在提高反应液的粘度方面,在低温条件下施加电压脉冲是有效的。
从业者通过将上述化合物添加到反应液中,在施加电压脉冲的温度条件下测定其粘度,可以设定适当的添加量。确定液体粘度的方法是公知的。通常使用旋转粘度计、超声波粘度计或振荡粘度计等。
在本发明中,可对反应液从任意方向施加电压脉冲。例如,也可以施加多个不同方向的电压脉冲。具体地说,例如可将两组电极组合,对反应液施加电压脉冲。或者,可通过使电极相对于反应液移动,给予不同方向的电压脉冲。例如,可通过使电极旋转,给予任意角度的电压脉冲。移动的电极数既可以为一组,也可以使两组以上的电极移动。
通常,由于反应系统中载体颗粒的浓度越高,越容易形成珠链,因此凝集得到促进。但在另一方面,伴随载体颗粒的浓度上升,在生物学的特异反应性物质不存在的情况下,进行再分散时载体颗粒的凝集率(背景)有变大的倾向。在根据二维信息观测凝集颗粒的公知的方法(特开平7-83928号)中,载体颗粒的浓度越高,未凝集的颗粒误被作为凝集颗粒捕捉的可能性越高。在颗粒浓度高的情况下,由于颗粒接近,故单纯颗粒的重叠与因凝集而形成的颗粒块的识别变得困难。因此,为特异性识别凝集块,必须使颗粒浓度保持为低浓度。具体地说,特开平7-83928号中公开的反应系统中的载体颗粒的浓度,在例如为胶乳颗粒的情况下,优选为0.01~1重量%,更优选为0.025~0.5重量%,最优选为0.05~0.1重量%。这样的颗粒浓度在珠链化中未必是最优的条件。即,在根据二维信息对凝集块进行计数的方法中,通过牺牲颗粒浓度来实现凝集块的特异性识别。
本发明由于基于三维信息测量凝集颗粒,故可以与颗粒浓度无关地对凝集块进行特异性识别。其结果是,可给予形成珠链的最适宜条件。即,可考虑测定对象亲和物质和具有结合活性的结合配偶体的平衡,确定载体颗粒的浓度。即使选择高的载体颗粒浓度,凝集块也会被特异性检测到。在本发明中,通常反应系统中载体颗粒的浓度,例如在胶乳颗粒的情况下优选为0.01~5重量%,更优选为0.1~2重量%。该浓度范围是基于二维信息的方法的2倍~10倍。最适宜的载体颗粒的浓度可相应于载体颗粒的大小或测定对象亲和物质的测定灵敏度等适宜调节。
在本发明中,可向反应液中添加促进凝集反应的盐。例如,通过以10mM以上较高的浓度添加盐,可促进凝集反应。但是,当盐的浓度在反应系统中以600mM以上的浓度存在时,由于容易发生反应液的电解,故不优选。更优选的盐的浓度为10~300mM,最优选的盐的浓度为25~150mM。生物体样品自身可能含有促进凝集反应的盐的情况下,可以调整试剂的盐浓度,使反应液中的最终盐浓度达到上述范围。应说明的是,在使用直流成分作为电压脉冲的情况下,由于在盐浓度约6mM的反应液中也发生电解,故在盐存在下难以测定生物学的特异性凝集反应。
本发明的盐可从促进生物学的特异性凝集反应的物质中选择。例如有氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、氯化铵,但不限于此。在10mM、25℃水溶液中的摩尔电导率为100cm2/(Ω·mol)以上的盐优选作为用于本发明的盐。更具体地说,例如氯化钠、氯化钾、及氯化铵等可作为优选的盐。
在本发明中,含有血球成分的介质可以为原液,或者自动稀释后在测定时使用。稀释倍率可任意设定。反应所需要的试剂为多种时,也可以按顺序添加多种的试剂。作为构成在此所说的多种试剂的试剂,例如可示出如下试剂。
在本发明中,可使用用于预先分解和/或吸收导致非特异反应的物质的试剂。这种试剂作为包含非特异抑制剂的试剂是有用的。包含非特异抑制剂的试剂与包含载体颗粒的试剂组合,构成多种的试剂。包含非特异抑制剂的试剂例如可预先与检样混合。非特异抑制剂例如可使用现有技术公知的试剂。
在免疫测定中,导致非特异反应的各种物质包含在样品中是已经明确的。例如,类风湿因子等球蛋白类有时干扰构成免疫测定的免疫反应。为防止球蛋白类干扰免疫测定,使用非特异抑制剂。例如,利用识别球蛋白类的抗体可以吸收该非特异作用。类风湿因子是来自IgG或IgM的球蛋白。因此,通过使用抗人IgG抗体、或抗人IgM抗体,可吸收类风湿因子。另外,利用导致非特异的物质的分解防止干扰的方法也是公知的。具体地说,已知通过还原将球蛋白类分解,可以抑制该干扰作用。球蛋白类被二硫苏糖醇或2-巯基乙醇等还原。
另外,可组合两种以上包含结合了具有不同结合活性的结合配偶体的载体颗粒的试剂。通过这种组成,可同时测定不同种类的测定对象亲和物质。各试剂可分别各自进行添加。或者,也可以预先将多种试剂混合后,与检样混合。
优选检样和试剂在施加电压之前预先混合。可使用搅拌器将两者物理混合。或者也可以利用电的方法将两者混合。电的方法例如有通过断续地施加不同方向的电压脉冲,使载体颗粒的位置物理性移动的方法。
本发明中,可以对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒、测定对象亲和物质混合得到的反应液预先温育。本发明人通过温育施加电压脉冲前的反应液,确认到可以促进施加电压脉冲后的凝集块的形成。即,通过施加电压脉冲前的温育可以使反应得到促进。在以促进反应为目的的温育步骤中,可以施加用于破坏血球成分的电压脉冲。或者,也可以在温育之前或之后电破坏血球。当在温育之前破坏血球时,通过施加电压脉冲使反应液的温度上升。其结果是,可以调节为适合温育的温度。
反应液的温育例如在室温以上的温度下实施。温育的温度只要能维持反应液中所含的各种反应成分的活性即可,优选尽可能高的温度。对温育的时间没有限定。即,在温育的温度下,可以在不造成反应成分变性的范围内进行温育。温育的时间越长,促进效果也随之增强。因此,优选预先设定可预期必要水平的促进效果的温度和时间条件。
具体地说,例如作为温育的温度条件,通常为37~90℃、优选为40~90℃,或者45~80℃。例如,可以使用作为结合配偶体的抗体,基于本发明来测定作为亲和物质的蛋白质抗原。已知构成抗体或抗原的蛋白质在高温下发生变性。但是,例如在用于灭活血清的一般条件,即56℃、30分钟的温育条件下许多蛋白质不发生变性。本发明人等进一步确认到:在免疫测定这样的低蛋白质浓度条件下,如果实施短时间的处理,即使在90℃左右的温度下,蛋白质的变性也可忽略不计。例如在45~80℃的范围内,温育5~180秒,可以确认能得到几乎同等水平的反应促进效果。因此,作为本发明的优选温育条件,优选为45~80℃、更优选为50~65℃,温育5秒以上、例如5~30秒。
本发明中,当然也包括更长的温育时间。但是,在希望缩短反应时间的情况下,通过采用5秒以上的短时间可以在不牺牲反应时间的情况下预期希望的反应促进效果。另外,例如在超过80℃的高温条件下,通过使温育时间为5~180秒可避免蛋白质的变性。
或者,在将本发明的方法应用于耐热性物质的反应的情况下,高温条件不成问题。例如DNA即使在高温条件下也极其稳定。因此,在欲利用载体颗粒的凝集测定DNA间的结合的情况下,作为温育的温度也可选择更高的温度。
本发明中,通过温育促进反应的机制可如下说明:通过施加电压脉冲而排列的载体颗粒由于其上固定的结合配偶体经由亲和物质与其它载体颗粒上的结合配偶体交联而构成凝集块。可以认为在载体颗粒排列时发生了一系列的反应。但是,根据本发明人的发现,可以确认施加电压脉冲前的温育提高了反应的效率。另外判明:在该温育期间,形成了亲和物质与载体颗粒上的结合配偶体结合的状态。即,可以认为在通过施加电压脉冲使载体颗粒排列前,形成结合配偶体捕捉了亲和物质的状态,可提高反应效率。
认为在不施加电压脉冲的条件下,与施加电压脉冲时相比,载体颗粒的自由度大得多。因此,载体颗粒上的结合配偶体与亲和物质可以接触,结合配偶体可以捕捉亲和物质。在这里,若施加电压脉冲,则具有捕捉了亲和物质的结合配偶体的载体颗粒与其它载体颗粒一同沿电场排列。此时结合配偶体已经捕捉了亲和物质,因此通过与接近的其它载体颗粒的结合配偶体的结合迅速形成凝集块。通过间断性施加电场,使载体颗粒的排列和分散反复进行,增加接触的机会,促进凝集块的形成。
即,在施加电压脉冲之后检测载体颗粒的凝集,以该凝集为指标测定亲和物质的方法中,载体颗粒的凝集块可以说是经由以下的初级反应和次级反应形成的。
初级反应:载体颗粒上的结合配偶体捕捉亲和物质的反应。此时,未必一定形成经由亲和物质的载体颗粒间的交联结构。
次级反应:多个载体颗粒上的结合配偶体与亲和物质结合的反应。其结果是,形成经由亲和物质的载体颗粒间的交联结构(即凝集块)。
次级反应通过施加电压脉冲而促进。但是,至今为止用于促进初级反应的具体条件仍然不明。因此本发明也可以理解为提供了用于促进初级反应的条件。即本发明中的施加电压脉冲前的温育步骤也可以说是用于促进初级反应的步骤。
本发明中,可以在施加电压脉冲前的反应液中添加水溶性高分子化合物。在水溶性高分子化合物的存在下,通过颗粒凝集反应检测亲和物质与结合配偶体的结合,由此可以强化或稳定凝集反应。反应液中的水溶性高分子化合物的浓度可以在例如0.05~5%的范围适当选择。更优选为0.1~3%,进一步优选为0.3~1%。凝集反应的强化作用强的化合物,在超过5%的浓度下,很可能发生非特异性凝集反应。另外,在0.05%以下的低浓度下,有时不能充分期待其效果。
水溶性高分子化合物可以使用聚乙二醇、葡聚糖、羧甲基纤维素等。聚乙二醇的分子量优选6000~2000000。这些水溶性高分子化合物可以是一种,也可以将二种以上组合。为了将水溶性高分子化合物添加到反应液中,可以预先在含有颗粒载体的试剂中添加需要的量。或者,也可以将水溶性高分子化合物作为与颗粒载体不同的试剂进行混合。例如,可以将水溶性高分子化合物添加到样品的稀释液中。并且,还可以将其添加到混合的多种试剂、以及稀释液中。
优选制备双试剂系统,使水溶性高分子化合物包含在缓冲液等的第一试剂中,再与含有载体的第二试剂混合用于测定。此时,在第一试剂中可以添加吸收嗜异性抗体等非特异物质的非特异吸收剂或用于吸收类风湿性因子的物质。
根据本发明,通过施加电压脉冲前的温育来提高反应效率也可以应用于凝集抑制反应。即,在包括上述步骤(1’)~(3’)的本发明方法中,也同样可以在将含有测定对象亲和物质的反应液与凝集试剂成分混合前或混合后进行温育。温育的条件与上述的条件相同。另外在凝集抑制反应系统中,也可以向反应液中添加水溶性高分子化合物。
如上所述,施加电压脉冲前的反应液的温育对促进载体颗粒的凝集反应有效。如前所述,此时温育的温度高则效果更大。另一方面,施加了电压脉冲的反应液的温度由于焦耳热量而上升。当导体通电时,导体中产生的热量为焦耳热量。本发明人发现,温育中的高温条件对凝集反应具有促进作用,而施加电压脉冲时的温度上升对凝集反应具有阻碍作用。因此,在施加电压时,维持低的反应液温度是有利的。
本发明是包括以下步骤的亲和物质的测定方法,该测定方法的特征在于:测定对象亲和物质包含在含血球成分的介质中,在步骤(1)或(1’)中、或步骤(1)或(1’)之前、或者步骤(1)或(1 ’)中和步骤(1)或(1’)之前包括电破坏血球成分的步骤。
(1)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒和测定对象亲和物质混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤;
(2)在进行步骤(1)后,对通过与作为测定对象的亲和物质的结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及不与作为测定对象的亲和物质结合而未形成凝集块的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3)在进行步骤(2)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤;或者
(1’)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒、测定对象亲和物质与凝集试剂成分混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤,其中上述载体颗粒通过凝集试剂凝集,并且利用测定对象亲和物质阻碍其凝集;
(2’)在进行步骤(1’)后,对通过与凝集试剂结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及利用与作为测定对象的亲和物质结合而阻碍凝集的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3’)在进行步骤(2’)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤。
下面,具体说明构成本发明测定方法的各步骤。
混合后的反应液随后转移到装有电极的槽内,施加电压脉冲。电压脉冲可以是用于破坏血球成分的条件和用于使载体颗粒珠链化的条件的任一种条件。通常,在用于破坏血球成分的条件下施加电压脉冲后,在用于珠链化的条件下施加电压脉冲。当施加电场时,载体颗粒发生极化,互相静电吸引,排列成直链状。该现象被称为珠链化。然后,当将电场停止时,直链排列的载体颗粒瞬间再分散。另一方面,在进行珠链化时,若生物性特异性反应物质存在,参与生物性特异性反应的载体颗粒在将电场停止后也不分散,一直以形成凝集块的状态存在。通过测定这些参与生物性特异凝集反应的凝集颗粒和/或未参与的分散的载体颗粒,可检测到或测定生物性特异性反应物质的存在。
本发明的测定方法中,对通过与作为测定对象的亲和物质结合所形成的载体颗粒的凝集块、及不与作为测定对象的亲和物质结合而未形成凝集块的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息作为指标进行计数。在本发明中,可在将电场停止后进行颗粒测定。或者也可以不停止电场来测定置于电场中的颗粒。例如,置于电场中的颗粒可以通过从电场中取出进行计数。而且,在对颗粒进行计数前,可实施使颗粒分散的步骤。通过计数前的分散步骤,可使由于非特异性的原因而凝集的颗粒分散。其结果是,可期待测定精度的提高。颗粒通过搅拌或稀释反应液被分散。
本发明中,稀释反应液时,可以在上述步骤(3)或(3’)之前强化亲和物质和结合配偶体、或者凝集试剂和结合配偶体之间的结合。通过强化结合可以防止伴随稀释的凝集块的破裂。例如,在施加电压脉冲的条件下稀释反应液的方法是本发明中的优选稀释方法。更具体地说,通过在施加电压脉冲的稀释液中添加反应液来进行稀释。稀释液配置在电极之间,施加有电压脉冲。换句话说,将稀释液配置在相向的电极间。
反应液可以在施加电压脉冲的条件下进行稀释。此时,对电极尺寸或电极间隔没有特别限定。即珠链化后的反应液和稀释液之间的初期接触在夹有相向电极的电场中进行。
稀释步骤中,电压脉冲优选交流电压。电压脉冲的施加条件可以是不诱发反应液和稀释液电解的任意条件。电压脉冲的电压例如为0.1V~1.2V、更优选为0.3~0.9V。电压脉冲的频率例如为100KHz~10MHz、更优选为400KHz~1MHz。电压脉冲中可以使用任意的波形。具体地说,可以举出方形波、正弦波、三角波等。更优选电压脉冲为方形波。本发明中,希望在至少包括反应液和稀释液接触的瞬间的时间带施加电压脉冲。施加时间即使很短也可以期待对稀释中结合的强化作用。更具体地说为0.5~30秒、通常为1~10秒,例如为1~5秒。
稀释液可以使用含盐的溶液。具体地说,可以使用添加有50mM~600mM盐的生理盐水、甘氨酸缓冲液、磷酸缓冲液等,盐可以举出氯化钠、氯化钾、氯化钙等。稀释液中也可以含有叠氮化钠等防腐剂或TritonX-100等表面活性剂、甘油、蔗糖等。
通过在施加有电压脉冲的状态下进行稀释,可以使构成凝集块的亲和物质(或凝集试剂)和结合配偶体的结合反应得到强化。认为是电压脉冲造成的电场的偶极矩效果使两者的结合得到强化。无论如何,确认到:通过在施加电压脉冲的条件下进行稀释,凝集块的破裂得到抑制,可以在维持凝集块的状态下实现反应液的稀释。
或者,作为可以强化亲和物质和结合配偶体、或凝集试剂和结合配偶体的结合的稀释方法,可以利用能够强化两者结合的结合强化剂。结合强化剂是指添加到反应液中可以强化两者结合的成分。例如,蛋白质间的结合可以通过添加戊二醛或碳化二亚胺等化合物得到强化。因此,蛋白质抗原和抗体之间的免疫结合可以通过戊二醛或碳化二亚胺强化。优选这些化合物作为结合强化剂。
结合强化剂作用于亲和物质和结合配偶体的官能团,将两者化学结合。或者在凝集抑制反应系统中,强化凝集试剂和结合配偶体之间的结合。其结果是,两者结合形成的凝集块获得物理上的高度稳定性。例如,当亲和物质或凝集试剂和结合配偶体是蛋白质时,分子内具有氨基或羧基。这些官能团被戊二醛或碳化二亚胺等化学物质交联。
反应液中结合强化剂的浓度可以根据结合强化剂的种类适当设定。更具体地说,例如为戊二醛时,反应液的最终浓度通常为0.1~25%、优选为0.2~18%。可以在稀释含有亲和物质和结合配偶体的结合体的反应液之前,向反应液中添加结合强化剂。添加结合强化剂之后的反应液优选可以在37℃下温育数秒~20秒左右、优选2~10秒、或2~5秒后进行稀释。当结合强化剂中使用戊二醛或碳化二亚胺时,也可以在添加到反应液中后立即进行稀释。
结合强化剂的添加在本发明的稀释步骤中是有效的。本发明中,还可以将结合强化剂和上述的在施加电压脉冲条件下的稀释步骤组合。即,可以将结合强化剂添加到反应液中,然后按照上述的条件,在施加电压脉冲的条件下稀释反应液。或者,也可以利用添加有结合强化剂的稀释液,按照上述的条件,在施加电压脉冲的条件下稀释反应液。通过将两者组合可以加强结合的强化作用。
本发明中,反应液的稀释是指通过混合反应液和稀释液,使反应液中载体颗粒的浓度降低。反应液中载体颗粒的浓度根据样品的量和作为试剂供给的载体颗粒的量来确定。而且,在本发明中,反应液中载体颗粒的浓度通常设定在通过珠链化可促进载体颗粒凝集的范围。具体地说,反应液中载体颗粒的浓度通常为0.01~5重量%、更优选为0.1~2重量%。与此相对,例如可以稀释为100倍以上、通常1000倍以上,具体地说可以稀释为1000~100000倍、优选为2000~40000倍。稀释后载体颗粒的浓度为0.1×10-5~0.005重量%、优选为0.00001~0.001重量%。
在本发明中,颗粒以三维信息为指标进行计数。在本发明中,以三维信息为指标进行计数是指,测定颗粒和/或凝集块的三维信息,基于其结果对颗粒和/或凝集块进行计数。解析显微镜图像的公知的方法根据二维信息来确定凝集水平。因此,以三维信息为指标的本发明与公知的方法有明显区别。
对用于测定三维信息的方法没有限制。另外,本发明的计数是指求出颗粒和/或凝集块的数量。颗粒和/或凝集块的数量也可以仅简单地测定数量。或者也可以将凝集的颗粒与未凝集的颗粒区别开来进行测定。而且,对于凝集的颗粒,也可以对每个凝集的颗粒测定凝集块的数量。用于以三维信息为指标对颗粒进行计数的若干方法是公知的。
可用于本发明的颗粒的计数方法中,基于物理原理的测定方法是有利的。在本发明中,物理的测定方法是指可以评价颗粒或凝集块固有的物理信息的测定方法。颗粒或凝集块固有的物理信息也可以说成是真实的测定结果。与此相对,解析从图像信息得到的二维信息的方法实际上会误将未凝集的颗粒的重叠作为凝集块测出。这样的检测结果不能称为颗粒固有的物理信息。
要物理测定颗粒或凝集块,利用流动系统是有利的。流动系统是可以解析通过微小流动池的颗粒的物理信息的系统。通过利用流动系统,可容易地进行物理测定。即,本发明中的物理测定包括下述步骤:通过流动系统对颗粒和凝集块的任一方或两方的三维信息进行测定、计数。用于以三维信息为指标对颗粒进行物理计数的方法例如有库尔特原理或激光衍射散射法。
库尔特原理(USPA2656508,1953年)是在小孔(细孔)的两侧设置电极,并基于通过小孔内的颗粒引起的电阻的变化检测颗粒的体积的分析方法。通过电解液在两电极间流过微小电流时,若电解液中悬浊的颗粒被吸引而通过小孔,相当于颗粒体积的电解液被颗粒置换。其结果是,由于两电极间的电阻发生变化,故可通过测定该变化测定颗粒的数量和尺寸(体积)。作为检测体积的方法,有静电容量法,但已实用化的方法几乎都是电阻法。
孔径可以根据成为解析对象的颗粒进行适宜调节。在检测用于通常的免疫学颗粒凝集反应的载体颗粒的凝集时,孔径通常可为30~1000μm,更优选为50~200μm。
孔径相对于载体颗粒的平均粒径为数倍~数百倍,例如为数倍~100倍,优选为5倍~50倍是有利的。此时,可检测到与体积成正比的信号,可实现高精度、高灵敏度的测定。孔径相对粒径的倍率越小,灵敏度越好,但当其过小时,颗粒容易堵塞,而当其过大时,颗粒的检测灵敏度降低,故不优选。
更具体地说,例如在对粒径为1~5μm,特别是2~3μm的载体颗粒进行计数时,孔径可从30~100μm,优选为50~80μm,例如65~75μm的范围选择。在本发明的亲和物质的测定方法中,作为特别优选的颗粒尺寸可列举出2~3μm的载体颗粒。即,本发明提供包括以下步骤(1)~(3)或(1’)~(3’)的亲和物质的测定方法,该测定方法的特征在于:测定对象亲和物质包含在含血球成分的介质中,在步骤(1)或(1’)中、或步骤(1)或(1’)之前、或者步骤(1)或(1’)中和步骤(1)或(1’)之前包括电破坏血球成分的步骤。
(1)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的平均粒径为2~3μm的载体颗粒、测定对象亲和物质混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤;
(2)在进行步骤(1)后,对通过与作为测定对象的亲和物质的结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及不与作为测定对象的亲和物质结合而未形成凝集块的载体颗粒的任一方或两方,利用具有50~80μm孔径的库尔特原理,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3)在进行步骤(2)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤;或者
(1’)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的平均粒径为2~3μm的载体颗粒、测定对象亲和物质与凝集试剂成分混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤,其中上述载体颗粒通过凝集试剂凝集,并且利用测定对象亲和物质阻碍其凝集;
(2’)在进行步骤(1’)后,对通过与凝集试剂结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及利用与作为测定对象的亲和物质结合而阻碍凝集的载体颗粒的任一方或两方,利用具有50~80μm孔径的库尔特原理,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3’)在进行步骤(2’)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤。
通常,孔径小的可更准确地对非凝集颗粒进行计数。相反,通过增大孔径,凝集颗粒难以堵塞小孔。小孔的堵塞引起解析效率的下降。降低堵塞频率与提高解析效率有关。例如,在预测凝集颗粒大量生成的情况下,通过较大地设定孔径,可以防止小孔堵塞。或者,通过使用粒径小的载体颗粒,可期待相同的效果。另外,通过稀释样品,降低凝集颗粒的比例,也可以防止小孔的堵塞。通常,根据所预期的检测灵敏度、所预想的检测对象物质的浓度、以及设备结构(特别是孔径),可以选择各种适宜的条件。
这样,通过对凝集颗粒进行计数,可以了解凝集颗粒的比例。凝集颗粒的比例是指凝集的颗粒占所计数的全部颗粒的比例。另外,将凝集颗粒的比例称为凝集率。而且,对预先了解浓度的标准试剂求取凝集率,将两者的关系作成图表,由此,可得到标准曲线。相对于标准曲线,对照检样的凝集率,则可明确检样含有的测定对象亲和物质的浓度。
或者,也可以将上述标准曲线作为回归式来表示。如果可得到回归式,也可以将凝集率代入回归式,从而算出测定对象亲和物质的浓度。
另一方面,激光衍射散射法是指检测对颗粒照射激光时产生的摇动,由此测定颗粒的数量和平均直径。无论何种情况,为提高测定精度,为了抑制颗粒的误测定,优选对反应颗粒进行稀释、施加超声波或/和使用鞘流方式等。
另外,可将以下的方法作为颗粒体积的测定方法。
离心沉淀法:是利用表示液体中的颗粒沉淀速度和粒径关系的斯托克斯公式测定粒径分布的方法(在光透过式离心沉淀法中,使用斯托克斯法则,如果为相同比重的颗粒,则可利用大粒比小粒沉淀快的事实。可将此时的颗粒浓度解析为光透过引起的混浊度变化,求出粒度分布)。
毛细管方式:在流过毛细管中的粘性流体的雷诺数小的情况下,在其中产生哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)流体。该流动越靠近毛细管中央越快,越靠近管壁越慢,因此,大的颗粒在平均较快的流束中流动,小的颗粒在平均较慢的流束中流动。即,颗粒在流过一定长度的毛细管中时,由于其运动速度不同,从而可按尺寸分离检测。
三维图像解析:对从不同方向进行摄影的多个图像信息进行解析,可求出颗粒的三维信息。或者,通过使xy平面的图像信息向z轴方向扫描,可求出颗粒的三维信息。
本发明的测定方法以三维信息为指标对凝集(或未凝集)的载体颗粒进行计数。根据计数的结果定性或定量地测定作为测定对象的亲和物质。在定性的测定中,存在凝集颗粒意味着存在作为测定对象的亲和物质。或者,在凝集抑制反应的情况下,在检测到凝集的抑制时,证明存在测定对象。
另外,在定量的测定中,可使凝集的水平与作为测定对象的亲和物质的量相关联。更具体地说,对预先了解亲和物质的量的样品实施本发明的测定方法,基于三维信息明确凝集颗粒的检测结果和亲和物质的量的关系。其次,对样品进行同样的测定,可从基于体积的凝集颗粒的检测结果明确亲和物质的量。即使在凝集抑制反应的情况下,也同样可以进行定量的测定。
作为颗粒和/或凝集块的计数方法,在对一定颗粒数进行计数的方法中,可根据[形成两个以上颗粒的凝集块的颗粒数/总颗粒数]或[单颗粒数/总颗粒数]等目的选择运算式。总颗粒数可以是在某测量时间内所测量的全部颗粒的数量,在以反应液的总量为解析对象的情况下,与其字面含义一样,也可以是反应液中所含颗粒的总数。对于反应液中所含的颗粒总数来说,在反应液总容量明确的情况下,也可以通过对其一部分进行计数近似地计算出来。
而且,本发明中,可求出在作为样品的含有血球成分的介质中所含血球成分的体积。本发明中,和载体颗粒一起温育的反应液中所含血球成分被破坏。因此,对于作为测定对象的反应液中混合的介质,另外求出其血球成分的体积即可。血球成分通过以三维信息为指标进行计数,还可以知道其体积。如果知道了血球成分的体积还可以确定样品介质中所含血球成分的比例。如此确定的全血成分中所含血球成分的比例与血细胞比容值几乎具有相同的含义。
因此,例如将全血作为样品利用时,从全血的体积中除去血球成分的体积所得的体积相当于血清(或血浆)的体积。基于两者的体积比,通过本发明测定的全血中所含测定对象物质的浓度可以修正为血清浓度。
例如使用库尔特原理(USPA2656508,1953年)的检测方法可以测定颗粒的数量和尺寸(体积),因此可以同时测量未凝集和凝集块的粒度分布、以及血球成分的容积和个数。即,由于能够测定反应溶液中的血球成分的容积和个数,可以算出血球成分的总容量。由此,可以求出测定使用的全血样品中血球成分的容量的比例。血浆(或血清)样品是从全血中除去血球成分得到的,因此通过用血球成分的比例进行修正,可以换算成血浆(或血清)的测定值。
AR(血浆)=AR(全血)×100/(100-血球成分的比例%)
或者,利用电阻法或激光衍射散射法等,基于间隔一定时间检测到的颗粒和/或凝集块的数量,可以检测或测定亲和物质。即,因为通过凝集反应使单颗粒凝集,形成凝集块,故计数的颗粒数随时间减少。或者,也可以将对预定数量的颗粒和/或凝集块进行计数所需要的时间作为指标。在本发明使用这种计数方法的情况下,可将各颗粒和/或凝集块的数量和亲和物质的量之间的关系作为回归式来表示。
对于抗体被敏化的颗粒来说,根据抗原的浓度,包含两个以上颗粒的凝集块的比例增大。这样,由[形成两个以上颗粒的凝集块的颗粒数/总颗粒数]表示的凝集率收敛于1.00(100%)。
无论是库尔特原理还是激光衍射散射法,测量颗粒三维信息的方法与解析二维图像数据的方法相比,由简单的设备配置可期待高精度的解析。如上所述,在二维图像数据的解析中,反应液的容积受到限制。与此相对,因为测量三维信息的方法可应用流动式的解析方法,故反应液的容积不受限制。另外,反应空间的物理形状也没有限制。根据这些理由,设备配置变得简单。而且,可自由设定反应液量,对再现性和检测灵敏度的提高有利。
或者,本发明提供包括以下步骤(1’)~(3’)的亲和物质的测定方法,该测定方法的特征在于:测定对象亲和物质包含在含血球成分的介质中,在步骤(1’)中、或步骤(1’)之前、或者步骤(1’)中和步骤(1’)之前包括电破坏血球成分的步骤。
(1’)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒、测定对象亲和物质与凝集试剂成分混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤,其中上述载体颗粒通过凝集试剂凝集,并且利用测定对象亲和物质阻碍其凝集;
(2’)在进行步骤(1’)后,对通过与凝集试剂结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及利用与作为测定对象的亲和物质结合而阻碍凝集的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3’)在进行步骤(2’)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤。
基于利用凝集试剂的凝集抑制反应的免疫学颗粒凝集反应法的原理已在前面叙述。利用上述步骤,可将本发明应用在免疫学颗粒凝集反应中。构成上述步骤的施加电压脉冲或解析凝集块的形成水平、或未形成凝集块的载体颗粒的水平可利用先前具体叙述的方法进行。
在根据凝集抑制反应的原理实施本发明的情况下,优选选择生成更多两个以上颗粒凝集成的凝集块的条件。或者,优选以单颗粒数/总颗粒数作为指标来评价凝集水平的方法。在基于凝集抑制反应的原理的情况下,与基于[形成两个以上颗粒的凝集块的颗粒数/总颗粒数]的运算式的解析相比,利用这样的运算式可期待高的灵敏度。
本发明的方法可以通过具备有保持反应液施加电压脉冲的机构和对载体颗粒进行计数的机构的装置来实施。例如,作为用于实施本发明方法的装置,可以使用包含以下设备的亲和物质的测定装置。
(a)保持结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒和测定对象亲和物质的空间,
(b)用于对保持在上述空间的载体颗粒施加电压脉冲的电极,以及
(c)对通过保持于上述空间的载体颗粒的凝集而产生的凝集块、以及未凝集的上述载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的设备。
在本发明中,在(a)保持结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒和测定对象亲和物质的空间中,可以利用用于保持反应液的任意空间。为使微量的样品反应,小容量的空间是有利的。例如,可利用1μL~10mL,优选10~500μL左右的空间。该空间根据需要也可以装备样品或试剂的供给设备、或后述的载体颗粒的测量设备。
其次,对本发明的(b)用于对保持在上述空间的载体颗粒施加电压脉冲的电极进行说明。用于使载体颗粒在电场中排列的电极也被用在例如前面记载的现有技术文献中。可在本发明中利用这些公知的电极。在本发明的装置中可装备用于向电极供给电压的电源。
用于实施本发明的装置中,用于施加电压脉冲的电极至少由一组(两个)电极构成。为给予多个不同方向的电压脉冲,也可以具备三个以上的电极。例如,可配置三个电极A、B、C,并在A-B间、B-C间、A-C间三个方向上施加电压脉冲。除此之外,也可以配置两组(四个)电极,并施加正交的电压脉冲。
而且,为施加不同方向的电压脉冲,可具备驱动电极的机构。例如,通过使电极在反应液中旋转,可从多个不同的方向施加电压脉冲。在从不同的方向施加电压脉冲时,施加的方向可为任意角度。
另外,用于实施本发明的装置包括:(c)对通过保持在上述空间的载体颗粒的凝集而产生的凝集块、以及未凝集的上述载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的设备。该计数设备可装备于上述空间内。或者,也可以在将保持于上述空间的反应液从上述空间内取出,导入计数装置后,进行计数。
作为以三维信息为指标对凝集的、或未凝集的载体颗粒进行计数的设备,可利用基于库尔特原理或激光衍射散射法的测量设备。为了使用库尔特原理,例如将上述空间内的反应液导入具备应用库尔特原理的电极的小孔内,进行必要的解析。小孔的尺寸可根据先前描述的基准进行适宜调节。
也可以采用下述机构:根据用于试剂的粒径或预测的凝集颗粒的比例,切换利用具有不同尺寸的多个小孔。而且,也可以具备和载体颗粒分开的、用于对血球成分进行计数的小孔。例如,本发明的设备可具备用于向多个小孔导入反应液的流路切换机构。另外,也可以根据试剂的种类或预测的凝集颗粒的比例等,组合自动选择流路的机构。或者,用于实施本发明的装置可以具备通过切换孔径来自动调节检测灵敏度的机构。检测灵敏度的调节机构例如有:首先利用较大的孔径进行解析,在预测凝集颗粒的比例小的情况下,切换为更小的小孔的机构。在利用激光衍射散射法的情况下也同样,只要将反应液导入用于解析的光学单元进行解析即可。
在本发明中,在电场中珠链化的载体颗粒根据需要被再分散后,可得到三维信息。在用于实施本发明的装置中,可装备用于使载体颗粒再分散的机构。载体颗粒可通过稀释或超声波处理进行再分散。
构成用于实施本发明的装置的上述(a)-(c)的要素可配置在一个连续的流路内。或者,将各要素作为不连续的空间来配置,通过使反应液在各要素间移动,也可实施本发明的测定方法。
在用于实施本发明的装置中,可将用于实施上述测定方法的附加机构进行组合。下面示出可在本发明的装置中组合的附加机构。
样品的分配机构,
样品的稀释机构,
测定结果的记录机构,
测定结果的显示机构,
测定结果的印刷机构。
另外,在本说明书中引用的所有现有技术文献作为参考组合在本说明书中。
实施例
下面,根据实施例更具体地说明本发明。
[实施例1]全血的破裂性试验1
(1)测定装置
使用图1(A)的装置,检验全血中所含血球成分的破裂性。将全血检样和试剂1分注、混合,随后将混合液移动到反应槽3(脉冲施加槽)内,通过电极4施加数秒到数分钟的脉冲电压,使血球成分破裂。此时没有使用试剂2(胶乳试剂)。之后,将混合液在稀释槽5中稀释,用粒度分布计6测定血球成分的粒度分布。温度控制机构1和2设定为关闭。
图1(B)表示脉冲施加槽的截面。电极间的距离为0.8mm,电极的厚度为0.03mm,电极的长度为20mm。
(2)测定方法
将健康者的全血样品作为检样进行测定。将2.0μL检样和18μL甘氨酸缓冲液(含有50mM甘氨酸,50mM氯化钠,0.09%叠氮化钠,下面简称为GBS)混合,立即注入到带有电极的反应池中,使用上述装置,在电解强度为0~60V/mm下施加30秒交流电压(频率400KHz、矩形波),然后立即切断电场,用生理盐水稀释反应液,通过粒度分布计6测定全血检样的粒度分布。应说明的是,粒度分布计6通过聚苯乙烯胶乳珠校正后使用。
(3)结果
结果示于图2。另外,从测定结果求出测定颗粒的平均容积,示于表1。在0V~33V的条件下对血球成分进行计数。判明在39V~42V的条件下血球的数量大幅度减少,其大小也变小。而且,在45V以上的条件下,几乎不能对血球成分进行计数。因此,在频率400KHz下、施加30秒左右的脉冲电压的条件中,明确了电源电压为35V以上、优选为40V以上、更优选为45V以上。
[表1]
Figure A20068004424300421
[实施例2]全血的破裂性试验2
与实施例1同样使用全血样品和装置,在下述条件下破坏血球成分。
脉冲电压:频率400KHz的交流电压(矩形波)
电场强度:48V/0.8mm
施加时间:0~60秒
结果示于表2。所计数的颗粒的平均容积在施加10秒左右的脉冲电压下显著变小。而且,还确认到相当于血球成分的大于3μm的颗粒数通过10~30秒的施加几乎不能计数。因此,确认到在频率400KHz的交流电压(矩形波)、48V/0.8mm的电解强度下,施加时间为10秒左右是足够的。即,通过本发明,可以迅速简便地破坏血球成分。
[表2]
Figure A20068004424300431
[比较例1]
将0.5μL实施例1的全血样品和25μL的GBS分配到微管中进行混合。将混合液通过超声波清洁器(SND公司制)超声波(高频电力120W、传输频率38KHz)处理5分钟使血球成分破裂。使用实施例1的粒度分布计6测定血球成分的粒度分布。结果示于图3。
[比较例2]
将0.5μL实施例1的全血样品和25μL含有0.5%表面活性剂(Tween20、或TritonX-100)的GBS分配到微管中进行混合,通过在25℃下温育5分钟使血球成分破裂。使用实施例1的粒度分布计6测定血球成分的粒度分布。结果示于图3。
根据本发明可知:和目前一直用于破坏全血成分的使用超声波或表面活性剂等药剂的方法同样,可在比较短的时间、且容易地破坏血球成分。
[实施例3]
(1)抗CRP抗体敏化胶乳试剂的制备
将含有0.15mg/mL抗CRP抗体(Shibayagi公司制)的甘氨酸缓冲液(含有50mM甘氨酸,50mM氯化钠,0.09%叠氮化钠,下面简称为GBS)作为抗体溶液制备胶乳试剂。至于胶乳颗粒,将0.9mLGBS加入到0.1mL 1.0μm的胶乳(积水化学公司制,固体成分10%的悬浮液)中制备胶乳悬浮液。
将1mL的抗体溶液和胶乳悬浮液混合,在37℃下搅拌2小时后,离心敏化的胶乳,除去上清液。使沉淀悬浮在2mL含0.5%牛血清白蛋白的甘氨酸缓冲液(0.5%BSA-GBS)中,制备抗CRP抗体敏化胶乳试剂。
(2)测定装置
使用图1(A)的装置,测定生物学的特异性凝集反应(抗原抗体反应)。该装置具备:用于将检样和试剂1分注混合、再将试剂2(胶乳试剂)分注混合的分注/搅拌槽温度控制机构1。试剂1为用于双试剂系统时的缓冲液。在单试剂系统(仅含胶乳试剂)中不使用缓冲液。混合的反应液随后被移动到反应槽(脉冲施加槽)3中,通过电极4施加数秒至数十秒的脉冲电压,使胶乳颗粒珠链化。反应液珠链化后,在稀释槽(5)中稀释,使用粒度分布计6测定载体的凝集状态。温度控制机构1和2设定为关闭。
图1(B)表示脉冲施加槽的截面。电极间的距离为0.8mm,电极的厚度为0.03mm,电极的长度为20mm。
(3)测定方法
将健康者的全血样品作为检样进行测定。将2.0μL检样和18μL的GBS混合,将2.0μL所得混合液和2.0μL上述的抗CRP抗体敏化胶乳试剂加入到微管中进行混合。将混合后的反应液立即注入到带有电极的反应池中,使用上述装置,在电解强度为48Vp-p(±24V)下施加30秒交流电压(频率400KHz、矩形波),形成珠链。该30秒施加之后立即切断电场,用生理盐水稀释反应液,使用粒度分布计6(MultisizerIII,Beckman Coulter公司)测定胶乳颗粒的粒度分布,胶乳凝集度(AR)由下述的公式求出。
AR=(形成两个以上颗粒的凝集块的颗粒数)/(总颗粒数)×100(%)
(4)结果
结果示于表3。
[表3]
Figure A20068004424300451
[比较例3]
将基于本发明得到的测定结果和通过冷冻使血球成分溶血时的测定结果进行比较。通过冷冻溶血使实施例2的全血检样的血球成分破坏制备溶血检样。使用实施例2的抗CRP敏化胶乳试剂,通过同样的操作测定CRP。结果示于表3。
由表3可知,本发明的方法(电破坏血球成分)和比较例(使用通过冷冻溶血破坏血球成分的检样的方法)的凝集率几乎一致。通过冷冻的溶血是几乎可以完全破坏血球成分的方法。因此,本发明显示可简便地测定全血样品。
产业实用性
本发明的测定方法或测定装置对测定所有在含血球成分的介质中存在的具有亲和性的物质有用。具体地说,例如通过全血样品的解析可以得到对各种疾病的诊断有用的信息。更具体地说,激素、肿瘤标记、酶、药剂、感染性病原体、或它们的抗体经常在医疗机构测定。这些测定对象成分均包括在本发明的亲和物质中。

Claims (13)

1.一种包括以下步骤的亲和物质的测定方法,其中测定对象亲和物质包含在含血球成分的介质中,该测定方法在步骤(1)或(1’)中、或步骤(1)或(1’)之前、或者步骤(1)或(1’)中和步骤(1)或(1’)之前包括电破坏血球成分的步骤,
(1)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒和测定对象亲和物质混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤;
(2)在进行步骤(1)后,对通过与作为测定对象的亲和物质结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及不与作为测定对象的亲和物质结合而未形成凝集块的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3)在进行步骤(2)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤,或者
(1’)对将结合有与测定对象亲和物质具有结合活性的结合配偶体的载体颗粒、测定对象亲和物质与凝集试剂成分混合得到的反应液施加电压脉冲的步骤,其中上述载体颗粒通过凝集试剂凝集,并且利用测定对象亲和物质阻碍其凝集;
(2’)在进行步骤(1’)后,对通过与凝集试剂结合所形成的载体颗粒的凝集块、以及利用与作为测定对象的亲和物质结合而阻碍凝集的载体颗粒的任一方或两方,以其三维信息为指标进行计数的步骤;和
(3’)在进行步骤(2’)后,基于凝集块的形成水平、以及未形成凝集块的载体颗粒的水平的任一方或两方,确定测定对象物质的水平的步骤。
2.权利要求1所述的方法,其中血球成分通过10~70V/mm的交流电压脉冲破坏。
3.权利要求2所述的方法,其中血球成分通过40~70V/mm的交流电压脉冲破坏。
4.权利要求3所述的方法,其中血球成分通过50~60V/mm的交流电压脉冲破坏。
5.权利要求1所述的方法,其中在步骤(2)或(2’)中,物理性测定凝集块或载体颗粒的三维信息。
6.权利要求5所述的方法,其中用于物理性测定三维信息的方法为选自电阻法、激光衍射散射法和三维图像解析法中的任一种方法。
7.权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(2)或(2’)中,将电场停止后,对载体颗粒进行计数。
8.权利要求7所述的方法,其中在步骤(2)或(2’)中,将电场停止后,进一步包括对载体颗粒进行稀释的步骤。
9.权利要求1所述的方法,其特征在于,施加多次电压脉冲。
10.权利要求9所述的方法,其中施加电压脉冲后,包括使载体颗粒分散,再施加随后的电压脉冲的步骤。
11.权利要求9所述的方法,其中多次电压脉冲为不同方向的电压脉冲。
12.权利要求1所述的方法,其中载体颗粒的平均粒径为1μm以上。
13.权利要求12所述的方法,其中载体颗粒的平均粒径为1μm~20μm。
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