CN103765198B - 自动分析装置及分析方法 - Google Patents

自动分析装置及分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103765198B
CN103765198B CN201280042427.7A CN201280042427A CN103765198B CN 103765198 B CN103765198 B CN 103765198B CN 201280042427 A CN201280042427 A CN 201280042427A CN 103765198 B CN103765198 B CN 103765198B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
particle
reagent
reactant liquor
latex particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280042427.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103765198A (zh
Inventor
与仪刚史
足立作一郎
三村智宪
山崎创
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN103765198A publication Critical patent/CN103765198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103765198B publication Critical patent/CN103765198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/51—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/82—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/025—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having a carousel or turntable for reaction cells or cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/82—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
    • G01N2021/825—Agglutination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels
    • G01N2035/0441—Rotary sample carriers, i.e. carousels for samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels
    • G01N2035/0443—Rotary sample carriers, i.e. carousels for reagents
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels
    • G01N2035/0444—Rotary sample carriers, i.e. carousels for cuvettes or reaction vessels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/24—Immunology or allergic disorders

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

本申请发明的目的在于，提供一种用于在自动分析装置上通过散射光测定法高灵敏度地测定胶乳免疫反应的装置、以及试剂方面的合适条件。因此，作为本申请发明的一个方式，使用波长0.65～0.75μm的范围的照射光，在反应容器（8）的旋转移动中，以相对于照射光的照射方向为15～35°的受光角度接收由反应液产生的散射光。试剂含有平均峰值粒径为0.3μm～0.43μm且抗体被致敏了的胶乳粒子。反应液含有对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～1.10abs的浓度的胶乳粒子，测定通过胶乳粒子介由样品内的抗原而凝集从而引起的散射光的光量变化，进行定量。

Description

自动分析装置及分析方法
技术领域
本发明涉及对使用了抗原抗体反应的微粒凝集反应测定散射光的方法及分析装置，尤其涉及自动分析装置上的散射光测定方法。
背景技术
正在广泛使用如下的自动分析装置：所述装置使来自光源的光照射到将样品和试剂混合而成的反应液上，由特定波长的透光量的变化算出吸光度，基于朗伯比尔定律对血液样品中的被测定物质的浓度进行定量（例如，专利文献1）。这些自动分析装置中，在反复进行旋转和停止的单元转盘的圆周上，排列有多个保持反应液的单元，在单元转盘的旋转中，在配置在规定位置的透过光测定部，大约10分钟内以15秒左右的间隔获取透过单元内的反应液的透光量的时间序列数据，将其作为反应过程数据，由光量的变化算出吸光度，对被测定物质的浓度进行定量。
利用自动分析装置进行测定的反应主要有底物与酶的显色反应、以及抗原与抗体的免疫反应这2类。使用前者反应的分析被称为生化分析，作为检查项目有LDH（乳酸脱氢酶）、ALP（碱性磷酸酶）、AST（天冬氨酸氨基转移酶）等。使用后者反应的分析被称为免疫分析，作为检查项目有CRP（C反应性蛋白）、IgG（免疫球蛋白）、RF（类风湿因子）等。利用后者进行测定的被测定物质中，存在需要在血中浓度低的低浓度区域进行定量的检查项目，对于这类项目，使用胶乳免疫分析，所述胶乳免疫分析使用表面致敏（结合）有抗体的胶乳粒子作为增敏剂（例如，专利文献2）。
胶乳免疫分析中，试剂中所含有的胶乳粒子表面的抗体识别样品中所含有的作为被测定物质的抗原并与其结合，其结果使胶乳粒子介由抗原而凝集，生成胶乳粒子的凝集体。现有的自动分析装置对分散有该凝集体的反应液照射光，测定未被胶乳粒子的凝集体散射的、透过的透光量。抗原的浓度越高，则一定时间后凝集体的尺寸变得越大，由于更多的光被散射而导致透光量减少。因此，可以由作为反应过程数据而测定的光量对抗原的浓度进行定量。
近年，希望胶乳免疫分析进一步高灵敏度化。因此，尝试测定散射光而不是测定透过光。例如公开了使用光阑（diaphragm）将透过光和散射光分离、同时测定吸光度和散射光的系统（专利文献3）等。此外，还公开了适合于散射光的测定的试剂粒径等（专利文献4）。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第4451433号说明书
专利文献2：日本专利1612184号说明书
专利文献3：日本特开2001－141654号公报
专利文献4：日本专利1635792号说明书
非专利文献
非专利文献1：C.F.Bohren,D.R.Huffman,AbsorptionandScatteringofLightbySmallParticles,J.Wiley&Sons,1983
发明内容
发明要解决的课题
虽然专利文献2中记载了用于粗略的高灵敏度化的波长及粒径等，但其涉及的是吸光度的测定，是否适用于散射光的测定尚不清楚。此外，专利文献3中虽然示出了通过透过光测定的同时进行散射光测定由此成为高灵敏度的构成，但并不是作为适合于自动分析装置的构成而设计的。进而，对于包括试剂在内的合适的条件也没有进行讨论。
胶乳试剂主要使用粒子直径（以下记为粒径）为500nm以下的胶乳粒子，认为各个粒子所引起的光散射特性（散射光强度、及其角度分布）会根据粒径和波长之比而发生较大改变（参照非专利文献1）。因此，在散射光测定时，灵敏度可能由于波长和粒径等的选择而发生较大改变。专利文献4中虽然有有关散射光测定的记载，但为与专利文献2的吸光度测定时相同的范围，推测在用于散射光测定时未必同样为适合于高灵敏度化的波长及粒径，还存在由波长、粒径导致灵敏度变差的担忧。但是，对于改变波长、粒径等进行实验需要大量的时间和成本，现实是把握总体的趋势极为困难。
进而，也没有进行考虑了将胶乳表面致敏的抗体的结合性等条件讨论。即，在自动分析装置上测定散射光时的、作为装置条件的波长·受光角度以及作为试剂条件的粒径·密度·抗原抗体的结合常数等与灵敏度的关系不明确，用于高灵敏度地进行胶乳免疫分析的优选的各条件的组合仍属未知。
本发明提供一种用于在自动分析装置上通过散射光测定法高灵敏度地测定胶乳免疫反应的装置以及试剂方面的合适条件。
用于解决问题的手段
本发明中，作为抗原抗体反应，通过由结合常数估算一定反应时间内设定的凝集体的个数，将凝集体进行光学地模型化，从而进行模拟，获得了容易产生随着凝集的散射光变化的试剂条件以及装置条件。
本发明的自动分析装置，具有：保持样品的样品容器，保持试剂的试剂容器，所述试剂含有平均峰值粒径为0.3μm～0.43μm且抗体被致敏了的胶乳粒子，保持将样品容器内的样品和试剂容器内的试剂混合而成的反应液的反应容器，使反应容器旋转移动的旋转机构，对反应容器内的反应液照射波长0.65～0.75μm的范围的照射光的光源部，和配置在相对于照射光的照射方向为15～35°的受光角度的、在反应容器的旋转移动中接收由反应液产生的散射光的光检测器。其中，反应液以对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～1.10abs的浓度含有胶乳粒子，测定通过胶乳粒子介由样品内的抗原而凝集从而引起的散射光的光量变化。
反应液中所含有的胶乳粒子的浓度更优选为对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～0.50abs的浓度，进而优选为0.25abs～0.31abs的浓度。
此外，本发明的分析方法为使用自动分析装置的基于抗原抗体反应的被测定物质的分析方法，具有：在反应容器内将样品、和含有平均峰值粒径为0.3μm～0.43μm且抗体被致敏了的胶乳粒子的试剂混合形成反应液的工序；在使反应容器旋转移动的过程中，对反应容器内的反应液照射波长0.65～0.75μm的范围的照射光，检测在相对于照射光的照射方向为15～35°的角度被散射的散射光的工序；和测定通过胶乳粒子介由样品内的抗原而凝集从而引起的散射光的光量变化的工序；反应液以对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～1.10abs的浓度含有胶乳粒子。
发明的效果
根据本发明，高灵敏度地测定利用了抗原抗体反应的胶乳粒子的凝集，到低浓度为止进行测定都是可能的。由此能够算出低浓度的抗原或抗体。
上述以外的课题、特征和效果通过以下的实施方式的说明而进行阐明。
附图说明
图1是散射光测定的简要说明图。
图2是表示抗原结合率的抗体浓度依赖性的图。
图3是表示凝集体的构成粒子个数的抗原浓度依赖性的图。
图4是表示散射光的光量变化率相对于透过光的光量变化率的（光量变化率倍率）图。
图5是表示自动分析装置的整体构成例的概要图。
图6是散射光测定部的概要图。
图7是表示光量变化率倍率的角度依赖性的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。作为对于组装在自动分析装置中的散射光测定部有用的构成，选定了以下的装置构成（照射光的波长及接收散射光的角度）。
首先，对于照射光的波长进行了如下的讨论。就搭载于自动分析装置的散射光测定部而言，由于是与以往的吸光光度计同时使用，因此必须使用适合于吸光光度计的一定液量的血液样品，可能会受到样品中所含有的外源干扰因子即乳糜、溶血、黄疸的影响。乳糜、溶血、黄疸在不足650nm的波长下吸收强。为此，为了难于受到样品中所含有的外源干扰的影响，照射光的波长优选为650nm以上。此外，在自动分析装置中，必须在单元的旋转移动中进行测量，为了不产生漫射光，需要通过现场维护调整等以1mm以下的精度进行单元和照射光束的对位。为了提高维护性，必须能够目视确认有无漫射光。因此，为了可以容易地对位，照射光的波长在可见光区域的400～750nm的范围内是优选的。作为满足上述2个条件的波长范围，选定650～750nm作为优选的波长。
并非自动分析装置而是专门进行散射光测定的专用仪器，由于测定中单元不旋转，因此不需要单元和光束的对位精度。因此无需微细调整，在测定中可以使用可见光区域外的波长。但是，如果在自动分析装置上的散射光测定中使用非可见光，则维护性变差，不适合实际应用。
如下所述进行接收散射光的角度的选定。由于是在自动分析装置上的测定，因此还需要同时进行透过光测定。因此，使用确保透过光通过的透光面的角型的单元。该角型的单元为适合于透过光测定的结构，在进行散射光的测定时，测定角度受到限制。具体而言，被设计成在各面中透光面的光学畸变（opticaldistortion）最小，进一步由于单元相邻配置，因此仅能够高精度地测定通过透光面的范围的光。因此，需要测量通过单元的前表面或后表面的散射光。即，需要相对于照射光行进方向在前方或后方测量散射光。其中，需要确保光量以降低噪声，由此通常对光量大于后方侧的前方侧的散射光进行接收的方式更为有利，35°以下的角度是理想的。进而，角度不足15°时，存在受到强度比散射光大2位数以上的强透过光的影响、噪声增大的可能性。因此，选定了在空气中为15～35°的散射光受光角度。
考虑上述装置构成，进而对在散射光测定中有用的试剂组成进行了研究。
首先，为了确保一定光量的散射光，粒子的平均粒径必须为0.25μm以上。此外，为了长期维持试剂而不产生沉淀，粒子的平均粒径必须为0.50μm以下。为此，胶乳粒子的粒径范围设为0.25～0.50μm。
进而，用于确保一定光量的反应液中的胶乳粒子的密度换算成吸光度（波长0.7μm）需要为0.25abs以上。此外，如果考虑透过光测定中的测定范围，换算成凝集前的吸光度（波长0.7μm）希望为1.5abs以下。这是由于，为该值以上时，透过光测定中可能会在再现性、直线性方面偏离测定范围。
对使用其进行评价时的评价指标进行了思考。图1为说明利用抗原抗体反应测定散射光的时间过程的概要图。在具有散射光测定部的自动分析装置上，首先将分散有胶乳粒子的第二试剂与添加有第一试剂的样品混合（基准状态），检测出经过一定时间后（凝集状态）的散射光或透过光的变化光量。另外，准备使用了已知浓度的抗原测定变化光量的校正数据，通过与该数据进行比较算出样品中的抗原浓度。此时，由于变化光量也与照射光的强度成比例，因此将变化光量除以同样与照射光的强度成比例的基准状态的光量，将其定义为光量变化率。光量变化率越大则越能够捕捉微小的凝集变化。进而，将透过光和散射光的光量变化率之比设为光量变化率倍率（散射光光量变化率/透过光光量变化率）。由于可以认为该比值越大则散射光测定中灵敏度越高，因此以下将光量变化率倍率作为评价指标来进行评价。
接下来，如下述那样假定反应液中的胶乳粒子发生何种程度的凝集。在胶乳免疫分析法中以往能够测定的被测定物质浓度被认为约10-11mol/L以上的浓度区域。对于高灵敏度化的构成讨论，讨论了将10-12mol/L左右的低浓度的抗原测定成为可能的构成。
在此，当反应液中所含有的胶乳粒子的密度过度稀薄时，照射光几乎不散射，散射光量变小。其结果是，所接收的光信号中噪声相对增大。因此，为了获得某种程度的散射光量，反应液中通常分散有约106个/mm3以上的浓度的胶乳粒子。该胶乳粒子的密度与作为检测目标的10-12mol/L（≈6×105个/mm3）的抗原浓度相比显著地过多。即，为相对于被测定物质即抗原的1分子分散有多个胶乳粒子的状态。因此认为，一定反应时间内发生凝集的胶乳粒子的凝集比例（发生凝集的胶乳粒子在全部胶乳粒子中的体积比例）与结合率成比例，该结合率为反应液中的全部抗原中与抗体结合的抗原的比例。
以下，将粒子的单位表面积中被致敏的抗体数作为恒定，来估算反应液中的抗体数，评价抗原的结合率即粒子的凝集比例。
胶乳粒子的粒径相同、数密度不同的反应液的情况下，反应液中所含有的抗体的个数与胶乳粒子的数密度成比例。换算成吸光度（波长0.7μm）为0.25abs～1.5abs的胶乳粒子的密度如果换算为粒径0.3μm的粒子的数密度则相当于2.8×106～1.7×107个/mm3。如果将抗体的直径设为15nm且将能致敏为有活性的抗体相对于所述抗体铺满粒子表面时的最大密度的比例设为10％时，粒子表面的抗体密度为510个/μm2。进而认为一个抗体具有两个反应基团时，在粒径为0.3μm的粒子表面抗体结合部位为约290个左右，因此反应液中的抗体结合部位的浓度在约1.4×10-9～8.2×10-9mol/L的范围内，具有6倍的幅度。在此，如图2所示，在通常的抗原抗体反应的结合常数：108mol/L、抗原浓度：10-12mol/L、抗体浓度：1.4×10-9～8.2×10-9mol/L的范围内，抗原的与抗体的结合率基本与抗体浓度成比例。即，胶乳粒子的凝集比例与抗原的结合率成比例，抗原的结合率与抗体的浓度成比例，抗体的浓度与胶乳粒子的数密度各自成比例，因此结果是胶乳粒子的凝集比例基本与胶乳粒子的数密度成比例。
而另一方面，当胶乳粒子在反应液中的重量％浓度恒定、胶乳粒子的粒径不同的情况下，粒子的个数为粒径的3次方的倒数。进而，粒子的表面积与各粒子的粒径的2次方成比例，因此结果是反应液中所含有的全部抗体浓度与粒径的倒数成比例。因此，在所考虑的粒径范围幅度0.25～0.5μm中，反应液中所含有的抗体浓度幅度为2倍以下，与上述的粒子密度考虑幅度（6倍）相比较小，因此在以下的光学模拟中将发生凝集的凝集体的个数设为恒定。
进而认为，在浓度足够稀薄的抗原浓度下，凝集体主要是结合有2个粒子的凝集体。图3是表示NanopiaCRP（积水医疗株式会社（SEKISUIMEDICALCO.,LTD.）制）的每个CRP抗原浓度（0～0.3mg/dL（试剂能够测定的范围是0.01～42mg/dL））下的凝集体的胶乳粒子个数分布的例子的图。将各CRP浓度的标准物质（2.4μL）、第一试剂（120μL）以及第二试剂（120μL）混合，混合起300秒后将反应液涂布到基板上而样品化。通过扫描电子显微镜观察该样品，对构成凝集体的胶乳粒子的个数进行计数，从而求出分布，结果实际确认出随着抗原浓度的增大，凝集体中由2个胶乳粒子构成的凝集体增加的情况。
基于上述来设定同一抗原浓度下各个胶乳粒子的粒径、密度下的2个凝集体的体积比例。
此外，MishchenkoMI,TravisLD,MackowskiDW.,T-matrixcomputationsoflightscatteringbynonsphericalparticles,areview.JQuantSpectroscRadiatTransfer,1996中，通过电场计算确认出：在各种散射截面积以及散射光角度下的强度分布的点中，与2个凝集体基本同型的旋转椭圆体和与其截面积相等的正球体粒子近似相等。参考该见解，将各2个凝集体置换为具有与它们的各载体粒子的截面积之和相等的截面积的正球体粒子，进行光学模型化。
如上所述，从在自动分析装置上进行散射光测定时设定的范围中，将波长：700nm、角度：20°（±2.5°）、抗原抗体的结合常数：108mol/L以上、试剂粒径范围：0.25～0.50μm、密度：凝集前的吸光度0.25～1.5abs设为参数，通过使用蒙特卡罗（MonteCarlo）法的光学模拟算出来自基准状态、以及凝集状态下的反应液的散射光的光量。光学模拟时，使用非专利文献1所述的散射光理论。
根据光学模拟所获得的结果，图4中示出通过胶乳粒子发生凝集而产生的散射光的光量变化率除以透过光的光量变化率而得的光量变化率倍率。光量变化率越大则越能够捕捉微小的凝集变化，因此图4中可以看出越是光量变化率倍率大的粒径、密度，则与透过光测定相比散射光测定的方式灵敏度越高。这样就发现了被判断为适合于在自动分析装置上进行散射光测定时的以下条件。另外，上述模拟中用作参数的抗原抗体的结合常数、抗原浓度的值为常规的值，由于光学模拟的上述前提不变，因此即使其发生若干改变也不影响图4所示的光量变化倍率。抗原抗体的结合常数即使为例如108mol/L以上、1011mol/L以下时图4所示的关系也成立。
由图4发现，在试剂中的胶乳粒子的粒径为0.3μm～0.43μm、反应液中的胶乳粒子的凝集前的密度换算成吸光度为0.25～1.10abs这样的条件下，散射光测定可以达到比透过光测定高2倍以上的高灵敏度。进而，在试剂中的胶乳粒子的粒径为0.3μm～0.43μm、反应液中的胶乳粒子的凝集前的密度换算成吸光度为0.25～0.50abs这样的条件下，散射光测定可以达到比透过光测定高4倍以上的高灵敏度。此外，进而，在试剂中的胶乳粒子的粒径为0.3μm～0.43μm、反应液中的胶乳粒子的凝集前的密度换算成凝吸光度为0.25～0.31abs这样的条件下，散射光测定可以达到比透过光测定高6倍以上的高灵敏度。
可知，根据以上所示的装置构成和试剂组成，在测定与胶乳粒子凝集反应相伴的光量变化时高灵敏度的散射光测定成为可能。
图5为表示本发明的自动分析装置的整体构成例的概要图。本实施例的自动分析装置可以在透过光测定的同时进行散射光测定。本实施例的自动分析装置具有：样品转盘3、试剂转盘6、单元转盘9的3种转盘，使样品、试剂在这些转盘间移动的分注机构，对这些进行控制的控制回路23，透过光测定回路24，散射光测定回路25，对测定的数据进行处理的PC（电脑）等数据处理部26，作为对数据处理部26输入/输出数据的接口的输入部27，输出部28。数据处理部26具有：对数据进行解析的解析部及存储有控制数据、测定数据、用于解析的数据、解析结果数据等的数据存储部。
在样品转盘3的圆周上配置有多个收纳有样品1的样品杯2。在试剂转盘6上配置有多个收纳有试剂4的试剂瓶5。在单元转盘9的圆周上配置有多个在内部将样品1和试剂4混合形成反应液7的单元8。样品分注机构10将一定量的样品1从样品杯2移动到单元8中。试剂分注机构11将一定量的试剂4从试剂瓶5移动到单元8。搅拌部12在单元8内对样品1和试剂4进行搅拌使其混合。清洗部14从完成了分析的单元8中排出反应液7，并进行清洗。清洗后的单元8中被再次从样品分注机构10分注下一样品1、从试剂分注机构11分注新鲜试剂4而用于另外的反应。单元8浸渍在温度和流量受到控制的恒温槽内的恒温流体15中，单元8及其中的反应液7在保持恒定温度的状态下被移动。恒温流体15使用例如水，恒温流体温度通过控制回路而调节为37±0.1℃。在单元转盘圆周上的一部分中设置有透过光测定部13和散射光测定部16。
透过光测定部13例如可以采取如下构成：使来自卤素灯光源的光照射单元8，用衍射光栅将透过光分光后，用光电二极管阵列接收光。接收的光的波长为例如340nm、405nm、450nm、480nm、505nm、546nm、570nm、600nm、660nm、700nm、750nm、800nm。光电二极管阵列所接收的光的透光量数据通过透过光测定回路24被传输到PC内的数据存储部。
散射光测定部16的概要示于图6。作为光源，可以使用例如LED光源等，使来自LED光源单元17的照射光18照射移动中的单元8，用透过光受光器20接收透过光19，用散射光受光器22接收散射光。LED光源单元17中，作为照射光波长可以使用例如700nm。本实施例中，使用LED作为光源，但也可以使用激光、氙灯、卤素灯。散射光受光器22测定相对于光轴在空气中偏离仅角度θ的方向的散射光21。角度θ只要是15～35゜的范围的角度即可，本实施例中设为θ＝20゜。该散射光受光器22配置在相对于由单元转盘9的旋转所引起的单元8的移动方向为大致垂直的面内。在此，作为角度θ的基准位置，将光通过单元8内的长度的中央部作为起点。也可以是具有散射角度不同的受光器来作为接收来自反应液7的散射光的手段，由其中的受光器获取信号。
本实施例中虽然是在各自的角度配置光电二极管作为受光器20、22，但是也可以构成为：配置在内部保持多个受光器的单独的线性阵列来接收多个角度的散射光。由此，可以增加受光角度的选择范围。此外，也可以是在散射光受光位置配置光纤、透镜等光学系统而不配置受光器，从而将光导入到配置在其他位置的散射光受光器。
样品1中的被测定物质的浓度定量按照以下步骤进行。首先，通过样品分注机构10将样品杯2内的样品1一定量地分注到单元8内。接着，通过试剂分注机构11将试剂瓶5内的试剂4一定量地分注到单元8内。进行这些分注时，在控制回路23的控制下，样品转盘3、试剂转盘6、单元转盘9被各自的驱动部驱动而旋转，样品杯2、试剂瓶5、单元8配合分注机构10、11的分注时机而移动。然后，利用搅拌部12搅拌被分注到单元8内的样品1和试剂4，形成反应液7。在单元转盘9的旋转中，每当经过透过光测定部13及散射光测定部16的测定位置时，测定来自反应液7的透过光及散射光，由透过光测定回路24、散射光测定回路25依次存入数据处理部26的数据存储部，作为反应过程数据。在测定一定时间例如约10分钟后，由清洗部14清洗单元8内，进行下一检查项目的分析。期间，必要时利用试剂分注机构11在单元8内追加分注别的试剂4，利用搅拌部12进行搅拌，进而进行一定时间的测定。由此，具有一定时间间隔的反应液7的反应过程数据存储到数据存储部。由存储的散射光测定部的单一受光角度或多个受光角度的反应过程数据，在解析部求出由一定时间的反应所引起的光量的变化，基于预先保存在数据存储部的检测线数据算出定量结果，并通过输出部进行显示。各部的控制、分析所需的数据由输入部27输入到数据处理部26的数据存储部。存储部的各种数据、结果及报错（alarm）由输出部28通过显示等方式输出。
散射光测定用的波长可以是包含于650nm～750nm内的波长。散射光受光角度只要在15°～35°的范围内即可。图7为通过上述光学模拟算出的各粒径、粒子密度（以波长700nm下的吸光度来表示）时的光量变化率倍率，已经确认只要为前方散射（15°～35°）则光量变化率倍率几乎不变化。
反应液7中所含有的胶乳粒子的粒径为0.3μm～0.43μm。通过使用该粒径范围的胶乳粒子，如图4所示可以获得比透过光更大的光量变化率，因此与以往相比更微小浓度的抗原也能够测定。
反应液7中所含有的胶乳粒子的浓度越稀薄则照射光越不易被反应液7散射，因此通过将反应液7中所含有的胶乳粒子的密度设为以吸光度计为0.25abs以上，从而可以使散射光受光器22测定的散射光的光量足够大。
抗原抗体反应中使用的胶乳粒子、进而担体上被致敏的抗体占到试剂成本的大半。在这里，通过将反应液7中所含有的胶乳粒子的密度设定为以吸光度计0.25abs～1.10abs的范围，从而可以提高光量变化率倍率并减少所使用的胶乳粒子以及担体上被致敏的抗体，可以降低试剂制造成本。
抗原抗体反应中，存在结合常数小的抗体。为了在那些结合常数小的抗体中也获得高的光量变化率倍率，可以将反应液7中所含有的胶乳粒子的密度设定为以吸光度计0.25abs～0.5abs的范围。
反应液7中所含有的胶乳粒子可以使用如下粒子：在以体积为基准的粒径分布中，粒径的半高全宽含有在成为分布的峰值的粒径（峰值粒径）的±15％以内且峰值粒径在0.3μm～0.43μm的范围内。通常，微粒的粒径具有分布，越是抑制其分布宽度则成本越高。由图4可以确认出在粒径差异为数％左右时光量变化率倍率几乎不变，因此通过使用在以体积为基准的粒径分布中，粒径的半高全宽含有在成为分布的峰值的粒径（峰值粒径）的±15％以内且峰值粒径在0.3μm～0.43μm的范围的胶乳粒子，可以获得高的光量变化率倍率且降低成本。另一方面，为了抑制因粒径的偏差引起的来自反应液的散射光的强度偏差，使粒径的半高全宽为峰值粒径的±10％以内即可。此外，为了抑制同一样品的测定间的偏差，使粒径的半高全宽为峰值粒径的±7％以内即可。
另外，本发明不受上述实施例限定，可以含有各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解本发明而进行的详细说明，并非限定为含有所说明的所有特征。此外，某些实施例的部分构成也可以置换为其他实施例的构成，此外，还可以在某些实施例的构成上增加其他实施例的构成。此外，对于各实施例的部分构成，可以追加·削除·置换其他构成。此外，附图表示说明中所需要的要素，产品中当然不必表现出所有的构成部、功能。
附图标记说明
1…样品、2…样品杯、3…样品转盘、4…试剂、5…试剂瓶、6…试剂转盘、7…反应液、8…单元、9…单元转盘、10…样品分注机构、11…试剂分注机构、12…搅拌部、13…透过光测定部、14…清洗部、15…恒温粒体、16…散射光测定部、17…LED光源单元、18…照射光、19…透过光、20…透过光受光器、21…散射光、22…散射光受光器、23…控制回路、24…透过光测定回路、25…散射光测定回路、26…数据处理部、27…输入部、28…输出部

Claims (8)

1.一种自动分析装置，其特征在于，具有：
保持样品的样品容器，
保持试剂的试剂容器，所述试剂含有平均峰值粒径为0.3μm～0.43μm且抗体被致敏了的胶乳粒子，
保持将所述样品容器内的样品和所述试剂容器内的试剂混合而成的反应液的反应容器，
使所述反应容器旋转移动的旋转机构，
对所述反应容器内的所述反应液照射波长0.65～0.75μm的范围的照射光的光源部，和
配置在相对于所述照射光的照射方向为15～35°的受光角度的、在所述反应容器的旋转移动中接收由所述反应液产生的散射光的光检测器；
所述反应液以对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～1.10abs的浓度含有所述胶乳粒子，
所述自动分析装置测定通过所述胶乳粒子介由所述样品内的抗原而凝集从而引起的散射光的光量变化。
2.根据权利要求1所述的自动分析装置，其中，
使用如下抗体被致敏了的胶乳粒子，所述抗体与所述样品中所含有的抗原的结合常数为108mol/L以上、1011mol/L以下。
3.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述反应液以对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～0.50abs的浓度含有所述胶乳粒子。
4.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述反应液以对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～0.31abs的浓度含有所述胶乳粒子。
5.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述试剂中所含有的胶乳粒子，在以体积为基准的粒径分布中，粒径的半高全宽包含在成为分布的峰值的峰值粒径的±15％以内且峰值粒径包含在0.3μm～0.43μm中。
6.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述试剂中所含有的胶乳粒子，在以体积为基准的粒径分布中，粒径的半高全宽包含在成为分布的峰值的峰值粒径的±10％以内且峰值粒径包含在0.3μm～0.43μm中。
7.根据权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述试剂中所含有的胶乳粒子，在以体积为基准的粒径分布中，粒径的半高全宽包含在成为分布的峰值的峰值粒径的±7％以内且峰值粒径包含在0.3μm～0.43μm中。
8.一种分析方法，其特征在于，在使用自动分析装置的基于抗原抗体反应的被测定物质的分析方法中，具有：
在反应容器内将样品、和含有平均峰值粒径为0.3μm～0.43μm且抗体被致敏了的胶乳粒子的试剂混合形成反应液的工序，
在使所述反应容器旋转移动的过程中，对所述反应容器内的所述反应液照射波长0.65～0.75μm的范围的照射光，检测在相对于所述照射光的照射方向为15～35°的角度被散射的散射光的工序，和
测定通过所述胶乳粒子介由所述样品内的抗原而凝集从而引起的散射光的光量变化的工序，
所述反应液以对于波长0.7μm的照射光的吸光度为0.25abs～1.10abs的浓度含有所述胶乳粒子。
CN201280042427.7A 2011-09-20 2012-09-03 自动分析装置及分析方法 Active CN103765198B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-204916 2011-09-20
JP2011204916A JP5740264B2 (ja) 2011-09-20 2011-09-20 自動分析装置及び分析方法
PCT/JP2012/072291 WO2013042524A1 (ja) 2011-09-20 2012-09-03 自動分析装置及び分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103765198A CN103765198A (zh) 2014-04-30
CN103765198B true CN103765198B (zh) 2016-07-06

Family

ID=47914301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280042427.7A Active CN103765198B (zh) 2011-09-20 2012-09-03 自动分析装置及分析方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9664678B2 (zh)
EP (1) EP2759828B1 (zh)
JP (1) JP5740264B2 (zh)
CN (1) CN103765198B (zh)
WO (1) WO2013042524A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160195522A1 (en) * 2013-05-31 2016-07-07 Sekisui Medical Co., Ltd. Method of agglutination immunoassay
JP6211806B2 (ja) * 2013-05-31 2017-10-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置
JP6134210B2 (ja) * 2013-06-19 2017-05-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置及び自動分析方法
JP6104746B2 (ja) * 2013-07-23 2017-03-29 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置および分析方法
CN104089877B (zh) * 2014-07-10 2016-04-27 上海第二工业大学 一种宽量程范围浊度仪
WO2016129029A1 (ja) * 2015-02-09 2016-08-18 株式会社日立製作所 自動分析装置
WO2016130964A1 (en) 2015-02-13 2016-08-18 Abbott Laboratories Decapping and capping apparatus, systems and methods for use in diagnostic analyzers
JP6031552B2 (ja) * 2015-04-27 2016-11-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置及び分析方法
JP6576843B2 (ja) * 2016-01-22 2019-09-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置及びその散乱光測定光学系評価用標準液
JP6657016B2 (ja) * 2016-05-27 2020-03-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置
JP6348239B1 (ja) 2016-08-31 2018-06-27 積水化学工業株式会社 アナライト濃度測定法、凝集蛍光材料含有粒子及び検査デバイス
WO2018051671A1 (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置
JP6825708B2 (ja) * 2017-07-10 2021-02-03 株式会社島津製作所 フレーム式原子吸光分光光度計
CN108051399B (zh) * 2017-11-23 2020-06-23 深圳先进技术研究院 血小板聚集功能检测方法、装置、系统及计算机可读存储介质
US11965820B2 (en) 2018-09-27 2024-04-23 Hitachi High-Tech Corporation Reaction vessel for automatic analyzer
CN115516312A (zh) 2020-03-30 2022-12-23 电化株式会社 通过胶乳凝集法测定目标物质的方法及其试剂

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451433A (en) * 1980-11-10 1984-05-29 Hitachi, Ltd. Automatic chemical analyzer
JP2000275245A (ja) * 1999-03-25 2000-10-06 Iatron Lab Inc 免疫測定試薬及び免疫測定方法
JP2001141654A (ja) * 1999-10-08 2001-05-25 Dade Behring Marburg Gmbh 分光光度・比濁検出ユニット
JP2001228154A (ja) * 2000-02-15 2001-08-24 Internatl Reagents Corp 分析方法と凝集反応試薬
JP2001330615A (ja) * 2000-05-19 2001-11-30 Sekisui Chem Co Ltd 免疫測定試薬
CN1749757A (zh) * 2004-09-17 2006-03-22 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN1769894A (zh) * 2004-11-01 2006-05-10 上海申索佑福医学诊断用品有限公司 一种高敏c反应蛋白测定试剂盒
CN101251544A (zh) * 2007-02-19 2008-08-27 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN101836113A (zh) * 2007-10-22 2010-09-15 爱芙乐赛制药株式会社 利用免疫学微粒凝集反应的样品中丙烯醛加合物的测定方法及测定用试剂盒
CN101946181A (zh) * 2008-05-08 2011-01-12 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN101960294A (zh) * 2008-03-19 2011-01-26 小幡彻 凝胶粒子测定装置
JP2011174842A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Hitachi High-Technologies Corp 自動分析装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54108694A (en) 1978-02-14 1979-08-25 Mitsubishi Chem Ind Method of measuring antigennantibody reaction
JPS55159157A (en) 1979-05-31 1980-12-11 Mitsubishi Chem Ind Ltd Quantitative determining method of antigen or antibody
US5123731A (en) 1988-02-01 1992-06-23 Canon Kabushiki Kaisha Particle measuring device
JPH01314950A (ja) * 1988-06-15 1989-12-20 Canon Inc 検体検査装置
JP2001074742A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Jsr Corp ラテックス免疫比濁法および測定キット
JP2001153869A (ja) * 1999-11-29 2001-06-08 Nippon Paint Co Ltd 診断試薬用ラテックス、その製造方法、および診断試薬
EP3447494B1 (en) * 2007-10-04 2020-07-15 PHC Holdings Corporation Analysis method using analysis device
WO2011004781A1 (ja) 2009-07-10 2011-01-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451433A (en) * 1980-11-10 1984-05-29 Hitachi, Ltd. Automatic chemical analyzer
JP2000275245A (ja) * 1999-03-25 2000-10-06 Iatron Lab Inc 免疫測定試薬及び免疫測定方法
JP2001141654A (ja) * 1999-10-08 2001-05-25 Dade Behring Marburg Gmbh 分光光度・比濁検出ユニット
JP2001228154A (ja) * 2000-02-15 2001-08-24 Internatl Reagents Corp 分析方法と凝集反応試薬
JP2001330615A (ja) * 2000-05-19 2001-11-30 Sekisui Chem Co Ltd 免疫測定試薬
CN1749757A (zh) * 2004-09-17 2006-03-22 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN1769894A (zh) * 2004-11-01 2006-05-10 上海申索佑福医学诊断用品有限公司 一种高敏c反应蛋白测定试剂盒
CN101251544A (zh) * 2007-02-19 2008-08-27 株式会社日立高新技术 自动分析装置
CN101836113A (zh) * 2007-10-22 2010-09-15 爱芙乐赛制药株式会社 利用免疫学微粒凝集反应的样品中丙烯醛加合物的测定方法及测定用试剂盒
CN101960294A (zh) * 2008-03-19 2011-01-26 小幡彻 凝胶粒子测定装置
CN101946181A (zh) * 2008-05-08 2011-01-12 株式会社日立高新技术 自动分析装置
JP2011174842A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Hitachi High-Technologies Corp 自動分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20140220705A1 (en) 2014-08-07
JP2013064705A (ja) 2013-04-11
JP5740264B2 (ja) 2015-06-24
US9664678B2 (en) 2017-05-30
EP2759828A1 (en) 2014-07-30
EP2759828B1 (en) 2019-08-28
EP2759828A4 (en) 2015-04-22
CN103765198A (zh) 2014-04-30
WO2013042524A1 (ja) 2013-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103765198B (zh) 自动分析装置及分析方法
CN102472710B (zh) 自动分析装置
CN102753957B (zh) 自动分析装置
CN104428653B (zh) 自动分析装置
CN104395730B (zh) 自动分析装置以及试样测量方法
JP5948173B2 (ja) 自動分析装置及び自動分析方法
CN102947690B (zh) 自动分析装置
CN105008899B (zh) 分析装置及自动分析装置
JP7077175B2 (ja) 自動分析装置、自動分析方法、および、プログラム
JP6031552B2 (ja) 自動分析装置及び分析方法
CN108474738A (zh) 自动分析装置及其散射光测定光学系统评价用标准液
JP6437390B2 (ja) 自動分析装置
JP6657016B2 (ja) 自動分析装置
WO2016129029A1 (ja) 自動分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant