CN111758031B - 孕酮测定试剂盒、孕酮的测定方法及孕酮测定试剂 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种能够在活体样品中的孕酮的测定中,防止基于非特异吸附的假阳性问题,抑制所发生的噪音的增加,且在遍及低浓度至高浓度的广泛范围的浓度区域内实现孕酮的高精确度的测定的试剂盒、方法及试剂。根据本发明,提供一种包含以第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子、以第二结合物质进行了改性且不具有标记的第二粒子、流路及基板的孕酮测定试剂盒,在上述试剂盒中,第一粒子含有由式(1)表示的化合物和粒子,第一粒子的平均粒径为50~250nm,第二粒子的平均粒径为70~500nm,且上述第二粒子的平均粒径大于第一粒子的平均粒径。式中,各记号具有在本说明书中记载的含义。
Description
技术领域
本发明涉及一种孕酮测定试剂盒、孕酮的测定方法及孕酮测定试剂。
背景技术
作为用于对蛋白质、酵素或无机化合物等进行定量的高灵敏度且容易的测定法,广泛使用荧光检测法。荧光检测法是通过检测向认为包含被特定波长的光激发而发出荧光的测定对象物质的试样照射上述特定波长的激发光时所发出的荧光,从而确认测定对象物质的存在的方法。当测定对象物质并非荧光体时,例如,使对与测定对象物质特异性结合的物质以荧光色素进行标记的物质与试样接触,之后与上述同样地,通过检测照射激发光时所发出的荧光,能够确认测定对象物质的存在。
在如上述的荧光检测法中,为了提高用于检测微量存在的测定对象物质的灵敏度,已知有利用基于等离子体激元共振的电场增强效果的方法。在该方法中,为了生成等离子体激元共振,准备在透明的支撑体上的规定区域设置有金属层的传感器芯片,对于支撑体与金属层的界面,从支撑体的与金属层形成面相反的一面侧以全反射角以上的规定角度入射激发光。通过该激发光的照射而在金属层产生表面等离子体激元,但通过基于该表面等离子体激元的产生的电场增强作用,能够使荧光增强,从而信号/噪音比(S/N比)提高,能够进行高灵敏度的测定。相对于基于落射激发的荧光检测法(也称作落射荧光法),基于表面等离子体激元激发的荧光检测法(以下也称作“SPF法”)可获得约10倍的信号增强度,能够以高灵敏度进行测定。
在专利文献1中,记载有通过使具有优选的激发峰值的初始供体染料和具有优选的发光峰值的最终受体染料在聚合物微小粒子中配合来制造出的荧光微小粒子。在专利文献1中,记载有作为上述染料而使用聚氮引达省染料的内容。
在非专利文献1中,记载有设计以及合成了新型二苯乙烯BODIPY(注册商标)(是boron-dipyrromethene的简称)染料的内容,且对于合成的二苯乙烯BODIPY(注册商标)染料,分析了二氯甲烷溶液中的吸收以及发光光谱。
并且,一直以来,已知在免疫测定方法中,不仅是包含被检物质的成为阳性的被检试样,对于不包含被检物质的阴性的被检试样也发生反应,成为阳性的被检试样存在,且显示假阳性的问题。显示这种假阳性的原因尚不明确,但认为在血清中所含的某种因子的存在引起非特异反应有可能是原因之一。
作为抑制非特异反应的技术,在专利文献2中,记载有在免疫学测定方法尤其是利用凝集的免疫学测定方法中,为了阻止0.3~2.0μm的感作粒子的非特异免疫反应,使用将与非特异的免疫反应的原因物质具有反应性的物质结合的0.2μm以下的超微粒子。在专利文献3中,记载有在通过使用了0.4μm以上的感作粒子的免疫凝集反应来检测被检物质的方法中,作为使用于封闭的粒子而使用0.01μm~0.5μm的不溶性载体粒子。并且,在专利文献4中,记载有以抑制非特异反应为目的,对于比发生特异性反应的粒子更小的粒子添加固定有不与被测定物质发生免疫学反应的抗体或抗原的物质的方法。而且,在专利文献5中,记载有在使用将对于被测定物质发生免疫学反应的抗体或抗原载持于平均粒径0.05~0.5μm的载体的免疫测定粒子的免疫测定方法中使用的非特异反应抑制剂,所述非特异反应抑制剂的特征在于,由将对被测定物质不发生免疫学反应的抗体或抗原在有机溶剂存在下载持的不溶性载体构成,不溶性载体的平均粒径小于载体的平均粒径。在专利文献6中,记载有在使用荧光分光技术的免疫检测方法中,通过外径1μm以下的粒子抑止非特异反应的影响。
在专利文献7中,记载有使用在电介质板的一面具备由包含与电介质板相邻的金属层的层叠结构构成的传感器部的传感器芯片来检测被检测物质的量的检测方法。具体而言,通过使试样接触传感器部,与试样中所含有的被检测物质的量相应的量的、将由荧光标记和以荧光标记进行标记的结合物质构成的荧光标记结合物质在传感器部上结合,向传感器部照射激励光,从而在传感器部上产生增强的光电场,通过增强的光电场,激活荧光标记,根据因激活而产生的光的量来检测被检测物质的量。在专利文献7中,作为荧光标记,使用由多个第1荧光色素分子和第1粒子构成的荧光物质,所述第1粒子由透过多个第1荧光色素分子生成的荧光的透光材料构成且包含多个第1荧光色素分子。并且,作为用于防止通过相对于传感器部的荧光标记结合物质的非特异性吸附性而荧光标记结合物质吸附到传感器部的封闭剂,使用不包含第1荧光色素分子且不具有结合物质的特异性结合性的封闭物质,且具有与荧光标记结合物质的非特异性吸附性相同的非特异性吸附性的封闭物质。
在专利文献8中公开有使用对粒子尺寸进行规定的干燥粒子来抑制非特异吸附的免疫测定法。
在专利文献9中关于黄体酮即孕酮测定的初期妊娠测试中的重要性有进行记载。通过孕酮测定,能够关于各种哺乳动物种类中的排卵周期、发情期、妊娠或繁殖失调得出结论。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3442777号公报
专利文献2:日本特开昭60-256057号公报
专利文献3:日本特开2000-221196号公报
专利文献4:日本特开平11-337551号公报
专利文献5:日本特开2007-127438号公报
专利文献6:日本特开2010-019553号公报
专利文献7:日本特开2010-112748号公报
专利文献8:日本特开2015-072249号公报
专利文献9:日本特表平8-503547号公报
非专利文献
非专利文献1:Olivier Galangau et al.,Org.Biomol.Chem.,2010,8,4546-4553
发明内容
发明要解决的技术课题
如上述,作为能够以简单的测定方法以高灵敏度进行测定的方法,已知有SPF法,但在对于非常微量的测定对象物质的测定中不够令人满意。在检测法中,如孕酮那样对无法以抗体夹心的低分子进行测定的竞争法中,为了提高测定对象物质的浓度低的区域的检测灵敏度,需要将反应系统中的荧光标记浓度抑制为低,此时测定对象物质的高浓度区域侧的荧光强度不足,在高浓度区域中,误差非常大,因此存在无法精确度良好地对测定对象物质进行测定的问题。
并且,如从专利文献2至6中所记载,公开有具有基于在试样中存在的非特异的免疫反应原因物质的假阳性成为问题的特定的试样,使用赋予了与非特异性免疫反应原因物质进行相互作用的物质的微粒子来避免假阳性的问题的内容,但在专利文献2、3、4及5中记载的方法中,存在基于凝集法的测定为低灵敏度,无法在非常微量的测定对象物质的检测中使用的问题。并且,专利文献2中公开的免疫测定法需要清洗工序或离心分离操作,存在并非为简单的测定方法这种缺点。
在专利文献6中,记载有在使用荧光分光技术的免疫检测方法中,通过外径1μm以下的粒子来抑止非特异反应的影响,但这并非简单的测定。并且,在专利文献7及8中均公开有使用了流路的简单的免疫测定法,作为使用了荧光法的测定方法来测定检体,但关于提高测定对象物质的浓度低的区域的检测灵敏度的技术并未公开。
通过进一步提高灵敏度而能够检测微量的检测物质,不止是基于非特异吸附的假阳性问题,还存在噪音也增加的问题。
应解决的本发明的课题在于提供一种在活体样品中的孕酮的测定中,防止基于非特异吸附的假阳性的问题,抑制所发生的噪音的增加,能够在低浓度至高浓度的广泛范围的浓度区域中实现孕酮的高精确度的测定的试剂盒、方法及试剂。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了解决上述课题,对一种用于测定孕酮的试剂盒的结构进行了深入研究,所述试剂盒包括:第一粒子,以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记;第二粒子,以与上述孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记;流路,用于使上述第一粒子及上述第二粒子流过;以及基板,包含相对于上述第一结合物质具有结合性的物质。其结果,发现通过满足作为具有标记的第一粒子使用在680nm以上的长波长区域具有发光极大波长,且显示高量子产率的标记粒子,而且第一粒子的平均粒径为50~250nm,第二粒子的平均粒径为70~500nm,且第二粒子的平均粒径大于第一粒子的平均粒径的条件,能够解决上述课题。本发明是鉴于这种见解而完成的。
即,根据本发明,提供以下发明。
<1>一种孕酮测定试剂盒,其包括:
第一粒子,以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记;
第二粒子,以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记;
流路,用于使上述第一粒子及上述第二粒子流过;以及
基板,包含相对于上述第一结合物质具有结合性的物质,
在上述试剂盒中,上述具有标记的第一粒子含有由下述式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
上述第一粒子的平均粒径为50~250nm,上述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且上述第二粒子的平均粒径大于上述第一粒子的平均粒径。
[化学式1]
式中,R11~R15分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基,R11~R15中的至少3个表示除氢原子以外的原子或基团。X1及X2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基,X1及X2可以相互连结而形成环。Ar1及Ar2分别独立地表示芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。L1及L2分别独立地表示式(L-1)~式(L-4)中的任一个。
[化学式2]
式中,R111~R116分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。A表示-O-、-S-或-NH-。
[2]根据[1]所述的试剂盒,其中,上述第一粒子及上述第二粒子为胶乳粒子。
[3]根据[1]或[2]所述的试剂盒,其中,上述具有标记的第一粒子为含有至少一种能量供体化合物、至少一种能量受体化合物及粒子的发光性粒子,上述能量供体化合物及上述能量受体化合物中的至少一种为由上述式(1)表示的化合物。
[4]根据[3]所述的试剂盒,其中,作为上述能量供体化合物,含有至少一种由上述式(1)表示的化合物,作为上述能量受体化合物,含有至少一种由上述式(1)表示的化合物。
[5]根据[3]或[4]所述的试剂盒,其中,能量供体化合物与能量受体化合物的摩尔比为1:10~10:1。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的试剂盒,其中,上述第二粒子相对于上述第一粒子的质量比为1~20。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的试剂盒,其中,与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质为抗体。
[8]一种孕酮的测定方法,其包含以下工序:
(i)混合以下物质来获得混合物的工序:
(a)以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子、
(b)以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记的第二粒子、以及
(c)包含孕酮的被检试样;
(ii)将在上述工序(i)中获得的混合物适用于基板上的工序;
(iii)在含有相对于上述第一结合物质具有结合性的物质的上述基板上的反应部位捕捉上述第一结合物质的工序;以及
(iv)检测以在上述反应部位上捕捉的上述第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子的工序,
在上述孕酮的测定方法中,上述具有标记的第一粒子含有由下述式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
上述第一粒子的平均粒径为50~250nm,上述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且上述第二粒子的平均粒径大于上述第一粒子的平均粒径。
[化学式3]
式中,R11~R15分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基,R11~R15中的至少3个表示除氢原子以外的原子或基团。X1及X2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基,X1及X2可以相互连结而形成环。Ar1及Ar2分别独立地表示芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。L1及L2分别独立地表示式(L-1)~式(L-4)中的任一个。
[化学式4]
式中,R111~R116分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。A表示-O-、-S-或-NH-。
[9]根据[8]所述的方法,其中,上述第一粒子及上述第二粒子为胶乳粒子。
[10]根据[8]或[9]所述的方法,其中,上述具有标记的第一粒子为含有至少一种能量供体化合物、至少一种能量受体化合物及粒子的发光性粒子,上述能量供体化合物及上述能量受体化合物中的至少一种为由上述式(1)表示的化合物。
[11]根据[10]所述的方法,其中,作为上述能量供体化合物,含有至少一种由上述式(1)表示的化合物,作为上述能量受体化合物,含有至少一种由上述式(1)表示的化合物。
[12]根据[8]至[11]中任一项所述的方法,其中,上述第二粒子相对于上述第一粒子的质量比为1~20。
[13]根据[8]至[12]中任一项所述的方法,其中,在工序(iv)中,将以在上述反应部位上捕捉的上述第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子通过表面等离子体荧光法来进行检测。
[14]一种孕酮测定试剂,其包含(a)以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子、及(b)以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记的第二粒子,
在上述孕酮测定试剂中,上述具有标记的第一粒子含有由下述式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
上述第一粒子的平均粒径为50~250nm,上述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且上述第二粒子的平均粒径大于上述第一粒子的平均粒径。
[化学式5]
式中,R11~R15分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基,R11~R15中的至少3个表示除氢原子以外的原子或基团。X1及X2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基,X1及X2可以相互连结而形成环。Ar1及Ar2分别独立地表示芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。L1及L2分别独立地表示式(L-1)~式(L-4)中的任一个。
[化学式6]
式中,R111~R116分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。A表示-O-、-S-或-NH-。
[15]根据[14]所述的孕酮测定试剂,其中,由上述式(1)表示的化合物为由下述式(3)表示的化合物。
[化学式7]
式中,R11、R12、R14、R15、X1、X2、Ar1、Ar2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同,其中,R11、R12、R14及R15中的至少2个是除氢原子以外的原子或基团。R31~R35分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基,R31、R32、R34及R35中的任一个是由2个以上原子构成的基团。
[16]根据[14]所述的孕酮测定试剂,其中,由上述式(1)表示的化合物为由下述式(4)表示的化合物。
[化学式8]
式中,R12、R13、R14、X1、X2、Ar1、Ar2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同,其中,R12、R13及R14中的至少1个是除氢原子以外的原子或基团。R41及R42分别独立地表示芳基、杂环基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基。
[17]根据[14]所述的孕酮测定试剂,其中,由上述式(1)表示的化合物为由下述式(5)表示的化合物。
[化学式9]
式中,R11~R15、X1、X2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同。R51及R52分别独立地表示烷基、芳基、杂芳基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。Q1及Q2分别独立地表示芳香族烃环或芳香族杂环,它们也可以具有取代基。
[18]根据[14]至[17]中任一项所述的孕酮测定试剂,其中,上述第二粒子相对于上述第一粒子的质量比为1~20。
[19]根据[14]至[18]中任一项所述的孕酮测定试剂,其中,与上述孕酮具有特异性结合性的第一结合物质为抗体。
[20]根据[14]至[19]中任一项所述的孕酮测定试剂,其中,上述具有标记的第一粒子为荧光胶乳粒子,上述第二粒子为胶乳粒子。
发明效果
根据本发明的孕酮测定试剂盒、孕酮的测定方法及孕酮测定试剂,能够防止基于非特异吸附的假阳性问题,抑制所发生的噪音的增加,在遍及低浓度至高浓度的广泛范围的浓度区域中实现孕酮的高精确度的测定。
附图说明
图1表示传感器芯片的示意图。
图2表示传感器芯片的分解图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行详细说明。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”的前后的数值分别作为最小值以及最大值包含在内的范围。
[孕酮测定试剂盒]
基于本发明的孕酮测定试剂盒包含:
第一粒子,以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记;
第二粒子,以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物进行了改性且不具有标记;
流路,用于使上述第一粒子及上述第二粒子流过;以及
基板,包含相对于上述第一结合物质具有结合性的物质,
在上述试剂盒中,上述具有标记的第一粒子含有由在本说明书中规定的式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
上述第一粒子的平均粒径为50~250nm,上述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且上述第二粒子的平均粒径大于上述第一粒子的平均粒径。
(活体样品)
在本发明中,能够对活体样品中的孕酮进行测定。
作为活体样品,只要为能够包含孕酮的样品,则没有特别的限定,例如能够举出生物学样品尤其是动物(例如人、猫、狗、马等)的体液(例如血液、血清、血浆、脑脊液、泪液、汗、尿、脓、鼻涕或痰)或排泄物(例如粪便)、脏器、组织、粘膜、皮肤等。
(孕酮)
孕酮为从卵巢和胎盘分泌,且与黄体功能或妊娠相关的性荷尔蒙。利用于月经的周期异常、不孕症的诊断。并且,还使用于狗的交配时期、猫的卵巢残余物确认。
(粒子)
本发明中的粒子(第一粒子及第二粒子)的材质及形态并没有特别的限定,例如能够使用聚苯乙烯珠等有机高分子粒子或玻璃珠等无机粒子。作为粒子的材质的具体例,可举出使苯乙烯、甲基丙烯酸、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、丁二烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸苯酯或甲基丙烯酸丁酯等单体聚合的均聚物、以及使2种以上的单体聚合的共聚物等,也可以是使上述均聚物或共聚物均匀地悬浮的胶乳。并且,作为粒子,可举出其他有机高分子粉末、无机物质粉末、微生物、血球、细胞膜片、脂质体、微囊等。作为第一粒子以及第二粒子,优选胶乳粒子。
当使用胶乳粒子时,作为胶乳的材质的具体例,可举出聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-苯乙烯磺酸盐共聚物、甲基丙烯酸聚合物、丙烯酸聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚乙酸乙烯酯丙烯酸酯等。作为胶乳,优选作为单体而至少包含苯乙烯的共聚物,尤其优选苯乙烯与丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。胶乳的制作方法没有特别的限定,能够通过任意的聚合方法来制作。其中,对本发明的发光性粒子标记抗体来使用时,若存在表面活性剂则抗体固定化困难,在胶乳的制作中,优选无乳化剂乳化聚合即不使用表面活性剂等乳化剂的乳化聚合。
(第一结合物质)
在本发明中使用的第一结合物质为与孕酮具有特异性结合性的物质。作为第一结合物质,能够使用抗体,但并不限定于此。优选第一结合物质为抗体。当第一结合物质为抗体时,例如能够使用由通过该孕酮免疫的动物的血清制备的抗血清、由抗血清提纯而成的免疫球蛋白部分、由使用通过孕酮免疫的动物的脾脏细胞的细胞融合而获得的单克隆抗体、或者这些的断片[例如F(ab’)2、Fab、Fab’或Fv]等。这些抗体的制备能够以通常的方法来进行。而且,如当该抗体为嵌合抗体等时,可为进行了改性的抗体,并且也能够使用市售的抗体或通过公知的方法由动物血清或培养上清液制备的抗体。
在本发明中,作为第一结合物质,优选使用与孕酮具有特异性结合性的(优选特异性地识别孕酮的)抗孕酮抗体。
以下举出抗孕酮抗体的制作方法之一的例子进行说明。
能够混合孕酮、牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,以下简称为BSA)、缩合剂来制作孕酮-BSA结合体。将结合体用作小鼠免疫致敏抗原,在小鼠背部皮下数次进行免疫。此时,能够适当选择完全佐剂(Complete Freund‘s Adjuvant:CFA)和/或不完全佐剂(Incomplete Freund‘s Adjuvant:IFA)来与免疫致敏抗原进行混合使用。不完全佐剂为刺激免疫的物质,为石蜡与乳化剂的混合物。完全佐剂为在不完全佐剂中添加已死亡的分枝杆菌或结核菌的死菌,进一步增强抗原性的物质。在数周内进行数次适当免疫致敏后,从小鼠进行采血来实施抗体效价的测定。当确认到抗体效价的充分上升时向腹腔内投放抗原,且在数日后摘取脾脏。使如此从免疫小鼠摘取的脾脏细胞与变体骨髓瘤细胞(myeloma)融合,能够制作具备抗体产生能力的融合细胞。从该融合细胞中仅选择相对于作为目标的抗原的抗体产生细胞,并进一步为了仅增殖该细胞株而进行有限稀释。能够进行稀释后的细胞的培养(克隆)。将如此获得的融合细胞株注射到小鼠的腹腔内,使腹水型的抗体产生细胞增殖,从而能够在腹水中产生单克隆抗体,通过回收这些抗体,能够得到目标抗体。
(具有标记的第一粒子)
在本发明中使用的具有标记的第一粒子为含有由下述式(1)表示的至少一种化合物和粒子的粒子,也标明为标记粒子或荧光标记粒子。具有标记的第一粒子优选为胶乳粒子,更优选为荧光胶乳粒子。
[化学式10]
式(1)中的各符号的含义如在本说明书已定义。
已知通常的色素化合物若增加向粒子的混入量,则受到缔合的影响,导致量子产率下降(这也称作浓度猝灭)。尤其,作为吸收波长为650nm以上的长波长的荧光色素化合物若混入到粒子中则容易产生浓度猝灭,难以维持量子产率。
在本发明中使用的由式(1)表示的化合物通过具有共轭体系取代基而能够长波长发光,且通过在二吡咯亚甲基骨架中具有多个取代其而能够抑制聚合物粒子中的量子产率的下降。作为抑制量子产率下降的主要因素,可以考虑基于相对于二吡咯亚甲基骨架沿垂直方向伸出的多个取代基的分子之间的相互作用(例如π-π相互作用)的抑制。根据由式(1)表示的化合物,尤其能够制造在长波长范围内亮度高的具有标记的第一粒子(优选荧光粒子,更优选荧光纳米粒子)。另外,当具有标记的第一粒子为荧光粒子时,亮度为荧光强度。根据本发明,在生物体窗口区域(容易透过生物体的红外波长区域即650~900nm附近)的发光量子产率高,因此能够提高利用了发光的感应的灵敏度。
在本说明书中,烷基可以为直链、支链、环状或它们的组合中的任一种,直链或支链烷基的碳原子数优选为1~36,更优选为1~18,进一步优选为1~12,尤其优选为1~6。作为环状的烷基,例如可举出碳原子数3~8的环烷基等。作为烷基的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基以及环己基等。
在本说明书中,作为芳基,优选碳原子数为6~48的芳基,更优选碳原子数为6~24的芳基,进一步优选碳原子数为6~14的芳基,例如可举出苯基、萘基、蒽基、芘基、菲基、联苯基、芴基等。
在本说明书中,作为杂环基,优选可以是5~7元的取代或未取代、饱和或不饱和、芳香族或非芳香族、单环或稠环的杂环基中的任一种。杂环基优选为成环原子选自碳原子、氮原子、氧原子以及硫原子,且具有至少一个氮原子、氧原子以及硫原子中的任一个杂原子的杂环基,进一步优选为碳原子数3~30的5或6元的芳香族杂环基。作为杂环基,例如可举出呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、吖啶基、啡啶基、喋啶基、吡嗪基、喹喔啉基、嘧啶基、喹唑啉基、哒嗪基、噌啉基、酞嗪基、三嗪基、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、苯并噻唑基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、吲唑基、异噁唑基、苯并异噁唑基、异噻唑基、苯并异噻唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吲哚基、咪唑并吡啶基、咔唑基等。
在本说明书中,作为酰基,优选为碳原子数2~15的直链或支链烷酰基,例如可举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、新戊酰基、己酰基、庚酰基、苯甲酰基等。
在本说明书中,作为烷氧基,优选为碳原子数1~20的烷氧基,例如可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基等。
在本说明书中,作为芳氧基,优选为碳原子数6~14的芳氧基,例如可举出苯氧基、萘氧基、蒽氧基等。
作为烷硫基,优选为碳原子数1至30的烷硫基,例如可举出甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基等。
作为芳硫基,优选为碳原子数6至30的芳硫基,例如可举出苯硫基、对氯苯硫基、间甲氧基苯硫基等。
在本说明书中,作为卤原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子。
在本说明书中,作为芳香环,可举出苯环、萘环、蒽环、菲环、芘环、苝环以及涤纶环等芳香族烃环;茚环、薁环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、吡唑环、吡唑烷环、噻唑烷环、噁唑烷环、吡喃环、色烯环、吡咯环、吡咯烷环、苯并咪唑环、咪唑啉环、咪唑烷环、咪唑环、吡唑环、三唑环、三嗪环、二唑环、吲哚啉环、噻吩环、噻吩并噻吩环、呋喃环、噁唑环、噁二唑环、噻嗪环、噻唑环、吲哚环、苯并噻唑环、苯并噻二唑环、萘并噻唑环、苯并噁唑环、萘并噁唑环、假吲哚环、苯并假吲哚环、吡嗪环、喹啉环以及喹唑啉环等芳香族杂环;以及芴环以及咔唑环等稠合型芳香环等,优选为碳原子数5~16的芳香环(芳香环以及包含芳香环的稠环)。
另外,芳香环可以具有取代基,“芳香环”这个术语表示具有取代基的芳香环、及不具有取代基的芳香环这两者。作为芳香环所具有的取代基,可举出后述的取代基组A中所记载的取代基。
在本说明书中,作为氨基,可举出氨基;单或二甲基氨基、单或二乙基氨基以及单或二(正丙基)氨基等烷基取代氨基;单或二苯基氨基以及单或二萘基氨基等被芳香族残基取代的氨基;单烷基单苯氨基等烷基与芳香族残基各取代一个的氨基;苄氨基、乙酰氨基、苯乙酰氨基等。这里的芳香族残基表示从芳香环中去除了一个氢原子的基团,芳香环如在本说明书中已进行上述。
R11~R15所表示的烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基可以具有取代基,作为上述取代基,可举出在下述取代基组A中所记载的取代基。
取代基组A:
被氨磺酰基、氰基、异氰基、硫氰基、异硫氰基、硝基、亚硝酰基、卤原子、羟基、氨基、巯基、酰胺基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、氨甲酰基、酰基、醛基、羰基、芳基、烷基、卤原子取代的烷基、乙烯基、乙炔基、甲硅烷基以及三烷基甲硅烷基(三甲基甲硅烷基等)。
X1及X2所表示的烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基可以具有取代基,作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。
Ar1及Ar2所表示的芳基或杂环基可以具有取代基,作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。
R111~R116所表示的烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基可以具有取代基,作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。
<由式(1)表示的化合物>
式(1)中,R11~R15分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。R11~R15中的至少3个表示除氢原子以外的原子或基团,优选R11~R15中的至少4个表示除氢原子以外的原子或基团,更优选R11~R15全部表示除氢原子以外的原子或基团。
R11及R15可以为相同或不同的原子或基团,优选为相同的原子或基团。R12及R14可以为相同或不同的原子或基团,优选为相同的原子或基团。
R11及R15优选表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基。
R12及R14优选表示烷基,它们也可以具有取代基。
R13优选表示芳基,其也可以具有取代基。
式(1)中,X1及X2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基,X1及X2可以相互连结而形成环。
X1及X2优选表示卤原子或烷氧基。X1及X2更优选为氟原子、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基,它们也优选被氟原子、烷氧基取代。
式(1)中,Ar1及Ar2分别独立地表示芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。
式(1)中,L1及L2分别独立地表示式(L-1)~式(L-4)中的任一个。
[化学式11]
式中,R111~R116分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。A表示-O-、-S-或-NH-。
L1及L2优选表示式(L-1)或式(L-2)中的任一个,更优选表示式(L-1)。
R111~R116优选氢原子。
<关于由式(2)表示的化合物>
作为由式(1)表示的化合物的优选例,可举出由下述式(2)表示的化合物。
[化学式12]
式中,R11~R15、X1、X2、Ar1及Ar2与式(1)中的定义含义相同,优选范围也与式(1)中的优选范围相同。L21及L22分别独立地表示由式(L-1)或式(L-2)表示的基团。L21及L22优选表示由式(L-1)表示的基团。
[化学式13]
<关于由式(3)表示的化合物>
作为由式(1)表示的化合物的优选例,可举出由下述式(3)表示的化合物。
[化学式14]
式(3)中,R11、R12、R14、R15、X1、X2、Ar1、Ar2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同,优选范围也与式(1)中的优选范围相同。其中,R11、R12、R14及R15中的至少2个是除氢原子以外的原子或基团,优选R11、R12、R14及R15中的至少3个是除氢原子以外的原子或基团,更优选R11、R12、R14及R15为除氢原子以外的原子或基团。
式(3)中,R31~R35分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、氰基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基(作为上述取代基,可举出取代基组A中记载的取代基),R31、R32、R34及R35中的任一个是由2个以上原子构成的基团。作为由2个以上原子构成的基团,优选烷基、芳基、乙烯基、乙炔基、氨基、氰基、烷氧基,更优选烷基。在烷基中,优选仅由碳原子和氢原子构成的烷基、被卤原子取代的烷基,更优选仅由碳原子数1~6的碳原子和氢原子构成的烷基、被氟原子取代的烷基,进一步优选甲基、异丙基、叔丁基、三氟甲基,尤其优选甲基。
<关于由式(4)表示的化合物>
作为由式(1)表示的化合物的优选例,可举出由下述式(4)表示的化合物。
[化学式15]
式(4)中,R12、R13、R14、X1、X2、Ar1、Ar2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同,优选范围也与式(1)中的优选范围相同。其中,R12、R13及R14中的至少一个是除氢原子以外的原子或基团,优选R12、R13及R14中的至少2个是除氢原子以外的原子或基团,更优选R12、R13及R14为除氢原子以外的原子或基团。
式(4)中,R41及R42分别独立地表示芳基、杂环基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。R41及R42优选分别独立地为芳基、乙烯基或乙炔基,从提高量子产率的观点来看,优选为芳基,从长波长化的观点来看,优选为乙烯基、乙炔基。当为芳基时,优选在芳基的邻位或间位具有至少1个取代基,更优选在邻位具有至少1个取代基。取代为芳基的取代基的数量优选为1~3个,更优选为2个或3个。作为取代为芳基的取代基,优选为烷基,更优选为甲基、异丙基、叔丁基,进一步优选为甲基。
<关于由式(5)表示的化合物>
作为由式(1)表示的化合物的优选例,可举出由下述式(5)表示的化合物。
[化学式16]
式(5)中,R11~R15、X1、X2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同,优选范围也与式(1)中的优选范围相同。
式(5)中,R51及R52分别独立地表示烷基、芳基、杂芳基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。R51及R52优选分别独立地为烷基、烷氧基,从提高量子产率的观点来看,更优选为烷基,进一步优选为甲基、乙基、异丙基、叔丁基,尤其优选为甲基。从长波长化的观点来看,更优选为烷氧基,进一步优选为甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基,尤其优选为甲氧基。
Q1及Q2分别独立地表示芳香族烃环或芳香族杂环,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。Q1及Q2优选为芳香族烃环,更优选为苯环、萘环、蒽环、菲环、芘环,进一步优选为苯环、萘环,尤其优选为苯环。作为形成包含R51的Q1的基团及形成包含R52的Q2的基团,优选甲苯基、二甲苯基、三甲苯基,更优选为二甲苯基、三甲苯基,进一步优选为在相对于与L1或者L2的键合位置位于邻位的两处具有甲基的二甲苯基、在相对于与L1或者L2的键合位置位于邻位的两处以及对位具有甲基的三甲苯基,尤其优选为在相对于与L1或者L2的键合位置位于邻位的两处以及对位具有甲基的三甲苯基。
<关于由式(6)表示的化合物>
由式(5)表示的化合物更优选为由下述式(6)表示的化合物。
[化学式17]
式中,R11、R12、R14及R15分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基,R11、R12、R14及R15中的至少2个是除氢原子以外的原子或基团。
X1及X2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基,X1及X2可以相互连结而形成环。
R31~R35分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、氰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基,R31~R35中的任一个为氢原子。
R51及R52分别独立地表示烷基、芳基、杂芳基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。
Q1及Q2分别独立地表示芳香族烃环或芳香族杂环,它们也可以具有取代基。
L1及L2分别独立地表示式(L-1)~式(L-4)中的任一个。
[化学式18]
式中,R111~R116分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。A表示-O-、-S-或-NH-。
R11及R15优选分别独立地为烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基,更优选上述R41及R42的含义相同,即为芳基、杂环基、乙烯基或乙炔基,进一步优选为芳基、乙烯基、乙炔基。从提高量子产率的观点来看,更优选芳基,从长波长化的观点来看,更优选为乙烯基、乙炔基。当为芳基时,优选在芳基的邻位或间位具有至少1个取代基,更优选在邻位具有至少1个取代基。取代为芳基的取代基的数量优选为1~3个,更优选为2个或3个。作为取代为芳基的取代基,优选为烷基,更优选为甲基、异丙基、叔丁基,进一步优选为甲基。
<由式(1)~式(6)表示的化合物的具体例>
将由式(1)~式(6)表示的化合物的具体例记载于以下。Me表示甲基,Et表示乙基,iPr表示异丙基。
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
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[化学式24]
标记粒子可为含有至少一种能量供体化合物、至少一种能量受体化合物及粒子的标记粒子,此时,上述能量供体化合物及上述能量受体化合物中的至少一种为由上述式(1)表示的化合物即可。
在本发明的另一例子中,发光性粒子作为能量供体化合物及能量受体化合物中的任一个而含有由式(1)表示的化合物,作为能量供体化合物及能量受体化合物中的另一个而含有由后述式(10)表示的化合物。即,作为发光性粒子,可为作为能量供体化合物而含有由式(1)表示的化合物且作为能量受体化合物而含有由式(10)表示的化合物的发光性粒子,也可为作为能量受体化合物而含有由式(1)表示的化合物且作为能量供体化合物而含有由式(10)表示的化合物的发光性粒子。
<由式(10)表示的化合物>
[化学式25]
在式(10)中,m1及m2分别独立地表示0~4的整数,m1及m2中的任一个至少为1以上。M表示半金属原子或金属原子。R1、R2及R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。Y1及Y2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基,Y1及Y2可以相互连结而形成环。Ar11及Ar12分别独立地表示可以具有取代基的芳香环。Z1及Z2分别独立地表示芳基、杂环基或氨基,它们也可以具有取代基。当m1为2以上时,多个Z1可为相同的基团也可为分别不相同的基团,当m2为2以上时,多个Z2可为相同的基团也可为分别不同的基团。
在式(10)中,m1及m2分别独立地表示0~4的整数,优选m1及m2均为1以上。m1及m2可为相同的整数也可为不同的整数,优选为相同的整数。优选m1及m2分别独立地表示1或2,更优选m1及m2均为1或均为2,尤其优选m1及m2均为1。
式(10)中,M表示半金属原子或金属原子,优选表示半金属原子,尤其优选表示氟原子。
在式(10)中,R1、R2及R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基。
优选R1及R2分别独立地为芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。
R1及R2分别可以相同也可以不同,优选相同。
R1及R2不会连结而形成环。
优选R3为氢原子、烷基、芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。更优选R3为氢原子。
在式(10)中,Y1及Y2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基,Y1及Y2可以相互连结而形成环。
优选Y1及Y2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、羟基、烷氧基或芳氧基,它们也可以具有取代基,Y1及Y2可以相互连结而形成环。
更优选Y1及Y2分别独立地为卤原子。
进一步优选Y1及Y2为氟原子。
Y1及Y2分别可以相同也可以不同,优选相同。
在式(10)中,Ar11及Ar12分别独立地表示可以具有取代基的芳香环。
优选Ar11及Ar12表示苯环。
式(10)中,Z1及Z2分别独立地表示芳基、杂环基或氨基,它们也可以具有取代基。当m1为2以上时,多个Z1可为相同的基团也可为分别不同的基团,当m2为2以上时,多个Z2可为相同的基团也可为分别不同的基团。
优选Z1及Z2分别独立地表示可以具有取代基的芳基。
更优选Z1及Z2分别独立地表示苯基、萘基或蒽基,它们也可以具有取代基。
优选当m1为2以上时,多个Z1为相同的基团。
优选当m2为2以上时,多个Z2为相同的基团。
由式(10)表示的化合物优选在分子内不具有羧酸基、磷酸基、磺酸基等酸性基。
<关于由式(10A)表示的化合物>
作为由式(10)表示的化合物的优选例,可举出由下述式(10A)表示的化合物。
[化学式26]
式(10A)中,Y1及Y2分别独立地表示卤原子、烷基、芳基、杂环基、羟基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、乙烯基或乙炔基,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。
优选Y1及Y2分别独立地表示卤原子。
尤其优选Y1及Y2为氟原子。
式(10A)中,R3表示氢原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基或酰基,它们也可以具有取代基。
优选R3为氢原子、烷基、芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。
更优选R3为氢原子。
式(10A)中,Ar3及Ar4分别独立地表示芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。
式(10A)中,R34~R41分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基或氨基,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。
式(10A)中,优选R34~R41中的至少1个以上为可以具有取代基的芳基。
进一步优选R34~R37中的至少1个以上为可以具有取代基的芳基,R38~R41中的至少1个以上为可以具有取代基的芳基。
更优选R34~R41中的至少1个以上为由式(11)表示的基团。进一步优选R34~R37中的至少1个以上为由式(11)表示的基团,R38~R41中的至少1个以上为由式(11)表示的基团。
[化学式27]
式(11)中,R201~R205为氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基或氨基,R201及R205中的至少一个为除氢原子以外的原子或基团。R201与R202可以相互连结而形成环,R202与R203可以相互连结而形成环,R203与R204可以相互连结而形成环,R204与R205可以相互连结而形成环。
根据其他优选方式,R34~R41中的至少1个以上为由式(12)表示的基团。进一步优选R34~R37中的至少1个以上为由式(12)表示的基团,R38~R41中的至少1个以上为由式(12)表示的基团。
[化学式28]
式(12)中,R101表示氢原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基或酰基,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。Ar101表示芳基或杂环基,它们也可以具有取代基。作为上述取代基,可举出取代基组A中所记载的取代基。Ar101和R101可以相互连结而形成环。
由式(10A)表示的化合物优选在分子内不具有羧酸基、磷酸基、磺酸基等酸性基。
<由式(10)或式(10A)表示的化合物的具体例>
以下记载由式(10)或式(10A)表示的化合物的具体例。Me表示甲基,Bu表示正丁基,Ph表示苯基。
[化学式29]
[化学式30]
[化学式31]
[化学式32]
[化学式33]
[化学式34]
[化学式35]
[化学式36]
<关于能量供体化合物与能量受体化合物的组合的具体例>
以下记载能量供体化合物与能量受体化合物的组合的具体例。
[表1]
[表2]
关于能量供体化合物和能量受体化合物的选择,吸收为短波长的化合物为能量供体化合物,吸收为长波长的化合物为能量受体化合物,当能量供体化合物的发光与能量受体化合物的吸收稍微重叠时,具有能够在本发明的粒子中使用的可能性。优选能量受体化合物的吸收的极大波长位于比能量供体化合物的吸收的波长更长10~100nm程度的波长侧的情况。更优选能量受体化合物的吸收的极大波长位于比能量供体化合物的吸收的波长更长10~70nm的波长侧的情况。
能量供体化合物的发光在吸收的何种程度的长波长发出(斯托克斯位移的大小)根据化合物而不同,因此无法一概而论,但由式(1)表示的化合物在吸收极大波长+30nm程度具有发光的极大,且从该程度至+100nm程度为止存在发光光谱,因此可推断通过同时使用在其附近具有吸收的能量受体化合物,能够实现能量移动系统。
另外,关于各化合物的吸收波长,不仅将化合物进行合成来测定,还能够通过基于Gaussian等的计算来进行预测,且根据计算值的关系还能够推断能量供体化合物与能量受体化合物的组合。
在本发明中,斯托克斯位移的大小优选为25nm以上,更优选为30nm以上,进一步优选为35nm以上,更进一步优选为40nm以上,更加进一步优选为45nm以上,尤其优选为50nm以上,最优选为60nm以上。斯托克斯位移的大小的上限没有特别的限定,通常为150nm以下。
<由式(1)~式(6)表示的化合物的使用量>
关于由式(1)~式(6)表示的化合物相对于在本发明中使用的粒子(即添加由式(1)~式(6)表示的化合物之前的粒子)的含量,只要不损坏本发明的效果则没有特别的限定,但优选为0.5μmol/g~400μmol/g,更优选为1μmol/g~300μmol/g,进一步优选为2μmol/g~200μmol/g,尤其优选为3μmol/g~100μmol/g。
关于由式(1)~式(6)表示化合物相对于在本发明中使用的粒子(即添加由式(1)~式(6)表示的化合物之前的粒子)的含量,只要不损坏本发明的效果则没有特别的限定,优选为0.1质量%~30质量%,更优选为0.2质量%~20质量%,进一步优选为0.3质量%~10质量%,尤其优选为0.4质量%~8质量%。
在本发明的发光性粒子中,使用至少一种由式(1)~式(6)表示的化合物,但也可以使用两种以上由式(1)~式(6)表示的化合物。当使用两种以上由式(1)~式(6)表示的化合物时,优选总量成为上述范围内。
当使用能量供体化合物与能量受体化合物的组合时,能量供体化合物与能量受体化合物的摩尔比优选为1:10~20:1,更优选为1:10~10:1,更优选为1:5~10:1。
作为能量供体化合物而使用由式(1)表示的至少一种化合物,且作为能量受体化合物而使用由式(1)表示的至少一种化合物时,作为能量供体化合物可以使用两种以上的由式(1)表示的化合物,并且作为能量受体化合物也可以使用两种以上的由式(1)表示的化合物。上述情况下,所使用的由式(1)表示的化合物的总计量优选成为上述范围内。
<由式(1)~式(6)表示的化合物的制造方法>
由式(1)~式(6)表示的化合物例如能够通过后述实施例所示的合成方案来制造。
作为一例,在以下示出化合物(1)的合成的概要。在3,5-双(三氟甲基)苯甲醛以及二氯甲烷的混合物中,一边进行水冷一边添加3-乙基-2,4-二甲基吡咯和三氟乙酸后,在室温下进行搅拌,并一边进行水冷一边添加氯醌,在室温下进行搅拌后,一边进行水冷一边滴加二异丙基乙胺,并在室温下进行搅拌,接着一边进行水冷一边滴加三氟化硼二乙醚络合物,并在室温下进行搅拌来进行反应,从而能够合成化合物(1-A)。接着,将化合物(1-A)、2,4,6-三甲基苯甲醛及脱水甲苯进行混合并在室温下进行搅拌。添加哌啶以及1片对甲苯磺酸1水合物并一边蒸除溶剂一边进行搅拌,自然冷却后添加脱水甲苯并一边蒸除溶剂一边进行搅拌来进行反应,从而能够制造化合物(1)。
作为另一例,化合物(5)能够根据后述的实施例中的合成方案,将2,3,5,6-四氟苯甲醛和2,4-二甲基吡咯作为起始化合物,并经由化合物(5-A)、化合物(5-B)以及化合物(5-C)来制造。
化合物(1)以及化合物(5)在由式(1)表示的化合物的定义的范围内。除了化合物(1)以及化合物(5)以外的由式(1)表示的化合物也能够通过将在反应中使用的化合物替换成所希望的具有与由式(1)表示的目标化合物对应的取代基的化合物来制造。
<由式(10)表示的化合物的制造方法>
由式(10)表示的化合物例如能够通过以下所示的合成方案来制造。
[化学式37]
上述合成方案中的R1及Z1的定义与式(10)中的R1及Z1的定义的含义相同。
通过使化合物A-10与化合物A-20按照Macromolecules 2010、43、193-200中记载的方法进行反应,能够合成化合物A-30。接着,将化合物A-30、由式:Z1-B(OH)2表示的化合物及氟化铯(CsF)添加到二甲氧基乙烷(DME)与水的混合溶液中,并反复进行真空抽气、氮取代来进行脱气。通过添加乙酸钯(Pd(OAc)2)、及2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基联苯(SPhos)并进行升温,并且在回流下反应规定的时间(例如2~24小时),能够制造化合物D-10。
化合物D-10在由式(10)表示的化合物的定义的范围内。除化合物D-10以外的由式(10)表示的化合物也能够通过将化合物A-10、化合物A-20、及由式:Z1-B(OH)2表示的化合物中的任一种以上的化合物替换成对应的化合物来制造。
<具有标记的第一粒子>
本发明中的具有标记的第一粒子通过包含由式(1)表示的化合物,显示出高量子产率和高亮度。
具有标记的第一粒子的激发极大波长为在激发光谱中荧光强度最大的波长。具有标记的第一粒子的荧光极大波长为在荧光光谱中荧光强度最大的波长。并且,激发光谱表示荧光标记强度的激发波长依赖性,荧光光谱表示荧光强度的荧光波长依赖性。
具有标记的第一粒子的激发极大波长优选为640nm~900nm,更优选为640nm~800nm,进一步优选为650nm~750nm。
具有标记的第一粒子的荧光极大波长优选为660nm~900nm,更优选为660nm~800nm,进一步优选为670nm~750nm。
具有标记的第一粒子的荧光强度为在某一测定条件下测定时的荧光的强度,由于依赖于测定条件因此用于进行通常的相对性比较。
具有标记的第一粒子的激发极大波长、荧光极大波长、及荧光强度能够使用市售的荧光分光光度计来进行测定,例如能够使用SHIMADZU CORPORATION制的荧光分光光度计RF-5300PC来进行测定。
具有标记的第一粒子的量子产率是作为荧光而发光的光子数相对于具有标记的第一粒子所吸收的光子数的比例。
具有标记的第一粒子所显示的量子产率优选为0.25以上,更优选为0.30以上,进一步优选为0.40以上。量子产率的上限没有特别的限定,通常为1.0以下。
具有标记的第一粒子的量子产率能够使用市售的量子产率测定装置来进行测定,例如能够使用Hamamatsu Photonics K.K.制的绝对PL量子产率测定装置C9920-02来进行测定。
<具有标记的第一粒子的制造方法>
具有标记的第一粒子的制造方法没有特别的限定,能够通过将由式(1)表示的至少一种化合物和粒子进行混合来制造。例如,能够通过在胶乳粒子等粒子中添加由式(1)表示的化合物来制作具有标记的第一粒子。更具体而言,通过在包含水以及水溶性有机溶剂(四氢呋喃、甲醇等)中的任一种以上的粒子的溶液中添加包含由式(1)表示的化合物的溶液并进行搅拌,能够制作具有标记的第一粒子。
在本发明中,也可以制备包含上述具有标记的第一粒子的分散液。
分散液能够通过将具有标记的第一粒子分散于分散介质中来制造。作为分散介质,可举出水、有机溶剂或水和有机溶剂的混合物等。作为有机溶剂,能够使用甲醇、乙醇、异丙醇等醇、四氢呋喃等酯系溶剂等。
分散液中的具有标记的第一粒子的固体成分浓度没有特别的限定,通常为0.1~20质量%,优选为0.5~10质量%,更优选为1~5质量%。
(基于第一结合物质的具有标记的第一粒子的改性)
使第一结合物质在具有标记的第一粒子上固定化的方法例如记载于日本特开2000-206115号公报或Thermo Fisher Scientific的FluoSpheres(注册商标)聚苯乙烯微球粒(microsphere)F8813中附加的步骤(protocol)等,制备免疫凝集反应用试剂的公知的方法能够使用任一种。并且,作为结合物质将抗体固定化于粒子的原理也能够采用基于物理吸附及共价键的化学键中的任一种原理。作为使抗体固定于粒子后覆盖抗体未被包覆的粒子表面的封闭剂(即第一封闭剂),例如能够使用白蛋白(BSA等)、脱酯乳、酪朊、来自大豆的成分、来自鱼的成分或聚乙二醇等、及包含上述物质或上与述物质的性质相同的物质的市售的免疫反应用封闭剂等。这些封闭剂也能够根据需要通过热或酸/碱等来实施部分改性等前处理。而且,作为第一封闭剂,也能够使用与孕酮不具有结合性的抗体(球蛋白)或不使用于试验区的蛋白质(Protein A、Protein G)等。
以下例示出将抗体固定化于粒子的具体方法。在粒子分散成固体成分浓度为0.1~10质量%的溶液中,添加调整为0.01~20mg/mL的浓度的抗体溶液并进行混合。在温度4~50℃的条件下继续搅拌5分钟~48小时。接着通过除离心分离以外的方法来使粒子与溶液分离,充分地去除包含于溶液且未与粒子结合的抗体。之后,重复0~10次将粒子通过缓冲液清洗的操作。期望将粒子和抗体进行混合,实施使粒子与抗体结合的操作后,使用与抗原抗体反应无关的成分,优选蛋白质、更优选球蛋白、白蛋白、Block Ace(注册商标)、脱酯乳及酪朊等封闭剂来保护粒子表面的抗体未结合的部分。
将抗原或抗体等固定化于粒子时,能够根据需要添加稳定化剂。作为稳定化剂,只要为蔗糖、多糖类等合成高分子或天然高分子等使抗原或抗体稳定化的稳定化剂则没有特别的限定,也能够使用Immunoassay Stabilizer(Advanced Biotechnologies Inc(领英))等市售的稳定化剂。
以第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子包含于本发明的试剂盒,优选包含于作为试剂盒的一部分的容器例如杯中的方式。此时,通过将包含孕酮的活体样品注入到包含具有标记的第一粒子的容器内并进行混合以及搅拌,能够使活体样品中的孕酮与第一结合物质结合。
(第二结合物质)
本发明中的不具有标记的第二粒子以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行改性。作为第二结合物质,只要为例如结合物质(抗体)或相对于结合物质(抗体)进行结合的蛋白质(Protein A、Protein G)等与孕酮不具有特异性结合性的化合物,且相对于第一结合物质不具有亲和性的化合物则没有特别的限定,能够优选地使用任何化合物。例如,当第二结合物质为抗体时,能够使用由免疫的动物的血清制备的抗血清、从抗血清提纯而成的免疫球蛋白部分、通过使用免疫的动物的脾脏细胞的细胞融合而获得的单克隆抗体、或者这些的断片[例如,F(ab’)2、Fab、Fab’或Fv]等。这些抗体的制备能够以通常的方法来进行。而且,如当该抗体为嵌合抗体等时,可为进行了改性的抗体,并且也能够使用市售的抗体或通过公知的方法由动物血清或培养上清液制备的抗体。
将抗体等第二结合物质在粒子上固定化的方法例如记载于日本特开2000-206115号公报或Thermo Fisher社的FluoSpheres(注册商标)聚苯乙烯微球粒F8813中附加的操作说明等,能够使用任一种制备免疫凝集反应用试剂的公知的方法。并且,作为结合物质将抗体固定化于粒子的原理也能够采用基于物理吸附及共价键的化学键中的任一种原理。作为使抗体固定于粒子后覆盖抗体未被包覆的粒子表面的封闭剂,能够使用公知的物质,例如BSA或脱酯乳、酪朊、来自大豆的成分、来自鱼的成分或聚乙二醇等、以及包含这些的物质或包含性质与这些相同的物质的市售的免疫反应用封闭剂等。这些封闭剂根据需要也能够通过热、酸/碱等来实施部分改性等前处理。
(第一粒子及第二粒子)
关于第一粒子与第二粒子的使用比率,第二粒子相对于第一粒子的质量比通常为1~20,优选为1~10,更优选为2~8,进一步优选为4~6。
在本发明中,第一粒子的平均粒径为50~250nm,第二粒子的平均粒径为70~500nm,且第二粒子的平均粒径大于第一粒子的平均粒径。
第一粒子的平均粒径优选为70~130nm,更优选为80~120nm,进一步优选为85~110nm。
第二粒子的平均粒径优选为130~300nm,更优选为135~260nm,进一步优选为140~200nm。
作为平均粒径的测定方法,已知有光学显微镜法、共聚焦激光显微镜法、电子显微镜法、原子力显微镜、静态光散射法、激光衍射法、动态光散射法、离心沉淀法、电脉冲测量法、色谱法、超声波衰减法等,且出售有与其各自的原理对应的装置。在这些测定方法中,从粒径范围以及测定的简便度来看,优选使用动态光散射法来测定荧光粒子的平均粒径。作为使用动态光散射的市售的测定装置,可举出NANOTRAC UPA(NIKKISO CO.,LTD.)、动态光散射式粒径分布测定装置LB-550(HORIBA,Ltd.)、浓厚系粒径分析仪FPAR-1000(OtsukaElectronics Co.,Ltd.)等。在本发明中,将平均粒径作为在25℃下、以粘度0.8872cP(其中,1Pa·s=1000cP)、水的折射率1.330的条件进行测定的中值粒径(d=50)来求出。
在本发明中使用的第一粒子(具有标记的粒子)及第二粒子可以以干燥状态保存,且通过在测定时与包含孕酮的活体样品混合来使用。在将第一粒子及第二粒子以溶液状态保存时,有时粒子彼此通过凝集或熔合而成为大尺寸,测定精确度会发生改变,因此,在这种情况下,第一粒子及第二粒子能够以干燥状态保存。以干燥状态保存的粒子也称作干燥粒子。干燥粒子是指作为相对于包含着不含水分的标记物质的粒子的固体成分的质量的水分的质量(含水量),将所含有的水分量去除至优选成为30质量%以下、更优选成为25质量%以下、进一步优选成为20质量%以下的水分的质量为止的状态的粒子。作为进行干燥的方法没有特别的限定,例如能够使用利用除湿剂的干燥方法、减压干燥方法、冻结干燥方法等公知的干燥方法。在本发明中,可以将第一粒子及第二粒子分别进行干燥来获得干燥粒子,也可以将第一粒子和第二粒子在溶液状态下以所希望的质量比进行混合后进行干燥来获得干燥粒。
(流路)
本发明的试剂盒包含用于使第一粒子及第二粒子流过的流路。在本发明中,能够将混合了有可能包含孕酮的活体样品、具有标记的第一粒子、不具有标记的第二粒子的混合液适用于基板上,并使流路展开。流路只要为活体样品、具有标记的第一粒子、第二粒子流到反应部位为止的通路则没有特别的限定。作为优选的流路形态,具有以下结构:越过将包含具有标记的第一粒子及第二粒子的活体样品液进行滴附的滴附口、作为第三结合物质固定化的反应部位的金属薄膜、及金属薄膜而存在流路,且活体样品能够通过金属薄膜之上。优选能够相对于金属薄膜在与滴附口相反的一侧设置吸引口。
(基板)
在本发明中,为了实现高灵敏度的测定,优选采用进行后述的表面等离子体激元荧光(SPF)检测的测定法。作为此时的基板,优选使用在表面具有金属膜的基板。作为构成金属膜的金属,只要为可产生表面等离子体激元共振的金属则没有特别的限定。优选地可举出金、银、铜、铝或白金等自由电子金属,尤其优选金。当使用金时,后述的检测区域在金膜上。上述金属能够单独或组合使用。并且,考虑到上述基板上的附着性,也可以在由基板和金属构成的层之间设置由铬等构成的介在层。金属膜的膜厚任意,例如优选为1nm以上且500nm以下,尤其优选为10nm以上且200nm以下。若超过500nm,则无法充分检测媒介物的表面等离子体激元现象。并且,当设置由铬等构成的介在层时,该介在层的厚度优选为0.1nm以上且10nm以下。
金属膜的形成只要通过普通的方法进行即可,例如能够通过溅射法、蒸镀法、离子镀法、电镀法或非电解电镀法等来进行,为了设置基板材质与金属膜的混合层来使金属膜的密合性良好,优选通过溅射法来制作金属膜。此时,基板材质与金属膜的混合层的厚度只要能够确认充分的密合性则没有特别的限定,优选为10nm以下。
金属膜优选配置于基板上。在此,“配置于基板上”是指除了金属膜在基板上以直接接触的方式配置的情况以外,还包含金属膜不与基板直接接触而是经由其他层配置的情况。作为能够在本发明中使用的基板的材质,例如能够使用作为普通的光学玻璃的一种的BK7(硼硅酸盐玻璃)等光学玻璃、或合成树脂具体而言为聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、或由环烯烃聚合物等相对于激光为透明的材料构成的材质。期望这种基板的材质优选相对于偏光不显示各向异性且加工性优异的材料。
作为用于SPF检测的基板的优选方式,能够举出在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)上以溅射法等形成金膜的基板等。
基板具备含有相对于第一结合物质具有结合性的物质的检测区域。
将相对于第一结合物质具有结合性的物质在基板上固定化的方法例如记载于Nunc公司提供的Tech Notes Vol.2-12等中,能够使用通常的ELISA(Enzyme-LinkedImmunoSorbent Assay:酵素结合免疫吸附法)试剂制备的公知的任意方法。并且,也可以通过在基板上配置自组织化单分子膜(SAM:Self-Assembled Monolayer)等来实施表面改性。作为将相对于第一结合物质具有结合性的物质在基板上固定化的原理,也能够采用基于物理吸附及共价键的化学键中的任一种原理。作为将相对于第一结合物质具有结合性的物质固定于基板后覆盖相对于第一结合物质具有结合性的物质未被包覆的基板表面的封闭剂,能够使用公知的物质,例如BSA、球蛋白、脱酯乳、来自大豆的成分、来自鱼的成分、聚乙二醇、包含这些物质或与这些的性质相同的物质的市售的免疫反应用封闭剂等。这些封闭剂也能够根据需要通过热、酸/碱等来实施部分改性等前处理。
(检测区域<试验区>)
在本发明中,能够在基板上设置对活体样品中的孕酮的有无进行检测的试验区。在该试验区中,能够以仅无法结合与抗原结合的标记的方式,仅捕获未与抗原结合的标记,并计算抗原的结合的标记的量,从而对抗原进行定量。该检测方法被称作竞争法,在此对与竞争法相关的基板进行说明。
在基板的试验区,优选具有与存在于标记粒子上的结合物质(例如抗体)进行反应的位置。作为本发明的优选的一方式,优选在基板的试验区上具有在活体样品中存在的孕酮的方式。此时,通过使孕酮与BSA在缩合剂的存在下进行反应来制作孕酮·BSA结合体,并使该结合体吸附于试验区上,由此能够制作试验区。作为测定对象物质的孕酮-BSA结合体能够通过溶解于缓冲液并滴附在基板上,放置一定时间后,吸引上清液并使其干燥等方法来与基板上的试验区结合。
(参照区域<控制区域>)
在本发明中,为了尽量抑制测定环境尤其是测定温度的影响,通过在基板上具有控制区域,并将试验区的信息以控制区域的信息进行标准化,由此能够将环境依赖性抑制为极低。作为控制区域,优选不依赖于在所使用的活体样品中存在的孕酮的量,而是设计成能够与所有的标记结合。优选具有与存在于标记粒子上的所有抗体进行相互作用的抗体。通过如此进行设计,将试验区的信息以控制区域的信息进行标准化,由此即使在例如低温环境下活体样品流动或反应速度受到影响时,也能够通过标准化来消除其影响,并始终精确度良好地获得不受测定环境影响的结果。
作为存在于控制区域的优选的抗体,具有识别在标记粒子上存在的结合物质(例如抗体)的功能,若该抗体来自于小鼠,则优选为抗小鼠抗体,若标记粒子上的抗体来自于山羊,则优选为抗山羊抗体。这些控制区域上的抗体能够通过溶解于缓冲液并滴附于基板上,放置一定时间后,吸引上清液并使其干燥等方法来与基板结合。
(封闭剂)
例如,在竞争法中,存在不仅对于不包含孕酮的阴性的活体样品,还对于包含孕酮而为阳性的活体样品进行反应而成为阴性的活体样品,高值背离的问题的解决被认为是课题。显示这种假阴性的原因尚不明确,但认为原因之一有可能是通过未被抗体覆盖的标记粒子表面与检测区域(试验区)的非特异性相互作用而存在原本不欲结合的标记粒子。并且,即使当与在试验区上存在的物质相同的物质存在于标记粒子表面上时,在游离的抗体等存在于活体样品中的情况下,该抗体会与试验区上存在的物质和标记粒子表面上的物质中的任一个结合而有时即使在测定成为包含孕酮的阳性的活体样品的情况下也被检测为阴性。
通常,为了抑制固相表面(例如标记粒子表面、基板的金膜表面)上非特异吸附,使用BSA中的封闭。
(抗体)
在本发明中,抗体能够不限于其动物种类或子类等而进行使用。例如,能够在本发明中使用的抗体为来自于小鼠、白鼠、仓鼠、山羊、兔子、羊、牛、鸡等能够引起免疫反应的生物的抗体,具体而言为小鼠IgG、小鼠IgM、白鼠IgG、白鼠IgM、仓鼠IgG、仓鼠IgM、兔子IgG、兔子IgM、山羊IgG、山羊IgM、羊IgG、羊IgM、牛IgG、牛IgM、鸡IgY等,能够使用多克隆或单克隆中的任一种。断片化抗体为具有至少1个抗原结合部位,且由完全型抗体导出的分子,具体而言为F(ab’)2、Fab、Fab’或Fv等。这些断片化抗体为通过酵素或化学处理、或使用遗传工序学方法获得的分子。
(试剂盒的其他要素)
本发明的试剂盒使用于对孕酮进行测定的方法。本发明的试剂盒包含传感器芯片,所述传感器芯片包含具有标记的第一粒子、不具有标记的第二粒子,还包含用于使第一粒子及第二粒子的流路、含有相对于第一结合物质具有结合性的物质的基板。本发明的试剂盒还可以包含表面等离子体激元激发装置及荧光测定器件等使用于孕酮的测定的各种器材或装置。而且,作为试剂盒的要素,也可以包括包含既知量的孕酮的样品、操作说明书等。
[孕酮的测定方法]
而且根据本发明,提供一种孕酮的测定方法,其包含以下工序:
(i)混合以下物质来获得混合物的工序:
(a)以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子、
(b)以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记的第二粒子、以及
(c)包含孕酮的被检试样;
(ii)将在工序(i)中获得的混合物适用于基板上的工序;
(iii)在含有相对于第一结合物质具有结合性的物质的基板上的反应部位捕捉第一结合物质的工序;以及
(iv)检测以在反应部位上捕捉的第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子的工序,
在所述孕酮的测定方法中,具有标记的第一粒子含有由在本说明书中记载的式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
第一粒子的平均粒径为50~250nm,第二粒子的平均粒径为70~500nm,且第二粒子的平均粒径大于第一粒子的平均粒径。
在本发明中,通过检测以在反应部位上捕捉的第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子来测定孕酮。
本发明中的测定只要是孕酮的量的测定,则可以解释为最广泛的概念。作为测定方法的具体的实施方式,优选竞争法。
以下对于对孕酮进行定量的情况进行说明。
在竞争法中,首先,在孕酮·白蛋白结合体被固定化的孕酮免疫测定用基板上,使包含孕酮的活体样品及抗孕酮抗体标记荧光粒子接触。当在该活体样品中不存在孕酮时,通过抗孕酮抗体标记荧光粒子和基板上的孕酮(即,孕酮·白蛋白结合体中的孕酮)在基板上引起抗原抗体反应。另一方面,当在活体样品中存在孕酮时,在活体样品中的孕酮与抗孕酮抗体标记荧光粒子之间引起抗原抗体反应,阻碍抗孕酮抗体标记荧光粒子与基板上的孕酮(即孕酮·白蛋白结合体中的孕酮)之间的抗原抗体反应。上述反应结束后,去除未与基板上的孕酮·白蛋白结合体结合的抗孕酮抗体标记荧光粒子。接着,将基板上的免疫复合体(即,抗孕酮抗体标记荧光粒子与基板上的孕酮·白蛋白结合体中的孕酮的复合体)的形成程度作为荧光强度来进行检测,由此能够测定活体样品中的孕酮的浓度等。
竞争法中的荧光的测定方式能够采用酶标仪测定或流量测定中的任一种测定,例如能够通过以下方法来进行测定。预先准备多个孕酮浓度不同的孕酮量已知的样品,并将该样品及抗孕酮抗体标记荧光粒子预先进行混合。使该混合液与孕酮·白蛋白结合体固定化的区域接触。将来自于孕酮·白蛋白结合体固定化的区域的荧光信号在混合液以特定的时间间隔与结合体接触期间作为多个荧光信号来进行测定。由该多个荧光信号求出在各孕酮浓度中荧光量的时间变化(斜率)。将该时间变化设为Y轴且将孕酮浓度设为X轴来制图,使用最小二乘法等正合适的拟合方法,获取相对于荧光量的时间变化的孕酮浓度的关系式。根据如此获取的关系式,利用使用了作为检查目的的活体样品的荧光量的时间变化的结果,能够对活体样品中所含的孕酮量进行定量。
该孕酮量的定量优选在短时间内进行。具体而言,优选在10分钟以内进行,更优选8分钟以内,进一步优选在6分钟以内进行。该定量时间优选包含以下时间,即利用通过最小二乘法等正合适的拟合方法来预先获取的荧光量的时间变化与孕酮浓度之间的关系式,在使样品及抗孕酮抗体标记荧光粒子与固定化有孕酮·白蛋白结合体的检测区域接触后,以使用了作为检查目的的活体样品的荧光量的时间变化的结果为基础,将活体样品中所含的孕酮量进行换算的时间。
(表面等离子体激元荧光测定)
作为本发明中的荧光等标记的检测方法没有特别的限定,例如优选使用能够检测荧光强度的设备来检测荧光强度,上述设备具体而言为酶标仪、或用于进行基于表面等离子体激元激发的荧光检测(SPF)的生物传感器等。优选能够通过基于表面等离子体激元共振的荧光检测来获取与孕酮的量相关的标记信息。
另外,荧光测定方式可为酶标仪测定,也可为流量测定。基于表面等离子体激元激发的荧光检测法(SPF法)能够以比基于落射激发的荧光检测法(落射荧光法)更高的灵敏度进行测定。
作为表面等离子体激元荧光(SPF)生物传感器,例如能够使用如在日本特开2008-249361号公报中记载的具备以下部件的传感器:光导波,由使规定波长的激发光透过的材料形成;金属膜,形成于该光导波的一个表面;光源,产生光束;光学系统,使上述光束通过光导波,并相对于上述光导波和金属膜的界面以产生表面等离子体激元的入射角入射;以及荧光检测机构,检测通过衰逝波而被激发而产生的荧光,上述衰逝波为通过上述表面等离子体激元被增强的衰逝波。
使用了本发明的荧光粒子的基于表面等离子体激元激发的荧光检测(SPF)系统优选为对来自于依赖于在基板上的金属膜上固定化的孕酮的量的荧光物质的荧光进行检测的化验方法,例如为通过溶液中的反应的进行,将光学性的透明度的变化作为浊度进行检测的方法,与所谓的胶乳凝集法不同。胶乳凝集法为如下方法,即胶乳试剂中的抗体敏化胶乳与活体样品中的抗原通过抗体反应而结合并凝集,该凝集块随着时间而增大,根据向该凝集块照射近红外光而获得的每单位时间的吸光度变化来对抗原浓度进行定量化。在本发明中,与胶乳凝集法相比,能够提供非常简单的孕酮的检测方法。
(标准化)
另外,本发明的方法也可为包含以下工序的方法:标记粒子相关标记信息获取工序,获取与标记粒子的量相关的标记信息;以及标准化工序,将在获取与孕酮的量相关的标记信息的孕酮相关标记信息获取工序中获取的标记信息通过在标记粒子相关标记信息获取工序中获取的标记信息进行标准化。
在此,在使包含活体样品及与孕酮具有结合性的第一结合物质的标记粒子的混合液与具有检测区域(试验区)和参照区域(控制区域)的基板接触,并在检测区域和参照区域上产生表面等离子体激元并且测定射出的荧光的强度的工序中,对基于在检测区域上产生的表面等离子体激元的荧光的强度进行测定的工序为获取与孕酮的量相关的标记信息的孕酮相关标记信息获取工序,对基于在参照区域上产生的表面等离子体激元的荧光的强度进行测定的工序为标记粒子相关标记信息获取工序。将在这2个工序中获取的荧光强度的单位时间内的增加速度作为荧光讯号值的变化率来求出,并将检测区域的讯号值的变化率除以参照区域的讯号值的变化率的工序为标准化工序。
[孕酮测定试剂]
而且根据本发明,提供一种包含(a)以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子及(b)以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记的第二粒子的孕酮测定试剂,在所述孕酮测定试剂中,上述具有标记的第一粒子含有由在本说明书中记载的式(1)表示的至少一种化合物和粒子,上述第一粒子的平均粒径为50~250nm,上述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且上述第二粒子的平均粒径大于上述第一粒子的平均粒径。
通过使用上述孕酮测定试剂,能够实施基于本发明的孕酮的测定方法。
以下,举出本发明的实施例对本发明进行进一步具体的说明。另外,以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的主旨则能够适当进行变更。因此,本发明的范围并不限定性解释为以下所示的具体例。
实施例
<实施例1>
<1>胶乳粒子的制备
<1-1>平均粒径303nm胶乳粒子的制备
使苯乙烯(Wako Pure Chemical,Ltd.制)30g(288mmol)和丙烯酸(Wako PureChemical,Ltd.制)1g(12mmol)悬浮于超纯水330mL,升温至85℃,添加将过硫酸钾(KPS)(Wako Pure Chemical,Ltd.制)1g溶解于水25mL的水溶液,以85℃、250rpm搅拌了6小时。之后,以10,000rpm、6小时离心分离进行了3次,获得了胶乳粒子。最后,使所获得的胶乳粒子再次分散于超纯水中。以固体成分浓度成为1质量%的方式添加纯水来制备了稀释液。作为使用粒径分析仪FPAR-1000(Otsuka Electronics Co.,Ltd.)在温度25℃下测定的中位粒径径(d=50)来求出时,胶乳粒子的平均粒径为303nm。
<1-2>平均粒径220nm胶乳粒子的制备
使苯乙烯(Wako Pure Chemical,Ltd.制)30g(288mmol)和丙烯酸(Wako PureChemical,Ltd.制)2g(24mmol)悬浮于超纯水330mL,升温至85℃,添加将过硫酸钾(KPS)(Wako Pure Chemical,Ltd.制)1g溶解于水25mL的水溶液,以85℃、250rpm搅拌了6小时。之后,以10,000rpm、6小时离心分离进行了3次,获得了胶乳粒子。最后,使所获得的胶乳粒子再次分散于超纯水中。以固体成分浓度成为1质量%的方式添加纯水来制备了稀释液。作为使用粒径分析仪FPAR-1000(Otsuka Electronics Co.,Ltd.)在温度25℃下测定的中位粒径径(d=50)来求出时,胶乳粒子的平均粒径为220nm。
<1-3>平均粒径151nm胶乳粒子的制备
使苯乙烯(Wako Pure Chemical,Ltd.制)30g(288mmol)和丙烯酸(Wako PureChemical,Ltd.制)3g(42mmol)悬浮于超纯水440mL,升温至95℃,添加将过硫酸钾(KPS)(Wako Pure Chemical,Ltd.制)1g溶解于水10mL的水溶液,以95℃、250rpm搅拌了6小时。之后,以10,000rpm、6小时离心分离进行了3次,获得了胶乳粒子。最后,使所获得的胶乳粒子再次分散于超纯水中。以固体成分浓度成为1质量%的方式添加纯水来制备了稀释液。作为使用粒径分析仪FPAR-1000(Otsuka Electronics Co.,Ltd.)在温度25℃下测定的中位粒径(d=50)来求出时,胶乳粒子的平均粒径为151nm。
<1-4>平均粒径129、100、72nm胶乳粒子的制备
并且,在平均粒径151nm的胶乳粒子的制备中,通过适当调整升温时的温度来制备了平均粒径129、100、72nm的胶乳粒子。平均粒径以与<1-1>相同的方式进行了测定。
<2>比较用荧光胶乳粒子的制备
在如上述制作的胶乳粒子的固体成分浓度2质量%的水分散液100mL中添加甲醇100mL,在室温下搅拌了10分钟。另一方面,将另外准备的荧光色素(比较化合物:日本专利3442777号公报记载的化合物5)经由60分钟缓慢滴加到胶乳溶液中。滴加完成后,以蒸发器将有机溶剂减压蒸镀后,反复进行3次离心分离和PBS水溶液中的再分散,并进行提纯,由此制备了平均粒径为302nm、218nm、150nm、132nm、98nm、71nm的6种比较用荧光胶乳粒子。
<3>以抗孕酮抗体进行改性的比较用荧光胶乳粒子的制备
如下制备了以抗孕酮抗体进行改性的比较用荧光乳胶粒子。
准备在<2>中制备的平均粒径150nm的2质量%(固体成分浓度)荧光胶乳粒子水溶液375μL,将50mmol/L的MES(2-吗啉代乙磺酸、DOJINDO LABORATORIES制)缓冲液(pH6.0)添加117μL,将10mg/mL的水溶性碳化二亚胺(water soluble carbodiimide:WSC)水溶液添加5μL,在室温下搅拌了15分钟。之后,将0.5mg/mL的抗孕酮单克隆抗体(GeneTex公司制)添加182.4μL,在室温下搅拌了1.5小时。将2mol/L的Glycine(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)水溶液添加37.5μL,搅拌15分钟后,通过离心分离(15,000rpm、4℃、30分钟)使荧光胶乳粒子沉淀。取除上清液,将PBS(Phosphate Buffered Saline磷酸缓冲生理食盐水;FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)溶液(pH7.4)添加750μL,通过超声波清洗器使荧光胶乳粒子再次分散。进一步进行离心分离(15,000rpm、4℃、15分钟),除去上清液后,添加包含1质量%BSA的PBS(pH7.4)溶液750μL,并使荧光胶乳粒子再次分散,由此获得了抗孕酮抗体结合荧光胶乳粒子的1质量%溶液。平均粒径303nm、220nm、129nm、100nm、72nm的荧光胶乳粒子的抗孕酮抗体改性也相同地进行。
<4>不具有荧光标记的胶乳粒子的制备
如下制备了以抗T4抗体进行改性的胶乳粒子。
在<1-3>中制备的平均粒径151nm的2质量%(固体成分浓度)胶乳粒子水溶液250μL中,添加50mmol/L的MES缓冲剂(pH6.0)溶液250μL,且添加5mg/mL的抗T4单克隆抗体(Medix Inc.的Anti-Thyroxine单克隆抗体(6901))100μL,在室温下搅拌了15分钟。之后,将10mg/mL的1-乙基-3-(3-二甲基氨基苯基)碳化二亚胺(EDC)水溶液添加5μL,在室温下搅拌了2小时。将2mol/L的Glycine(Wako Pure Chemical,Ltd.制)水溶液添加25μL并搅拌30分钟后,进行离心分离(15,000rpm、4℃、15分钟),使胶乳粒子沉淀。之后,取除上清液,将PBS溶液(pH7.4)添加500μL,通过超声波清洗机使胶乳粒子再分散。再次进行离心分离(15,000rpm、4℃、15分钟)来去除上清液后,添加包含1质量%BSA的PBS(pH7.4)溶液500μL,并使胶乳粒子再次分散,由此制备了抗T4抗体结合胶乳粒子的1质量%溶液。其他粒径(302nm、218nm、132nm、98nm、71nm)的胶乳粒子的抗T4抗体改性也同样地进行。
同样地,使用抗hCG抗体(Medix Inc.的Anti-hCG beta单克隆抗体(5008)),对于各个平均粒径的胶乳粒子进行了抗hCG抗体改性。
作为无标记粒子的小鼠抗体的种类的标记,将抗T4抗体设为1,将hCG抗体设为2,并记载于下述表3。
<5>高亮度荧光胶乳粒子的制作
<5-1>化合物的合成
术语表示以下含义。
MS:质量分析(mass spectrometry)
ESI:电喷射离子化(electrospray ionization)
NMR:核磁共振(nuclear magnetic resonance)
rt:室温
Et:乙基
PL:光致发光
THF:四氢呋喃
<<化合物(1)的合成>>
[化学式38]
化合物(1-A)的合成
在氮气气氛下,向100mL的三口烧瓶中导入3,5-双(三氟甲基)苯甲醛1.00g以及二氯甲烷20mL,并在室温下进行了搅拌。一边进行水冷一边滴加3-乙基-2,4-二甲基吡咯0.98g,接着,添加2滴三氟乙酸后,在室温下搅拌了30分钟。一边进行水冷一边添加氯醌1.0g,在室温下搅拌10分钟后,一边进行水冷一边滴加二异丙基乙胺(NiPr2Et)3.67g,并在室温下搅拌了15分钟。接着,一边进行水冷一边滴加三氟化硼二乙醚络合物5.6mL,并在室温下搅拌了30分钟。将滴加饱和碳酸氢钠以及甲苯并提取/分液而获得的有机层使用无水硫酸钠进行预备干燥后,进行了减压浓缩。将该粗产物利用硅胶柱色谱法(展开溶剂:己烷/乙酸乙酯)进行提纯后,使用甲醇进行再结晶,由此获得了1.28g的化合物(1-A)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz):δ8.03(s,1H),7.83(s,2H),2.54(s,6H),2.31(q,J=7.6Hz,4H),1.21(s,6H),1.00(t,J=7.6Hz,6H).
化合物(1)的合成
向100mL的三口烧瓶中导入化合物(1-A)100mg、2,4,6-三甲基苯甲醛115mg以及脱水甲苯5mL,在室温下进行了搅拌。添加哌啶1mL以及1片对甲苯磺酸1水合物(Wako PureChemical Industries,Ltd.制,特级试剂),在140℃下一边蒸除溶剂一边搅拌1小时,自然冷却后添加脱水甲苯5mL,并在140℃下一边蒸除溶剂一边搅拌了1小时。将对反应液进行减压浓缩而获得的粗产物使用分取TLC(展开溶剂:己烷/乙酸乙酯)进行提纯后,使用甲醇进行再结晶,由此获得了71mg的化合物(1)。化合物的鉴定通过1H-NMR和ESI-MS进行。
1H-NMR(CDCl3,400MHz):δ8.06(s,1H),7.87(s,2H),7.38(d,J=17.2Hz,2H),7.32(d,J=17.2Hz,2H),6.93(s,4H),2.63(q,J=7.6Hz,4H),2.44(s,12H),2.30(s,6H),1.27(s,6H),1.17(t,J=7.6Hz,6H).
ESI-MS:[M-H]-=775.8
<化合物(5)的合成>
[化学式39]
化合物(5-A)的合成
在氮气气氛下,向500mL的三口烧瓶中导入2,4-二甲基吡咯1.16ml以及二氯甲烷140mL,并在室温下进行了搅拌。添加2,3,5,6-四氟苯甲醛1.0g以及1滴三氟乙酸后,在室温下搅拌了15分钟。添加氯醌(Chloranil)1.38g,并在室温下搅拌了15分钟后,一边进行水冷一边滴加二异丙基乙胺(NiPr2Et)6.8mL,并在室温下搅拌了20分钟。接着,一边进行水冷一边滴加三氟化硼二乙醚络合物(BF3·Et2O)7.8mL,并在室温下搅拌了30分钟。将滴加饱和碳酸氢钠400mL并以二氯甲烷进行提取/分液而获得的有机层使用无水硫酸钠进行预备干燥后,进行了减压浓缩。将该粗产物利用硅胶柱色谱法(展开溶剂:己烷/乙酸乙酯)进行提纯后,使用甲醇进行再结晶,由此获得了360mg的化合物(5-A)。
化合物(5-B)的合成
[化学式40]
向300mL的三口烧瓶中导入化合物(5-A)300mg以及1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇8mL,并在室温下进行了搅拌。导入N-碘琥珀酰亚胺409mg并在室温下搅拌了1小时30分钟。将对反应液进行减压浓缩后添加氯化甲烷40mL并提取/分液而获得的有机层使用无水硫酸钠进行预备干燥后,实施过滤并进行了减压浓缩。在该粗产物中添加乙醇并实施分散清洗以及过滤,由此获得了382mg的化合物(5-B)。
化合物(5-C)的合成
[化学式41]
向100mL的三口烧瓶中导入化合物(5-B)278mg、2,4,6-三甲基苯基硼酸564mg、氟经铯653mg以及甲氧基环戊烷43mL,一边在室温下进行搅拌一边进行减压脱气后,设为了氮气气氛。在此,添加SPhos Pd G3(Aldrich制)269mg,进行了1小时加热回流。将添加乙酸乙酯250mL并提取/分液而获得的有机层使用无水硫酸钠进行预备干燥后,进行了减压浓缩。将该粗产物利用硅胶柱色谱法(展开溶剂:己烷/乙酸乙酯)进行提纯后,使其溶解于二氯甲烷5ml,进一步添加甲醇15ml后蒸除二氯甲烷,并使其再次沉淀。过滤沉淀物,获得了206mg的化合物(5-C)。
化合物(5)的合成
[化学式42]
向100mL的三口烧瓶中导入化合物(5-C)50mg、甲苯5ml、2,4,6-三甲基苯甲醛46μl、哌啶400μl以及1片对甲苯磺酸,并在氮气气氛中进行了1小时加热回流。继续添加2,4,6-三甲基苯甲醛46μl并使其加热回流1小时后,继续添加哌啶200μl并进一步使其加热回流1小时。反应结束后,进行减压浓缩,并将该粗产物利用硅胶柱色谱法(展开溶剂:己烷/甲苯)进行提纯后,溶解于二氯甲烷3ml,添加甲醇15ml后蒸除二氯甲烷,并使其再次沉淀,由此获得了16mg的化合物(5)。化合物的鉴定通过1H-NMR和ESI-MS进行。
1H-NMR(CDCl3,400MHz):δ7.43(s,1H),7.39(s,1H),7.29-7.21(m,1H),6.94(s,4H),6.80(s,4H),6.69(s,1H),6.65(s,1H),2.29(s,6H),2.23(s,6H),2.08(s,12H),2.03(s,12H),1.33(s,6H).
ESI-MS:[M-H]-=891.4
<5-2>高亮度荧光胶乳粒子的制作
对于在<1-3>中制备的固体成分浓度为2质量%的平均粒径151nm的胶乳粒子分散液(胶乳分散液25mL、固体成分500mg)滴加THF(5mL)并搅拌了10分钟。向其中将包含化合物(5)48μmol/g的THF溶液(2.5mL)滴加了15分钟。向其中将包含化合物(1)48μmol/g的THF溶液(2.5mL)滴加了15分钟。化合物的滴加结束后,搅拌了30分钟,之后进行减压浓缩来去除了THF。之后,进行离心分离来使粒子沉淀后,添加超纯水并再次使其分散,由此制备了固体成分浓度2质量%的高亮度荧光胶乳粒子的分散液。并且,代替化合物(1)使用化合物(5)来进行相同的操作,制备了包含化合物(5)的固体成分浓度2质量%的高亮度荧光胶乳分散液。
另外,使用化合物(1)24μmol/g与化合物(5)12μmol/g的混合物来进行相同的操作,制备了包含化合物(1)和化合物(5)的固体成分浓度2质量%的高亮度荧光胶乳分散液。
关于其他平均粒径(303nm、220nm、129nm、100nm、72nm)的胶乳粒子也进行相同的操作,分别制备了仅包含化合物(1)、仅包含化合物(5)及同时包含化合物(1)和化合物(5)的固体成分浓度2质量%的高亮度荧光胶乳分散液。
<5-3>以抗孕酮抗体进行改性的高亮度荧光胶乳粒子的制备
分别使用在<5-2>中制备的固体成分浓度为2质量%的高亮度荧光胶乳粒子实施与<3>相同的作业,制备了平均粒径303nm、220nm、151nm、129nm、100nm、72nm的抗孕酮抗体结合高亮度荧光胶乳粒子的1质量%溶液。
<6>荧光标记粒子与未进行荧光标记的粒子的干燥粒子的制作
将超纯水280μL、12.5质量%蔗糖水溶液427μL、20质量%BSA水溶液133μL、1质量%抗孕酮抗体改性荧光胶乳粒子(平均粒径150nm)的分散液80μL、1质量%抗T4抗体改性胶乳粒子(平均粒径150nm)的分散液80μL进行了混合。准备将聚丙烯(Prime Polymer Co.,Ltd.制、Prime Polypro随机PP级)作为基体的杯,滴附了15μL。之后,使用超级干燥干燥机(Toyo Living Co.,Ltd.、超超级干燥00系列),经由12小时干燥至含水量成为25质量%以下,制作了干燥粒子。关于在其他实验例中使用的干燥粒子,将胶乳粒子的平均粒径、及抗孕酮抗体改性荧光胶乳粒子与抗T4抗体改性胶乳粒子所使用的质量比率如表3所示适当进行变更,制作了干燥粒子。
<7>基板的制作
<7-1>孕酮-BSA结合体的柠檬酸缓冲液的溶液的制备
将孕酮-BSA结合体(BIO-RAD社制)150μg添加到50mmol/L浓度的柠檬酸缓冲液1mL(pH5.2、150mmol/L NaCl)中来使其溶解,获得了孕酮-BSA结合体的柠檬酸缓冲液的溶液。
<7-2>抗小鼠抗体的制作
准备来自于小鼠的球蛋白(LAMPIRE Biological Laboratories公司制、目录编号7404302、Mouse Gamma Globulin Salt Fractionation、500mg),通过首先投入与完全佐剂(CFA)进行混合的乳剂,并在第2~4次的免疫中投入与不完全佐剂(IFA)进行混合的乳剂的方法,对于山羊将免疫致敏(皮下免疫)以2周为间隔进行了4次免疫。之后,进行ELISA测定,确认了抗体效价的上升后进行了全采血,并通过离心分离获得了抗血清。之后,通过Protein A柱(Thermo scientific公司制Pierce ProteinA Columns、目录编号20356)进行提纯,获取了目标抗小鼠抗体。
<7-3>孕酮-BSA结合体固定基板的制作
准备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的基体(MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制、ACRYPETVH),通过磁控溅射法,在检测区域和参照区域这2处,分别将厚度45nm的金膜在单面以成为厚度4mm、长度3mm的方式进行制作来制作了用于构成基板的芯片。在该芯片的检测区域的金膜面上,将基于在<7-1>中制备的孕酮-BSA结合体的柠檬酸缓冲液的溶液进行滴附并使其干燥,制作了将孕酮-BSA结合体固定化的基板。并且,在各个基板的参照区域,滴附包含在<7-2>中制作的抗小鼠抗体的溶液(浓度:在50mmol/L MES缓冲液(pH6,150mmol/LNaCl)中为50μg/mL)并使其干燥。
<8>基板的清洗及封闭
在将如此制备的基板安装于传感器芯片的流路之前,将包含预先制备的清洗用溶液(0.05质量%Tween(注册商标)20(聚氧乙烯(20)脱水山梨醇单月桂酸酯、FUJIFILM WakoPure Chemical Corporation制)的PBS溶液(pH7.4)使用300μL反复清洗了3次。清洗结束后,为了进行金薄膜上的抗体的未吸附部分的封闭,将包含1质量%酪朊(ThermoScientific公司制)的PBS溶液(pH7.4)添加300μL,并在室温下放置了1小时。在以上述清洗用溶液进行清洗后,作为稳定化剂添加了Immunoassay Stabilizer(ABI公司制)300μL,在室温下放置30分钟,去除溶液并使用干燥机将水分完全去除。
<9>传感器芯片的制作
以成为日本特开2010-190880号公报的第2实施方式的结构的方式将已制作的基板密封于流路,制作了流路型传感器芯片。将其示意图示于图1及图2。图1为传感器芯片1的示意图,图2为传感器芯片1的分解图。传感器芯片1由上部部件2、中间部件3及基板4构成。在上部部件2中,设置有第一容器5及第二容器6。另外,将第一容器5及第二容器6的组合称作容器组7。在基板4形成有流路10,在流路10上形成有检测区域8及参照区域9。
<10>被检试样的准备
准备了用于校准曲线评价的包含各种浓度(0.00ng/mL、0.5ng/mL、2.0ng/mL、15.0ng/mL、30.0ng/mL、45.0ng/mL)的孕酮的试样。
并且,作为狗血清使用从KITAYAMA LABES CO.,LTD.购买的东方小猎犬的血清,准备了用于性能评价的被检试样(检体)No.1~11。
<11>使用了荧光粒子的孕酮的免疫测定
将在<6>中准备的杯内的干燥粒子在25℃、50%RH(相对温度)的环境下保存了15天后,将在该杯内充分混合了包含在<10>中准备的各种浓度的孕酮的试样及被检试样(检体)各100μL、氯化镁44μmol而制备的混合试样进行滴附,一边搅拌10分钟一边进行混合,获得了混合液。接着,在<9>中制作的密封有基板的流路型传感器芯片上将所获得的混合液进行了滴附。滴附后,进行泵吸引来使混合液以10μL/min的速度流下。将固定有孕酮-BSA结合体的金薄膜面上的荧光强度连续进行了1.5分钟测定。将所获得的荧光强度的单位时间内的增加速度作为荧光信号值来求出。
<12>校准曲线的制作
在文献“The Immunoassay Handbook Third Edition Edited by David Wild(2005)”中作为竞争法的校准曲线,记载有能够适用S型函数的4参数逻辑斯谛曲线模型,根据该方法,使用作为获得近似线的方法而通常已知的最小二乘法,按照下述表3中所记载的比较例及实施例,求出在<11>中测定的包含孕酮的试样的各种浓度(0.00ng/mL、0.5ng/mL、2.0ng/mL、15.0ng/mL、30.0ng/mL、45.0ng/mL)中的荧光讯号值的各点的最附近的4参数逻辑斯谛曲线,作为了校准曲线。
根据如上求出的校准曲线计算出了被检试样(检体)No.1~11的各个孕酮浓度的测定值。
性能根据是否满足校准曲线的标准来判定。校准曲线在2个位置决定标准。第一处为孕酮的低浓度区域的校准曲线的斜率,取倒数,将1.4以内作为标准。第二处为自孕酮的高浓度区域的测定点的校准曲线的背离(偏离),将2%以内作为了标准。在这些标准的范围内,能够实现测定值的变动系数为10%以内,且准确度为10%以内,因此能够遍及低浓度区域至高浓度区域的整个区域而进行精确度非常高的测定。
作为标准决定的低浓度区域的孕酮的浓度,求出了临床意义上有意义的孕酮的最小浓度即0.5ng/mL中的校准曲线的斜率。并且,关于作为标准决定的高浓度区域,求出孕酮浓度自30.0ng/mL和45.0ng/mL的各个校准曲线的背离(偏离),计算平均值来进行了评价。结果总结于表3中。
<13>基于对照机的测定
在免疫测定中,通过从业者更广泛地使用的大型设备即Siemens AG的IMMULYZE1000全自动免疫化学发光测定装置,根据操作说明书进行了被检试样中的被检物质的测定。测定对于在<10>中准备的被检试样(检体)No.1~11进行。本发明为将以对照机测定的测定值作为基准,能够迅速且简单地进行测定的发明,需要与对照机的测定值之差要小,对于被检试样(检体)No.1,使用由大型设备求出的孕酮测定值、由在<12>中制作的校准曲线求出的孕酮测定值(本发明的孕酮测定值)按照以下基准进行评价,且将结果示于表3。
与大型设备的背离幅度(%)的计算式
[数式1]
(计算式1)
<评价基准>
将低浓度区域的校准曲线斜率的倒数为1.4以内时的判定设为A,将大于1.5时的判定设为B,且将A的判定设为允许范围。
将高浓度区域中的自校准曲线的偏离小于1.5%时的判定设为A,将1.5%以上且2%以下时的判定设为B,将大于2%时的判定设为C,且将A及B的判定设为允许范围。
将与大型设备的背离幅度(%)小于2.0%的判定设为A,将2.0%以上且小于5.0%的判定设为B,将5.0%以上的判定设为C,且将A及B的判定设为允许范围。
<14>粒子荧光强度(相对值)的测定
在上述中将固体成分浓度2质量%的荧光胶乳分散液以超纯水稀释为200倍,将荧光分光光度计RF-5300PC(SHIMADZU CORPORATION制)的激发光设定为658nm来进行了测定。当荧光胶乳分散液的荧光强度高至超出了测定范围时,以超纯水进行稀释至能够测定荧光强度的极大值的范围。将荧光胶乳分散液的发光光谱的荧光强度的积分值相对于在<6>中制作的荧光胶乳分散液的发光光谱的荧光强度的积分值设为粒子荧光强度(相对值)。以下示出在计算中使用的计算式。
荧光强度(相对值)=(荧光胶乳分散液的发光光谱的荧光强度的积分值)/(在<6>中制作的荧光胶乳分散液的发光光谱的荧光强度的积分值)
将结果示于表3。
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根据表3的结果,可知通过使用本发明的高亮度粒子及无标记粒子,能够在整个测定范围内高精确度地进行测定,确认了本发明的效果。
符号说明
1 传感器芯片
2 上部部件
3 中间部件
4 基板
5 第一容器
6 第二容器
7 容器组
8 检测区域
9 参照区域
10 流路
Claims (18)
1.一种孕酮测定试剂盒,其包括:
第一粒子,以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记;
第二粒子,以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记;
流路,用于使所述第一粒子及所述第二粒子流过;以及
基板,含有相对于所述第一结合物质具有结合性的物质,
在所述试剂盒中,所述具有标记的第一粒子含有由下述式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
所述第一粒子的平均粒径为70~130nm,所述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且所述第二粒子的平均粒径大于所述第一粒子的平均粒径,
[化学式1]
式中,R11和R15分别独立地表示烷基或芳基,它们也可以具有取代基,R12和R14分别独立地表示烷基,它们也可以具有取代基,R13表示芳基,其也可以具有取代基;X1及X2分别独立地表示氟原子;Ar1及Ar2分别独立地表示芳基,它们也可以具有取代基;L1及L2分别独立地表示式(L-1)或式(L-2),
[化学式2]
2.根据权利要求1所述的试剂盒,其中,
所述第一粒子及所述第二粒子为胶乳粒子。
3.根据权利要求1或2所述的试剂盒,其中,
所述具有标记的第一粒子为含有至少一种能量供体化合物、至少一种能量受体化合物及粒子的发光性粒子,所述能量供体化合物及所述能量受体化合物中的至少一种为由所述式(1)表示的化合物。
4.根据权利要求3所述的试剂盒,其中,
作为所述能量供体化合物,含有至少一种由所述式(1)表示的化合物,作为所述能量受体化合物,含有至少一种由所述式(1)表示的化合物。
5.根据权利要求3所述的试剂盒,其中,
能量供体化合物与能量受体化合物的摩尔比为1:10~10:1。
6.根据权利要求1或2所述的试剂盒,其中,
所述第二粒子相对于所述第一粒子的质量比为1~20。
7.根据权利要求1或2所述的试剂盒,其中,
与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质为抗体。
8.下述孕酮测定试剂在制造孕酮测定试剂盒中的用途,所述孕酮测定试剂包含:
(a)以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记的第一粒子、以及
(b)以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记的第二粒子;
其中,所述具有标记的第一粒子含有由下述式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
所述第一粒子的平均粒径为70~130nm,所述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且所述第二粒子的平均粒径大于所述第一粒子的平均粒径,
[化学式3]
式中,R11和R15分别独立地表示烷基或芳基,它们也可以具有取代基,R12和R14分别独立地表示烷基,它们也可以具有取代基,R13表示芳基,其也可以具有取代基;X1及X2分别独立地表示氟原子;Ar1及Ar2分别独立地表示芳基,它们也可以具有取代基;L1及L2分别独立地表示式(L-1)或式(L-2),
[化学式4]
9.根据权利要求8所述的用途,其中,
所述第一粒子及所述第二粒子为胶乳粒子。
10.根据权利要求8或9所述的用途,其中,
所述具有标记的第一粒子为含有至少一种能量供体化合物、至少一种能量受体化合物及粒子的发光性粒子,所述发光性粒子中,所述能量供体化合物及所述能量受体化合物中的至少一种为由所述式(1)表示的化合物。
11.根据权利要求10所述的用途,其中,
作为所述能量供体化合物,含有至少一种由所述式(1)表示的化合物,作为所述能量受体化合物,含有至少一种由所述式(1)表示的化合物。
12.根据权利要求8或9所述的用途,其中,
所述第二粒子相对于所述第一粒子的质量比为1~20。
13.一种孕酮测定试剂,其包含:(a)第一粒子,以与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质进行了改性且具有标记;以及(b)第二粒子,以与孕酮不具有特异性结合性的第二结合物质进行了改性且不具有标记,
在孕酮测定试剂中,所述具有标记的第一粒子含有由下述式(1)表示的至少一种化合物和粒子,
所述第一粒子的平均粒径为70~130nm,所述第二粒子的平均粒径为70~500nm,且所述第二粒子的平均粒径大于所述第一粒子的平均粒径,
[化学式5]
式中,R11和R15分别独立地表示烷基或芳基,它们也可以具有取代基,R12和R14分别独立地表示烷基,它们也可以具有取代基,R13表示芳基,其也可以具有取代基;X1及X2分别独立地表示氟原子;Ar1及Ar2分别独立地表示芳基,它们也可以具有取代基;L1及L2分别独立地表示式(L-1)或式(L-2),
[化学式6]
14.根据权利要求13所述的孕酮测定试剂,其中,
由所述式(1)表示的化合物为由下述式(3)表示的化合物,
[化学式7]
式中,R11、R12、R14、R15、X1、X2、Ar1、Ar2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同;R31~R35分别独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、杂环基、乙烯基、乙炔基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基,R31、R32、R34及R35中的任一个是由2个以上原子构成的基团。
15.根据权利要求13所述的孕酮测定试剂,其中,
由所述式(1)表示的化合物为由下述式(5)表示的化合物,
[化学式9]
式中,R11~R15、X1、X2、L1及L2与式(1)中的定义含义相同;R51及R52分别独立地表示烷基、芳基、杂芳基、氨基、酰基、烷氧基、芳氧基、烷硫基或芳硫基,它们也可以具有取代基;Q1及Q2分别独立地表示芳香族烃环或芳香族杂环,它们也可以具有取代基。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的孕酮测定试剂,其中,
所述第二粒子相对于所述第一粒子的质量比为1~20。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的孕酮测定试剂,其中,
所述与孕酮具有特异性结合性的第一结合物质为抗体。
18.根据权利要求13至15中任一项所述的孕酮测定试剂,其中,
所述具有标记的第一粒子为荧光胶乳粒子,所述第二粒子为胶乳粒子。
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