DE60218695T2

DE60218695T2 - Biosensoren und messverfahren

Info

Publication number: DE60218695T2
Application number: DE60218695T
Authority: DE
Inventors: Masataka Iyo-shi NADAOKA; Mie Nihama-shi TAKAHASHI; Hirotaka Matsuyama-shi TANAKA; Fumihisa Kadoma-shi Kitawaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2022-08-10
Also published as: JP4383860B2; JPWO2003014740A1; EP1416276B1; KR100550707B1; WO2003014740A1; KR20030036905A; DE60218695D1; US7790439B2; EP1416276A4; US20040029177A1; EP1416276A1; CN1473270A; CN1242270C

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Biosensor und ein Messverfahren und insbesondere auf einen Biosensor, der Chromatographie benutzt, sowie ein Messverfahren, das den Biosensor benutzt.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Herkömmlicherweise gibt es einen immunchromatographischen Sensor als typisches Beispiel eines Biosensors, der mit einer Entwicklungsschicht für die Entwicklung einer Probenlösung versehen ist, einen Reagenzienabschnitt, der an einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisiert ist, und einen markierten Reagenzienabschnitt enthält, der an einem Teil der Entwicklungsschicht im trockenen Zustand gehalten wird und durch Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, und der die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens misst, um dadurch einen Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren.
Ein allgemeines Beispiel eines immunchromatographischen Sensors ist mit einem Probenaufgabeabschnitt, auf den eine Probenlösung aufgegeben wird, sowie mehreren Entwicklungsschichten versehen, und ein Antikörper ist an Teilen der Entwicklungsschichten immobilisiert. Weiter wird ein Markerantikörper im trockenen Zustand weiter stromauf als der Antikörper-Immobilisierungsabschnitt gehalten, so dass er durch die Probenlösung aufgelöst werden kann. Wenn eine erforderliche Menge der Probenlösung auf den Probenaufgabeabschnitt aufgegeben wird, dringt die Probenlösung durch die Entwicklungsschichten hindurch, wodurch eine Messung begonnen wird. Ein Messergebnis wird durch den Markerantikörper erkannt, der an den Antikörperimmobilisierungsabschnitt gebunden ist. Goldkolloidteilchen werden gewöhnlich als Marker verwendet, und die Bindung an den Antikörperimmobilisierungsabschnitt kann wegen der Goldkolloidteilchen visuell beobachtet werden. So wird das Messergebnis durch visuelle Beobachtung gewonnen. Wenn eine Sandwich-Reaktion der Antigen-Antikörper-Reaktion als Messprinzip verwendet wird, aber auch dann, wenn eine Konkurrenzreaktion als Messprinzip verwendet wird, kann ein Messergebnis gewonnen werden, indem der Bindungszustand des Markerreagens am Antikörperimmobilisierungsabschnitt beobachtet wird. In dieser Beschreibung wird durch „immune Chromatographie" und „Immunchromatographie" die gleiche Chromatographie bezeichnet, und es handelt sich um ein Immunmessverfahren, bei dem Komplexe eines immobilisierten Reagens und eines Markerreagens in einer Reaktionsschicht erzeugt werden, die ein benetzbares poröses Material enthält, um dadurch einen Analyten zu messen. Es handelt sich also um ein Messsystem, in dem eine Antigen-Antikörper-Reaktion benutzt wird. Während das herkömmliche Immunmessverfahren eine Reinigungsoperation wie die B/F-Trennung verlangt, erfolgt im Immunchromatographieverfahren die B/F-Trennung während des Prozesses, bei dem die Probenlösung durch einen Chromatographieträger als Reaktionsschicht hindurchdringt. Gewöhnlich liegen alle Reagenzien in ihrem trockenen Zustand vor, und sie werden während der Messung durch die Probenlösung benetzt. Während Goldkolloid und Latex als Marker üblich sind, können auch magnetische Teilchen, Enzyme und andere Metallkolloide als Goldkolloid verwendet werden. Wenn der Marker ein Enzym oder dergleichen ist, gehört eine Benutzeroperation, bei der ein Enzymsubstrat oder ein Stoppreagens für die Reaktion hinzugefügt wird, zur Messung. Weiter ist unter den oben erwähnten immunchromatographischen Verfahren die Einschritt-Immunchromatographie ein Messverfahren, bei dem die Messung ausgeführt wird, indem ein Benutzer lediglich eine Probenlösung hinzugibt. Da die grundlegende Messoperation, die durch den Benutzer ausgeführt wird, lediglich das Aufbringen der Probenlösung ist, wird sie Einschritt-Immunchromatographie genannt. Obwohl das oben beschriebene Verfahren eine qualitative Beurteilung durch visuelle Beobachtung verlangt, wird des Weiteren, wenn ein gewünschtes Messergebnis halbquantitativ ist oder wenn eine Beurteilung mit einer höheren Genauigkeit als dieses gebraucht wird, ein Verfahren verwendet, bei dem das Messergebnis in Durchsicht unter Verwendung einer optischen Ablesevorrichtung abgelesen wird und das in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei-10-274 624 offenbart wird, oder aber ein Verfahren, bei dem ein Messergebnis als ein Bild mit einer Kamera oder dergleichen erfasst und das Bild arithmetisch verarbeitet wird und das in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei-10-274 653 offenbart wird.
Andererseits sind Beispiele einer Sensorvorrichtung, die die Funktion besitzt, eine quantitative Analyse selbsttätig auszuführen, ohne eine Messvorrichtung für eine direkte Erfassung eines Signals vom Sensor durch visuelle Beobachtung zu verlangen, im japanischen Patent Nr. 3 005 303, in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei-7-159 398 und in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei-8-278 305 offenbart worden. Diese Erfindungen liefern einen Sensor, der die Funktion einer quantitativen Analyse besitzt, indem die Anzahl von Abschnitten unter den mehrfachen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten erfasst wird, an die ein Markerreagens gebunden ist, einen Sensor, der die Funktion einer halbquantitativen Analyse besitzt, indem die Konzentration in einem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt variiert wird, und einen Sensor, der unterschiedliche Zielobjekte gleichzeitig in mehreren Reagenzienimmobilisierungsflächen messen kann.
In den letzten Jahren finden POCT (Point-of-Care-Tests) allmählich breite Anwendung in der medizinischen Diagnose. In POCT wird speziell eine Vorrichtung gewünscht, die einen Analyten rasch, einfach und präzise messen kann. Das für POCT eingesetzte Grundprinzip hat die Annehmlichkeit, dass ein grosser Bereich von Analyten damit erfasst werden kann, und findet Verbreitung auf verschiedenen Gebieten, nicht nur auf klinischen Gebieten, sondern auch auf den Gebieten der Nahrungsmittelhygiene, der Umweltmessungen und dergleichen. Andererseits haben – obwohl einige POCT für begrenzte Zielobjekte quantitative Genauigkeit besitzen – die meisten POCT nur eine qualitative oder halbquantitative Genauigkeit, und daher bestand ein Verlangen nach einer Technik, mit der ein Analyt schneller, leichter und genauer gemessen werden kann und die auf breitere Gebiete anwendbar ist. Während in dem oben beschriebenen Verfahren der Analyt gemessen wird, indem die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt im Sensor gebundenen Markerreagens erfasst wird, hat aber die Bindung des Markerreagens an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt Einschränkungen. Erstens ist der messbare Bereich von Antigenkonzentrationen möglicherweise begrenzt, wenn eine Sandwich-Reaktion verwendet wird. Insbesondere bei einer Antigen-Antikörper-Reaktion ist die Antigenkonzentration in dem Bereich, wo die Bindungsmenge linear ansteigt, etwa ein- oder zweistellig. Selbst wenn mehr vom Zielantigen vorliegt, wird es bei einer vorbestimmten Bindungsmenge gesättigt, und das das Sättigungsniveau übersteigende Antigen kann nicht an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden werden. Wenn die Zielantigenkonzentration weiter steigt, tritt ein Prozonen-Phänomen auf. Daher ist eine vorausgehende Verdünnung erforderlich, wenn die Zielantigenkonzentration hoch ist. Um die Verdünnung durchzuführen und eine sehr präzise quantitative Analyse auszuführen, muss natürlich auch bei der Verdünnung Präzision verlangt werden, eine Verdünnungsvorrichtung ist erforderlich, und weiter ist auch ein Verdünnungsschritt erforderlich. Ein solcher Verdünnungsschritt ist für Nichtfachleute mit wenig Erfahrung bei chemischen Experimenten äusserst kompliziert, und daher muss der Benutzer ausgewählt werden. Des Weiteren kann, wenn eine solche Arbeitspräzision nicht verlangt wird, die Verdünnung verhältnismässig leicht mit einer gewöhnlichen Pipette oder dergleichen ausgeführt werden. In diesem Falle kann aber keine Präzision erwartet werden. Da der Verdünnungsschritt zusätzlich zur Messoperation erforderlich ist, wird ausserdem zusätzliche Zeit gebraucht. Wenn in POCT eine rasche Messung verlangt wird, kann daher das Messverfahren mit einer Sandwich-Reaktion nur für qualitative Analysen geringerer Genauigkeit oder für halbquantitative Analysen verwendet werden. Ein ernstes Problem des Prozonen-Phänomens besteht ausserdem darin, dass ein Ergebnis, das anscheinend einer niedrigen Konzentration entspricht, unerwünschterweise selbst dann erhalten wird, wenn die Konzentration des tatsächlichen Analyten in der Probenlösung hoch ist. Zum Beispiel könnte ein solches Prozonen-Phänomen bei Messungen in einem klinischen Test im Extremfall zum Problem einer Lebensgefährdung führen, da eine Verschreibung für Patienten nach dem Testergebnis gewählt wird. Folglich kann ein falsches Negativ (FN) wegen des Prozonen-Phänomens für die Messung ein fatales Problem bedeuten.
Wenn als Nächstes eine Konkurrenzreaktion verwendet wird, dann sinkt die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens bei steigender Konzentration des Zielantigens, und das Markerreagens wird nicht an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden, wenn die Konzentration des Zielantigens ein vorbestimmtes Niveau übersteigt. Auch in dieser Konkurrenzreaktion, bei der ein Antikörper und ein Antigen als die immobilisierten Reagenzienkomponenten verwendet werden, wird der Bereich der Zielantigenkonzentrationen möglicherweise wegen der Natur der Bindung eingeschränkt, und ein Verdünnungsschritt ist wie in der oben erwähnten Sandwich-Reaktion erforderlich, wenn die Konzentration des Zielantigens hoch ist. Um die Verdünnung sowie eine sehr präzise quantitative Analyse auszuführen, ist natürlich auch hier Verdünnungspräzision erforderlich, eine Verdünnungsvorrichtung ist erforderlich und weiter ist ein Verdünnungsschritt erforderlich. Ein solcher Verdünnungsschritt ist für Nichtfachleute mit wenig Erfahrung bei chemischen Experimenten äusserst kompliziert, und daher muss der Benutzer ausgewählt werden. Des Weiteren kann, wenn eine solche Arbeitspräzision nicht verlangt wird, die Verdünnung verhältnismässig leicht mit einer gewöhnlichen Pipette oder dergleichen ausgeführt werden. In diesem Falle kann aber keine Präzision erwartet werden. Da der Verdünnungsschritt zusätzlich zur Messoperation erforderlich ist, wird ausserdem zusätzliche Zeit gebraucht. Wenn in POCT eine rasche Messung verlangt wird, kann daher das Messverfahren mit einer Konkurrenzreaktion nur für qualitative Analysen geringerer Genauigkeit oder für halbquantitative Analysen verwendet werden. Weiter können nur Analyten mit einer kleineren Änderung der Zielantigenkonzentration ausgewählt werden. Ausserdem müssen mehrere Sensorvorrichtungen verwendet werden, um einen Analyten zu messen, der einen breiten Konzentrationsbereich hat, ohne eine Verdünnung durchzuführen. Wenn mehrere Sensorvorrichtungen verwendet werden, muss der Techniker die Messung zweimal ausführen, weil die Konzentration des Analyten in der eingesetzten Probenlösung dem Techniker nicht bekannt ist, was zu einer komplizierten Bearbeitung und höheren Kosten führt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wird ein Biosensor zur Verfügung gestellt, der eine Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung besitzt, einen auf einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisierten Reagenzienabschnitt sowie einen markierten Reagenzienabschnitt enthält, der durch einen Teil der Entwicklungsschicht in einem trockenen Zustand gehalten wird, aber durch die Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, und der die Menge des am Reagenzienimmobilisierungabschnitt gebundenen Markerreagens misst, um dadurch einen Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren; worin mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind und die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens unterschiedliche Affinitäten besitzen. Da mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind und die jeweiligen Abschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens besitzen, kann ein Prozonen-Phänomen erkannt werden, und des Weiteren kann der dynamische Bereich der Analytkonzentration in der Probenlösung erweitert werden. Das in dieser Beschreibung beschriebene „Prozonen-Phänomen" zeigt zum Beispiel ein Gebiet von Antigenüberschuss und ein Postzonengebiet bei der Messung eines Antigens in einer Antigen-Antikörper-Reaktion an. Wenn ein Sandwich-Reaktionssystem im oben beschriebenen immunchromatographischen Sensor als ein Beispiel genommen wird, werden je nach der Analytkonzentration in der Probenlösung Komplexe des immobilisierten Reagens, des Analyten und des Markerreagens in den Reagenzienimmobilisierungsabschnitten erzeugt, und die Menge der gebildeten Komplexe steigt mit steigender Analytkonzentration in der Probenlösung. Wenn aber die Analytkonzentration ein vorbestimmtes Niveau erreicht, ist die Komplexbildung gesättigt. Wenn die Analytkonzentration das Niveau überschreitet, sinkt die Menge der gebildeten Komplexe ab. Schliesslich erreicht die Analytkonzentration ein Gebiet, wo kein Komplex gebildet wird. Das Phänomen, das in dem Gebiet auftritt, wo die Menge der gebildeten Komplexe abnimmt, und das Gebiet, in dem gar kein Komplex gebildet wird, obwohl der Analyt in einer hohen Konzentration vorhanden ist, wird „Prozonen-Phänomen" genannt. Während das Prozonen-Phänomen mit Bezug auf die Sandwich-Reaktion im immunchromatographischen Sensor beschrieben worden ist, der ein Antigen als den Analyten hat, bedarf es keiner Erwähnung, dass dieses Phänomen auch auftritt, wenn der Analyt ein Antikörper in einem Sandwich-Reaktionssystem ist, bei dem Komplexe auf ähnliche Weise gebildet werden, oder in einem Reaktionssystem, bei dem eine Bindungsreaktion verwendet wird. Des Weiteren bedeutet der oben beschriebene dynamische Bereich des Analyten den messbaren Bereich der Analytkonzentration in der Testlösung. Je nach dem Messverfahren gibt es zum Beispiel Fälle, in denen die Konzentration der ursprünglichen Probenlösung direkt gemessen wird, und Fälle, in denen der messbare Bereich durch Verdünnung oder dergleichen erweitert wird. Der hier beschriebene dynamische Bereich ist aber ein reiner messbarer Bereich in Fällen, in denen die Probenlösung direkt eingesetzt wird, ohne dass ein Verdünnungsmittel oder dergleichen hinzugefügt wird. Der dynamische Bereich wird beschrieben, indem ein immunchromatographischer Sensor mit einem vollkommen trockenen System als Beispiel genommen wird. Gegenwärtig gibt es einen immunologischen Schwangerschaftstest, bei dem Harn als Muster verwendet wird und der in Kliniken und im Hausgebrauch weit verbreitet ist. In diesem Falle tropft der Benutzer Harn auf eine Sensorvorrichtung, um einen auf die Messung bezogenen Vorgang zu beenden, und der Benutzer braucht nur noch das Prüfergebnis abzulesen. In diesem Falle wird nämlich der Konzentrationsbereich, der wirklich messbar ist, wenn Harn direkt aufgetropft wird, der dynamische Bereich des Analyten genannt. Dies ist lediglich ein Beispiel, und gleiches kann von anderen Analyten, Proben und Reaktionstypen gesagt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und hat das Ziel, ein Prozonen-Phänomen selbst dann zu erkennen, wenn die Analytkonzentration in der Probenlösung hoch ist, indem mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte mit unterschiedlichen Affinitäten für den Analyten oder das Markerreagens ausgestattet werden. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Biosensor zur Verfügung zu stellen, der einen grösseren Bereich von Analytkonzentrationen messen kann, indem mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte mit unterschiedlichen Affinitäten ausgestattet werden, so dass Analyten über einen breiten Bereich ausgewählt werden können.
Nach Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung wird ein Biosensor zur Verfügung gestellt, der eine Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung besitzt, die einen auf einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisierten Reagenzienabschnitt und einen markierten Reagenzienabschnitt enthält, der durch einen Teil der Entwicklungsschicht in einem trockenen Zustand gehalten wird, aber durch die Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, und der einen Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ analysiert, indem die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens gemessen wird; worin mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind und die jeweiligen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens unterschiedliche Affinitäten besitzen. Der Biosensor ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte zur Verfügung stehen und die jeweiligen Reagenzien unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens besitzen.
Nach Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung wird ein Biosensor zur Verfügung gestellt, der eine Vorrichtung mit einer Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung ist und einen auf einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisierten Reagenzienabschnitt sowie einen markierten Reagenzienabschnitt enthält, der durch einen Teil der Entwicklungsschicht in einem trockenen Zustand gehalten wird, aber durch die Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, und der einen Probenaufgabeabschnitt, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, sowie den Markerreagenzienabschnitt und den Markerimmobilisierungsabschnitt besitzt, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, wobei der Biosensor einen Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ analysiert, indem die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens gemessen wird; worin mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind und die jeweiligen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens unterschiedliche Affinitäten besitzen. Der Biosensor ist eine Vorrichtung, die den Probenaufgabeabschnitt, den Markerreagenzienabschnitt und die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in dieser Reihenfolge besitzt und weiter dadurch gekennzeichnet ist, dass mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind und die jeweiligen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens besitzen.
Nach Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung sind in dem wie in Anspruch 1 oder 2 definierten Biosensor die in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten immobilisierten Reagenzien Antikörper, der Analyt in der Probenlösung ist ein Antigen, und ein Antikörper, der eine höhere Affinität für den Analyten in der Probenlösung oder das Markerreagens besitzt, ist in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt immobilisiert, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, weiter stromauf befindet. In dem Biosensor, wie er in Anspruch 1 oder 2 definiert wird, sind die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte Antikörper, und der Analyt in der Probenlösung ist ein Antigen, und weiter steht ein Antikörper, der eine höhere Affinität für das Antigen besitzt, auf einem Abschnitt zur Verfügung, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, in der Richtung, in der die Probe eindringt und entwickelt wird, weiter stromauf befindet, d.h. der Antikörper steht auf einem Abschnitt zur Verfügung, der mit einem Entwicklungslösungsgemisch, das sich bildet, während sich das Markermaterial nach Aufbringen der Probenlösung auflöst, um die Entwicklung auszulösen, früher in Berührung kommt.
Nach Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung sind in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definierten Biosensor die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten monoklonale Antikörper. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definierten Biosensor ist jedes der Reagenzien auf den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten ein monoklonaler Antikörper.
Nach Anspruch 5 der vorliegenden Erfindung wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierten Biosensor der Analyt in der Probenlösung quantitativ analysiert, indem die Menge des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen wird. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierten Biosesnor wird der Analyt in der Probenlösung gemessen, indem die Menge des an die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen wird.
Nach Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definierten Biosensor ein Prozonen-Phänomen nachgewiesen, indem die Menge des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen wird. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definierten Biosensor wird durch Messung der Bindungszustände des Markerreagens in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten erkannt, ob die betreffenden Abschnitte Prozonengebiete in der Messung sind oder nicht. Obwohl das Prozonengebiet bereits beschrieben worden ist, zeigt das in dieser Beschreibung beschriebene Prozonengebiet zum Beispiel ein Antigenüberschussgebiet und ein Postzonengebiet in der Messung eines Antigens in einer Antigen-Antikörper-Reaktion an. Wenn ein Sandwich-Reaktionssystem im immunchromatographischen Sensor als ein Beispiel genommen wird, werden in Übereinstimmung mit der Analytkonzentration in der Probenlösung Komplexe des immobilisierten Reagens, des Analyten und des Markerreagens in den Reagenzienimmobilisierungsabschnitten erzeugt, und die Menge der gebildeten Komplexe steigt mit steigender Analytkonzentration in der Probenlösung. Wenn aber die Analytkonzentration ein vorbestimmtes Niveau erreicht, ist die Komplexbildung gesättigt. Wenn die Analytkonzentration das Niveau überschreitet, sinkt die Menge der gebildeten Komplexe ab. Wenn die Analytkonzentration weiter ansteigt, erreicht sie ein Gebiet, wo kein Komplex gebildet wird. Ein Abschnitt, der allgemein ein Zonengebiet oder ein Zonen-Phänomen genannt wird und der das Gebiet, wo die Menge der gebildeten Komplexe absinkt, sowie das Gebiet umfasst, wo gar keine Komplexe gebildet werden, obwohl der Analyt in hoher Konzentration zugegen ist, wird ein Prozonengebiet genannt. Während die Sandwich-Reaktion im immunchromatographischen Sensor als ein Beispiel genommen wird, bedarf es keiner Erwähnung, dass ein Prozonengebiet ein Phänomen ist, das auch dann auftritt, wenn der Analyt ein Antikörper in einem Sandwich-Reaktionssystem ist, wo Komplexe auf ähnliche Art gebildet werden, oder in einem Reaktionssystem, bei dem eine Bindungsreaktion verwendet wird.
Nach Anspruch 7 der vorliegenden Erfindung wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definierten Biosensor unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf bezüglich des Abschnitts befindet, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, um dadurch den Analyten in der Probenlösung zu messen; und die Mengen des Markerreagens, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, werden ebenfalls gemessen, und auf der Grundlage der Ergebnisse der jeweiligen Messungen wird der gemessene Wert der Menge des Markerreagens, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf befindet, einer Prozonenbeurteilung unterworfen. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definierten Biosensor wird der Analyt in der Probenlösung gemessen, indem die Mengen das an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen werden. Bei Messung der Probenlösung wird dann die Messung ausgeführt, indem der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt verwendet wird, der sich, von dem Abschnitt her gesehen, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet, und die Bindung des Markerreagens in den anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten wird einer Prozonenbeurteilung unterworfen, um dadurch zu beurteilen, ob die Bindung des Markerreagens in dem am weitesten stromauf gelegenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt ein Prozonengebiet ist oder nicht.
Nach Anspruch 8 der vorliegenden Erfindung besitzen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens, wodurch die betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche dynamische Messbereiche für die Analytkonzentration in der Probenlösung besitzen. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten Biosensor besitzen die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens, wodurch die betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche dynamische Messbereiche für die Analytkonzentration in der Probenlösung besitzen. Der dynamische Bereich bedeutet, wie bereits weiter oben beschrieben, einen reinen messbaren Konzentrationsbereich des Analyten in Fällen, in denen die Probenlösung direkt eingesetzt wird, ohne dass ein Verdünnungsmittel oder dergleichen hinzugefügt wird. Der dynamische Bereich wird beschrieben, indem ein immunchromatographischer Sensor mit einem vollkommen trockenen System als Beispiel genommen wird. Gegenwärtig gibt es einen immunologischen Schwangerschaftstest, bei dem Harn als Muster verwendet wird und der in Kliniken und im Hausgebrauch weit verbreitet ist. In diesem Falle tropft der Benutzer Harn auf eine Sensorvorrichtung, um einen auf die Messung bezogenen Vorgang zu beenden, und der Benutzer braucht nur noch ein Prüfergebnis abzulesen. In diesem Falle wird nämlich der Konzentrationsbereich, der wirklich messbar ist, wenn Harn direkt aufgetropft wird, der dynamische Bereich des Analyten genannt. Dies ist lediglich ein Beispiel, und gleiches kann von anderen Analyten, Proben und Reaktionstypen gesagt werden. Selbst wenn ein Vorgang wie Verdünnung im Messsystem erforderlich ist, wird der Bereich der Nachweisempfindlichkeit für die gleiche Probenlösung und den gleichen Analyten als ein dynamischer Bereich definiert.
Nach Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung besitzen in dem wie in Anspruch 8 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens, um dadurch den dynamischen Messbereich der Analytkonzentration in der Probenlösung zu vergrössern. In dem wie in Anspruch 8 definierten Biosensor zeigen, wenn der Analyt in der Probenlösung gemessen wird, indem die an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Mengen an Markerreagens gemessen werden, die betreffenden Abschnitte eine unterschiedliche Reaktion auf die Analytkonzentration in der Probenlösung, da die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung bzw. für das Markerreagens besitzen, wodurch sich der dynamische Bereich der Sensorvorrichtung für den Analyten vergrössert.
Nach Anspruch 10 der vorliegenden Erfindung erkennen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte das gleiche Epitop. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definierten Biosensor erkennen die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten das gleiche Epitop, obwohl sie unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens besitzen. Das gleiche Epitop zu erkennen bedeutet, dass die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte an die gleiche Bindungsstelle gebunden werden, obwohl sie unterschiedliche Affinitäten für die Bindungsstelle besitzen.
Nach Anspruch 11 der vorliegenden Erfindung liegen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definierten Biosensor die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in zwei Positionen vor. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definierten Biosensor liegen die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in zwei Positionen vor.
Nach Anspruch 12 der vorliegenden Erfindung stehen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte miteinander in Berührung. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definierten Biosensor stehen die betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte miteinander in Berührung.
Nach Anspruch 13 der vorliegenden Erfindung wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 12 definierten Biosensor in der Entwicklungsschicht ein seitliches Strömungssystem verwendet, die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte sind in Linien entlang einer zur Richtung der Entwicklung der Probenlösung senkrechten Richtung immobilisiert, die Linienbreite beträgt 0,5 bis 2,0 mm und die Intervalle zwischen den Linien der mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte betragen 1,0 mm oder mehr. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 12 definierten Biosensor wird in der Entwicklungsschicht ein seitliches Strömungssystem verwendet, die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte sind in Linien entlang einer zur Richtung der Entwicklung der Probenlösung senkrechten Richtung immobilisiert, die Linienbreite beträgt 0,5 bis 2,0 mm und die Intervalle zwischen den Linien der betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte betragen 1,0 mm oder mehr.
Nach Anspruch 14 der vorliegenden Erfindung befinden sich in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definierten Biosensor alle Reagenzien einschliesslich des Markerreagens und der immobilisierten Reagenzien in ihrem trockenen Zustand. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definierten Biosensor befinden sich alle Reagenzien einschliesslich des Markerreagens und der immobilisierten Reagenzien in ihrem trockenen Zustand. Trockener Zustand bedeutet den Zustand, ehe die Messung ausgeführt wird, d.h. den Zustand, ehe die Reagenzien durch die Probenlösung benetzt werden.
Nach Anspruch 15 der vorliegenden Erfindung ist in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 definierten Biosensor die Probenlösung Harn, Speichel oder Blut. In dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 definierten Biosensor ist die Probenlösung Harn, Speichel oder Blut. Blut umfasst Vollblut mit einer materiellen Komponente wie Blutkörperchen, Blutserum ohne eine materielle Komponente sowie Blutplasma.
Nach Anspruch 16 der vorliegenden Erfindung wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 15 definierten Biosensor der Biosensor für Immunchromatographie verwendet. Der wie in einem der Ansprüche 1 bis 15 definierte Biosensor wird für Immunchromatographie verwendet.
Nach Anspruch 17 der vorliegenden Erfindung wird ein Messverfahren zur Verfügung gestellt, in dem ein Biosensor verwendet wird, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 16 definiert ist, worin die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen werden, um dadurch den Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren. In dem Messverfahren, in dem ein Biosensor verwendet wird, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 16 definiert ist, wird die Messung auf der Grundlage der Bindung des Markerreagens an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte ausgeführt.
Nach Anspruch 18 der vorliegenden Erfindung wird ein Messverfahren zur Verfügung gestellt, in dem ein Biosensor verwendet wird, der eine Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung besitzt und mehrere Reagenzienabschnitte, die auf Teilen der Entwicklungsschicht immobilisiert sind und unterschiedliche Affinitäten für einen Analyten in der Probenlösung bzw. für ein Markerreagens besitzen, sowie einen Reagenzienabschnitt umfasst, der markiert ist und durch einen Teil der Entwicklungsschicht gehalten wird und durch Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann; worin die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen werden, um dadurch den Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren. In dem Messverfahren werden die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen, um den Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren, indem ein Biosensor verwendet wird, der eine Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung besitzt und mehrere Reagenzienabschnitte, die auf Teilen der Entwicklungsschicht immobilisiert sind und unterschiedliche Affinitäten für einen Analyten in der Probenlösung bzw. für ein Markerreagens besitzen, sowie einen Reagenzienabschnitt umfasst, der markiert ist und durch einen Teil der Entwicklungsschicht gehalten wird und durch Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann. Die qualitative Analyse bedeutet eine Zweischritt-Beurteilung, die sich als eine Positiv/Negativ-Beurteilung darstellt, während die quantitative Analyse eine Umrechnung in Zahlenwerte umfasst und die halbquantitative Analyse drei oder mehr Schritte hat.
Nach Anspruch 19 der vorliegenden Erfindung wird in dem Messverfahren, wie es in Anspruch 17 oder 18 definiert wird, im Verfahren für die Messung der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens eine elektromagnetische Welle benutzt. In dem wie in Anspruch 17 oder 18 definierten Messverfahren wird im Verfahren für die Messung der Mengen des an die mehreren Reagenzien immobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens eine elektromagnetische Welle benutzt.
Nach Anspruch 20 der vorliegenden Erfindung wird in dem Messverfahren, wie es in Anspruch 17 oder 19 definiert wird, im Verfahren für die Messung der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens eine gestreute elektromagnetische Welle gemessen, die erhalten wird, wenn eine elektromagnetische Welle reflektiert wird. In dem wie in Anspruch 17 oder 19 definierten Messverfahren wird im Verfahren für die Messung der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens eine gestreute elektromagnetische Welle gemessen, die erhalten wird, wenn eine angelegte elektromagnetische Welle reflektiert wird.
Nach Anspruch 21 der vorliegenden Erfindung wird in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 20 definiert wird, eine für die Messung verwendete Quelle elektromagnetischer Wellen bezüglich des Biosensors oder der Biosensor bezüglich der Quelle elektromagnetischer Wellen gescannt, um dadurch die Mengen des an die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens zu messen. In dem wie in einem der Ansprüche 17 bis 20 definierten Messverfahren wird, wenn die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens erfasst werden, die Quelle elektromagnetischer Wellen gescannt, oder der Biosensor wird gescannt.
Nach Anspruch 22 der vorliegenden Erfindung ist das Messverfahren, das einen Biosensor verwendet, wie er in einem der Ansprüche 17 bis 21 definiert wird, eine Messung der Reflexionsabsorption, worin eine Lichtquelle in Übereinstimmung mit den mehreren linienförmigen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten linienförmig ist und die Linienbreite der Lichtquelle 1,0 mm oder kleiner ist. In dem in einem der Ansprüche 17 bis 20 definierten Messverfahren besteht das Verfahren zur Erfassung der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens in einer Messung der Reflexionsabsorption. In diesem Falle ist die elektromagnetische Welle Licht, vorzugsweise sichtbares Licht, und das Verfahren zum Nachweis der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens besteht darin, gestreutes Licht zu messen, das gewonnen wird, wenn einfallendes sichtbares Licht reflektiert wird.
Nach Anspruch 23 der vorliegenden Erfindung werden in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 22 definiert wird, die jeweiligen Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen, um dadurch eine Prozonenbeurteilung auszuführen. In dem wie in einem der Ansprüche 17 bis 22 definierten Messverfahren wird, nachdem die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen worden sind, nach einem oder mehreren Ergebnissen der Messungen ein Prozonengebiet beurteilt.
Nach Anspruch 24 der vorliegenden Erfindung wird in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 23 definiert wird, unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf bezüglich des Abschnitts befindet, auf den die Probenlösung aufgegeben wird; die Mengen des Markerreagens, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, werden ebenfalls gemessen; und auf der Grundlage der Ergebnisse der jeweiligen Messungen wird der gemessene Wert der Menge des Markerreagens, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf befindet, einer Prozonenbeurteilung unterworfen. In dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 23 definiert ist, wird unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten als Analyt in der Probenlösung die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich von dem Abschnitt her gesehen, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet, und auf der Grundlage der Mengen des an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens wird geurteilt, ob das Ergebnis der Messung in dem am weitesten stromauf gelegenen Abschnitt ein Prozonengebiet ist oder nicht.
Nach Anspruch 25 der vorliegenden Erfindung wird in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 23 definiert wird, unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet; die Mengen des Markerreagens, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, werden ebenfalls gemessen; durch eine arithmetische Verarbeitung wird geurteilt, ob jedes der Messergebnisse innerhalb des Messbereichs der Bindungsmenge des Markerreagens in dem am weitesten stromauf gelegenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt oder innerhalb eines Messbereichs der Bindungsmenge des Markerreagens in einem anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt liegt; und eine der Bindungsmengen des Markerreagens wird als Messergebnis verwendet. In dem wie in einem der Ansprüche 17 bis 24 definierten Messverfahren wird der Analyt in der Probenlösung gemessen, indem die Mengen des Markerreagens erfasst werden, das an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist. Weiter werden, wenn der Analyt in der Probenlösung auf der Grundlage der Menge des Markerreagens gemessen wird, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich von dem Abschnitt her gesehen, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet, die Mengen des Markerreagens, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, ebenfalls gemessen, und durch eine arithmetische Verarbeitung wird auf der Grundlage der Bindungsmengen des Markerreagens, die in den jeweiligen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten einschliesslich des am weitesten stromauf gelegenen Abschnitts erhalten worden sind, geurteilt, welche der Bindungsmengen des Markerreagens, die in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten einschliesslich des am weitesten stromauf gelegenen Abschnitts erhalten wurden, für die Messung der Analytkonzentration in der Probenlösung verwendet werden sollte, und dann wird der Analyt in der Probenlösung auf der Grundlage der Bindungsmenge des Reagens gemessen, die in einem der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte erhalten wurde.
Nach Anspruch 26 der vorliegenden Erfindung ist in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 25 definiert wird, die Messung eine Einschritt-Immunchromatographie, die durch die Operation des Aufbringens der Probenlösung begonnen wird. Das in einem der Ansprüche 17 bis 25 definierte Messverfahren wird ausgeführt, indem ein Biosensor verwendet wird, und ist eine Einschritt-Immunchromatographie, bei der die Messung durch die Operation des Aufbringens der Probenlösung begonnen wird.
Nach Anspruch 27 der vorliegenden Erfindung liegen in dem Biosensor, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12 bis 16 definiert wird, die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vor. In dem Biosensor, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12 bis 16 definiert wird, liegen die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vor.
Nach Anspruch 28 der vorliegenden Erfindung besitzt in dem Biosensor, wie er in Anspruch 27 definiert wird, der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet, die höchste Affinität für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens, während der zweite und dritte Reagenzienimmobilisierungsabschnitt die gleiche Affinität besitzen. In dem wie in Anspruch 27 definierten Biosensor besitzt der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet, die höchste Affinität für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens, während der zweite und dritte Reagenzienimmobilisierungsabschnitt die gleiche Affinität besitzen.
Nach Anspruch 29 der vorliegenden Erfindung liegen in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 26 definiert wird, die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vor. In dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 26 definiert wird, liegen die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vor.
Nach Anspruch 30 der vorliegenden Erfindung werden in dem Messverfahren, das einen Biosensor verwendet, wie er in Anspruch 28 definiert wird, die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen, um dadurch den Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren. In dem Messverfahren, das einen Biosensor verwendet, wie er in Anspruch 28 definiert wird, werden die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen, um dadurch den Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren.
Nach Anspruch 31 der vorliegenden Erfindung wird in dem Messverfahren, wie es in Anspruch 30 definiert wird, unter den drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitten ein Prozonengebiet auf der Grundlage der Mengen von Markerreagens nachgewiesen, die an die beiden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden sind, die sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, weiter stromab befinden. In dem Messverfahren, wie es in Anspruch 30 definiert wird, wird unter den drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitten ein Prozonengebiet auf der Grundlage der Mengen von Markerreagens nachgewiesen, die an die beiden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden sind, die sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, weiter stromab befinden.
Nach Anspruch 1 wird ein Biosensor zur Verfügung gestellt, der eine Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung besitzt, die einen auf einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisierten Reagenzienabschnitt und einen markierten Reagenzienabschnitt enthält, der durch einen Teil der Entwicklungsschicht in einem trockenen Zustand gehalten wird, aber durch die Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, und der einen Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ analysiert, indem die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungabschnitt gebundenen Markerreagens gemessen wird; worin mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind und die jeweiligen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens unterschiedliche Affinitäten besitzen. Daher ist bei Messung der Probenlösung selbst dann, wenn die Analytkonzentration in der Probenlösung hoch ist, kein Verdünnungsschritt oder dergleichen erforderlich, wodurch ein einfacher und schneller Biosensor zur Verfügung gestellt werden kann. Da der Nachweis eines Prozonengebiets möglich ist, kann weiter ein einfacher, schneller und hochpräziser Biosensor erhalten werden.
Nach Anspruch 2 wird ein Biosensor zur Verfügung gestellt, der eine Vorrichtung mit einer Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung ist und einen auf einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisierten Reagenzienabschnitt sowie einen markierten Reagenzienabschnitt enthält, der durch einen Teil der Entwicklungsschicht in einem trockenen Zustand gehalten wird, aber durch die Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, und der einen Probenaufgabeabschnitt, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, sowie den Markerreagenzienabschnitt und den Markerimmobilisierungsabschnitt besitzt, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, wobei der Biosensor einen Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ analysiert, indem die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens gemessen wird; worin mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind und die jeweiligen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens unterschiedliche Affinitäten besitzen. Daher kann ein Biosensor zur Verfügung gestellt werden, der einen grossen dynamischen Bereich für die Analytkonzentration in der Probenlösung besitzt. Da der Nachweis eines Prozonengebiets möglich ist, kann des Weiteren ein einfacher, schneller, hochpräziser und sehr vielseitiger Biosensor erhalten werden.
Nach Anspruch 3 sind in dem wie in Anspruch 1 oder 2 definierten Biosensor die an den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten immobilisierten Reagenzien Antikörper, der Analyt in der Probenlösung ist ein Antigen, und ein Antikörper, der eine höhere Affinität für den Analyten in der Probenlösung oder das Markerreagens besitzt, ist in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt immobilisiert, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, weiter stromauf befindet. Bei Messung des Antigens kann der dynamische Bereich der Antigenkonzentration genügend gross gehalten werden, da die Antikörper mit unterschiedlichen Affinitäten für den Analyten bzw. das Markerreagens an den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten immobilisiert sind. Unter der Annahme, dass der Abschnitt, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, sich am weitesten stromauf befindet, besitzt des Weiteren der stromauf gelegene Reagenzienimmobilisierungsabschnitt die höhere Affinität für den Analyten bzw. das Markerreagens, wodurch ein Biosensor mit höherer Genauigkeit in dem am weitesten stromauf gelegenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt zur Verfügung gestellt werden kann, während ein Biosensor mit höherer Genauigkeit und Präzision, der eines Prozonennachweises fähig ist, im anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt zur Verfügung gestellt werden kann.
Nach Anspruch 4 sind in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definierten Biosensor die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten monoklonale Antikörper. Wenn Biosensoren in grossen Stückzahlen hergestellt werden oder wenn mehrfache Biosensoren mit gleichbleibender Leistung gebraucht werden, können daher mehrfache oder grosse Mengen von schnellen und präzisen Biosensoren, die gleichförmige Leistungen aufweisen, durch die einheitlichen Eigenschaften der monoklonalen Antikörper hergestellt werden, verbunden mit einer hohen Produktivität und stabiler Ausbeute.
Nach Anspruch 5 wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierten Biosensor der Analyt in der Probenlösung quantitativ analysiert, indem die Menge des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen wird. Die Reagenzien an den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten besitzen unterschiedliche Affinitäten für den Analyten bzw. das Markerreagens, und die Mengen des an die jeweiligen Abschnitte gebundenen Markerreagens werden nicht durch eine undeutliche visuelle Ablesung gewonnen, sondern die Ergebnisse der Messung werden zu Zahlenwerten umgewandelt, wodurch ein einfacher, schneller, präziser und genauer Biosensor erhalten werden kann.
Nach Anspruch 6 wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definierten Biosensor ein Prozonen-Phänomen erkannt, indem die Menge des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen wird. Daher wird ein Biosensor höherer Präzision erhalten, mit dem beurteilt werden kann, ob sich die Menge des an jeden Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens innerhalb des Prozonengebiets befindet oder nicht.
Nach Anspruch 7 wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definierten Biosensor unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet, um dadurch den Analyten in der Probenlösung zu messen; und die Mengen des Markerreagens, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, werden ebenfalls gemessen, und auf der Grundlage der Ergebnisse der jeweiligen Messungen wird der gemessene Wert der Menge des Markerreagens, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf befindet, einer Prozonenbeurteilung unterworfen. Unter der Annahme, dass der Abschnitt, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf gelegen ist, wird daher die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der von den mehreren Reagenzienmimmobilisierungsabschnitten am weitesten stromauf gelegen ist, wodurch eine sehr genaue quantitative Messung realisiert wird. Weiter wird eine Prozonenbeurteilung ausgeführt, indem die Mengen des Markerreagens gemessen werden, die an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden sind, wodurch ein einfacher, schneller und genauer Biosensor hoher Präzision erhalten werden kann.
Nach Anspruch 8 besitzen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens, wodurch die betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche dynamische Messbereiche für die Analytkonzentration in der Probenlösung besitzen. Daher besitzen die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche dynamische Bereiche für die Probenlösungskonzentration, wodurch ein Biosensor erhalten werden kann, der mehrere dynamische Bereiche des Analyten messen kann.
Nach Anspruch 9 besitzen in dem wie in Anspruch 8 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens, wodurch der dynamische Messbereich für die Analytkonzentration in der Probenlösung vergrössert wird. Wenn die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen werden, werden daher Messungen über einen grösseren Bereich realisiert, indem die dynamischen Bereiche der betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte für die Analytkonzentration kombiniert werden. Dadurch kann ein Biosensor erhalten werden, der die Analytkonzentration über einen grossen Bereich durch einmalige Messung messen kann, ohne eine komplizierte Operation wie Verdünnung zu verlangen.
Nach Anspruch 10 erkennen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte das gleiche Epitop. Daher kann ein stabiler, einfacher, präziser und schneller Biosensor erhalten werden, bei dem der stereoskopische Schaden bezüglich der Reaktion auf der molekularen Ebene gering ist, selbst wenn der Reaktionstyp in jedem der mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte ein beliebiger Typ von „Markerreagensimmobilisiertes Reagens", „Markerreagens" und „Analyt-immobilisiertes Reagens" ist.
Nach Anspruch 11 liegen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definierten Biosensor die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in zwei Positionen vor. Daher wird der dynamische Bereich für die Analytkonzentration vergrössert, und eine minimale Reagenzienzusammensetzung, die einen Prozonennachweis ermöglicht, wird realisiert, wodurch ein billigerer, schneller, einfacher und präziser Biosensor erhalten werden kann.
Nach Anspruch 12 stehen in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definierten Biosensor die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte miteinander in Berührung. Obwohl die Entwicklung der Probenlösung auf den Reagenzienimmobilisierungsabschnitten allgemein ungleichförmig wird, bilden die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte anscheinend eine Einheit, was zu einem sehr genauen Biosensor führt, der einen grossen dynamischen Bereich für den Analyten besitzt und zum Prozonennachweis befähigt ist, und in dem das Eindringen der Probenlösung, die die Entwicklungsschicht entwickelt, gleichmässiger gehalten wird.
Nach Anspruch 13 wird in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 12 definierten Biosensor in der Entwicklungsschicht ein seitliches Strömungssystem verwendet, die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte sind in Linien entlang einer zur Richtung der Entwicklung der Probenlösung senkrechten Richtung immobilisiert, die Linienbreite beträgt 0,5 bis 2,0 mm und die Intervalle zwischen den Linien der mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte betragen 1,0 mm oder mehr. Wenn die Probenlösung die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte auf der Entwicklungsschicht entwickelt, ist die Entwicklung möglicherweise ungleichförmig. Da aber die Linienbreite 0,5 bis 2,0 mm beträgt, kann die Entwicklung visuell überprüft werden, während die nachteilige Wirkung einer ungleichförmigen Entwicklung unterdrückt wird. Da die Intervalle zwischen den Reagenzienimmobilisierungsabschnitten 1,0 mm oder mehr betragen, können des Weiteren die jeweiligen Abschnitte visuell voneinander unterschieden werden. Daher kann ein einfacherer, schnellerer, sehr genauer und präziser Biosensor mit ausgezeichneter Ablesbarkeit erhalten werden. Dies ist auf den oben erwähnten Biosensor anwendbar, der eine optische Messvorrichtung benutzt.
Nach Anspruch 14 befinden sich in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definierten Biosensor alle Reagenzien einschliesslich des Markerreagens und der immobilisierten Reagenzien in ihrem trockenen Zustand. Da die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche Affinitäten für den Analyten bzw. das Markerreagens besitzen, kann ein Biosensor erhalten werden, der einen genügend grossen dynamischen Bereich für die Analytkonzentration sowie eine Nachweisfunktion für ein Prozonengebiet besitzt. Da sich alle Reagenzien in ihrem vollkommen trockenen Zustand befinden, kann darüber hinaus ein Biosensor erhalten werden, der eine ausgezeichnete Lagerfähigkeit und Stabilität besitzt und leicht tragbar ist.
Nach Anspruch 15 ist in dem wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 definierten Biosensor die Probenlösung Harn, Speichel oder Blut. Daher kann ein sehr präziser, einfacher und schneller Biosensor für das Gebiet der klinischen Untersuchung zur Verfügung gestellt werden, wo eine schnelle Reaktion erwünscht ist.
Nach Anspruch 16 wird der wie in einem der Ansprüche 1 bis 15 definierte Biosensor für Immunchromatographie verwendet. Daher kann in der Immunchromatographie, die auf dem Markt als ein einfaches Immunmessverfahren weite Verbreitung findet, ein sehr präziser Biosensor erhalten werden, der den Benutzer daran hindert, zu einer falschen Beurteilung zu gelangen, und sich ebenso einfach wie die herkömmliche Immunchromatographie manipulieren lässt.
Nach Anspruch 17 werden in dem Messverfahren, in dem ein Biosensor verwendet wird, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 16 definiert ist, die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen, um dadurch den Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren. Daher ist bei der Messung der Probenlösung ein Verdünnungsschritt oder dergleichen selbst dann nicht erforderlich, wenn die Analytkonzentration in der Probenlösung hoch ist, wodurch ein einfaches und schnelles Messverfahren erhalten werden kann. Da ferner der Nachweis von Prozonengebieten möglich ist, kann eine einfache, schnelle, dabei aber hoch präzise Messung realisiert werden.
Nach Anspruch 18 wird ein Messverfahren zur Verfügung gestellt, in dem ein Biosensor verwendet wird, der eine Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung besitzt und mehrere Reagenzienabschnitte, die auf Teilen der Entwicklungsschicht immobilisiert sind und unterschiedliche Affinitäten für einen Analyten in der Probenlösung bzw. für ein Markerreagens besitzen, sowie einen Reagenzienabschnitt umfasst, der markiert ist, durch einen Teil der Entwicklungsschicht gehalten wird und durch Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann; worin die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen werden, um dadurch den Analyten in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ zu analysieren. Daher ist bei der Messung der Probenlösung ein Verdünnungsschritt oder dergleichen selbst dann nicht erforderlich, wenn die Analytkonzentration in der Probenlösung hoch ist, wodurch eine einfache und schnelle Messung realisiert werden kann. Da ferner der Nachweis von Prozonengebieten möglich ist, kann eine einfache, schnelle, dabei aber hoch präzise Messung realisiert werden.
Nach Anspruch 19 wird in dem Messverfahren, wie es in Anspruch 17 oder 18 definiert wird, im Verfahren für die Messung der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens eine elektromagnetische Welle benutzt. Daher ist es möglich, ein Messverfahren zu realisieren, bei dem der dynamische Bereich für die Analytkonzentration gross ist, ein Prozonennachweis möglich ist und eine präzisere Beurteilung nicht durch visuelle Beobachtung, sondern durch einen zahlenmässigen Ausdruck erfolgen kann.
Nach Anspruch 20 wird in dem Messverfahren, wie es in Anspruch 17 oder 19 definiert wird, im Verfahren für die Messung der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens eine gestreute elektromagnetische Welle gemessen, die erhalten wird, wenn eine elektromagnetische Welle reflektiert wird. Daher ist es möglich, ein Messverfahren zu realisieren, bei dem der dynamische Bereich für die Analytkonzentration gross ist, ein Prozonennachweis möglich ist und eine präzisere Beurteilung nicht durch visuelle Beobachtung, sondern durch einen zahlenmässigen Ausdruck erfolgen kann, indem eine besser miniaturisierbare Technik verwendet wird, bei der eine Lichtquelle und ein Photodetektor in der gleichen Richtung vorgesehen werden.
Nach Anspruch 21 wird in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 20 definiert wird, eine für die Messung verwendete Quelle elektromagnetischer Wellen bezüglich des Biosensors oder der Biosensor bezüglich der Quelle elektromagnetischer Wellen gescannt, um dadurch die Mengen des an die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens zu messen. Daher ist es möglich, ein präziseres und genaueres Messverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem das Markerreagens an den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten in Gestalt von Signalen für die Enwicklungsschicht ausserhalb der mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte erfasst wird, um den Einfluss von Faktoren zu eliminieren, die nicht durch die Analytkonzentration verursacht werden, und des Weiteren können die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens präzise erfasst werden.
Nach Anspruch 22 ist das Messverfahren, das einen Biosensor verwendet, wie er in einem der Ansprüche 17 bis 21 definiert wird, eine Messung der Reflexionsabsorption, worin eine Lichtquelle in Übereinstimmung mit den mehreren linienförmigen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten linienförmig ist und die Linienbreite der Lichtquelle 1,0 mm oder kleiner ist. Daher ist es möglich, ein präzises und genaues Messverfahren zu realisieren, bei dem der dynamische Bereich für die Analytkonzentration gross ist, ein Prozonennachweis möglich ist, der Energieverbrauch durch die Lichtquelle von 1,0 mm oder weniger verringert und der Einfluss von Rauschen auf die Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens verringert ist. Vorzugsweise ist in dem oben beschriebenen Biosensor die Breite der Lichtquelle gleich der Breite jedes Reagenzienimmobilisierungsabschnitts, aber geringer als der Abstand zwischen den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten.
Nach Anspruch 23 werden in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 22 definiert wird, die jeweiligen Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens gemessen, um dadurch eine Prozonenbeurteilung auszuführen. Daher kann bei der Messung der Mengen des an die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens eine Beurteilung erfolgen, ob die Messung innerhalb eines Prozonengebiets liegt oder nicht, da die Menge des an jeden Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens gemessen wird.
Nach Anspruch 24 wird in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 23 definiert wird, unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet; die Mengen des Markerreagens, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, werden ebenfalls gemessen; und auf der Grundlage der Ergebnisse der jeweiligen Messungen wird der gemessene Wert der Menge des Markerreagens, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf befindet, einer Prozonenbeurteilung unterworfen. Unter der Annahme, dass der Abschnitt, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, sich am weitesten stromauf befindet, wird daher die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten am weitesten stromauf gelegen ist, wodurch eine sehr genaue quantitative Messung realisiert wird. Des Weiteren erfolgt eine Prozonenbeurteilung, indem die Mengen des Markerreagens gemessen werden, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, wodurch eine einfache, schnelle und genaue Messung mit höherer Präzision realisiert werden kann.
Nach Anspruch 25 wird in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 24 definiert wird, unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen, das an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet; die Mengen des Markerreagens, das an die anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden ist, werden ebenfalls gemessen; durch eine arithmetische Verarbeitung wird geurteilt, ob jedes der Messergebnisse innerhalb des Messbereichs der Bindungsmenge des Markerreagens in dem am weitesten stromauf gelegenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt oder innerhalb eines Messbereichs der Bindungsmenge des Markerreagens in einem anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt liegt; und eine der Bindungsmengen des Markerreagens wird als ein Messergebnis verwendet. Daher haben die betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche dynamische Bereiche für die Probenlösungskonzentration, wodurch mehrere dynamische Bereiche des Analyten gemessen werden können.
Nach Anspruch 26 ist in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 25 definiert wird, die Messung eine Einschritt-Immunchromatographie, die durch die Operation des Aufbringens der Probenlösung begonnen wird. Daher wird der Vorteil der einfachen und schnellen Einschritt-Immunchromatographie bewahrt, die keine Reinigungsoperation verlangt, obwohl sie ein Immunmessverfahren ist, und ein Prozonennachweis ist möglich, wodurch ein Messverfahren mit einer höheren Präzision zur Verfügung gestellt werden kann. Des Weiteren kann ein Messverfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem ein grösserer Bereich von Analytkonzentrationen gemessen werden kann, wobei nur eine ähnliche Messoperation verwendet wird.
Nach Anspruch 27 liegen in dem Biosensor, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12 bis 16 definiert wird, die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vor. Daher wird eine Reagenzienzusammensetzung realisiert, die einen präzisen und zuverlässigen dynamischen Bereich für die Analytkonzentration besitzt und einen Prozonennachweis ermöglicht, wodurch ein schnellerer und einfacherer Biosensor, der höhere Präzision und Zuverlässigkeit besitzt, erhalten werden kann.
Nach Anspruch 28 besitzt in dem Biosensor, wie er in Anspruch 27 definiert wird, der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, am weitesten stromauf befindet, die höchste Affinität für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens, während der zweite und dritte Reagenzienimmobilisierungsabschnitt die gleiche Affinität besitzen. Daher wird eine Reagenzienzusammensetzung realisiert, die einen präzisen und zuverlässigen dynamischen Bereich für die Analytkonzentration besitzt und einen Prozonennachweis ermöglicht. Des Weiteren liegen die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vor, während sie aus zwei Arten von Reagenzien bestehen, wodurch ein Biosensor erhalten werden kann, der wegen der Zusammensetzung aus weniger Reagenzien billiger ist und der wegen der drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte sehr präzise und zuverlässig ist.
Nach Anspruch 29 können in dem Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 26 definiert wird, Signale von den drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitten erhalten werden. Daher kann ein präzises, zuverlässiges, schnelles und einfaches Messverfahren realisiert werden.
Nach Anspruch 30 liegen in dem Messverfahren, das einen Biosensor verwendet, wie er in Anspruch 28 definiert wird, die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vor, während sie aus zwei Arten von Reagenzien bestehen. Dadurch kann ein Messverfahren realisiert werden, das wegen der Zusammensetzung aus weniger Reagenzien billiger ist und das wegen der drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte sehr präzise und zuverlässig ist.
Nach Anspruch 31 wird in dem Messverfahren, wie es in Anspruch 30 definiert wird, unter den drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitten ein Prozonengebiet auf der Grundlage der Mengen von Markerreagens erkannt, die an die beiden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebunden sind, die sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgebracht wird, weiter stromab befinden. Daher kann ein präzises, zuverlässiges, schnelles und einfaches Messverfahren realisiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) ist eine auseinandergezogene Ansicht, die einen Biosensor nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, und 1(b) ist eine perspektivische Ansicht, die den Biosensor nach der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, dass eine Messung nach der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
3 ist ein Diagramm, das eine gemessene Wellenform nach der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
4 ist ein Diagramm, das Mehrkonzentrations-Messergebnisse nach der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
5(a) ist ein schematisches Diagramm, das einen dynamischen Messbereich nach der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, und 5(b) ist ein schematisches Diagramm, das eine Prozonenbeurteilung nach der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
6(a) ist eine auseinandergezogene Ansicht, die einen Biosensor nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, in der drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte zur Verfügung stehen, und 6(b) ist eine perspektivische Ansicht, die den Biosensor nach der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
7 ist ein Diagramm, das eine gemessene Wellenform nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Diagramm, das Mehrkonzentrations-Messergebnisse nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
9 ist ein schematisches Diagramm, das ein Messergebnis nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
BESTE ART UND WEISE, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
(Ausführungsform 1)
Hierunter wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1(a) ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Biosensors nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1(b) ist eine perspektivische Ansicht des Biosensors nach der ersten Ausführungsform. In 1 bezeichnet die Bezugszahl 2 eine Entwicklungsschicht aus Nitrocellulose. Die Entwicklungsschicht kann aus einem willkürlichen porösen Material bestehen, das von einer Probenlösung benetzt werden kann, z.B. Filterpapier, Faservlies, eine Membran, ein Gewebe oder Glasfasergewebe. Die Bezugszahl 4 bezeichnet ein Markerreagens, in dem ein Goldkolloidmarker-Antikörper gegen einen Analyten in der Probenlösung im trockenen Zustand gehalten wird, um durch die Probenlösung aufgelöst werden zu können. Bezugszahlen 5 und 9 bezeichnen einen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I bzw. einen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II, die Antikörper gegen den Analyten in der Probenlösung sind. Beide Antikörper werden mit Epitopen, die sich von denen des Markerreagens unterscheiden, an den Analyten gebunden, und sie sind in ihrem trockenen Zustand immobilisiert, um Komplexe mit dem Analyten in der Probenlösung und dem Markerreagens zu bilden. Weiter haben der für den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I verwendete Antikörper und der für den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II verwendete Antikörper unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung. Da ein Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, der von dem Abschnitt her gesehen, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, weiter stromauf gelegen ist, eher mit der Probenlösung und dem Analyten in Berührung kommt als der andere Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, ist es erwünscht, dass er aus einem Antikörper besteht, der eine höhere Affinität für den Analyten besitzt. Beliebige Antikörper können für die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte I und II verwendet werden, solange ternäre Komplexe, die den Antikörper, das Markerreagens und den Analyten enthalten, gebildet werden können, und daher können die Epitope der Antikörper für den Analyten voneinander verschieden oder die gleichen sein. Des Weiteren ist die Anzahl der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte nicht notwendigerweise zwei, auch wenn in 1 zwei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorgesehen sind. Die Anzahl der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte kann je nach dem Zweck willkürlich gewählt werden, solange sie zwei oder mehr beträgt. Weiter sind die Formen der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte auf der Entwicklungsschicht nicht notwendigerweise Linien. Jegliche Gestalt wie Punkte, Zeichen oder Keile können willkürlich gewählt werden. Weiter sind die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte nicht notwendigerweise voneinander beabstandet, auch wenn die Abschnitte 5 und 9 in 1 räumlich beabstandet sind, sondern können einander berühren, so dass sie als eine einzige Linie erscheinen. Ausserdem wurde die hier beschriebene Markiermethode als ein Mittel ausgewählt, um Bindungen in den Reagenzienimmobilisierungsabschnitten zu erkennen, und Goldkolloid war lediglich ein Beispiel. Jeglicher Marker kann je nach den Bedürfnissen des Benutzers willkürlich ausgewählt werden, zum Beispiel können Enzyme, Proteine, Farbstoffe, Fluorochrome und gefärbte Teilchen wie Latex verwendet werden. Bezugszahl 6 bezeichnet eine für Flüssigkeiten undurchlässige Folie aus durchsichtigem PET-Band. Die für Flüssigkeiten undurchlässige Folie 6 deckt die Entwicklungsschicht 2 dicht ab, und zwar mit Ausnahme eines Teils, der mit einem flachen Raum 1 in Berührung steht, sowie eines Teils am Ende, bis zu dem die Probenlösung reicht. Da die Entwicklungsschicht 2 mit der für Flüssigkeiten undurchlässigen Folie 6 abgedeckt ist, wird ein Auftropfen der Probenlösung auf einen anderen Abschnitt als den für die Aufgabe der Lösung vermieden, und eine Verunreinigung von aussen wird ebenfalls vermieden. Die Verunreinigung von aussen zeigt eine versehentliche Berührung mit der Probenlösung, die direkte Berührung der Entwicklungsschicht durch die Hand eines Patienten und dergleichen an. Die Entwicklungsschicht wird bevorzugt mit einem durchsichtigen Material abgedeckt. Es ist erwünscht, dass zumindest ein Teil, der den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt 5 abdeckt, durchsichtig ist, da das Messergebnis durch diesen Teil hindurch geprüft wird. Wenn eine Messung hoher Genauigkeit verlangt wird, können weiter ein oberer Teil der Entwicklungsschicht einschliesslich des Markerreagenzienabschnitts und der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte dicht versiegelt werden, und weiter können auch die Seitenflächen parallel zu der Richtung, in der die Probenlösung eindringt, dicht versiegelt werden. Bezugszahl 3 bezeichnet einen offenen Abschnitt der Entwicklungsschicht, während die Zahl 7 ein Substrat bezeichnet, das die Entwicklungsschicht hält und eine weisse PET-Folie umfasst. Das Substrat 7 hat die Funktion, die Entwicklungsschicht zu verstärken, und es hat ebenfalls die Funktion, die Probenlösung abzublocken, wenn ein Muster mit Infektionsgefahr wie Blut, Speichel oder Harn als die Probenlösung verwendet wird. Wenn die Möglichkeit besteht, dass die Entwicklungsschicht gegenüber Licht durchsichtig wird, wenn sie benetzt wird, kann das Substrat 7 weiter die Wirkung haben, Licht auszuschliessen. Bezugszahl 8 bezeichnet ein Element, das einen flachen Raum bildet und die Funktion besitzt, einen Raum zu bilden, in den die Probenlösung durch Kapillarität einfliesst; es umfasst laminierte durchsichtige PET-Folien. Das den flachen Raum bildende Element 8 hat weiter die Funktion, die Probenlösung daran zu hindern, die Aussenseite zu verunreinigen, wenn der Biosensor nach Aufbringen der Probenlösung manipuliert wird. Die Verunreinigung zeigt versehentliches Anhaften oder Verspritzen der Probenlösung an. Das den flachen Raum bildende Element 8 kann aus einem Kunstharzmaterial wie ABS, Polystyrol oder Polyvinylchlorid oder einem für die Lösung undurchlässigen Material wie Metall oder Glas hergestellt sein. Obwohl das den flachen Raum bildende Element 8 bevorzugt durchsichtlich oder halbdurchsichtig ist, kann es aus einem beliebigen gefärbten oder undurchsichtigen Material hergestellt werden. Die Bezugszahl 1 bezeichnet einen flachen Raum, der durch das den flachen Raum bildende Element 8 gebildet wird und in den die Probenlösung durch Kapillarität einfliesst. Der flache Raum 1 ist mit der Entwicklungsschicht 2 verbunden, und ein Eindringen der Probenlösung in die Entwicklungsschicht 2 beginnt, wenn die Lösung in den flachen Raum 1 einfliesst.
Als Nächstes wird die Messung der Probenlösung unter Bezugnahme auf 1(b) beschrieben. Wenn die Probenlösung mit dem flachen Raum 1 in Berührung gebracht wird, fliesst die Probenlösung durch Kapillarität natürlich in den flachen Raum, ohne dass eine mechanische Operation erforderlich wäre. Ob der Probenlösungsstrom genügt, kann durch das den flachen Raum bildende Element kontrolliert werden. Wenn die Menge der Probenlösung, die aufgegeben werden soll, beschränkt ist oder ein im Voraus bestimmtes Volumen der Probenlösung gebraucht wird, dann wird das Volumen des flachen Raumes auf das im Voraus bestimmte Volumen eingestellt, um dadurch die Menge der aufzubringenden Probenlösung genau zu beschränken. Wenn ein im Voraus bestimmtes Volumen oder mehr von der Probenlösung gebraucht wird, wird das Volumen des flachen Raumes dem verlangten Volumen entsprechend eingestellt, wodurch die aufzubringende Menge der Probenlösung wie gewünscht gesteuert werden kann. Ein Zellschrumpfungsmittel 10 ist im flachen Raum enthalten, und Kaliumchlorid wird in diesem Beispiel verwendet. Das Zellschrumpfungsmittel 10 ist ein Reagens, das vorgesehen werden muss, wenn Zellkomponenten in der Probenlösung enthalten sind. Es wird nicht speziell gebraucht, wenn eine Probenlösung ohne Zellkomponenten verwendet wird. Des Weiteren kann das Zell schrumpfungsmittel (das Zellkomponenten-Schrumpfungsmittel) 10 jegliches Reagens sein, solange es die Wirkung hat, Zellen zu schrumpfen, z.B. anorganische Verbindungen, darunter ein anderes anorganisches Salz als Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Natriumphosphatsalz und dergleichen, eine Aminosäure wie Glycin oder Glutaminsäure, eine Iminosäure wie Prolin, ein Saccharid wie Glucose, Sucrose oder Trehalose oder ein Zuckeralkohol wie Glucit. Ein System, das ein solches Zellschrumpfungsmittel (Zellkomponenten-Schrumpfungsmittel) 10 enthält, ist besonders wirksam, wenn Vollblut als eine Probenlösung verwendet wird. Die in den flachen Raum hereingezogene Probenlösung dringt von dem Teil aus, wo der flache Raum mit der Entwicklungsschicht in Berührung steht, in die Entwicklungsschicht ein. Wenn die Probenlösung das Markerreagens 4 erreicht, beginnt die Auflösung des Markerreagens 4. Wenn der Analyt in der Probenlösung vorhanden ist, wird das Eindringen gefördert, während der Goldkolloidmarker-Antikörper mit dem Analyten reagiert, und die Probenlösung erreicht den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5). Wenn der Analyt in der Probenlösung vorhanden ist, werden der Menge des Analyten entsprechend Komplexe aus dem immobilisierten Antikörper I, dem Analyten und dem Markerantikörper gebildet. Als Nächstes erreicht die Probenlösung den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9). Wenn der Analyt in der Probenlösung vorhanden ist, werden der Menge des Analyten entsprechend Komplexe aus dem immobilisierten Antikörper II, dem Analyten und dem Markerantikörper gebildet, und zwar unter Berücksichtigung des Markerreagens 4, das nicht an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt 5 gebunden worden ist. Was die Bindung des Markerantikörpers an die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte betrifft, so läuft der grössere Teil des Markerantikörpers durch die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte hindurch, ohne daran gebunden zu werden, wenn kein Analyt vorhanden ist oder wenn die Menge des Analyten kleiner als die Nachweisempfindlichkeit ist. Der Markerantikörper erreicht den offenen Abschnitt 3 der Entwicklungsschicht. Da der offene Abschnitt 3 nicht durch die undurchsichtige Folie abgedeckt, sondern offen ist, verdunstet oder verflüchtigt sich die Probenlösung, nachdem sie den offenen Abschnitt 3 erreicht hat oder während sie den offenen Abschnitt 3 erreicht. Weiter fliesst die Probenlösung auf den offenen Abschnitt aus, und die Probenlösung auf der Entwicklungsschicht im offenen Abschnitt erreicht die gleiche Höhe wie die Probenlösung in der Entwicklungsschicht im flachen Raum bzw. eine ihr entsprechende Höhe. Auf Grund dieser Effekte wird das Eindringen der Probenlösung in die Entwicklungsschicht während der Messung in eine vorbestimmte Richtung gelenkt, ohne dass ein Material für Absorption erforderlich wäre. Allgemein wird oft ein Absorptionsabschnitt statt des offenen Abschnitts vorgesehen. Der Grund ist wie folgt. Wenn ein poröses Material mit einer grösseren Wasser haltenden Wirkung und Absorptionswirkung als das Material für den Reaktionsabschnitt der Entwicklungsschicht verwendet wird, dann wird die Probenlösung wirksam absorbiert und aufgesaugt, und des Weiteren kann die Probenlösung auf der Entwicklungsschicht durchgezogen werden, und die Messzeit kann verringert werden. Der offene Abschnitt 3 hat Wirkungen, die den oben erwähnten ähnlich sind, und die Technik, den flachen Raum oder den offenen Abschnitt zu verwenden, ist in den Fällen besonders geeignet, in denen von der Probenlösung nur eine sehr kleine Menge vorhanden ist. Das bedeutet, dass sie in den Fällen besonders geeignet ist, in denen die Menge der Probenlösung sehr klein ist, wie bei Blut, das durch einen Stich in den Finger gewonnen wird, oder dergleichen. Als Nächstes wird das Messergebnis erhalten, indem der Bindungszustand des Markerreagens auf dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5) und dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) überprüft wird. Wenn eine qualitative Bestimmung verlangt wird, ist auch eine visuelle Beobachtung möglich. Wenn eine Messung mit einer höheren Präzision verlangt wird, werden die Seitenflächen der Entwicklungsschicht parallel zur Richtung des Eindringens der Probenlösung und die Oberseite der Entwicklungsschicht mit einem für Flüssigkeiten undurchlässigen Material dicht versiegelt, um das Eindringen der Probenlösung zu begradigen, wodurch der Menge des Analyten in der Probenlösung entsprechend eine gleichförmige Menge von Komplexen gebildet wird, und ein quantitatives Ergebnis kann gewonnen werden, indem die Bindungsmenge des Markers gemessen wird, indem zum Beispiel reflektiertes Licht oder durchgelassenes Licht einer gestreuten elektromagnetischen Welle mit Reflexionsabsorption gemessen werden. Die elektromagnetische Welle ist bevorzugt ein sichtbarer Bereich oder ein Bereich nahe dem sichtbaren Bereich, und sie kann nach den Bedürfnissen des Verwenders ausgewählt werden, zum Beispiel können LED (Leuchtdioden) oder LD (Laserdioden) gewählt werden. Weiter kann der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I für den Nachweis der Analytkonzentration in der Probenlösung verwendet werden, und die Menge des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) gebundenen Markerreagens kann für einen Prozonennachweis verwendet werden, indem ein Antikörper geringerer Affinität verwendet wird. Während die Sandwich-Reaktion in der Antigen-Antikörper-Reaktion beschrieben worden ist, ist des Weiteren eine Konkurrenzreaktion ebenfalls möglich, wenn ein Reagens ausgewählt wird, das mit dem Analyten in der Probenlösung konkurrierend reagiert. Wenn eine andere spezifische Bindungsreaktion als die Antigen-Antikörper-Reaktion erwünscht ist, kann der Biosensor des Weiteren aus Regenzienkomponenten von Systemen aufgebaut werden, die willkürliche Bindungsreaktionen bilden.
(Ausführungsform 2)
Hierunter wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6(a) ist ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Biosensors nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 6(b) ist eine perspektivische Ansicht des Biosensors nach der zweiten Ausführungsform. In 6 bezeichnet die Bezugszahl 2 eine Entwicklungsschicht aus Nitrocellulose. Die Entwicklungsschicht kann aus einem willkürlichen porösen Material bestehen, das von einer Probenlösung benetzt werden kann, z.B. Filterpapier, Faservlies, eine Membran, ein Gewebe oder Glasfasergewebe. Die Bezugszahl 4 bezeichnet ein Markerreagens, in dem ein Goldkolloidmarker-Antikörper gegen einen Analyten in der Probenlösung im trockenen Zustand gehalten wird, um durch die Probenlösung aufgelöst werden zu können. Bezugszahlen 5, 9 und 14 bezeichnen einen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I, einen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II bzw. einen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III, die Antikörper gegen den Analyten in der Probenlösung sind. Diese Antikörper sind in ihrem trockenen Zustand immobilisiert, um Komplexe mit dem Analyten in der Probenlösung und dem Markerreagens zu bilden. Weiter haben der für den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I verwendete Antikörper und der für die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte II und III verwendete Antikörper unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung. Da ein Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, der von dem Abschnitt her gesehen, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, weiter stromauf gelegen ist, eher mit der Probenlösung und dem Analyten in Berührung kommt als der andere Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, ist es erwünscht, dass er aus einem Antikörper besteht, der eine höhere Affinität für den Analyten besitzt. Beliebige Antikörper können für die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte I, II und III verwendet werden, solange ternäre Komplexe, die den Antikörper, das Markerreagens und den Analyten enthalten, gebildet werden können, und daher können die Epitope der Antikörper für den Analyten voneinander verschieden oder die gleichen sein. Während 6 den Fall zeigt, wo drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorgesehen sind, ist dies des Weiteren besonders wirksam, wenn der dynamische Messbereich in der ersten Ausführungsform, wo zwei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorgesehen sind, erweitert wird und ein Prozonennachweis nach der Erweiterung realisiert wird, und ausserdem kann der dynamische Messbereich weiter vergrössert werden. Wie schon für den Fall beschrieben, wo zwei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorgesehen wurden, beträgt, wenn ein breiterer dynamischer Messbereich erwünscht ist oder wenn in jedem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt ein verhältnismässig enger dynamischer Messbereich verlangt wird und der dynamische Messbereich des Weiteren bewahrt bleiben sollte, indem die Affinität des Reagenzienimmobilisierungsabschnitts variiert wird, die Anzahl der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte nicht notwendigerweise drei. Die Anzahl der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte kann je nach dem Zweck willkürlich gewählt werden, solange sie drei oder mehr beträgt. Des Weiteren kann, wenn drei oder mehr Reagenzienimmobilisierungsabschnitte verwendet werden, jeder dieser drei oder mehr Reagenzienimmobilisierungsabschnitte eine unterschiedliche Affinität besitzen, oder zwei Arten von Reagenzien, die unterschiedliche Affinitäten besitzen, können kombiniert werden. Es bedarf keiner Erwähnung, dass in diesem Falle die Kombination der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte je nach dem Zweck des Benutzers willkürlich gewählt werden kann. Die Formen der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte auf der Entwicklungsschicht sind nicht notwendigerweise Linien. Jegliche Gestalt wie Punkte, Zeichen oder Keile können willkürlich gewählt werden. Weiter sind die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte nicht notwendigerweise voneinander beabstandet, auch wenn die Abschnitte in 6 räumlich beabstandet sind, sondern können einander berühren, so dass sie als eine einzige Linie erscheinen. Ausserdem wurde die hier beschriebene Markiermethode als ein Mittel ausgewählt, um Bindungen in den Reagenzienimmobilisierungsabschnitten zu erkennen, und Goldkolloid war lediglich ein Beispiel. Jeglicher Marker kann je nach den Bedürfnissen des Benutzers willkürlich ausgewählt werden, zum Beispiel können Enzyme, Proteine, Farbstoffe, Fluorochrome und gefärbte Teilchen wie Latex verwendet werden. Bezugszahl 6 bezeichnet eine für Flüssigkeiten undurchlässige Folie aus durchsichtigem PET-Band. Die für Flüssigkeite undurchlässige Folie 6 deckt die Entwicklungsschicht 2 dicht ab, und zwar mit Ausnahme eines Teils, der mit einem flachen Raum 1 in Berührung steht, sowie eines Teils am Ende, bis zu dem die Probenlösung reicht. Da die Entwicklungsschicht 2 mit der für Flüssigkeiten undurchlässigen Folie 6 abgedeckt ist, wird ein Auftropfen der Probenlösung auf einen anderen Abschnitt als den für die Aufgabe der Lösung vermieden, und eine Verunreinigung von aussen wird ebenfalls vermieden. Die Verunreinigung von aussen zeigt eine versehentliche Berührung mit der Probenlösung, die direkte Berührung der Enwicklungsschicht durch die Hand eines Patienten und dergleichen an. Die Entwicklungsschicht wird bevorzugt mit einem durchsichtigen Material abgedeckt, und es ist erwünscht, dass zumindest die Teile, die den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5), den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) und den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (14) abdecken, durchsichtig sind, da das Messergebnis durch diese Teile hindurch geprüft wird. Wenn eine Messung höherer Genauigkeit verlangt wird, können weiter ein oberer Teil der Entwicklungsschicht einschliesslich des Markerreagenzienabschnitts und der Reagenzienimmobilisierungsabschnitte dicht versiegelt werden, und weiter können auch die Seitenflächen parallel zu der Richtung, in der die Probenlösung eindringt, dicht versiegelt werden. Bezugszahl 3 bezeichnet einen offenen Abschnitt der Entwicklungsschicht, während die Zahl 7 ein Substrat bezeichnet, das die Entwicklungsschicht hält und eine weisse PET-Folie umfasst. Das Substrat 7 hat die Funktion, die Entwicklungsschicht zu verstärken, und es hat ebenfalls die Funktion, die Probenlösung abzublocken, wenn ein Muster mit Infektionsgefahr wie Blut, Speichel oder Harn als die Probenlösung verwendet wird. Wenn die Möglichkeit besteht, dass die Entwicklungsschicht gegenüber Licht durchsichtig wird, wenn sie benetzt wird, kann das Substrat 7 weiter die Wirkung haben, Licht auszuschliessen. Bezugszahl 8 bezeichnet ein Element, das einen flachen Raum bildet und die Funktion besitzt, einen Raum zu bilden, in den die Probenlösung durch Kapillarität einfliesst; es umfasst laminierte durchsichtige PET-Folien. Das den flachen Raum bildende Element 8 hat weiter die Funktion, die Probenlösung daran zu hindern, die Aussenseite zu verunreinigen, wenn der Biosensor nach Aufbringen der Probenlösung manipuliert wird. Die Verunreinigung zeigt versehentliches Anhaften oder Verspritzen der Probenlösung an. Das den flachen Raum bildende Element 8 kann aus einem Kunstharzmaterial wie ABS, Polystyrol oder Polyvinylchlorid oder einem für die Lösung undurchlässigen Material wie Metall oder Glas hergestellt sein. Obwohl das den flachen Raum bildende Element 8 bevorzugt durchsichtlich oder halbdurchsichtig ist, kann es aus einem beliebigen gefärbten oder undurchsichtigen Material hergestellt werden. Die Bezugszahl 1 bezeichnet einen flachen Raum, der durch das den flachen Raum bildende Element 8 gebildet wird und in den die Probenlösung durch Kapillarität einfliesst. Der flache Raum 1 ist mit der Entwicklungsschicht 2 verbunden, und ein Eindringen der Probenlösung in die Entwicklungsschicht 2 beginnt, wenn die Lösung in den flachen Raum 1 einfliesst.
Als Nächstes wird die Messung der Probenlösung unter Bezugnahme auf 6(b) beschrieben. Wenn die Probenlösung mit dem flachen Raum 1 in Berührung gebracht wird, fliesst die Probenlösung durch Kapillarität natürlich in den flachen Raum, ohne dass eine mechanische Operation erforderlich wäre. Ob der Probenlösungsstrom genügt, kann durch das den flachen Raum bildende Element kontrolliert werden. Wenn die Menge der Probenlösung, die aufgegeben werden soll, beschränkt ist oder ein im Voraus bestimmtes Volumen der Probenlösung gebraucht wird, dann wird das Volumen des flachen Raumes auf das im Voraus bestimmte Volumen eingestellt, um dadurch die Menge der aufzubringenden Probenlösung genau zu beschränken. Wenn weiter ein im Voraus bestimmtes Volumen oder mehr von der Probenlösung gebraucht wird, wird das Volumen des flachen Raumes dem verlangten Volumen entsprechend eingestellt, wodurch die aufzubringende Menge der Probenlösung wie gewünscht gesteuert werden kann. Ein Zellschrumpfungsmittel 10 ist im flachen Raum enthalten, und Kaliumchlorid wird in diesem Beispiel verwendet. Das Zellschrumpfungsmittel 10 ist ein Reagens, das vorgesehen werden muss, wenn Zellkomponenten in der Probenlösung enthalten sind. Es wird nicht speziell gebraucht, wenn eine Probenlösung ohne Zellkomponenten verwendet wird. Des Weiteren kann das Zellschrumpfungsmittel (das Zellkomponenten-Schrumpfungsmittel) 10 jegliches Reagens sein, solange es die Wirkung hat, Zellen zu schrumpfen, z.B. anorganische Verbindungen, darunter ein anderes anorganisches Salz als Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Natriumphosphatsalz und dergleichen, eine Aminosäure wie Glycin oder Glutaminsäure, eine Iminosäure wie Prolin, ein Saccharid wie Glucose, Sucrose oder Trehalose oder ein Zuckeralkohol wie Glucit. Ein System, das ein solches Zellschrumpfungsmittel (Zellkomponenten-Schrumpfungsmittel) 10 enthält, ist besonders wirksam, wenn Vollblut als eine Probenlösung verwendet wird. Die in den flachen Raum hereingezogene Probenlösung dringt von dem Teil aus, wo der flache Raum mit der Entwicklungsschicht in Berührung steht, in die Entwicklungsschicht ein. Wenn die Probenlösung das Markerreagens 4 erreicht, beginnt die Auflösung des Markerreagens 4. Wenn der Analyt in der Probenlösung vorhanden ist, wird das Eindringen gefördert, während der Goldkolloidmarker-Antikörper mit dem Analyten reagiert, und die Probenlösung erreicht den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5). Wenn der Analyt in der Probenlösung vorhanden ist, werden der Menge des Analyten entsprechend Komplexe aus dem immobilisierten Antikörper I, dem Analyten und dem Markerantikörper gebildet. Als Nächstes erreicht die Probenlösung den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9). Wenn der Analyt in der Probenlösung vorhanden ist, werden der Menge des Analyten entsprechend Komplexe aus dem immobilisierten Antikörper II, dem Analyten und dem Markerantikörper gebildet, und zwar unter Berücksichtigung des Markerreagens 4, das nicht an. den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt 5 gebunden worden ist. Weiter erreicht die Probenlösung den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (14). Wenn der Analyt in der Probenlösung vorhanden ist, werden der Menge des Analyten entsprechend Komplexe aus dem immobilisierten Antikörper III, dem Analyten und dem Markerantikörper gebildet, und zwar unter Berücksichtigung des Markerreagens 4, das nicht an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5) und den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) gebunden worden ist. Was die Bindung des Markerantikörpers an die Reagenzien immobilisierungsabschnitte betrifft, so läuft der grössere Teil des Markerantikörpers durch die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte hindurch, ohne daran gebunden zu werden, wenn kein Analyt vorhanden ist oder wenn die Menge des Analyten kleiner als die Nachweisempfindlichkeit ist. Der Markerantikörper erreicht den offenen Abschnitt 3 der Entwicklungsschicht. Da der offene Abschnitt 3 nicht durch die undurchsichtige Folie abgedeckt, sondern offen ist, verdunstet oder verflüchtigt sich die Probenlösung, nachdem sie den offenen Abschnitt 3 erreicht hat oder während sie den offenen Abschnitt 3 erreicht. Weiter fliesst die Probenlösung auf den offenen Abschnitt aus, und die Probenlösung auf der Entwicklungsschicht im offenen Abschnitt erreicht die gleiche Höhe wie die Probenlösung in der Entwicklungsschicht im flachen Raum bzw. eine ihr entsprechende Höhe. Auf Grund dieser Effekte wird das Eindringen der Probenlösung in die Entwicklungsschicht während der Messung in eine vorbestimmte Richtung gelenkt, ohne dass ein Material für Absorption erforderlich wäre. Allgemein wird oft ein Absorptionsabschnitt statt des offenen Abschnitts vorgesehen. Der Grund ist wie folgt. Wenn ein poröses Material mit einer grösseren Wasser haltenden Wirkung und Absorptionswirkung als das Material für den Reaktionsabschnitt der Entwicklungsschicht verwendet wird, dann wird die Probenlösung wirksam absorbiert und aufgesaugt, und des Weiteren kann die Probenlösung auf der Entwicklungsschicht durchgezogen werden, und die Messzeit kann verringert werden. Der offene Abschnitt 3 hat Wirkungen, die den oben erwähnten ähnlich sind, und die Technik, den flachen Raum oder den offenen Abschnitt zu verwenden, ist in den Fällen besonders geeignet, in denen von der Probenlösung nur eine sehr kleine Menge vorhanden ist. Das bedeutet, dass sie in den Fällen besonders geeignet ist, in denen die Menge der Probenlösungsehr sehr klein ist, wie bei Blut, das durch einen Stich in den Finger gewonnen wird, oder dergleichen. Als Nächstes wird das Messergebnis erhalten, indem der Bindungszustand des Markerreagens auf dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5), dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) und dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (14) überprüft wird. Wenn eine qualitative Bestimmung verlangt wird, ist auch eine visuelle Beobachtung möglich. Wenn eine Messung mit einer höheren Präzision verlangt wird, werden die Seitenflächen der Entwicklungsschicht parallel zur Richtung des Eindringens der Probenlösung und die Oberseite der Entwicklungsschicht mit einem für Flüssigkeiten undurchlässigen Material dicht versiegelt, um das Eindringen der Probenlösung zu begradigen, wodurch der Menge des Analyten in der Probenlösung entsprechend eine gleichförmige Menge von Komplexen gebildet wird, und ein quantitatives Ergebnis kann gewonnen werden, indem die Bindungsmenge des Markers gemessen wird, indem zum Beispiel reflektiertes Licht oder durchgelassenes Licht einer gestreuten elektromagnetischen Welle mit Reflexionsabsorption gemessen werden. Die elektromagnetische Welle ist bevorzugt ein sichtbarer Bereich oder ein Bereich nahe dem sichtbaren Bereich, und sie kann nach den Bedürfnissen des Verwenders ausgewählt werden, zum Beispiel können LED (Leuchtdioden) oder LD (Laserdioden) gewählt werden. Weiter kann der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5) für den Nachweis der Analytkonzentration in der Probenlösung verwendet werden, und die Mengen des an den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) und den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (14) gebundenen Markerreagens können für einen Prozonennachweis verwendet werden, indem ein Antikörper geringerer Affinität verwendet wird. Während die Sandwich-Reaktion in der Antigen-Antikörper-Reaktion beschrieben worden ist, ist des Weiteren eine Konkurrenzreaktion ebenfalls möglich, wenn ein Reagens ausgewählt wird, das mit dem Analyten in der Probenlösung konkurrierend reagiert. Wenn eine andere spezifische Bindungsreaktion als die Antigen-Antikörper-Reaktion erwünscht ist, kann der Biosensor des Weiteren aus Regenzienkomponenten von Systemen aufgebaut werden, die willkürliche Bindungsreaktionen bilden.
Beispiel
Hierunter wird ein Verfahren zur Ausführung der vorliegenden Erfindung eingehender unter Verwendung des folgenden Beispiels beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf das folgende Beispiel beschränkt.
(Quantitative Analyse 1 von Vollblut-CRP)
Ein immunchromatographisches Prüfmuster wird hergestellt, das einen durch Immobilisierung eines Anti-CRP-Antikörpers A auf einer Nitrocellulosefolie gewonnenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I, einen durch Immobilisierung eines Anti-CRP-Antikörpers B auf der Nitrocellulosefolie gewonnenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II sowie ein Markerreagens umfasst, das Komplexe von Anti-CRP-Antikörper C und Goldkolloid enthält. Dieses immunchromatographische Prüfmuster ist in 1 gezeigt. In 1 enthält das immunchromatographische Prüfmuster die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte I (5) und II (9), auf denen Antikörper immobilisiert sind, ein Markerreagens 4 als ein Gebiet, das Komplexe von Anti-CRP-Antikörper C und Goldkolloid enthält und einem Entwicklungs-Anfangspunkt, auf den die Probenlösung aufgetropft wird, näher liegt als die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte, sowie einen Probenlösungs-Einführungsabschnitt 1. Dieses immunchromatographische Prüfmuster wird wie folgt hergestellt.
a) Herstellung des immunchromatographischen Prüfmusters
Eine Lösung von Anti-CRP-Antikörper A, die zur Steuerung der Konzentration mit einer Phosphatpufferlösung verdünnt worden war, wurde hergestellt. Diese Antikörperlösung wurde unter Verwendung einer Lösungsabgabevorrichtung auf eine Nitrocellulosefolie aufgebracht. Dadurch wird eine Antikörperimmobilisierungslinie I als ein Reagenzienimmobilisierungsabschnitt auf der Nitrocellulosefolie gewonnen. Als Nächstes wurde ein Anti-CRP-Antikörper B, der eine niedrigere Affinität als der für die Antikörperimmobilisierungslinie I verwendete Antikörper besitzt, auf einen Abschnitt aufgebracht, der 2 mm davon entfernt stromab vom Probenlösungs-Einführungsabschnitt lag. Nachdem sie trocken geworden war, wurde die Nitrocellulosefolie in eine Tris-HCl-Pufferlösung eingetaucht, die 1% Magermilch enthielt, und während 30 Minuten gelinde geschüttelt. Dreissig Minuten später wurde die Folie in ein Gefäss mit Tris-HCl-Pufferlösung überführt und während 10 Minuten gelinde geschüttelt, und danach wurde die Folie während weiterer 10 Minuten in einem weiteren Tris-HCl-Pufferlösungsgefäss gelinde geschüttelt, um dadurch die Folie zu waschen. Nach zweimaligem Waschen wurde die Folie aus dem Lösungsgefäss genommen und bei Zimmertemperatur getrocknet.
Das Goldkolloid wurde hergestellt, indem eine 1-%ige Citronensäurelösung zu einer sauren 0,01 Goldchloridlösung hinzugefügt wurde, die unter Rückfluss auf 100°C erhitzt wurde. Nachdem der Rückfluss während 30 Minuten fortgesetzt worden war, wurde die Lösung auf Zimmertemperatur abgekühlt. Dann wurde der Anti-CRP-Antikörper C zu der Goldkolloidlösung hinzugefügt, die mit einer 0,2 M Kaliumcarbonatlösung auf pH 9 eingestellt worden war, und die Lösung wurde mehrere Minuten lang geschüttelt. Dann wurde eine 10-%ige BSA- (bovine serum albumin: Rinderserumalbumin) Lösung von pH 9 der Lösung in einer solchen Menge zugesetzt, dass die Endkonzentration 1% wurde, und die Lösung wurde gerührt, um dadurch einen Antikörper-Goldkolloid-Komplex (Marker-Antikörper) als ein nachzuweisendes Material herzustellen. Die Markerantikörperlösung wurde während 50 Minuten bei 4°C einer Zentrifugierung bei 20 000 g unterworfen, um den Markerantikörper zu isolieren. Der Markerantikörper wurde dann in einer Wasch- und Pufferlösung (Phosphatpufferlösung mit 1% BSA) aufgeschlämmt und unter den oben erwähnten Bedingungen zentrifugiert, um dadurch den Markerantikörper zu waschen und zu isolieren. Der Markerantikörper wurde in einer Wasch- und Pufferlösung aufgeschlämmt und mit einem 0,8-μm-Filter gefiltert. Danach wurde die gewonnene Markerantikörperlösung in einer Menge zubereitet, die ein Zehntel der ursprünglichen Goldkolloidlösung betrug, und bei 4°C aufbewahrt. Die Goldkolloidmarker-Antikörperlösung wurde in eine Lösungsabgabevorrichtung gegeben und so auf von der Immobilisierungslinie I und der Immobilisierungslinie II beabstandete Teile der trockenen Folie mit immobilisiertem Anti-CRP-Antikörper A und immobilisiertem Anti-CRP-Antikörper B aufgegeben, dass eine Lagebeziehung des Markerantikörpers, der Immobilisierungslinie I und der Immobilisierungslinie II in dieser Reihenfolge vom Anfangsort der Aufgabe der Probenlösung erhalten wurde, und danach wurde die Folie im Vakuum gefriergetrocknet. Dadurch wurde ein Reaktionsschichtträger gewonnen, der das Markerreagens auf der Immobilisierungsfolie besitzt.
Als Nächstes wird der Reaktionsschichtträger mit dem zubereiteten Markerreagens auf einem Substrat befestigt, das aus 0,5 mm dickem, weissem PET bestand, und das Substrat wurde in Abschnitte (Muster) von 5,0 mm zerschnitten. Nach dem Zerschneiden wurde ein 100 μm dickes, durchsichtiges Band vom Markerantikörperhalteabschnitt bis zum Endabschnitt um jedes Muster gewunden. Dann wurde ein einen Raum bildendes Element, das durch Laminieren von 100 μm dickem durchsichtigem PET erhalten worden war, auf einem zentralen Teil des Anfangsabschnitts, um den kein durchsichtiges Band gewunden worden war, befestigt, wodurch ein Raumabschnitt (5,0 mm breit × 12,0 mm lang × 0,5 mm hoch) gebildet wurde. Eine auf 1,5 M eingestellte Kaliumchloridlösung wurde auf das den Raum bildende Element aufgetropft, danach wurde das den Raum bildende Element sofort mit flüssigem Stickstoff gefroren, um gefriergetrocknet zu werden, wodurch das den Raum bildende Element mit dem Abschnitt gebildet wurde, der den Schrumpfmittelhalteabschnitt besitzt, wo Kaliumchlorid im trockenen Zustand gehalten wird. So wurde das immunchromatographische Prüfmuster hergestellt.
b) Zubereitung des Musters
Menschenblut, dem EDTA·2K als ein Antikoagulans zugesetzt worden war, wurde auf einen Hämatokritwert von 45% eingestellt. Diesem Blut wurden CRP-Lösungen bekannter Konzentration zugesetzt, um CRP-haltiges Blut unterschiedlicher, bekannter Konzentration zuzubereiten.
c) Messung des Färbungsgrades auf dem Prüfmuster
Im Biosensor wurden etwa 50 μl CRP-haltiges Vollblut auf den Probeneinführungsabschnitt aufgebracht und in Richtung auf den Absorptionsabschnitt entwickelt, um eine Antigen-Antikörper-Reaktion zu bewirken und dadurch eine Farbreaktion auf dem Antikörperimmobilisierungsabschnitt zu erhalten. Der Färbezustand fünf Minuten nach Aufbringen des Musters auf den Biosensor wurde mit einer Messvorrichtung für Reflexionsabsorption gemessen. Ein Messergebnis ist in 2 gezeigt. 2 ist ein Diagramm, um die Messung gemäss der zweiten Ausführungsform der Erfindung zu erklären. In 2 bezeichnet die Bezugszahl 11 eine Lichtquelle, die ein 635-nm-Halbleiterlaser ist. Weiter ist ein Photorezeptor 12 auf der Detektorseite durch eine Photodiode implementiert. Weiter wurde der Biosensor 10 gescannt, und die Mengen des an die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte I (5) und II (9) gebundenen Markerreagens wurden als Extinktionen gewonnen, indem das von der Entwicklungsschicht reflektierte und gestreute Licht arithmetisch verarbeitet wurde. Das Messergebnis ist in 3 gezeigt. 3 ist ein Diagramm, das eine gemäss der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemessene Wellenform veranschaulicht. Eine Wellenform, wie sie in 3 gezeigt ist, wird gewonnen, wenn zwei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorliegen, ein Antikörper mit höherer Affinität für den Abschnitt verwendet wird, der bezüglich des Entwicklungsabschnitts, auf den die Probenlösung aufgetropft wird, weiter stromauf liegt, und die Antigenkonzentration konstant ist. In diesem Fall waren die Lichtquelle und der Phororezeptor ortsfest, während der Sensor gescannt wurde. Von der so gewonnenen Wellenform wurde ein Spitzenwert (Reflexionsabsorption) abgelesen. Um eine solche Wellenform zu erhalten, kann die Seite der Lichtquelle manipuliert werden.
Als Nächstes wurden Proben von CRP-haltigem Vollblut mit Serumkonzentrationen von 0,1 mg/dl, 0,3 mg/dl, 1,0 mg/dl, 3,0 mg/dl, 7,0 mg/dl, 17,0 mg/dl, 37,0 mg/dl und 80 mg/dl auf den Biosensor aufgetropft und entwickelt. Die Färbungszustände des Reagenzienimmobilisierungsabschnitts auf dem Biosensor bezüglich der Blutproben mit den entsprechenden CRP-Konzentrationen wurden mit einer Messvorrichtung für Reflexionsabsorption gemessen. Die Extinktionen bei 635 nm wurden gemessen und gegen die entsprechenden CRP-Konzentrationen aufgetragen. Das Ergebnis ist in 4 gezeigt. 4 ist ein Diagramm, das das Ergebnis von Mehrkonzentrationsmessungen nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 4 zeigt die Abszisse die mit einer handelsüblichen Messvorrichtung gemessene CRP-Konzentration, wobei zuvor die für die Messung verwendete Probenlösung zupipettiert worden war. Hier wurden ein Reagens und eine Vorrichtung verwendet, die auf einer Latex-Immunkoagulationsmethode basieren. Die Ordinate zeigt die erhaltenen Extinktionen. Die offenen Symbole zeigen die vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5) erhaltenen Extinktionen, die vollen Symbole zeigen die vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) erhaltenen Extinktionen. Aus 4 ist ersichtlich, dass die beiden Abschnitte unterschiedliche CRP-Reaktionen aufweisen. Als Nächstes wird das Messergebnis unter Bezugnahme auf 5(a) und 5(b) beschrieben. 5(a) ist ein schematisches Diagramm, das einen dynamischen Messbereich gemäss der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, während 5(b) ein schematisches Diagramm ist, das eine Prozonen-Beurteilung gemäss der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 5(a) ist ein schematisches Diagramm des in 4 gezeigten Ergebnisses. Auf 5(a) Bezug nehmend, haben, weil der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I und der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II unterschiedliche CRP-Reaktionen besitzen, diese Abschnitte unterschiedliche Messbereiche für CRP in der Probenlösung. Das Gebiet des dynamischen Bereichs 1, wo die Extinktion mit dem CRP ansteigt, ist nämlich das Messgebiet im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I, und der dynamische Bereich 2 ist das CRP-Messgebiet im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt 2. Indem die Ergebnisse verwendet werden, die vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt 1 und vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt 2 gewonnen wurden, kann der dynamische Messbereich des dynamischen Bereichs 3 realisiert werden. Wenn zum Beispiel im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I die Extinktion A1 oder A4 gewonnen wurde und die Extinktion im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II durch B1 gegeben ist, dann ist es die CRP-Konzentration bei A1; wenn die Extinktion im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II andererseits durch B4 gegeben ist, dann ist es die CRP-Konzentration bei A4. Auf diese Weise kann eine Messung über einen breiten dynamischen Bereich durch eine Einmalmessung in einem einzigen Prüfmuster realisiert werden. Als Nächstes wird der Nachweis eines Prozonen-Phänomens unter Bezugnahme auf 5(b) beschrieben. 5(b) zeigt wie 5(a) schematisch das in 4 gezeigte Messergebnis. Auf 5(b) Bezug nehmend, besitzen, weil der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I und der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II unterschiedliche CRP-Reaktionen aufweisen, diese Abschnitte unterschiedliche Messbereiche für CRP in der Probenlösung. Ein Prozonen-Phänomen wird nachgewiesen, indem dieses Verhalten genutzt wird. In 5(b) zeigt der als ein gefülltes Dreieck angedeutete Punkt B einen Prozonen-Beurteilungsschwellenwert im immunchromatographischen Prüfmuster an. Der Prozonen-Beurteilungsschwellenwert wird wie folgt beschrieben. Wenn zum Beispiel die Extinktion im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I die Werte A1 oder A4 hat, dann hat die Extinktion im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II für A1 den Wert B1, und dieser Wert ist niedriger als der Prozonen-Beurteilungsschwellenwert. Wenn dieser Wert in die Eichkurve im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I substituiert wird, dann weiss man, dass die CRP-Konzentration der Probenlösung A1 ist. Wenn aber die Extinktion im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II den Wert B4 hat, dann ist die CRP-Konzentration höher als Punkt B. Daher wird geurteilt, dass dieser Wert ausserhalb der Eichkurve des Reagenzienimmobilisierungsabschnitts I liegt. Auf diese Weise kann je nachdem, ob die CRP-Konzentration höher oder nicht höher als ein im Voraus festgelegter Schwellenwert ist, geurteilt werden, ob sich der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt im Prozonengebiet befindet oder nicht. Die oben beschriebene Eichkurve ist ein Gebiet, wo die Extinktion mit steigender CRP-Konzentration zunimmt, und ist ein mathematischer Ausdruck, der im Voraus von einer Probenlösung abgeleitet worden war, deren Konzentration bekannt ist, und danach benutzt wird, um aus der gewonnenen Extinktion die CRP-Konzentration einer unbekannten Probenlösung zu berechnen.
(Quantitative Analyse 2 von Vollblut-CRP)
Ein immunchromatographisches Prüfmuster wird hergestellt, das einen durch Immobilisierung eines Anti-CRP-Antikörpers D auf einer Nitrocellulosefolie gewonnenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I, durch Immobilisierung eines Anti-CRP-Antikörpers E auf der Nitrocellulosefolie gewonnene Reagenzienimmobilisierungsabschnitte II und III sowie ein Markerreagens umfasst, das Komplexe von Anti-CRP-Antikörper F und Goldkolloid enthält. Dieses immunchromatographische Prüfmuster ist in 6 gezeigt. In 6 enthält das immunchromatographische Prüfmuster die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte I (5), II (9) und III (14), auf denen Antikörper immobilisiert sind, ein Markerreagens 4 als ein Gebiet, das Komplexe von Anti-CRP-Antikörper F und Goldkolloid enthält und einem Entwicklungs-Anfangspunkt, auf den eine Probenlösung aufgetropft wird, näher liegt als die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte, sowie einen Probenlösungs-Einführungsabschnitt 1. Dieses immunchromatographische Prüfmuster wird wie folgt hergestellt.
a) Herstellung des immunchromatographischen Prüfmusters
Eine Lösung von Anti-CRP-Antikörper D, die zur Steuerung der Konzentration mit einer Phosphatpufferlösung verdünnt worden war, wurde hergestellt. Diese Antikörperlösung wurde unter Verwendung einer Lösungsabgabevorrichtung auf eine Nitrocellulosefolie aufgebracht. Dadurch wird eine Antikörperimmobilisierungslinie I als ein Reagenzienimmobilisierungsabschnitt auf der Nitrocellulosefolie gewonnen. Als Nächstes wurde ein Anti-CRP-Antikörper E, der eine niedrigere Affinität als der für die Antikörperimmobilisierungslinie I verwendete Antikörper besitzt, auf einen Abschnitt, der 2 mm davon entfernt stromab vom Probenlösungs-Einführungsabschnitt lag, sowie auf einen Abschnitt, der weitere 2 mm davon entfernt lag, aufgebracht, wodurch eine Reagenzienimmobilisierungslinie II und eine Reagenzienimmobilisierungslinie III gewonnen wurden. Nachdem sie trocken geworden war, wurde die Nitrocellulosefolie in eine Tris-HCl-Pufferlösung eingetaucht, die 1% Magermilch enthielt, und während 30 Minuten gelinde geschüttelt. Dreissig Minuten später wurde die Folie in ein Gefäss mit Tris-HCl-Pufferlösung überführt und während 10 Minuten gelinde geschüttelt, und danach wurde die Folie während weiterer 10 Minuten in einem weiteren Tris-HCl-Pufferlösungsgefäss gelinde geschüttelt, um dadurch die Folie zu waschen. Nach zweimaligem Waschen wurde die Folie aus dem Lösungsgefäss genommen und bei Zimmertemperatur getrocknet.
Das Goldkolloid wurde hergestellt, indem eine 1-%ige Citronensäurelösung zu einer sauren 0,01 Goldchloridlösung hinzugefügt wurde, die unter Rückfluss auf 100°C erhitzt wurde. Nachdem der Rückfluss während 30 Minuten fortgesetzt worden war, wurde die Lösung auf Zimmertemperatur abgekühlt. Dann wurde der Anti-CRP-Antikörper C zu der Goldkolloidlösung hinzugefügt, die mit einer 0,2 M Kaliumcarbonatlösung auf pH 9 eingestellt worden war, und die Lösung wurde mehrere Minuten lang geschüttelt. Dann wurde eine 10-%ige BSA- (bovine serum albumin: Rinderserumalbumin) Lösung von pH 9 der Lösung in einer solchen Menge zugesetzt, dass die Endkonzentration 1% wurde, und die Lösung wurde gerührt, um dadurch einen Antikörper-Goldkolloid-Komplex (Marker-Antikörper) als ein nachzuweisendes Material herzustellen. Die Markerantikörperlösung wurde während 50 Minuten bei 4°C einer Zentrifugierung bei 20 000 g unterworfen, um den Markerantikörper zu isolieren. Der Markerantikörper wurde dann in einer Wasch- und Pufferlösung (Phosphatpufferlösung mit 1% BSA) aufgeschlämmt und unter den oben erwähnten Bedingungen zentrifugiert, um dadurch den Markerantikörper zu waschen und zu isolieren. Der Markerantikörper wurde in einer Wasch- und Pufferlösung aufgeschlämmt und mit einem 0,8-μm-Filter gefiltert. Danach wurde die gewonnene Markerantikörperlösung in einer Menge zubereitet, die ein Zehntel der ursprünglichen Goldkolloidlösung betrug, und bei 4°C aufbewahrt. Die Goldkolloid-Markerantikörperlösung wurde in eine Lösungsabgabevorrichtung gegeben und so auf von den Immobilisierungslinien I, II und III beabstandete Teile der trockenen Folie mit immobilisiertem Anti-CRP-Antikörper D und immobilisiertem Anti-CRP-Antikörper E aufgegeben, dass eine Lagebeziehung des Markerantikörpers, der Immobilisierungslinie I, der Immobilisierungslinie II und der Immobilisierungslinie III in dieser Reihenfolge vom Anfangsort der Aufgabe der Probenlösung erhalten wurde, und danach wurde die Folie im Vakuum gefriergetrocknet. Dadurch wurde ein Reaktionsschichtträger gewonnen, der das Markerreagens auf der Immobilisierungsfolie besitzt.
Als Nächstes wird der Reaktionsschichtträger mit dem zubereiteten Markerreagens auf einem Substrat befestigt, das aus 0,5 mm dickem, weissem PET bestand, und das Substrat wurde in Abschnitte (Muster) von 5,0 mm zerschnitten. Nach dem Zerschneiden wurde ein 100 μm dickes, durchsichtiges Band vom Markerantikörperhalteabschnitt bis zum Endabschnitt um jedes Muster gewunden. Dann wurde ein einen Raum bildendes Element, das durch Laminieren von 100 μm dickem durchsichtigem PET erhalten worden war, auf einem zentralen Teil des Anfangsabschnitts, um den kein durchsichtiges Band gewunden worden war, befestigt, wodurch ein Raumabschnitt (5,0 mm breit × 12,0 mm lang × 0,5 mm hoch) gebildet wurde. Eine auf 1,5 M eingestellte Kaliumchloridlösung wurde auf das den Raum bildende Element aufgetropft, danach wurde das den Raum bildende Element sofort mit flüssigem Stickstoff gefroren, um gefriergetrocknet zu werden, wodurch das den Raum bildende Element mit dem Abschnitt gebildet wurde, der den Schrumpfmittelhalteabschnitt besitzt, wo Kaliumchlorid im trockenen Zustand gehalten wird. So wurde das immunchromatographische Prüfmuster hergestellt.
b) Zubereitung des Musters
Menschenblut, dem EDTA·2K als ein Antikoagulans zugesetzt worden war, wurde auf einen Hämatokritwert von 45% eingestellt. Diesem Blut wurden CRP-Lösungen bekannter Konzentration zugesetzt, um CRP-haltiges Blut unterschiedlicher, bekannter Konzentration zuzubereiten.
c) Messung des Färbungsgrades auf dem Prüfmuster
Im Biosensor wurden etwa 50 μl CRP-haltiges Vollblut auf den Probeneinführungsabschnitt aufgebracht und in Richtung auf den Absorptionsabschnitt entwickelt, um eine Antigen-Antikörper-Reaktion zu bewirken und dadurch eine Farbreaktion auf dem Antikörperimmobilisierungsabschnitt zu erhalten. Der Färbezustand fünf Minuten nach Aufbringen des Musters auf den Biosensor wurde in der gleichen Weise gemessen, wie für die in 2 gezeigte, quantitative Analyse von Vollblut-CRP beschrieben. Ein Messergebnis ist in 7 gezeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine gemäss der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemessene Wellenform veranschaulicht. Eine Wellenform, wie sie in 7 gezeigt ist, wird gewonnen, wenn drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorliegen, ein Antikörper mit höherer Affinität für den Abschnitt verwendet wird, der bezüglich des Entwicklungsabschnitts, auf den die Probenlösung aufgetropft wird, weiter stromauf liegt, der gleiche Antikörper für die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte II und III verwendet wird und die Antigenkonzentration konstant ist. In diesem Fall waren die Lichtquelle und der Photorezeptor ortsfest, während der Sensor gescannt wurde. Von der so gewonnenen Wellenform wurde ein Spitzenwert (Reflexionsabsorption) abgelesen. Um eine solche Wellenform zu erhalten, kann die Seite der Lichtquelle manipuliert werden.
Als Nächstes wurden Proben von CRP-haltigem Vollblut mit Serumkonzentrationen von 0,1 mg/dl, 0,3 mg/dl, 0,6 mg/dl, 1,0 mg/dl, 3,0 mg/dl, 6,0 mg/dl, 10,0 mg/dl, 15,0 mg/dl, 20,0 mg/dl und 30,0 mg/dl auf den Biosensor aufgetropft und entwickelt. Die Färbungszustände des Reagenzienimmobilisierungsabschnitts auf dem Biosensor bezüglich der Blutproben mit den entsprechenden CRP-Konzentrationen wurden mit einer Messvorrichtung für Reflexionsabsorption gemessen. Die Extinktionen bei 635 nm wurden gemessen und gegen die entsprechenden CRP-Konzentrationen aufgetragen. Das Ergebnis ist in 8 gezeigt. 8 ist ein Diagramm, das das Ergebnis von Mehrkonzentrationsmessungen nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 8 zeigt die Abszisse die mit einer handelsüblichen Messvorrichtung gemessene CRP-Konzentration, wobei zuvor die für die Messung verwendete Probenlösung zupipettiert worden war. Hier wurden ein Reagens und eine Vorrichtung verwendet, die auf einer Latex-Immunkoagulationsmethode basieren. Die Ordinate zeigt die erhaltenen Extinktionen. Die offenen Kreise zeigen die vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (5) erhaltenen Extinktionen, die vollen Kreise zeigen die vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (9) erhaltenen Extinktionen, und die offenen Dreiecke zeigen die vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (14) erhaltenen Extinktionen. Aus 8 ist ersichtlich, dass die jeweiligen Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche CRP-Reaktionen aufweisen. Als Nächstes wird das Messergebnis unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
9 ist ein schematisches Diagramm, das das Messergebnis gemäss der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, d.h. das in 8 gezeigte Ergebnis. Auf 9 Bezug nehmend, haben, weil der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I und der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III) unterschiedliche CRP-Reaktionen besitzen, diese Abschnitte unterschiedliche Messbereiche für CRP in der Probenlösung. Des Weiteren haben sogar die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte II und III, die die gleiche Affinität besitzen, unterschiedliche CRP-Reaktionen. In 9 kann, wenn die CRP-Konzentration einen Wert von A besitzt, ein Signal nur im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (A1) erhalten werden. In diesem Falle kann die CRP-Messung ausgeführt werden, indem der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I verwendet wird. Wenn die CRP-Konzentration den Wert B besitzt, werden Signale vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (B1) und vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (B3) erhalten. In diesem Konzentrationsbereich wird aber vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II kein Signal erhalten. Daher weiss man aus diesen Beziehungen, dass das vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I erhaltene Signal kein Prozonengebiet im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I, sondern ein lineares Regressionsgebiet ist. Als Nächstes werden bei Werten der CRP-Konzentration von C, D oder E Signale von allen drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitten erhalten, nämlich C1 bis C3, D1 bis D3 bzw. E1 bis E3. In diesem Falle weiss man, dass der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt I (C1, D1, E1) bereits im Prozonengebiet liegt, daher gibt es Signale vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (C2, D2, E2) und vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (C3, D3, E3). Als Nächstes wird eine Beschreibung der CRP-Konzentration C, der CRP-Konzentration D und der CRP-Konzentration E gegeben. Bei der CRP-Konzentration C werden Signale von allen drei Abschnitten erhalten, und ein genügend grosser Unterschied besteht zwischen dem Signal vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (C2) und dem Signal vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (C3). In diesem Falle kann die CRP- Konzentration berechnet werden, indem der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III verwendet wird. Die Signale vom Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II (D2, E2) und dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III (D3, E3) bei der CRP-Konzentration D und der CRP-Konzentration E nähern sich einander von der CRP-Konzentration D zur CRP-Konzentration E. Wenn gewünscht wird, den dynamischen Messbereich breit zu nutzen, kann der Beziehung dieser sich einander nähernden Abschnitte zufolge der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt III verwendet werden, um die CRP-Konzentration bis zum Punkt C zu gewinnen, während der Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II verwendet werden kann, um die CRP-Konzentration jenseits des Punktes C zu gewinnen. Obwohl dies allein mit dem Signal im Reagenzienimmobilisierungsabschnitt II möglich erscheint, könnte dieses, wenn eine sehr hohe Anti-CRP-Konzentration verwendet wird, die in 9 nicht gezeigt wird, zu einem ähnlichen Signal herabgemindert werden. Es ist möglich, präzise zu urteilen, ob ein messbares Gebiet (ein Abschnitt in 9, der sich linear mit der CRP-Konzentration verändert) oder ein Gebiet mit überschüssigem Antigen. Wenn des Weiteren die CRP-Konzentration einen Wert von E oder höher besitzt, kann es, da alle Signale sehr nahe beieinander liegen, in diesem Messsystem als ein Prozonengebiet beurteilt werden. Da drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorliegen und zwei Arten von Reagens für die Immobilisierung verwendet werden, können Messungen mit einem einzigen Biosensor an einer Probenlösung mit unbekannter Analytkonzentration unglaublicherweise über einen breiteren dynamischen Messbereich hinweg ausgeführt werden, und ausserdem kann durch den Prozonennachweis und dergleichen eine genaue Messung realisiert werden. Während in diesem zweiten Beispiel Reagenzienimmobilisierungsabschnitte an drei Positionen vorgesehen sind, bedarf es keiner Erwähnung, dass durch den Benutzer mehr Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorgesehen oder die Beziehungen zwischen den betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitten bezüglich der zu verwendenden Antikörperaffinitäten verändert werden können. Die oben beschriebenen Signale sind Signale von dem an die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte gebundenen Markerreagens, und diese Signale lassen sich wie gewünscht visuell beobachten. Für eine genauere Messung wird aber bevorzugt, dass ein Detektor verwendet wird, wie er in diesem Beispiel beschrieben wird.
Als eine Biovorrichtung gemäss den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Biosensor verwendet, der ein Chromatographiematerial enthält, das aus einem beliebigen porösen Träger wie Nitrocellulose oder Glasfaserfilter besteht. Der aus einem solchen Material bestehende Biosensor hat die Funktion, analytisch ein konkretes Material nachzuweisen, indem ein willkürliches Messprinzip wie eine Antigen-Antikörper-Reaktion verwendet wird, um das Material qualitativ oder quantitativ zu analysieren.
Während in diesem Beispiel ein Biosensor, bei dem ein Markerreagens und ein Reagenzienimmobilisierungsabschnitt auf der gleichen Nitrocellulosefolie vorliegen, verwendet wird, kann des Weiteren ein Markerreagens auf ein tragendes Element aufgebracht werden, das von einem anderen porösen Träger als Nitrocellulose gehalten wird, zum Beispiel von einem Faservlies. Während Goldkolloid als ein Marker verwendet wird, der das Markerreagens darstellt, kann ein jegliches Material verwendet werden, wenn es nur eine Änderung vor und nach der Reaktion liefert, zum Beispiel können ein färbendes Material, ein fluoreszierendes Material, ein phosphoreszierendes Material, ein leuchtendes Material, ein Oxidations-Reduktions-Material, ein Enzym, eine Nucleinsäure oder ein endoplasmatisches Retikulum verwendet werden.
Während des Weiteren in diesem Beispiel ein einziger Markerreagenzienabschnitt und mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte verwendet werden, liegt der Markerreagenzienabschnitt nicht notwendigerweise an ein und derselben Stelle, und der Biosensor kann aus einer Kombination mehrerer Reagenzienimmobilisierungsabschnitte und mehrerer Reagenzien bestehen. Zum Beispiel kann der Biosensor so aufgebaut sein, dass ein Markerreagens an der stromauf gelegenen Seite jedes Reagenzienimmobilisierungsabschnitts unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten vorgesehen wird. Obwohl in diesem Falle die Technik des Aufbaus in der Herstellung kompliziert ist, kann eine willkürliche Anzahl von Markerreagenzien an willkürlichen Positionen vorgesehen werden.
Beispiele für zu messende Probenlösungen sind Wasser, wässrige Lösung, Körperflüssigkeit wie Harn, Blut, Blutplasma, Blutserum oder Speichel, eine Lösung, in der ein Feststoff, ein Pulver oder ein Gas aufgelöst ist, und dergleichen. Anwendungsbeispiele für diese Probenlösungen sind Harnanalyse, Schwangerschaftstest, Wasseruntersuchung, Stuhluntersuchung, Bodenanalyse Nahrungsmittelanalyse und dergleichen. Während in dieser zweiten Ausführungsform C-reaktives Protein (CRP) als Beispiel eines Analyten verwendet worden ist, kann der Analyt des Weiteren auch ein Antikörper, Immunglobulin, Hormon, Protein und Proteinabkömmling wie Enzym und Peptid, ein Bakterium, ein Virus, Eumyceten, Mykoplasma, ein Parasit und ein infizierendes Material wie z.B. ein Produkt oder ein Bestandteil eines Parasiten, eine chemische Droge wie Heilmedikament und Suchtdroge oder ein Tumormarker sein. Konkret kann der Analyt zum Beispiel ein humanes chorionisches Gonadotropin (hCG), ein luteinisierendes Hormon (LH), ein thyreoideastimulierendes Hormon, ein Follikelhormon, ein Parathormon, ein adrenocorticotropisches Hormon, Estradiol, prostataspezifisches Antigen, Hepatitis B-Oberflächenantigen, Myoglobin, CRP, kardiales Troponin, HbAlc, Albumin oder dergleichen sein. Anwendungen für diese Analyten umfassen des Weiteren Umweltanalysen wie Wasseruntersuchung und Bodenanalyse, Nahrungsmittelanalyse und dergleichen. Gemäss den oben beschriebenen Ausführungsformen kann eine einfache, schnelle, hochempfindliche und effiziente Messung hoher Präzision realisiert werden, die den Nachweis von Prozonengebieten ermöglicht. Des Weiteren kann eine einfache, schnelle, hochempfindliche und effiziente Einschritt-Messung mit einem genügend breiten dynamischen Bereich für die Analytkonzentration realisiert werden.
ANWENDBARKEIT IN DER INDUSTRIE
Ein Biosensor, der Immunchromatographie verwendet, und ein Messverfahren, das den Biosensor gemäss vorliegender Erfindung verwendet, können eingesetzt werden, um einfache, präzise und rasche Messungen auf verschiedenen Gebieten auszuführen, die nicht nur medizinische Diagnosesituationen wie zum Beispiel klinische Gebiete umfassen, sondern auch die Gebiete der Nahrungsmittelhygiene, der Umweltmessungen und dergleichen.

Claims

Biosensor mit einer Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung sowie mit einem auf einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisierten Reagenzienabschnitt und einem markierten Reagenzienabschnitt, der durch einen Teil der Entwicklungsschicht in einem trockenen Zustand gehalten wird, aber durch die Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, wobei der Biosensor einen Analyten in der Probenlösung qualitativ und quantitativ analysiert, indem die Menge des am Reagenzienimmobilisierungabschnitt gebundenen Markerreagens gemessen wird; worin mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind, die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten auf das gleiche Material ansprechen und die Reagenzien selbst in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens unterschiedliche Affinitäten besitzen.
Biosensor, der eine Vorrichtung mit einer Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung ist und einen auf einem Teil der Entwicklungsschicht immobilisierten Reagenzienabschnitt sowie einen markierten Reagenzienabschnitt umfasst, der durch einen Teil der Entwicklungsschicht in einem trockenen Zustand gehalten wird, aber durch die Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann, und der einen Probenaufbringungsabschnitt, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, sowie den Markerreagenzienabschnitt und den Reagenzienimmobilisierungsabschnitt besitzt, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, wobei der Biosensor einen Analyten in der Probenlösung qualitativ und quantitativ analysiert, indem die Menge des am Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebundenen Markerreagens gemessen wird; worin mehrere Reagenzienimmobilisierungsabschnitte vorhanden sind, die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten auf das gleiche Material ansprechen und die Reagenzien selbst in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens unterschiedliche Affinitäten besitzen.
Biosensor, wie in Anspruch 1 oder 2 definiert, worin die in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten immobilisierten Reagenzien Antikörper sind, der Analyt in der Probenlösung ein Antigen ist und ein Antikörper, der eine höhere Affinität für den Analyten in der Probenlösung oder das Markerreagens besitzt, im Reagenzien immobilisierungsabschnitt immobilisiert ist, der sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, weiter stromauf befindet.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert, worin die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten monoklonale Antikörper sind.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert, worin der Analyt in der Probenlösung quantitativ analysiert wird, indem die Menge des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen wird.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definiert, worin ein Prozoneneffekt erkannt wird, indem die Menge des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen wird.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, worin unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen wird, das in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf bezüglich des Abschnitts befindet, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, wodurch der Analyt in der Probenlösung gemessen wird; und die Mengen des Markerreagens, das in den anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebunden ist, ebenfalls gemessen werden und auf der Grundlage der Ergebnisse der jeweiligen Messungen der gemessene Wert der Menge des Markerreagens, das in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf befindet, einer Prozonenbeurteilung unterworfen wird.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definiert, worin die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens besitzen, wodurch die betreffenden Reagenzienimmobilisierungsabschnitte unterschiedliche dynamische Bereiche für die Messung der Konzentration des Analyten in der Probenlösung besitzen.
Biosensor, wie in Anspruch 8 definiert, worin die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens besitzen, wodurch der dynamische Bereich für die Messung der Konzentration des Analyten in der Probenlösung vergrössert wird.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, worin die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten das gleiche Epitop erkennen.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, worin die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in zwei Positionen vorliegen.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert, worin die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte miteinander in Berührung stehen.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 12 definiert, worin in der Entwicklungsschicht ein seitliches Strömungssystem verwendet wird, die mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in Linien entlang einer zur Richtung der Entwicklung der Probenlösung senkrechten Richtung immobilisiert sind, die Linienbreite 0,5 bis 2,0 mm beträgt und die Intervalle zwischen den Linien der mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitte 1,0 mm oder mehr betragen.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 13 definiert, worin sich alle Reagenzien einschliesslich des Markerreagens und der immobilisierten Reagenzien in ihren trockenen Zuständen befinden.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 definiert, worin die Probenlösung Urin, Speichel oder Blut ist.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 15 definiert, der für Immunchromatographie verwendet wird.
Messverfahren, in dem ein Biosensor verwendet wird, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 16 definiert ist, worin die Mengen des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen werden, wodurch der Analyt in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ analysiert wird.
Messverfahren, in dem ein Biosensor verwendet wird, der eine Entwicklungsschicht zur Entwicklung einer Probenlösung besitzt und mehrere Reagenzienabschnitte, die auf Teilen der Entwicklungsschicht immobilisiert sind, sowie einen Reagenzienabschnitt umfasst, der markiert und durch einen Teil der Entwicklungsschicht gehalten wird und durch Entwicklung der Probenlösung aufgelöst werden kann; worin die Reagenzien in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten auf das gleiche Material ansprechen und die Reagenzien selbst in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten unterschiedliche Affinitäten für den Analyten in der Probenlösung bzw. das Markerreagens besitzen und die Mengen des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen werden, wodurch der Analyt in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ analysiert wird.
Messverfahren, wie in Ansprüchen 17 oder 18 definiert, worin im Verfahren für die Messung der Mengen des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens eine elektromagnetische Welle benutzt wird.
Messverfahren, wie in Ansprüchen 17 oder 19 definiert, worin im Verfahren für die Messung der Mengen des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens eine gestreute elektromagnetische Welle gemessen wird, die erhalten wird, wenn eine elektromagnetische Welle reflektiert wird.
Messverfahren, wie in einem der Ansprüche 17 bis 20 definiert, worin eine für die Messung verwendete Quelle elektromagnetischer Wellen bezüglich des Biosensors oder der Biosensor bezüglich der Quelle elektromagnetischer Wellen gescannt wird, wodurch die Mengen des in den Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen werden.
Messverfahren, wie es in einem der Ansprüche 17 bis 21 definiert wird, das einen Biosensor verwendet und bei dem Reflexionsabsorption gemessen wird, worin eine Lichtquelle in Übereinstimmung mit den mehreren linienförmigen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten linienförmig ist und die Linienbreite der Lichtquelle 1,0 mm oder kleiner ist.
Messverfahren, wie in einem der Ansprüche 17 bis 22 definiert, worin die Mengen des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen werden und dadurch eine Prozonenbeurteilung ausgeführt wird.
Messverfahren, wie in einem der Ansprüche 17 bis 23 definiert, worin unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen wird, das in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf bezüglich des Abschnitts befindet, auf den die Probenlösung aufgegeben wird; die Mengen des Markerreagens, das in den anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebunden ist, ebenfalls gemessen werden; und auf der Grundlage der Ergebnisse der jeweiligen Messungen der gemessene Wert der Menge des Markerreagens, das in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf befindet, einer Prozonenbeurteilung unterworfen wird.
Messverfahren, wie in einem der Ansprüche 17 bis 24 definiert, worin unter den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten die Menge des Markerreagens gemessen wird, das in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt gebunden ist, der sich am weitesten stromauf bezüglich des Abschnitts befindet, auf den die Probenlösung aufgegeben wird; die Mengen des Markerreagens, das in den anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebunden ist, ebenfalls gemessen werden; durch eine arithmetische Verarbeitung geurteilt wird, ob jedes der Messergebnisse innerhalb des Messbereichs der Bindungsmenge des Markerreagens in dem am weitesten stromauf gelegenen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt oder innerhalb eines Messbereichs der Bindungsmenge des Markerreagens in einem anderen Reagenzienimmobilisierungsabschnitt liegt; und eine der Bindungsmengen des Markerreagens als ein Messergebnis verwendet wird.
Messverfahren, wie in einem der Ansprüche 17 bis 25 definiert, worin die Messung eine Einschritt-Immunchromatographie ist, die durch die Operation des Aufbringens der Probenlösung begonnen wird.
Biosensor, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12 bis 16 definiert, worin die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vorliegen.
Biosensor, wie in Anspruch 27 definiert, worin das Reagens in dem Reagenzienimmobilisierungsabschnitt, der sich am weitesten stromauf bezüglich des Abschnitts befindet, auf den die Probenlösung aufgegeben wird, die grösste Affinität für den Analyten in der Probenlösung oder für das Markerreagens besitzt und wo die Reagenzien im zweiten und dritten Reagenzienimmobilisierungsabschnitt die gleiche Affinität besitzen.
Messverfahren, wie in einem der Ansprüche 17 bis 26 definiert, worin die Reagenzienimmobilisierungsabschnitte in drei Positionen vorliegen.
Messverfahren, das einen Biosensor verwendet, wie er in Anspruch 28 definiert wird, worin die Mengen des in den mehreren Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebundenen Markerreagens gemessen werden, wodurch der Analyt in der Probenlösung qualitativ oder quantitativ analysiert wird.
Messverfahren, wie in Anspruch 30 definiert, worin unter den drei Reagenzienimmobilisierungsabschnitten ein Prozonengebiet auf der Grundlage der Mengen von Markerreagens erkannt wird, die in den beiden Reagenzienimmobilisierungsabschnitten gebunden sind, die sich bezüglich des Abschnitts, auf den die Probenlösung aufgebracht wird, weiter stromab befinden.