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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein markiertes Konjugat, das eine
markierte immunchemische Komponente umfasst, die für Immuntests
geeignet ist, mehr spezifisch ein Enzym-markiertes spezifisches
Konjugat, wobei ein spezifischer bindender Stoff und ein Enzym an
einem Träger
immobilisiert sind, ein Verfahren zum Nachweis eines Analyten, wobei
das Enzym-markierte spezifische Konjugat verwendet wird, und einen Test-Streifen,
wie in den anhängenden
Ansprüchen
1–26 definiert.
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Als
eines der Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung eines
Antigens oder eines Antikörpers, unter
Verwendung der hohen Spezifität
und Nachweis-Sensitivität
einer Antigen-Antikörper-Reaktion,
kennt man einen markierten Immuntest, in dem ein Antigen oder ein
Antikörper
verwendet wird, der mit einer Substanz markiert ist, die leicht
abgespalten und nachgewiesen werden kann. Ein markiertes Antigen
oder ein markierter Antikörper,
wie er in diesem Verfahren verwendet wird, wird im Allgemeinen durch
Bindung einer Markierung an ein Antigen oder einen Antikörper erhalten
(hierin nachfolgend als "markiertes
Antigen" bzw. "markierter Antikörper" bezeichnet). Eine
solche Bindung wurde herkömmlicherweise
mit Hilfe einer Quervernetzung durchgeführt. Ein herkömmliches
Verfahren beinhaltet jedoch die Quervernetzung von Antigenen oder Antikörpern miteinander
oder die Quervernetzung von Markierungen miteinander, derart dass
ein Anteil zunimmt, der nicht zu der Herstellung eines markierten
Antigens oder eines markierten Antikörpers beiträgt. Demgemäß ist der Produktionsertrag
niedrig und die Bindungsdichte der Markierung an das Antigen oder
den Antikörper
wird ebenfalls ausgesprochen gering, so dass dessen Funktion als
eine Markierung erniedrigt wird. Zusätzlich hängt die Menge der Markierung,
die in der Lage ist, an ein Antigen oder einen Antikörper zu
binden, von der molekularen Größe der Markierung
ab. In einem herkömmlichen
Verfahren, das eine direkte Verknüpfung einer Markierung mit
einem Antigen oder einem Antikörper
verwendet, gibt es einen Nachteil dahingehend, dass die Aktivität, Funktionalität und Spezifität des Antigens
oder des Antikörpers
wahrscheinlich verloren gehen.
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Da
es unmöglich
ist, eine Vielzahl von Positionen gleichzeitig zu bestimmen, ist
es darüber
hinaus erforderlich, die Bestimmung mit einer Vielzahl von Kits
durchzuführen,
die parallel angeordnet sind.
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Andererseits
kann der Nachweis eines pathogenen Mikroorganismus wie E. coli 0157,
der kürzlich große Besorgnis
erregte, in einem Lebensmittel oder in einem Individuum zeitaufwändig sein
und komplizierte Verfahren erfordern. Zusätzlich kann bei einigen Erkrankungen
eine schnellere Diagnose erforderlich sein. Für eine solche Diagnose werden
verschiedene Immuntests wie ein markierter Immuntest wie vorstehend
beschrieben, in geeigneter Weise verwendet. Kürzlich fiel eine Immunchromatographie
auf, da diese ein schnelles und einfaches Immuntest-Verfahren bereitstellt.
Dieses Verfahren beinhaltet zum Beispiel einen nachfolgend beschriebenen
Prozess. Ein Antigen wie eine Bakterienzelle wird zu einem Wasserabsorbierenden
Substrat gegeben, auf das ein Antikörper (erster Antikörper) aufgetragen
ist und dann einige gesaugt wird, wobei dem ersten Antikörper erlaubt
wird, das Antigen abzufangen bzw. zu binden. Nachfolgend wird ein
markierter Antikörper
(zweiter Antikörper),
der spezifisch an das Antigen bindet, zu dem Wasserabsorbierenden
Substrat zugegeben und dann eingesaugt, wobei das Antigen gebunden
wird, das bereits von dem Antikörper
gefangen worden war. Schließlich
wird ein immunologischer Komplex (erster Antikörper-Antigen-zweiter Antikörper-Markierung),
der sich an der Antikörper-Bindungsstelle
auf dem Wasserabsorbierenden Substrat gebildet hat, optisch bestätigt. Neben
dem Vorstehenden wird ein EIA (Enzym-Immuntest) oder ein Verfahren,
das eine Sonde verwendet, ebenfalls benutzt; bis jetzt wurde jedoch
noch kein Verfahren etabliert, das befriedigend einfach, schnell
und/oder sensitiv ist. JP-A-32
69 362 offenbart ein Immuntest-Reagens, das aus Wasser-dispergierenden Latex-Partikeln
besteht, die einen Antikörper
und ein Enzym auf ihrer Oberfläche
immobilisiert haben, wobei das Enzym ein hydrolytisches Enzym ist,
dessen Funktion es ist, die Zellen für die Freisetzung von intrazellulärem Material
zu lysieren. WO-A-93/15230 offenbart ein Nachweisverfahren, das
auf der Verwendung eines Teststreifens beruht und das in der Abfangregion
die Bindung eines löslichen
Komplexes aus einem Konjugat, das aus einem Latex-Partikel besteht,
das ein Enzymmarkiertes spezifisches Mitglied daran angeheftet hat,
und aber dem Analyt an einen unmarkierten spezifischen Bindungspartner,
der an den porösen
Streifen angeheftet ist, umfasst.
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Ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein markiertes Konjugat
bereitzustellen, das eine markierte immunchemische Komponente besitzt,
die für
einfache, schnelle und hochgradig sensitive Immuntests geeignet
ist.
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Ein
anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren
zum Nachweis eines Analyten bereitzustellen, wobei ein Enzym-markiertes
spezifisches Konjugat wie ein markiertes Konjugat und ein Teststreifen
verwendet werden.
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Diese
und andere Gegenstände
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
offensichtlich sein.
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Als
ein Ergebnis intensiver Untersuchungen im Hinblick auf die vorstehenden
Probleme gelang es den Erfindern der vorliegenden Erfindung, ein
neues Verfahren zum Nachweis eines Analyten, das hinsichtlich der Einfachheit,
der Sensitivität
und der Schnelligkeit außerordentlich
ist, indem es ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat verwendet,
bei dem es sich um ein markiertes Konjugat, in dem ein Enzym als
Markierung über einen
Träger
mit einer spezifischen bindenden Substanz verknüpft ist handelt und einen Teststreifen,
der dafür eingesetzt
wurde, zu finden.
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Demgemäß betrifft
die vorliegende Erfindung:
- [1] ein markiertes
Konjugat, umfassend in Wasser-dispergierbare
Polymerpartikel als Träger,
mindestens eine immunchemische Komponente, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Antigenen, Haptenen, Antikörpern und
Oligonucleotiden, und ein Enzym, wobei die immunchemische Komponente
und das Enzym auf einer Oberfläche
des Trägers
immobilisiert sind und wobei die Gesamtmenge der immobilisierten immunchemischen
Komponente und des immobilisierten Enzyms zwischen 5 und 200 mg
pro 1 g der in Wasser dispergierbaren Polymerpartikel bezogen auf
die Trockenmasse liegt;
- [2] ein Verfahren zum Nachweis eines Analyten, das die folgenden
Schritte umfasst:
- (1) Bildung eines Komplexes aus
- (a) einem Enzymmarkierten sepzifischen Konjugat, erhalten durch
Verbinden eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes,
der in der Lage ist, spezifisch an einen Analyten zu binden, mittels
eines Trägers;
und
- (b) dem Analyten,
wobei der resultierende Komplex auf einem
Wasser-absorbierenden
Substrat eingesaugt wird;
- (2) Abfangen bzw. Binden des Komplexes an einer Bindungsregion,
die mit einem zweiten spezifischen bindenden Stoff, der in der Lage
ist, spezifisch an den Analyten zu binden, auf dem Wasser absorbierenden Substrat
immobilisiert ist; und
- (3) Nachweis des gebundenen Komplexes;
- [3] Ein Verfahren zum Nachweis einer Vielzahl von Analyten,
das die folgenden Schritte umfasst:
- (1) Bildung eines Komplexes oder von Komplexen aus:
- (a) einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat, erhalten durch
Verbinden eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes,
der in der Lage ist, spezifisch an einen Analyten zu binden, direkt
oder mittels eines Trägers;
und
- (b) einer Vielzahl unterschiedlicher Analyten, wobei der resultierende
Komplex oder die resultierenden Komplexe auf einem Wasserabsorbierenden
Substrat eingesaugt wird/werden;
- (2) Binden des Komplexes oder der Komplexe an die Vielzahl der
Bindungsregionen auf dem Wasser-absorbierenden Substrat, von denen
jede mit einem zweiten spezifischen bindenden Stoff immobilisiert
ist, der in der Lage ist, spezifisch an einen aus der Vielzahl der
unterschiedlichen Analyten zu binden; und
- (3) Nachweis des oder der gebundenen Komplexe(s).
- [4] Ein Teststreifen, umfassend:
- (a) eine Bindungsregion, angeordnet auf einem Wasser-absorbierenden Substrat,
die einen zweiten spezifischen bindenden Stoff umfasst, der in der
Lage ist, spezifisch an einen Analyten zu binden, wobei der zweite
spezifische bindende Stoff darauf immobilisiert ist;
- (b) eine getrocknete Reagens-Region, umfassend ein Enzym-markiertes spezifisches
Konjugat, das durch Verbinden eines Enzyms und eines ersten spezifischen
bindenden Stoffes mittels eines Trägers erhalten wird, wobei der
Stoff in der Lage ist, spezifisch an den Analyten zu binden, wobei
die getrocknete Reagens-Region so auf dem Wasserabsorbierenden Substrat
angeordnet ist, dass das Enzymmarkierte spezifische Konjugat bei
Kontakt mit Wasser den Bereich verlässt und aufgesaugt wird; und
- (c) einen Probenempfänger,
der an einer stromaufwärts
zur getrockneten Reagens-Region gelegenen Position oder an der gleichen
Position wie die getrocknete Reagens-Region angeordnet ist.
- [5] Einen Teststreifen, umfassend:
- (a) eine Vielzahl von Bindungs-Regionen, angeordnet auf einem
Wasser-absorbierenden Substrat, wobei jede einen zweiten spezifischen
bindenden Stoff umfasst, der in der Lage ist, spezifisch an eine
Vielzahl unterschiedlicher Analyten zu binden, wobei jeder der zweiten
spezifischen bindenden Stoffe darauf immobilisiert ist;
- (b) eine getrocknete Reagens-Region, die ein Enzym-markiertes
spezifisches Konjugat umfasst, das durch Verbinden eines Enzyms
und erster spezifischer bindender Stoffe mittels eines Trägers erhalten
wird, wobei von den Stoffen jeder in der Lage ist, spezifisch an
einen aus der Vielzahl der Analyten zu binden, um einen Komplex
zu bilden, wobei die getrocknete Reagens-Region so auf dem Wasserabsorbierenden
Substrat angeordnet ist, dass das Enzymmarkierte spezifische Konjugat
bei Kontakt mit Wasser den Bereich verlässt und aufgesaugt wird; und
- (c) einen Probenempfänger,
der an einer stromaufwärts
zur getrockneten Reagens-Region gelegenen Position oder an der gleichen
Position wie die getrocknete Reagens-Region angeordnet ist;
- [6] einen Kit zum Testen auf einen Analyten, umfassend:
- (1) einen Teststreifen, umfassend eine Bindungs-Region, angeordnet
auf einem Wasserabsorbierenden Substrat, umfassend einen zweiten
spezifischen bindenden Stoff, der in der Lage ist, spezifisch an
den Analyten zu binden und einen Probenempfänger, der an einer stromaufwärts zur
Bindungsregion gelegenen Position angeordnet ist; und
- (2) ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat, das durch Verbinden
eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes mittels
eines Träger
erhalten wird, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an den
Analyten zu binden; und
- [7] einen Kit zum Testen auf einen Analyten, umfassend:
- (1) einen Teststreifen, der eine Vielzahl von Bindungsregion
umfasst, die auf einem Wasserabsorbierenden Substrat angeordnet
sind, wobei jede einen zweiten spezifischen bindenden Stoff umfasst,
der in der Lage ist, spezifisch an einen aus der Vielzahl der Analyten
zu binden, und einen Probenempfänger,
der an einer stromaufwärts
zur Bindungsregion gelegenen Position angeordnet ist; und
- (2) ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat, das durch Verbinden
eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes mittels
eines Trägers
erhalten wird, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an den
Analyten zu binden.
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Gemäß dem Verfahren
zum Nachweis oder gemäß einem
Teststreifen, wobei ein erfindungsgemäßes Enzymmarkiertes spezifisches
Konjugat verwendet wird, können
Immuntests mit hoher Sensitivität
und hoher Genauigkeit durchgeführt
werden, da ein spezifischer bindender Stoff und ein Enzym mit einem
aktiven Zustand in spezifischen Mengen auf der Oberfläche eines
Trägers
immobilisiert werden, so dass dort ein Analyt oder eine Vielzahl
von unterschiedlichen Analyten nachgewiesen werden kann. Darüber hinaus
kann dieses Enzymmarkierte spezifische Konjugat leicht hergestellt
und aufgereinigt werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der ausführlichen Beschreibung, die
hierin nachfolgend bereitgestellt wird, und der begleitenden Zeichnungen
vollständiger
verstanden werden, wobei:
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1 ist eine schematische
Darstellung, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine schematische
Darstellung, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 ist eine schematische
Darstellung, die noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 ist eine schematische
Darstellung, die noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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5 ist eine schematische
Darstellung, die noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Die
Bezugnummern in jeder der 1 bis 5 sind wie folgt:
1 ist
ein Wasserabsorbierendes Substrat, 2 eine Bindungsregion, 3 eine
getrocknete Reagens-Region und 4 ein Probenempfänger.
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Das
Verfahren zum Nachweis gemäß der vorliegenden
Erfindung ist durch die Verwendung eines Enzymmarkierten spezifischen
Konjugats, das durch Verbinden eines Enzyms und eines ersten spezifischen
bindenden Stoffes, der in der Lage ist, spezifisch an einen Analyten
zu binden, mittels eines Trägers
erhalten wird, charakterisiert.
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Der
Träger,
der für
das Enzymmarkierte spezifische Konjugat verwendet wird, ist nicht
besonders eingeschränkt,
solange er in der Lage ist, in der vorliegenden Erfindung einen
spezifischen bindenden Stoff und ein Enzym auf seiner Oberfläche zu verbinden.
Der Träger
beinhaltet gewöhnlich
Metallkolloide, Wasserdispergierbare polymere Partikel, Silikone,
Kieselerde, Glas, Diatomeenerde und ähnliches. Von diesen werden die
Metall-Kolloide und die Wasser-dispergierbaren
polymeren Partikel bevorzugt.
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Die
Metall-Kolloide beinhalten zum Beispiel ein Gold-Kolloid und ein Selen-Kolloid.
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Die
Wasserdispergierbaren polymeren Partikel werden durch Emulsions-Polymerisierung
von einem oder mehreren Monomeren hergestellt, von welchem jedes
eine ungesättigte
Doppelbindung besitzt. Brauchbare Monomere beinhalten zum Beispiel
Olefin-Monomere
wie Ethylen und Propylen; Vinyl-Monomere wie Vinylacetat und Vinylchlorid;
Styrolmonomere wie Styrol, Methylstyrol und Chlorstyrol; Methacrylsäureester-Monomere
wie Methylacrylat; Dien-Monomere wie Butadien und ähnliche.
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Die
Wasserdispergierbaren polymeren Partikel, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, beinhalten zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen
Homopolymeren oder Copolymeren der Monomere solche, die mit einem
Modifikator-Monomer
co-polymerisiert wurden, um die resultierenden Partikel mit einer funktionellen
Gruppe oder einer ionischen Gruppe zu versehen oder um die Dispersions-Stabilität der Partikel in
einem wässrigen
Medium zu erhöhen.
Das Modifikator-Monomer beinhaltet Acrylsäure, Methacrylsäure, fluorierte
Methacrylsäureester
wie 2,2,2-Trifluorethylmethylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril,
Acrylamid, Natriumsalz von Styrolsulfonat, Natriumsalz von Sulfpropyl(meth)acrylat,
N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2-Hydroxyethylacrylat,
2-Hydroxyethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat und ähnliche.
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Zusätzlich können in
der vorliegenden Erfindung verschiedene, kommerziell erhältliche
Wasserdispergierbare polymere Partikel ebenfalls vorteilhaft verwendet
werden. Die kommerziell erhältlichen
Wasserdispergierbaren polymeren Partikel beinhalten zum Beispiel
Emulsionen, die Homopolymere und Co-Polymere von Styrol und dessen
Derivaten umfassen, zum Beispiel p-Chlorstyrol, sowie verschiedene
Styrol-Copolymere wie Styrolbutadien-Copolymere und Styrol-acrylnitril-butadien-Copolymere und ähnliche.
In der vorliegenden Erfindung können
auch Homopolymere von langkettigen Alkylestern von (Meth)acrylsäure oder
Derivaten davon sowie Co-Polymere davon mit Methyl(meth)acrylat,
Ethyl(meth)acrylat, Glycidyl(meth)acrylat oder ähnliche verwendet werden. Co-Polymere
von Styrol oder dessen Derivaten wie vorstehend erwähnt mit
einem (Meth)acrylsäureester
oder dessen Derivate, können
ebenfalls verwendet werden. Ebenfalls beispielhaft erläutert sind
Gummis, Nylonarten, Polyurethane, mikrokristalline cellulosen und ähnliche.
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Von
den vorstehend erwähnten
Wasserdispergierbaren polymeren Partikel wird ein Polymer, dessen hauptsächlicher
Bestandteil ein Styrol-Monomer ist, hinsichtlich seiner Partikel-Stabilität bevorzugt,
und es wird bevorzugt, polymere Partikel zu verwenden, die mit einem
Monomer co-polymerisiert sind, das eine Carboxylgruppe besitzt,
wie Acrylsäure
oder Methacrylsäure,
um einen spezifischen bindenden Stoff und ein Enzym zu immobilisieren.
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Die
genauen Arten der einzelnen Monomere werden so ausgewählt, dass
die resultierenden Wasserdispergierbaren polymeren Partikel eine
vorgegebene Übergangs-Temperatur
für Glas
besitzen, derart dass sie während
der Verwendung oder der Aufbewahrung keine Fusionierung oder Aggregation
verursachen, wenn die Wasserdispergierbaren polymeren Partikel verwendet
werden, die mit einem ersten spezifischen bindenden Stoff und einem
Enzym immobilisiert sind. Die Übergangs-Temperatur
der Wasserdispergierbaren polymeren Partikel in Glas beträgt vorzugsweise
10°C oder
mehr, insbesondere Raumtemperatur oder mehr.
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Der
Träger,
der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann gefärbt sein.
In dem Fall, in dem ein gefärbter
Träger
verwendet wird, kann, falls die Konzentration eines Analyten hoch
ist, eine Bestimmung auf der Grundlage der Intensität der Färbung durchgeführt werden,
sogar bevor eine enzymatische Reaktion durchgeführt wird. Der gefärbte Träger, wie
hierin verwendet, ist nicht besonders eingeschränkt, solange die Färbung optisch
nachgewiesen werden kann. Der gefärbte Träger beinhaltet zum Beispiel
Kolloid-Partikel, die aus Metallen wie Gold, Silber und Kupfer hergestellt
sind; Wasser-dispergierbare polymere Partikel die mit Pigmenten
und Farbstoffen wie Sudanblau, Sudanrot IV, Sudan III, Ölorange
und Quinizaringrün
und ähnlichem gefärbt sind.
Hinsichtlich der optischen Bestätigung
ist es bevorzugt, ein Gold-Kolloid und Wasserdispergierbare polymere
Partikel zu verwenden, die mit blauen, roten, grünen oder orangefarbigen Pigmenten
und Fabstoffen gefärbt
sind. Stärker
bevorzugt wird hinsichtlich der Dispergierungs-Stabilität und der
einfachen Anpassung der Nachweis-Sensitivität des Analyten ein blau- oder
rot-gefärbtes Latex
als Wasserdispergierbare polymere Partikel verwendet. Das Enzym-markierte,
spezifische Konjugat, das in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, kann durch Immobilisieren eines ersten spezifischen bindenden
Stoffes und eines Enzyms auf einem Träger wie Wasserdispergierbare
polymere Partikel erhalten werden. Die Partikelgröße der polymeren Partikel
beträgt
unter dem Gesichtspunkt einer einheitlichen Dispersion der Partikel
in einem wässrigen
Medium, um die Sedimentbildung zu verhindern, und einer ausreichenden
Immobilisation des ersten spezifischen bindenden Stoffes und des
Enzyms vorzugsweise 3 μm
oder weniger, mehr bevorzugt 2 μm
oder weniger, und die Partikelgröße beträgt vorzugsweise
0,01 μm
oder mehr, mehr bevorzugt 0,1 μm
oder mehr unter dem Gesichtspunkt einer Erleichterung der Aufreinigung
der Partikel, wenn sie immobilisiert sind.
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Das
Enzym, das in der vorliegenden Erfindung als eine Markierung verwendet
wird, kann jedes beliebige von denjenigen sein, die herkömmlich bei
einem Festphasen-Immuntest verwendet werden. Bei denjenigen, die
konkret beispielhaft erläutert
sind, handelt es sich um Peroxidasen, β-D-Galactosidase, alkalische Phosphatasen,
Glucose-Oxidasen, Luciferase, Esterasen, β-D-Glucuronidase und ähnliche.
Peroxidasen und alkalische Phosphatasen sind diejenigen, die bevorzugt
werden, da sie in der Lage sind, einen stabilen Nachweis mit hoher
Sensitivität
zu erzielen.
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Der
erste spezifische bindende Stoff, der auf den Wasser-dispergierbaren polymeren
Partikel immobilisiert ist, ist nicht besonders eingeschränkt, solange
er spezifisch an einen Analyten bindet. Beispiele dafür sind Antigene,
Haptene, Antikörper,
Oligonucleotide, Effektoren, Rezeptoren, Enzyme, Co-Enzyme, Enzym-Inhibitoren
und ähnliche.
Einer oder mehrere der ersten spezifischen bindenden Stoffe können in
Abhängigkeit von
einem zu testenden Analyten aus denjenigen, die bekanntermaßen in einem
gewöhnlichen
Nachweisverfahren wie einem Sandwich-Verfahren verwendet werden,
sachgemäß ausgewählt werden.
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In
der vorliegenden Erfindung ist eine immunchemische Komponente wie
ein Antigen, ein Hapten oder ein Antikörper besonders bevorzugt. In
anderen Worten, es wird bevorzugt, ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat,
ein markiertes Konjugat, das Wasserdispergierbare polymere Partikel
als einen Träger
umfaßt,
und eine immunchemische Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Antigenen, Haptenen und Antikörpern, die auf der Oberfläche des
Trägers
immobilisiert ist, und ein Enzym, das darauf immobilisiert ist, zu verwenden.
Die gesamte immobilisierte Menge der immunchemischen Komponente
und des Enzyms beträgt,
wie nachfolgend beschrieben, vorzugsweise von 5–200 mg pro 1 g Wasser-dispergierbare
polymere Partikel, bezogen auf die Trockenmasse. In der vorliegenden
Erfindung kann das Enzymmarkierte spezifische Konjugat hierin einfach
als „markiertes
Konjugat" bezeichnet
werden.
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Falls
der spezifische bindende Stoff ein Antigen oder ein Hapten ist,
beinhaltet das Antigen oder Hapten verschiedene Mikroorganismen-Antigene
wie Chlamydia trachomatis, hämolytischen
Streptococcus, Bordetella pertussis, Helicobacter pylori, Leptospira,
Treponema pallidum, Toxoplasma gondii, und Borrelia; und Mycoplasma-Lipid-Antigen,
HA-Antigen, HBc-Antigen, HBe-Antigen, HBs-Antigen, HCV-Antigen und
HIV-Antigen; Haptene, die von den vorstehend erwähnten Antigenen abstammen und ähnliches.
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Falls
der spezifische bindende Stoff ein Antikörper ist, kann der Antikörper ein
monoclonaler Antikörper oder
ein polyclonaler Antikörper
sein. Konkrete Beispiele dafür
beinhalten anti-E. coli-Antikörper,
anti-E. coli 0157-Antikörper, anti-Salmonella-Antikörper, anti-Staphylococcus-Antikörper, anti-Campylobacter-Antikörper, anti-Clostridium
perfringens-Antikörper,
anti-Vibrio parahämolyticus-Antikörper, anti-Verotoxin-Antikörper, anti-menschliches
Transferrin-Antikörper,
anti-menschliches Albumin-Antikörper,
anti-menschliches Immunglobulin-Antikörper, anti-Mikroglobulin-Antikörper, anti-CRP-Antikörper, anti-Troponin-Antikörper, anti-HCG-Antikörper, anti-Chlamydia
trachomatis-Antikörper, anti-Streptolysin-O-Antikörper, anti-Helicobacter
pylori-Antikörper,
anti-β-Glucan-Antikörper, anti-HBe-Antikörper, anti-HBs-Antikörper, anti-Adenovirus-Antikörper, anti-HIV-Antikörper, anti-Rotavirus-Antikörper, anti-RF-Antikörper und ähnliche.
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Wenn
es sich bei dem spezifischen bindenden Stoff um ein Oligonucleotid
handelt, beinhaltet das Oligonucleotid Oligonucleotide, die zu den
Nucleinsäure-Komponenten
komplementär
sind, die von verschiedenen Mikroorganismen, Mycoplasmen und verschiedenen
Viren abstammen, die vorstehend beispielhaft als Antigene erläutert sind.
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Die
Wasserdispergierbaren polymeren Partikel, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, können
alle eine funktionelle Gruppe besitzen, zum Zweck der Immobilisation
eines ersten spezifischen bindenden Stoffes und eines Enzyms auf
dessen Oberfläche,
zum Zweck der Einführung
einse Spacers oder zum Zweck der Erhöhung der Stabilität in einem
Stadium der Wasser-Dispersion. Beispiele für die funktionelle Gruppe sind
eine Carboxylgruppe, Hydroxylgruppe, Glycidylgruppe, Aminogruppe,
Formylgruppe, Carbamoylgruppe, Isothiocyanatgruppe, Azidocarbonylgruppe,
Hydrazidgruppe, saure Anhydridgruppe und ähnliche, wobei der Fall bevorzugt
wird, in dem eine Carboxylgruppe eingebracht wird. Um die Wasser-dispergierbaren polymeren
Partikel herzustellen, die jeweils die vorstehend erwähnte funktionelle
Gruppe besitzen, wird ein Monomer, das eine Carboxylgruppe wie Acrylsäure oder
Methacrylsäure
besitzt; ein Monomer, das eine Hydroxylgruppe wie 2-Hydroxyethylacrylat
oder 2-Hydroxyethylmethacrylat besitzt; oder ein Monomer, das eine Glycidylgruppe
wie Glycidyl-methacrylat besitzt, als eine monomere Komponente verwendet
und einer Emulsions-Co-polymerisation mit anderen co-polymerisierbaren
Monomeren, falls erforderlich, unterzogen so dass Wasserdispergierbare
polymere Partikel erhalten werden können die jeweils eine Carboxylgruppe,
Hydroxylgruppe oder Glycidylgruppe besitzen. Alternativ dazu wird
eine bestimmte Menge der monomeren Komponente polymerisiert, und
danach kann die funktionelle Gruppe in die resultierenden Wasserdispergierbaren
polymeren Partikel eingebracht werden.
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Der
erste spezifische bindende Stoff und/oder das Enzym werden mit Hilfe
einer hydrophoben Bindung (physikalische Adsorption), einer ionischen
Bindung, einer kovalenten Bindung und ähnlichen auf dem Träger immobilisiert,
der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Hinsichtlich der
Stabilität
wird es bevorzugt, mit Hilfe einer kovalenten Bindung fest zu immobilisieren.
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In
der vorliegenden Erfindung kann, falls notwendig, auch eine Spacer-Gruppe
eingebracht werden, wenn die Wasserdispergierbaren polymeren Partikel
mit dem ersten spezifischen bindenden Stoff und/oder mit dem Enzym über eine
kovalente Bindung gekoppelt werden, um die Freiheit der ersten spezifischen
bindenden Substanz und/oder des Enzyms auf den polymeren Partikeln
zu erhöhen.
Die Spacergruppe kann zuerst mit den Wasserdispergierbaren polymeren
Partikeln gekoppelt werden und nachfolgend mit dem ersten spezifischen
bindenden Stoff und/oder dem Enzym gekoppelt werden. Alternativ
dazu kann die Spacergruppe zuerst an den ersten spezifischen bindenden
Stoff und/oder das Enzym gekoppelt werden und nachfolgend mit den Wasserdispergierbaren
polymeren Partikeln verknüpft
werden. Darüber
hinaus kann die Spacergruppe an jedes der Wasserdispergierbaren
polymeren Partikel, den ersten spezifischen bindenden Stoff und
das Enzym zuerst gekoppelt werden, und jede Spacergruppe gekoppelte
Verbindung wird dann mit den verbleibenden Teilen gekoppelt.
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Die
Verbindung, die als eine Spacergruppe verwendet werden kann, ist
eine organische Verbindung, die mindestens eine bifunktionelle Gruppe
besitzt und besonders bevorzugt eine organische Verbindung mit einer
Kohlenstoffkette von 1–12
Kohlenstoffatomen, die eine bifunktionelle Gruppe besitzt; ein Polymer,
das eine multifunktionelle Gruppe besitzt, ist aber auf keinen Fall
ausgeschlossen. Konkrete Beispiele für die Verbindung, die als eine
Spacergruppe dient sind Diamine, wie Hexamethylendiamin, Dodecamethylendiamin
und Xylylendiamin; Aminoalkylcarbonsäuren wie Glycin, β-Aminopropionsäure, γ-Aminobuttersäure, ε-Aminocapronsäure und ε-Aminocaprylsäure; Aminosäuren wie
Lysin, Glutaminsäure, β-Alanin,
Arginin und Glycylglycin und ähnliche,
ohne auf diese beschränkt
zu sein.
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Das
Verfahren für
die kovalente Kopplung eines ersten spezifischen bindenden Stoffes
und/oder eines Enzyms an Wasser-dispergierbare polymere Partikel,
entweder direkt oder mit Hilfe einer Spacergruppe, ist nicht besonders
eingeschränkt
und kann jedes beliebige, an sich bekanntes Verfahren sein. Ein
bevorzugtes Verfahren beinhaltet zum Beispiel ein Verfahren, das
ein wasserlösliches
Carbodiimid als ein BindungsReagens verwendet. In dem Fall, in dem
zum Beispiel eine Aminoalkylcarbonsäure als eine Spacergruppe verwendet
wird, wird die Aminoalkylcarbonsäure
unter Verwendung eines wasserlöslichen
Carbodiimids an die Wasser-dispergierbaren
polymeren Partikel gekoppelt, und dann wird an die Aminoalkylcarbonsäure, die
an die polymeren Partikel gekoppelt worden ist, ein erster spezifischer
bindender Stoff und/oder ein Enzym kovalent gekoppelt, wobei das
wasserlösliche
Carbonyldiimid auf die gleiche Art und Weise wie vorstehend verwendet wird.
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Das
wasserlösliche
Carbodiimid, das in dem vorstehend beschriebenen Verfahren verwendet
wird, beinhaltet 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid-hydrochlorid,
1-Cyclohexyl-3-(2-morpholinoethyl)-carbodiimid-metho-p-toluolsulfonsäure und ähnliche.
Um den ersten spezifischen bindenden Stoff und/oder das Enzym an
die Wasserdispergierbaren polymeren Partikel kovalent zu koppeln,
direkt ohne einen Abstandshalter oder über einen Abstandshalter, wobei
ein vorstehend erwähntes
wasserlösliches
Carbodiimid verwendet wird, können
herkömmliche
bekannte Verfahren und Bedingungen angewandt werden. In der vorliegenden
Erfindung werden der spezifische bindende Stoff und das Enzym an
einen Träger
gekoppelt, indem sie gleichzeitig oder separat immobilisiert werden.
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Zusätzlich zu
dem Fall, in dem ein einzelner erster spezifischer bindender Stoff
immobilisiert wird, kann, falls notwendig, ein Gemisch von mehreren
ersten bindenden Stoffen immobilisiert werden, wobei jeder davon
spezifisch an einen von mehreren Analyten bindet.
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Somit
kann die vorliegende Erfindung auch auf das Verfahren zum Nachweis
einer Vielzahl von unterschiedlichen Analyten gerichtet sein, zusätzlich zu
dem Verfahren zum Nachweis eines einzelnen Analyten. In dem Fall
gibt es zwei Ausführungsformen
für das
Enzymmarkierte spezifische Konjugat: 1) eine Ausführungsform,
bei der das Enzymmarkierte spezifische Konjugat aus der Kopplung
eines Enzyms und eines einzelnen ersten spezifischen bindenden Stoffes,
der in der Lage ist, an einen einzelnen Analyten spezifisch zu binden, über einen
Träger
resultiert; und 2) eine Ausführungsform,
bei der das Enzymmarkierte spezifische Konjugat aus der Kopplung
eines Enzyms und einer Vielzahl von ersten spezifischen bindenden
Stoffen über
einen Träger
resultiert, wovon jeder in der Lage ist, an einen von einer Vielzahl
von Analyten spezifisch zu binden. Die Ausführungsform 1) verwendet eine
Vielzahl unterschiedlicher Enzymmarkierter spezifischer Konjugate,
wovon jedes in der Lage ist, an einen aus der Vielzahl von unterschiedlichen
Analyten spezifisch zu binden, und in Schritt (1) des erfindungsgemäßen Nachweis-Verfahrens
wird eine Vielzahl von Komplexen gebildet. Andererseits kann im
Fall der Ausführungsform
2) ein Komplex aus einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat und
der Vielzahl unterschiedlicher Analyte gebildet werden.
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Die
gesamte immobilisierte Menge des ersten spezifischen bindenden Stoffes
und des Enzyms, die in dem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat
enthalten ist, das, wie vorstehend beschrieben, erhalten wurde, beträgt vorzugsweise
5 bis 200 mg pro 1 g des Trägers
bezogen auf die Trockenmasse, und die Menge kann in Abhängigkeit
von der Beschaffenheit der spezifischen bindenden Stoffe und Enzyme,
die verwendet werden, sowie dem Ausmaß der Aktivität innerhalb
des vorstehenden Bereiches entsprechend variieren. Wenn es sich zum
Beispiel bei dem Träger
um Wasserdispergierbare polymere Partikel handelt, beträgt die gesamte
immobilisierte Menge vorzugsweise 200 mg oder weniger, mehr bevorzugt
150 mg oder weniger pro 1 g der Wasserdispergierbaren polymeren
Partikel bezogen auf die Trockenmasse hinsichtlich des Oberflächenbereiches der
Partikel, und die gesamte immobilisierte Menge beträgt vorzugsweise
5 mg oder mehr und mehr bevorzugt 10 mg oder mehr wenn der Nachweis
schnell und die Sensitivität
und Reproduzierbarkeit hoch sein soll.
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Der
Begriff "bezogen
auf die Trockenmasse" der
Wasser-dispergierbaren
polymeren Partikel bezieht sich hierin auf ein Gewicht einer vorgegebenen
Menge der Wasser-dispergierbaren polymeren Partikel, nachdem diese
zwei Stunden bei 120°C
getrocknet worden waren.
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Wenn
ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat verwendet wird, wobei
man erwartet, einen weiteren schnellen und hochsensitiven Immuntest
zu erhalten, kann ein Enzym, das an einen Träger immobilisiert werden soll,
in Abhängigkeit
von dessen Eigenschaften entsprechend variiert werden. Zum Zweck
des schnellen Nachweises und der höheren Sensitivität und Reproduzierbarkeit
ist es bevorzugt, dass die Menge des Enzyms, das immobilisiert werden
soll, 1,0 mg oder mehr pro 1 g der Wasser-dispergierbaren polymeren
Partikel bezogen auf die Trockenmasse betragen. Aus den gleichen
Gründen
wie vorstehend wird es bevorzugt, dass die Menge des Enzyms, das
immobilisiert werden soll, 100 mg der weniger pro 1 g der Wasser-dispergierbaren polymeren
Partikel bezogen auf die Trockenmasse beträgt.
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Die
immobilisierte Menge des Enzyms beträgt vorzugsweise 0,6 Mol oder
mehr pro 1 Mol des ersten spezifischen bindenden Stoffes, und unter
dem Gesichtspunkt des Oberflächenbereiches
der Wasser-dispergierbaren polymeren Partikel und um den Hintergrund-Spiegel
zu reduzieren, beträgt
sie vorzugsweise 60 Mol oder weniger pro 1 Mol des ersten spezifischen
bindenden Stoffes.
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In
der vorliegenden Erfindung kann die Menge eines Enzyms, das immobilisiert
werden soll, auch als dessen Aktivität ausgedrückt werden. Es ist selbstverständlich,
dass die Enzym-Aktivität in Abhängigkeit
von verschiedenen Bedingungen wie die Art des Enzyms, das immobilisiert
werden soll, dessen Substrat und der Temperatur variieren kann.
Wenn das Enzym, das auf einen Träger
immobilisiert werden soll, eine Peroxidase ist, wird die Aktivität mit Hilfe
des folgenden Verfahrens bestimmt. In 3,3 ml 0,1 M Citratpuffer
(pH 4,5), der 0,2 mg/ml Substrat TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin)
und 0,01% Wasserstoffperoxid enthält, werden 100 μl einer 0,0125%igen
Suspension eines Enzymmarkierten spezifischen Konjugats zugemischt.
Das resultierende Gemisch wird bei 25°C umgesetzt, wobei die Absorptionen
bei 580 nm im Verlauf der Zeit bestimmt werden, wobei die enzymatische
Aktivität,
die die Absorption in einer Minute um 1 (OD) erhöht, als eine U (unit, Einheit) gezählt wird.
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Im
Fall einer Peroxidase ist es erwünscht,
dass das Enzym derart immobilisiert wird, dass das Enzym-markierte
spezifische Konjugat eine enzymatische Aktivität von 5.000 bis 300.000 U,
vorzugsweise 10.000 bis 300.000 U, mehr bevorzugt 50.000 bis 300.000
U pro 1 g der Wasser-dispergierbaren polymeren Partikel bezogen
auf die Trockenmasse besitzt.
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Wenn
die enzymatische Aktivität
in den vorstehenden Bereichen liegt, würde das den schnellen Nachweis
eines Analyten ermöglichen
und den Hintergrund-Spiegel reduzieren, wobei eine hohe Spezifität erhalten wird.
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Die
immobilisierten Mengen des ersten spezifischen bindenden Stoffes
und des Enzyms werden bestimmt, indem die Menge an Proteinen auf
der Grundlage der Messung ausgerechnet werden, die das Lowry-Verfahren
verwendet. Wenn der spezifische bindende Stoff ein Oligonucleotid
ist, beruht die Berechnung auf dem freien Oligonucleotid nach Immobilisierung,
was durch Messung der Absorption des Überstandes nach Immobilisation
bei 260 nm bestimmt wird.
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Nach
der Kopplung des ersten spezifischen bindenden Stoffes und des Enzyms
an die Wasserdispergierbaren polymeren Partikel, wie vorstehend
beschrieben, d. h. nach Herstellung eines Enzymmarkierten spezifischen
Konjugats, kann das erfindungsgemäße Enzymmarkierte spezifische
Konjugat mit einem herkömmlichen
gewöhnlichen
Trennverfahren wie Membran-Separation,
Filtration und Zentrifugation isoliert und gereinigt werden. Das
so erhaltene erfindungsgemäße Enzymmarkierte
spezifische Konjugat kann aufbewahrt werden, indem es in Wasser
imprägniert
wird oder indem man es lyophilisiert.
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Als
nächstes
wird das erfindungsgemäße Nachweisverfahren
erklärt,
indem man jeden der Schritte verfolgt.
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A. Ausführungsform
zum Nachweis eines Analyten
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(1) Schritt zur Bildung
eines Komplexes aus einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat
und einem Analyten, der auf einem Wasserabsorbierenden Substrat
eingesaugt wird
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Der
Komplex aus einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat und einem
Analyten kann bereits ausgebildet sein, bevor er auf einem Wasserabsorbierenden
Substrat eingesaugt wird, oder es kann alternativ dazu, wie nachfolgend
beschrieben, ein Komplex auf einem Wasserabsorbierenden Substrat
gebildet werden, indem eine Testlösung, die einen Analyten enthält, mit
einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat in Verbindung gebracht
wird, das im Verlauf des Einsaugens auf dem Wasserabsorbierenden
Substrat in einer getrockneten Reagens-Region enthalten ist. Darüber hinaus
kann alternativ dazu ein Analyt, der auf ein Wasserabsorbierendes
Substrat aufgebracht wird, mit einer Dispersion eines Enzymmarkierten
spezifischen Konjugats in Kontakt gebracht werden, wobei ein Komplex
auf dem Wasserabsorbierenden Substrat gebildet wird.
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Wenn
ein Komplex zuvor ausgebildet wird, wird eine Dispersion eines Enzymmarkierten
spezifischen Konjugats mit einer Testlösung vermischt, die einen Analyten
enthält,
oder ein Analyt wird mit einer Dispersion eines Enzymmarkierten
spezifischen Konjugats vermischt oder ein Enzymmarkiertes spezifisches
Konjugat wird zugegeben und in einer Testlösung dispergiert, die einen
Analyten enthält,
und danach kann das resultierende Gemisch auf einem Wasserabsorbierenden
Substrat eingesaugt werden.
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Als
ein Verfahren zum Einsaugen wird eine Lösung eines Komplexes, der,
wie vorstehend beschrieben, erhalten wurde, auf ein Ende eines Wasserabsorbierenden
Substrats aufgebracht, wobei diesem erlaubt ist, als ein Ergebnis
eines Kapillar-Phänomens eingesaugt
zu werden. Um das Aufbringen der Lösung auf ein Wasserabsorbierendes
Substrat zu vereinfachen, kann an der Auftragsstelle ein Wasserabsorbierendes
Kissen bereitgestellt werden. Das Wasserabsorbierende Kissen kann
an dem gegenüberliegenden
Ende der Auftragsstelle für
die Lösung bereitgestellt
werden, um die Flüssigkeit
zu absorbieren, die durch das Wasserabsorbierende Substrat eingesaugt
wird, wobei ein schnelles Fortschreiten des Einsaugens gewährt wird.
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Das
Wasserabsorbierende Substrat, das in der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt, solange es eine Testlösung absorbieren
kann, die einen Analyten enthält,
wie Plasma, Blut, Urin, Fäkalien
und Speichel, sowie verdünnte
Lösungen
davon, die hergestellt wurden, indem diese mit Puffer verdünnt wurden.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Wasserabsorbierendes Substrat
verwendet, dem sicherheitshalber einen ausreichenden Zeitraum gewährt werden
kann, um die Umsetzung eines Analyten in einer Testlösung mit
einem ersten spezifischen bindenden Stoff oder mit einem zweiten
spezifischen bindenden Stoff in einer Bindungsregion in Schritt
(2) durchzuführen,
der nachfolgend beschrieben ist. Wenn ein Wasserabsorbierendes Substrat
eine gute Absorptionsfähigkeit
besitzt, ist der Zeitraum für
die Testlösung
zum Erreichen der Bindungsregion ausreichend kurz genug, um eine
schnelle Bestimmung durchzuführen,
und lange genug, um eine genaue Bestimmung durchzuführen. Bevorzugte
konkrete Beispiele sind Vliesfasern, Filterpapiere, Glasfieberfasern,
Glasfilter, Nitrocellulosen, poröse
Substrate und ähnliches.
Jedes dieser Substrate hat eine angemessene Wasser-Absorptionsrate
und ermöglicht
eine ausgezeichnete optische Bewertbarkeit, die der Farbentwicklung
nach Aggregation des Trägers
zu verdanken ist, wenn ein gefärbter
Träger
verwendet wird.
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In
Anbetracht der vorstehend beschriebenen Gesichtspunkte ist der Grad
an Wasser-Absorptionsfähigkeit
des erfindungsgemäßen Wasserabsorbierenden
Substrats vorzugsweise so, dass die Wasser-Absorptionsstrecke etwa
0,5 bis etwa 5 cm in einer Minute beträgt, wenn ein Ende des Wasserabsorbierenden
Substrats in Form eines 5 mm breiten Streifens in Wasser eingetaucht
wird.
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Die
Oberfläche
des Substrats kann auch mit einem hydrophilen Polymer beschichtet
oder imprägniert sein,
um die Wasser-Absorptionsfähigkeit
des Substrats anzupassen. Weiter kann auch ein kontinuierliches Substrat
verwendet werden, das durch Verbinden der Ränder von Substraten miteinander
erhalten wird, die aus dem gleichen Material oder aus verschiedenen
Materialien für
das Wasserabsorbierende Substrat hergestellt werden, unter Verwendung
irgendeines geeigneten Bindungssmittels.
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In
der vorliegenden Erfindung ist die Gestalt des Wasserabsorbierenden
Substrats nicht besonders eingeschränkt, solange das Wasserabsorbierende
Substrat eine Gestalt hat, die in der Lage ist, die Testlösung einzusaugen.
Die Gestalt ist zum Beispiel vorzugsweise ein(e) rechteckige(r)
Folie (Streifen) oder hat die Form eines Stabes.
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In
der vorliegenden Erfindung kann weiter bevorzugt, als eine andere
Ausführungsform,
ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat in dem Wasserabsorbierenden
Substrat enthalten sein, so dass das Enzymmarkierte spezifische
Konjugat so angeordnet ist, dass das Enzymmarkierte spezifische
Konjugat das Wasserabsorbierende Substrat verlassen und durch dieses
eingesaugt werden kann, wenn es mit Wasser in Berührung gebracht
wird. In dieser Ausführungsform
bedarf es keiner nachfolgenden separaten Zugabe eines Enzymmarkierten
spezifischen Konjugats. Das Verfahren, in dem das Enzym-markierte spezifische
Konjugat erhalten wird, beinhaltet zum Beispiel ein Verfahren, das
das Aufbringen einer Lösung
eines Enzymmarkierten spezifischen Konjugats auf ein Wasserabsorbierendes
Substrat und das nachfolgende Trocknen unter geeigneten Bedingungen
umfasst. Als ein Beispiel für
einen Trocknungsprozess wird das Substrat, nachdem die Lösung auf
ein Wasserabsorbierendes Substrat aufgebracht wurde, durch Luftzufuhr
bei 20° bis
60°C oder
durch Lyophilisation luftgetrocknet. Als ein alternatives Verfahren
wird ein Enzym-markiertes
spezifisches Konjugat in einer Lösung
aus einem wasserlöslichen
Polymer oder Saccharose dispergiert, und die resultierende Dispersion
wird auf ein Wasserabsorbierendes Substrat aufgebracht und dann
getrocknet. Dieses Verfahren ist bei der Herstellung eines Teststreifens
vorteilhaft, der ein erfindungsgemäßes Test-Reagens ist. Das wasserlösliche Polymer
oder die Saccharose wird in Wasser leicht solubilisiert, wenn es/sie
mit Wasser in Kontakt gebracht wird, so dass das Enzymmarkierte
spezifische Konjugat das Substrat leicht verlässt und durch dieses eingesaugt
wird und mit einem Analyten umgesetzt wird, wobei ein Komplex gebildet
wird. Zusätzlich
kann das Enzymmarkierte spezifische Konjugat nicht nur leicht in
einer vorgegebenen Region des Wasserabsorbierenden Substrats erhalten
werden, da eine Lösung,
die eine geeignete Viskosität
besitzt, durch Anpassen der Konzentration des wasserlöslichen
Polymers oder der Sacharose erhalten werden kann, sondern es ist
auch schwierig, dass dieses sich während des Trocknens einer Aggregation
oder Denaturierung unterzieht. Weiter verlässt das Enzym-markierte spezifische
Konjugat das Wasserabsorbierende Substrat nach dem Trocknen weniger
leicht.
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Indem
das Wasserabsorbierende Substrat verwendet wird, das das Enzymmarkierte
spezifische Konjugat, wie vorstehend beschrieben, enthält, kann
ein Komplex gebildet werden, indem eine Testlösung, die einen Analyten enthält, im Verlauf
des Einsaugens durch das Wasserabsorbierende Substrat mit dem Enzymmarkierten
spezifischen Konjugat in Kontakt gebracht wird. In der vorliegenden
Erfindung wird die Region, in der ein Enzymmarkiertes spezifisches
Konjugat in dem Wasserabsorbierenden Substrat, wie vorstehend beschrieben,
enthalten ist, als getrocknete Reagens-Region bezeichnet.
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Bevorzugte
Beispiele für
das vorstehend beschriebene wasserlösliche Polymer sind Polyvinylpyrrolidone,
Polyvinylalkohole, Polyethylenglycole, Celluloseether (wie Methylcellulose,
Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Carboxyethylcellulose, Oxyethylcellulose
und Cyanoethylcellulose), Gelatine und ähnliches.
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Um
das Enzymmarkierte spezifische Konjugat in dieser Ausführungsform
durch das Substrat einzusaugen, wird ein Proben-Empfänger beladen,
der stromabwärts
der getrockneten Reagens-Region oder an der gleichen Position wie
die getrocknete Reagens-Region positioniert ist. Wenn ein Analyt
direkt auf den Probenempfänger
gegeben wird, wird ein Lösungsmittel
auf den Probenempfänger
gegeben, das in der Lage ist, den Analyten zu solubilisieren. Die
Lösung
wird durch ein Wasserabsorbierendes Substrat eingesaugt, was einem
Kapillar-Phänomen zu
verdanken ist. In dieser Ausführungsform
kann innerhalb des Probenempfängers ein
Wasserabsorbierendes Kissen angebracht sein, oder es kann an dem
stromabwärts
liegenden Ende des Probenempfängers
angeordnet sein.
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(2) Schritt der Bindung
des Komplexes aus Schritt (1) an eine Bindungsregion, die mit einem
zweiten spezifischen bindenden Stoff, der in der Lage ist, spezifisch
an einen Analyten zu binden, auf dem Wasserabsorbierenden Substrat
immobilisiert ist
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Schritt
(2) erfordert eine Bindungs-Region, die mit einem zweiten spezifischen
bindenden Stoff, der in der Lage ist, spezifisch an einen Analyten
zu binden, auf dem Wasserabsorbierenden Substrat, das in Schritt (1)
verwendet wurde, immobilisiert ist.
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Der
zweite spezifische bindende Stoff kann der gleiche sein, wie derjenige,
der vorstehend für
den ersten spezifischen bindenden Stoff beschrieben wurde, der in
Abhängigkeit
von dem ersten spezifischen bindenden Stoff angemessen ausgewählt werden
kann.
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Wenn
der erste spezifische bindende Stoff ein Antikörper ist, kann der gleiche
Antikörper
als der zweite spezifische bindende Stoff verwendet werden, oder
es kann auch ein Antikörper
dafür verwendet
werden, der ein anderes Epitop erkennt. Wenn der erste spezifische
bindende Stoff ein Antigen oder ein Hapten ist, kann der zweite
spezifische bindende Stoff das gleiche Antigen oder Hapten sein,
oder er kann ein Antigen, ein Antikörper oder ein Hapten sein,
der/das eine bindende Substanz darstellt, die sich von der ersten
spezifischen bindenden Substanz unterscheidet und spezifisch an
einen Analyten gebunden ist. Wenn der erste spezifische bindende
Stoff ein Oligonucleotid ist, kann ein Oligonucleotid verwendet
werden, das komplementär
ist zu einer Nucleotid-Sequenz
eines anderen Bereiches eines Analyten, die sich von der Sequenz
unterscheidet, die zu dem Oligonucleotid des ersten spezifischen
bindenden Stoffes komplementär
ist.
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Das
Verfahren zur Immobilisation eines zweiten spezifischen bindenden
Stoffes auf ein Wasserabsorbierendes Substrat ist nicht besonders
eingeschränkt
und es wird vorzugsweise mit Hilfe von herkömmlicher und bekannter physikalischer
Adsorption oder kovalenter Bindung durchgeführt. Alternativ dazu wird eine
Lösung
auf ein Wasserabsorbierendes Substrat gegeben, die einen zweiten
spezifischen bindenden Stoff und ein hydrophiles Polymer enthält, und
das resultierende Substrat wird nachfolgend in ein Verfestigungs-Lösungsmittel
eingetaucht, das in der Lage ist, das hydrophile Polymer zu verfestigen,
wobei eine Bindungsregion gebildet wird. Das hydrophile Polymer beinhaltet
Hydroxypropylmethylcellulose, Polyvinylalkohole, Hydroxyethylcellulose
und ähnliches.
Das vorstehend beschriebene verfestigende Lösungsmittel beinhaltet Aceton, Ethanol,
Methanol, Ether und ähnliches.
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Das
Wasserabsorbierende Substrat wird nach der Immobilisation vorzugsweise
nach Behandlung mit einer Lösung
verwendet, die Proteine, grenzflächenaktive
Stoffe und Saccharide enthält.
Beispiele für
die Proteine, die hierin verwendet werden, sind Kälber-Serumalbumin,
Casein, Gelatine, Magermilch und ähnliches. Beispiele für die grenzflächenaktiven
Stoffe sind Polyoxyethylen(10)octylphenylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurate,
Polyoxyethylenalkylalyletherphosphate, Polyoxyethylenalkyletherphosphate,
Polyoxyethylenalkylphenylether und ähnliches. Beispiele für Saccharide
sind Glucose, Trehalose, Saccharode und ähnliches. Die Behandlung kann
einfach durchgeführt
werden, indem jede vorstehend beschriebene Komponente in Wasser
aufgelöst
wird und ein Wasserabsorbierendes Substrat nach Immobilisation in
die resultierende Lösung eingetaucht
wird. Die vorstehend erwähnten
Proteine dienen dazu, die Adsorption der unnötigen Proteine auf der Oberfläche des
Wasserabsorbierenden Substrats zu verhindern, und die grenzflächenaktiven
Stoffe dienen dazu, das Einsaugen zu erleichtern, und die Saccharide
dienen dazu, die Stabilität
des zweiten spezifischen bindenden Stoffes zu erhöhen, der
auf die Oberfläche
des Wasserabsorbierenden Substrates aufgebracht wird.
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Der
Proteingehalt in einer Behandlungslösung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10
Gewichts-%, wobei innerhalb dieses Bereiches eine hohe Umsatzrate
an der Bindungsregion wirkungsvoll erhalten wird. Der Gehalt an
grenzflächenaktiven
Stoffen beträgt
vorzugsweise 0,01 bis 1 Gewichts-%, wobei innerhalb dieses Bereiches
das Einsaugen wirkungsvoll durchgeführt wird und an der Bindungsregion
eine hohe Reaktivität
erhalten wird. Der Saccharidgehalt beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10
Gewichts-%, wobei innerhalb dieses Bereiches die Lösung dazu
neigt, effizient und in wirksamer Weise durch das Wasser-absorbierende
Substrat eingesaugt zu werden.
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In
der so ausgebildeten Bindungsregion bindet ein immobilisierter zweiter
spezifischer bindender Stoff an eine Analyt-Einheit des Komplexes,
der in Schritt (1) gebildet wurde, wobei der Komplex gebunden bzw. eingefangen
wird.
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(3) Schritt des Nachweises
des gebundenen Komplexes
-
i) Verfahren zum Nachweis
unter Verwendung einer enzymatischen Reaktion
-
Wenn
das Enzymmarkierte spezifische Konjugat, das in der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, in verschiedenen Immuntests eingesetzt
wird, werden herkömmliche
Substrate zur Farbentwicklung und Nachweismethoden, die als solche
bekannt sind, in Abhängigkeit
von der Art eines immobilisierten Enzyms ausgewählt, und ein Analyt wird auf
der Grundlage der Intensität
der Farbentwicklung und der Veränderung
der Aktivität
nachgewiesen und quantifiziert. Das Substrat, das bei diesem Schritt
für eine
alkalische Phosphatase verwendet wird, beinhaltet bzw. kann sein
zum Beispiel p-Nitrophenylphosphat,
5-Brom-4-chlor-3-phosphat/nitroblautetrazolium, first Rot/Naphthol,
AS-TR-Phosphat und ähnliches.
Für eine
Peroxidase sind Kombinationen von Hydrogenperoxid mit einer Verbindung,
ausgewählt
aus der Gruppe 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzthiazolin)-6-sulfonsäure, o-Phenylendiamin,
3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin,
o-Dianisidin, 5-Aminosalicylsäure,
3,3'-Diaminobenzidin,
3-Amino-9-ethylcarbazol, 4-Chloro-1-naphthol und ähnliche, beispielhaft angegeben.
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ii) Verfahren zum Nachweis
unter Verwendung eines gefärbten
Trägers
-
Wenn
eine große
Menge an Analyt getestet wird, kann ein Komplex, der einen gefärbten Träger gebunden
an eine Bindungsregion enthält,
optisch nachgewiesen werden.
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B. Ausführungsform
zum Nachweis einer Vielzahl unterschiedlicher Analyte
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(1) Schritt der Bildung
eines Komplexes aus einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat
und einer Vielzahl unterschiedlicher Analyte, wobei dessen Enzymmarkiertes
spezifisches Konjugat aus der Kopplung eines Enzyms und einer Vielzahl
von ersten spezifischen bindenden Stoffen über einen Träger resultiert,
wobei diese alle in der Lage sind, einen der Analyte für das Einsaugen
durch ein Wasserabsorbierendes Substrat spezifisch zu binden
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Der
Komplex aus einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat und einem
Analyten kann zuvor ausgebildet sein, bevor er durch ein Wasserabsorbierendes
Substrat eingesaugt wird, oder alternativ dazu, wie nachfolgend
beschrieben, kann ein Komplex auf einem Wasserabsorbierenden Substrat
gebildet werden, indem eine Testlösung, die eine Vielzahl unterschiedlicher
Analyte enthält,
mit einem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat in Kontakt gebracht
wird, das in einer getrockneten Reagens-Region im Verlauf des Einsaugens
durch das Wasserabsorbierende Substrat enthalten ist. Als weitere
Alternative dazu kann eine Vielzahl unterschiedlicher Analyte, die
auf ein Wasserabsorbierendes Substrat aufgebracht wurden, mit einer
Dispersion eines Enzymmarkierten spezifischen Konjugats in Kontakt
gebracht werden, wobei auf dem Wasserabsorbierenden Substrat ein
Komplex gebildet wird. Wie vorstehend beschrieben, kann in der vorliegenden
Erfindung ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat verwendet werden,
das durch Verbinden eines Enzyms und eines einzelnen ersten spezifischen
bindenden Stoffes über
einen Träger
resultiert, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an einen
einzelnen Analyten zu binden, oder ein Enzymmarkiertes spezifisches
Konjugat, das durch Verbinden eines Enzyms und einer Vielzahl von
ersten spezifischen bindenden Stoffen über einen Träger resultiert,
wovon jeder Stoff in der Lage ist, spezifisch an einen aus der Vielzahl
der unterschiedlichen Analyte zu binden. Deshalb werden im ersten
Fall in Abhängigkeit
von der Anzahl der Analyte eine Vielzahl von Komplexen gebildet,
und im letzteren Fall wird ein Komplex gebildet, der aus der Bindung
einer Vielzahl von Analyten an ein einzelnes Enzymmarkiertes spezifisches
Konjugat resultiert.
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In
dieser Ausführungsform
B kann das Gleiche gesagt werden, wie vorstehend in der Ausführungsform A
beschrieben, es sei denn, es ist wäre andersartig spezifiziert.
Zum Beispiel sind das Verfahren zur vorherigen Komplexbildung, das
Verfahren des Einsaugens und das Wasserabsorbierende Substrat die
gleichen, wie diejenigen, die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
A angegeben sind. Auch das Gleiche wie in Ausführungsform A kann gesagt werden
hinsichtlich dessen, dass das Enzymmarkierte spezifische Konjugat zuvor
in einem Wasserabsorbierenden Substrat enthalten sein kann, so dass
das Enzymmarkierte spezifische Konjugat das Wasserabsorbierende
Substrat verlassen und durch dieses eingesaugt werden kann, sobald
es mit Wasser in Kontakt gebracht wird und die Region in dem Wasserabsorbierenden
Substrat, in der ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat enthalten
ist, wird als eine getrockneten Reagens-Region bezeichnet. Ebenfalls
können
in der vorliegenden Erfindung bei der Verwendung von zwei oder mehreren
Enzymmarkiertes spezifischen Konjugaten diese vermischt werden und
auf ein Wasserabsorbierendes Substrat aufgebracht werden, um eine
einzelne getrocknete Reagens-Region zu bilden (vgl. 2), oder jedes der Enzymmarkierten spezifischen
Konjugate wird einzeln verwendet, um eine Vielzahl von getrockneten
Reagens-Regionen
zu bilden (vgl. 3, 4 und 5). In dem letzteren Fall kann eine Vielzahl
von getrockneten Reagens-Regionen individuell auf einem einzelnen
Wasserabsorbierearen Substrat gebildet werden (vgl. 3), oder eine Vielzahl von getrockneten
Reagens-Regionen kann individuell auf jedem aus der Vielzahl von
Wasser-absorbierenden Substraten gebildet werden (vgl. 4 und 5). Das Verfahren zum Einsaugen, nachdem
eine getrocknete Reagens-Region sich gebildet hat, ist ebenfalls
das gleiche, wie dasjenige, das in Ausführungsform A beschrieben ist.
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(2) Schritt der Bindung
eines Komplexes an eine Vielzahl von Bindungs-Regionen auf dem Wasserabsorbierenden
Substrat, von denen jede mit einem zweiten spezifischen bindenden
Stoff immobilisiert ist, der in der Lage ist, spezifisch an einen
aus der Vielzahl der unterschiedlichen Analyte zu binden
-
Schritt
(2) erfordert eine Vielzahl von Bindungsregionen auf dem Wasserabsorbierenden
Substrat, das in Schritt (1) verwendet wurde und auf das ein zweiter
spezifischer bindender Stoff immobilisiert, der in der Lage ist,
spezifisch an einen der Analyte zu binden. Der Begriff "eine Vielzahl von
Bindungsregionen",
wie er hierin in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, bedeutet
eine Region, in der eine Vielzahl von zweiten spezifischen bindenden
Stoffen immobilisiert ist, die alle in der Lage sind, spezifisch
an einen aus der Vielzahl der Analyte zu binden. Hier wird jede
Region, in der jeder zweite spezifische bindende Stoff immobilisiert
ist, separat auf einem einzelnen Wasser-absorbierenden Substrat
gebildet, um eine Vielzahl von Bindungsregionen zu erzeugen (vgl. 2 und 3) oder alternativ dazu kann eine Vielzahl
von zweiten spezifischen bindenden Stoffen individuell auf jedem
aus einer Vielzahl von Wasserabsorbierenden Substraten immobilisiert
sein, indem die Vielzahl von Wasserabsorbierenden Substraten verwendet
wird und ein Probenempfänger
von diesen gemeinsam verwendet wird (vgl. 4 und 5).
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Auch
die Beschreibung des zweiten spezifischen bindenden Stoffes, das
Verfahren zur Immobilisierung eines zweiten spezifischen bindenden
Stoffes auf ein Wasserabsorbierendes Substrat und die Behandlung
des Wasserabsorbierenden Substrats nach der Immobilisierung sind
in diesem Schritt die gleichen wie diejenigen, die vorstehend in
Ausführungsform
A dargestellt sind.
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(3) Schritt des Nachweisens
des gebundenen Komplexes
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Dieser
Schritt wird ebenfalls auf die gleiche Art und Weise wie in Ausführungsform
A mit einem Verfahren zum Nachweis unter Verwendung einer enzymatischen
Reaktion oder einem Verfahren zum Nachweis unter Verwendung eines
gefärbten
Trägers
durchgeführt.
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Als
Nächstes
wird nachfolgend ein Teststreifen beschrieben, der erfindungsgemäß als Test-Reagens verwendet
wird.
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A. Ausführungsform
zum Nachweis eines Analyten
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Der
erfindungsgemäße Teststreifen
wird in geeigneter Weise in einem erfindungsgemäßen Nachweis-Verfahren verwendet,
wobei eines von dessen Merkmalen in der Verwendung eines Enzymmarkierten spezifischen
Konjugats liegt, das aus dem Verbinden eines Enzyms und eines ersten
spezifischen bindenden Stoffes mittels eines Trägers erhalten wird, wobei der
Stoff in der Lage ist, spezifisch an einen Analyten zu binden. Konkret
umfasst der Teststreifen ein Wasserabsorbierendes Substrat 1,
wie in 1 gezeigt; eine
Bindungsregion 2, in der ein zweiter spezifischer bindender
Stoff, der in der Lage ist, spezifisch an einen Analyten zu binden,
auf dem Wasserabsorbierenden Substrat 1 immobilisiert ist;
eine getrocknete Reagens-Region 3, die ein Enzymmarkiertes
spezifisches Konjugat umfasst, das aus dem Verbinden eines Enzyms
und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes mittels eines Trägers erhalten
wird, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an den vorstehend
beschriebenen Analyten derart zu binden, dass das Enzymmarkierte
spezifische Konjugat das Substrat verlässt und durch dieses eingesaugt
wird, wenn es mit Wasser in Kontakt gebracht wird; und einen Probenempfänger 4,
der stromaufwärts
der getrockneten Reagens-Region oder an der gleichen Position wie
die getrocknete Reagens-Region positioniert ist (1 veranschaulicht eine Ausführungsform,
bei der ein Probenempfänger
stromabwärts
von der getrockneten Reagens-Region angeordnet ist).
-
Das
Wasserabsorbierende Substrat, die Bindungs-Region und die getrocknete
Reagens-Region, wie hierin verwendet, sind im Hinblick auf das erfindungsgemäße Nachweis-Verfahren ähnlich zu
denjenigen, die vorstehend beschrieben sind. In der Bindungsregion
wird der zweite spezifische bindende Stoff vorzugsweise in einer
Menge von 0,005 bis 5 mg/cm2 auf das Wasserabsorbierende
Substrat aufgetragen, um einen Komplex zu binden, der als ein Ergebnis
der Absorption der Testlösung
einwandert und eingesaugt wird. Wenn die Menge des zweiten spezifischen
bindenden Stoffes innerhalb des vorstehenden Bereiches liegt, kann
die Komplex-Bindungseffizienz und die Nachweis-Sensitivität gut erhalten
werden, wodurch ökonomische
Vorteile bestehen. Die Menge des Enzymmarkierten spezifischen Konjugats,
das in einer getrockneten Reagens-Region enthalten sein soll, beträgt auch
zum Beispiel vorzugsweise 0,5 bis 50 μg für ein Wasserabsorbierendes Substrat
in Form eines Streifens, dessen Dimensionen derart sind, dass eine
Breite von 6 mm und eine Länge von
6 cm vorliegen.
-
Zusätzlich wird
in der vorliegenden Erfindung die Bindungsregion stromabwärts von
der getrockneten Reagens-Region
angeordnet, und der Abstand zwischen der Bindungsregion und der
getrockneten Reagens-Region beträgt
0,5 cm oder mehr, vorzugsweise 1 cm oder mehr, hinsichtlich einer
besseren Gleichmäßigkeit
und Sensitivität
bei der Farbentwicklung in der Bindungsregion, und der Abstand beträgt 6 cm
oder kürzer,
vorzugsweise 4 cm oder kürzer,
hinsichtlich einer zufriedenstellenden Fähigkeit der Testlösung, die
Bindungsregion zu erreichen, der Sensitivität bei der Farbentwicklung und
der Zeitspanne des Tests.
-
Der
Probenempfänger
ist nicht besonders eingeschränkt,
solange er stromaufwärts
der getrockneten Reagens-Region oder an der gleichen Position wie
die getrocknete Reagens-Region positioniert ist, wie vorstehend
beschrieben, auf die eine Probe aufgetragen werden kann. Der Probenempfänger kann
selbst ein Wasserabsorbierendes Substrat sein oder ein Wasser-absorbierendes Kissen,
das in der Lage ist, eine wässrige
Lösung
vorübergehend
zu speichern. Das Wasserabsorbierende Kissen beinhaltet zum Beispiel
Vliesfasern, die aus Polyestern gemacht sind, Kunstseiden, Polypropylene,
Cellulosen, Zellstoffe und ähnliches. Wenn
ein Probenempfänger
an der gleichen Position wie die getrocknete Reagens-Region angeordnet
ist, wird die getrocknete Reagens-Region hergestellt und danach
ein Wasserabsorbierendes Kissen darauf lamelliert, das einen Probenempfänger darstellt,
oder eine getrocknete Reagens-Region kann innerhalb des Probenempfängers angeordnet
sein.
-
Die
Dimensionen des Probenempfängers
sind vorzugsweise so, dass sowohl die Länge als auch die Breite zwischen
3 und 10 mm betragen und seine Dicke zwischen 0,1 bis 5 mm beträgt.
-
Der
vorstehend beschriebene Probenempfänger ist an einem Ende des
Wasserabsorbierenden Substrats angeordnet, das die Bindungsregion
und die getrocknete Reagens-Region besitzt, oder in dessen Nachbarschaft.
Der Probenempfänger
wird angeordnet, indem man ihn auf ein Wasserabsorbierendes Substrat platziert
und dann mit einem Teststreifen-Gehäuse physikalisch andrückt, oder
mit einem Klebstoff anklebt.
-
Um
den Nachweis mit dem erfindungsgemäßen Teststreifen durchzuführen, wird
einer zu analysierenden Testlösung
erlaubt, von einem Probenempfänger
absorbiert zu werden, der stromaufwärts der getrockneten Reagens-Region
positioniert ist. Die Testlösung
wird durch ein Wasserabsorbierendes Substrat eingesaugt und wandert
in das Substrat ein und kommt in einer getrockneten Reagens-Region
an, wo das Enzymmarkierte spezifische Konjugat das Substrat verlässt. Gleichzeitig
wird der Analyt, der in der Testlösung enthalten ist, an das
Enzymmarkierte spezifische Konjugat gebunden, wobei ein Komplex
gebildet wird. Wenn der Probenempfänger an der gleichen Position
wie die getrocknete Reagens-Region angeordnet ist, wird durch Zugabe und
Absorption der Testlösung
an dieser Position ein Komplex gebildet.
-
Nachfolgend
wird ein so gebildeter Komplex durch das Wasserabsorbierende Substrat
eingesaugt und wandert gemeinsam mit dem Einwandern der Testlösung in
das Substrat ein und kommt an der Bindungsregion an. In der Bindungsregion
wird der Komplex, der eingewandert ist, mit einem zweiten spezifischen
Konjugat weiter verbunden, das an der Bindungsregion immobilisiert
ist, wobei ein neuer Komplex eines Enzymmarkierten spezifischen
Konjugats aus dem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat (Enzym-Träger-erster
spezifischer bindender Stoff)-Analyt-zweiter spezifischer bindender
Stoff gebildet wird, der in der Bindungsregion gebunden wird. Wenn
die Konzentration eines Analyten hoch ist und der Träger gefärbt ist,
kann der Komplex an einer Stelle konzentriert und aggregiert werden,
indem der Komplex an der Bindungsregion gebunden und immobilisiert
wird, wie vorstehend beschrieben, um eine klare Farbentwicklung
zu erhalten, wodurch die Anwesenheit des Analyten optisch bestätigt werden
kann.
-
Wenn
die Konzentration eines Analyten niedrig ist, kann der Nachweis
mit einer höheren
Sensitivität erreicht
werden, indem zu der Bindungsregion ein Substrat für ein immobilisiertes
Enzym zugegeben wird. Das hierin verwendete Substrat kann jedes
beliebige Substrat sein, das durch Umsetzung mit einem immobilisierten
Enzym zur Farbentwicklung in der Lage ist. Im Falle einer alkalischen
Phosphatase sind diejenigen, die beispielhaft erläutert sind,
p-Nitrophenylphosphat,
5-Brom-4-chlor-3-phosphat/nitroblautetrazolium, First Red/Naphthol,
AS-TR Phosphat und ähnliches.
Im Fall einer Peroxidase sind diejenigen, die beispielhaft erläutert sind,
Kombinationen aus Wasserstoffperoxid mit einer Verbindung, die ausgewählt ist
aus der Gruppe, enthaltend 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenthiazolin)-6-sulfonsäure, o-Phenylendiamin, 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin,
o-Dianisidin, 5-Aminosalicylsäure,
3,3'-Diaminobenzidin,
3-Amino-9-ethylcarbazol,
4-Chlor-1-naphthol und ähnliches.
-
B. Ausführungsform
zum Nachweis einer Vielzahl unterschiedlicher Analyte
-
Ein
Merkmal dieser Ausführungsform
betrifft die Verwendung eines Wasserabsorbierenden Substrats, das
eine Vielzahl von Bindungsregionen, auf denen eine Vielzahl von
zweiten spezifischen bindenden Stoffen immobilisiert ist, wovon
jede in der Lage ist, an einen aus einer Vielzahl von verschiedenen Analyten
spezifisch zu binden, und eine getrocknete Reagens-Region umfasst, die
ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat umfasst, das aus dem Verbinden
eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes mittels
eines Trägers
erhalten wird, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an den
Analyten zu binden. Konkret umfasst der Teststreifen ein Wasserabsorbierendes
Substrat 1, wie in den 2 bis 5 gezeigt; eine Bindungsregion 2, in
der eine Vielzahl von zweiten spezifischen bindenden Stoffen auf
dem Wasserabsorbierenden Substrat 1 immobilisiert ist,
wovon jeder in der Lage ist, an einen aus der Vielzahl von unterschiedlichen
Analyten spezifisch zu binden; eine getrocknete Reagens-Region 3,
die ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat umfasst, das aus dem
Verbinden eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes
mittels eines Trägers erhalten
wird, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an den vorstehend
beschriebenen Analyten derart zu binden, dass ein Komplex oder Komplexe
zwischen dem Enzymmarkierten spezifischen Konjugat und der Vielzahl
von unterschiedlichen Analyten gebildet wird und das Enzymmarkierte
spezifische Konjugat von dem Substrat freigesetzt wird, wenn es
mit Wasser in Kontakt gebracht wird; und einen Probenempfänger 4,
der stromaufwärts
der getrockneten Reagens-Region oder an der gleichen Position wie
die getrocknete Reagens-Region positioniert ist (jede der 2 bis 5 veranschaulicht eine Ausführungsform,
in der ein Probenempfänger
stromaufwärts
einer getrockneten Reagens-Region
positioniert ist). Im Hinblick auf die getrocknete Reagens-Region 3 veranschaulicht
jede der 2, 4 und 5 eine Ausführungsform, die eine einzelne
getrocknete Reagens-Region
besitzt, und 3 veranschaulicht
eine Ausführungsform,
die eine Vielzahl von getrockneten Reagens-Regionen besitzt. Im Hinblick auf den
Probenempfänger 4, veranschaulicht
jede der 4 und 5 eine Ausführungsform,
die einen gemeinsam verwendeten Probenempfänger besitzt. Im Übrigen repräsentiert,
wie in den Fällen,
die durch die 2 und 3 veranschaulicht sind, jeder
Teststreifen den erfindungsgemäßen Teststreifen,
während,
wie in den Fällen,
die durch die 4 und 5 veranschaulicht sind, eine
Anhäufung
einer Vielzahl von Streifen als ein Ganzes den erfindungsgemäßen Teststreifen
repräsentiert.
Die Form des erfindungsgemäßen Teststreifens
ist nicht besonders eingeschränkt
und sie kann zum Beispiel in Form eines rechteckigen Streifens vorliegen,
wie in den 2 bis 5 gezeigt.
-
Die
Beschreibungen der Bindungsregion, der getrockneten Reagens-Region
und des Probenempfängers,
die in dieser Ausführungsform
verwendet werden und das Verfahren zum Nachweis, das den vorstehend beschriebenen
Teststreifen verwendet, sind die gleichen wie diejenigen, die in
Ausführungsform
A dargestellt sind.
-
In
dieser Ausführungsform
kann auch, anstatt ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat in
einem Teststreifen als eine getrocknete Reagens-Region bereitzustellen,
wie vorstehend beschrieben, zuvor ein Komplex aus einem Enzymmarkierten
spezifischen Konjugat und einem Analyten ausgebildet werden und dann
auf ein Wasserabsorbierendes Substrat aufgetragen werden, wobei
das Enzymmarkierte spezifische Konjugat durch dieses hindurch eingesaugt
wird, oder alternativ dazu werden ein Analyt und ein Enzymmarkiertes
spezifisches Konjugat sequenziell tropfenweise zu einem Probenempfänger zugegeben,
und dann wird diesen erlaubt, innerhalb des Probenempfängers oder
auf dem Wasserabsorbierenden Substrat einen Komplex auszubilden,
wobei das Enzym-markierte spezifische Konjugat durch das Substrat
hindurch eingesaugt wird. In diesem Fall besitzt der verwendete
Teststreifen keine getrocknete Reagens-Region, umfasst aber eine einzelne
Bindungsregion (Ausführungsform
A) oder eine Vielzahl von Bindungsregionen (Ausführungsform B), wovon jede auf
einem Wasserabsorbierenden Substrat immobilisiert ist, und einen
Probenempfänger
der stromaufwärts
davon positioniert ist.
-
Deshalb
kann erfindungsgemäß Folgendes
bereitgestellt werden:
- [1] ein Testkit eines
Analyten, der Folgendes umfasst:
- (1) einen Teststreifen, der eine Bindungsregion umfasst, die
auf einem Wasserabsorbierenden Substrat angeordnet ist, umfassend
einen zweiten spezifischen bindenden Stoff, der in der Lage ist,
spezifisch an den Analyten zu binden, und einen Probenempfänger, der
in einer Position stromaufwärts
der Bindungsregion angeordnet ist; und
- (2) ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat, das durch Verbinden
eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes mittels
eines Trägers
erhalten wird, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an einen
Analyten zu binden; oder
- [2] ein Testkit aus einer Vielzahl von Analyten, der Folgendes
umfasst:
- (1) einen Teststreifen, der eine Vielzahl von Bindungsregionen
umfasst, die auf einem Wasserabsorbierenden Substrat angeordnet
sind, wobei jede einen zweiten spezifischen bindenden Stoff umfasst,
der in der Lage ist, spezifisch an einen aus der Vielzahl unterschiedlicher
Analyte zu binden, und einen Probenempfänger, der in einer Position
stromaufwärts
von der Bindungsregion angeordnet ist; und
- (2) ein Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat, das durch Verbinden
eines Enzyms und eines ersten spezifischen bindenden Stoffes mittels
eines Trägers
erhalten wird, wobei der Stoff in der Lage ist, spezifisch an den
Analyten zu binden.
-
Die
Teststreifen, die in den vorstehenden Kits verwendet werden, sind ähnlich den
erfindungsgemäßen Teststreifen,
mit der Ausnahme, dass sie keine getrocknete Reagens-Region bereitstellen.
-
Beispiel 1: Herstellung
eines Enzymmarkierten spezifischen Konjugats (Enzym-Antikörper immobilisierter
Träger)
-
1) Herstellung einer Wasserdispergierbaren
polymeren Partikel-Suspension
-
Ein
flüssiges
Gemisch, das 50 g Styrol, 0,5 g Acrylsäure, 0,2 g Triethylenglycolmethacrylat
und 440 g destilliertes Wasser umfasst, wurde unter einer Stickstoffgas-Atmosphäre bei einer
Temperatur von 75°C
gehalten. Unter Rühren
wurde zu dem resultierenden flüssigen
Gemisch eine wässrige
Lösung
zugegeben, die durch Lösen
von 0,25 g Kaliumpersulfat als ein Polymerisationsinitiator in 10
g destilliertem Wasser gelöst
wurden, und die Komponenten wurden 10 Stunden lang polymerisiert.
Als ein Ergebnis wurden carboxylierte Polystyrol-Latex-Partikel
(durchschnittliche Partikelgröße: 0,2 μm) als carboxylierte
Wasser-dispergierbare polymere Partikel erhalten. Die resultierenden
carboxylierten Polystyrol-Latex-Partikel wurden bei pH 8,2 in 0,01 M
Borat-Puffer dispergiert,
sodass eine Konzentration an festen Bestandteilen von 5 Gewichts-%
erhalten wurde.
-
2) Immobilisierung
-
i) Immobilisierung eines
spezifischen bindenden Stoffes
-
In
diesem Beispiel wurde als ein spezifischer bindender Stoff ein Antikörper auf
die folgende Art und Weise auf den unter Punkt 1) hergestellten
Latex-Partikeln immobilisiert.
-
Zu
3 ml einer Dispersion der Latex-Partikel wurden 0,5 ml eines wasserlöslichen
Carbodiimids [hergestellt von DOJINDO LABORATORIES; 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid-hydrochlorid
in einer Konzentration von 10 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer bei pH
8,2] und 2 ml eines polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörpers (hergestellt
von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei pH 8,2) zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde drei
Stunden bei 10°C umgesetzt.
Danach wurde Waschen durch Zentrifugation durchgeführt, wobei
0,01 M Borat-Puffer bei pH 8,2 als Waschflüssigkeit verwendet wurde, und
die Konzentration der festen Bestandteile wurde mit dem gleichen Puffer
auf 5 Gewichts-% eingestellt.
-
ii) Immobilisierung von
Enzym
-
Als
nächstes
wurde zu 3 ml der Suspension der zuvor hergestellten Antikörper-immobilisierten
Latex-Partikel 1 ml eines wasserlöslichen Carbodiimids [hergestellt
von DOJINDO LABORATORIES; 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid-hydrochlorid
in einer Konzentration von 10 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer bei pH
8,2] und 2 ml einer von Meerrettich abstammenden Peroxidase (hierin
nachfolgend einfach als "HRP" bezeichnet, hergestellt
von Wako Pure Chemical Industries, Ltd. in einer Konzentration von
1,2 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei pH 8,2), zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde 3 Stunden
bei 10°C
umgesetzt. Danach wurde ein Waschen durch Zentrifugation mit 0,01
M Borat-Puffer bei pH 8,2 als Waschflüssigkeit durchgeführt, und
die Konzentration der festen Bestandteile wurde mit dem gleichen
Puffer auf 2 Gewichts-% eingestellt, um Latex-Partikel herzustellen,
die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren.
-
Beispiel 2
-
Vollkommen
die gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, mit
Ausnahme, dass eine HRP verwendet wurde, die in einer Konzentration
von 12 mg/ml hergestellt wurde, anstelle der HRP, die in einer Konzentration
von 1,2 mg/ml hergestellt worden war, als das Enzym immobilisiert
wurde, um Latex-Partikel herzustellen, die mit dem polyclonalen
Ziege-anti-E. coli
0157:H7-Antikörper
und HRP immobilisiert waren.
-
Beispiel 3
-
Vollkommen
die gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, mit
Ausnahme, dass eine HRP verwendet wurde, die in einer Konzentration
von 60 mg/ml hergestellt wurde, anstelle der HRP, die in einer Konzentration
von 1,2 mg/ml hergestellt worden war, um Latex-Partikel herzustellen,
die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren.
-
Experimentelles Beispiel
1: Bestimmung der Menge an immobilisiertem Antikörper und Enzym
-
Im
Hinblick auf jedes der Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen
Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper
und der HRP immobilisiert waren, die in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt
wurden, wurde der Überstand nach
der Immobilisierung von jedem Antikörper und jedem Enzym einer
Quantifizierung von Protein unterzogen, und es wurde jede immobilisierte
Mengen pro 1 g der Latex-Partikel auf Trockenbasis berechnet. Die Quantifizierung
von Protein wurde wie folgt durchgeführt.
-
Protein-Quantifizierung-Farbstoff-Bindungsverfahren
(Bradford-Verfahren)
-
Als
Quantifizierung für
die Mengen an immobilisierten Antikörpern und Enzymen wurde ein
Farbstoff-Bindungsverfahren mit Coomassie Brilliant Blue G-250 verwendet.
Die tatsächliche
Messung wurde mit einem kommerziell erhältlichen Kit "Coomassie Protein
Assay Reagent" (hergestellt
von PIERCE) durchgeführt.
Das Messverfahren wurde entsprechend den beigefügten Protokollen durchgeführt.
-
Die
Kalibrationskurve wurde hergestellt, indem die Absorption bei 595
nm nach Farbentwicklung einer bekannten Konzentration der Antikörper-Lösung oder
Enzym-Lösung
mit dem vorstehenden Reagens gemessen wurde. Der Überstand,
der nach Immobilisierung von allen Antikörpern und Enzymen erhalten
wurde und entsprechend verdünnt
worden war, wurde mit dem vorstehenden Reagens farbig entwickelt,
und die Absorption bei 595 nm wurde dann gemessen, um die Konzentrationen
des Antikörpers
und des Enzyms anhand der Kalibrierungskurve zu berechnen.
-
Die
Messungen wurden bei Raumtemperatur (25°C) durchgeführt. Die Reaktionszeit ist
nicht besonders eingeschränkt,
und die Absorptionsmessung wurde innerhalb von 90 Minuten nach der
Farbentwicklung durchgeführt.
-
Als
ein Ergebnis betrug die Menge des immobilisierten Antikörpers (Molekulargewicht:
etwa 160.000) für
jedes der Beispiele 11,1 mg und die Menge des immobilisierten Enzyms
(Molekulargewicht: etwa 40.000) für Beispiel 1 betrug 1,8 mg,
die für
Beispiel 2 betrug 17,3 mg und die für Beispiel 3 betrug 35,1 mg.
-
Zusätzlich wurde
aus den vorstehenden Ergebnissen die Anzahl von Enzymen pro einem
Antikörper-Molekül berechnet,
und diese betrug 0,6 Moleküle
in Beispiel 1, 6,2 Moleküle
in Beispiel 2 und 12,6 Molekül in
Beispiel 3.
-
Experimentelles Beispiel
2: Bestimmung von Enzym-Aktivität
der mit Antikörper
und Enzym immobilisierten Latex-Partikel
-
Im
Hinblick auf jedes der Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen
Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper
immobilisiert sind, und die HRP, die in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt
wurde, wurde davon die Enzym-Aktivität bestimmt. In diesem Experiment
wurde TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin)-Membran-Peroxidase-Substrat-System
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc., pH 4,5) aus einer Substrat-Lösung verwendet. In einer Cuvette
wurden 0,1 ml von der Dispersion der Enzym-Antikörper immobilisierten Latex-Partikel, die
auf 0,0125 Gewichts-% verdünnt
worden waren, und 3,3 ml der vorstehenden Substrat-Lösung vermischt, und
das Gemisch wurde bei 25°C
umgesetzt. Danach wurde mit einem Spektralphotometer der Anstieg
der Absorption nach einer Minute bei 580 nm gemessen. Die Aktivität, bei der
die Absorption in einer Minute um 1 erhöht werden kann, wird als 1
U (unit; Einheit) definiert und wird als Aktivität pro 1 g Latex-Partikel auf
Trockenbasis ausgedrückt.
Als ein Ergebnis betrug die Aktivität pro 1 g Latex-Partikel auf
Trockenbasis 10.160 U in Beispiel 1, 85.230 U in Beispiel 2 und
267.180 U in Beispiel 3.
-
Vergleichendes Beispiel
1: Nicht mit Enzym immobilisierter Träger
-
Zu
einer Dispersion von blau-gefärbten
carboxylierten Polystyrol-Latex-Partikel (Konzentration der festen
Bestandteile: 5 Gewichts-%; durchschnittliche Partikelgröße: 0,1 μm; 0,01 M
Borat-Puffer bei pH 8) wurden 0,5 ml wasserlösliches Carbodiimid [hergestellt
von DOJINDO LABORATORIES; 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid-hydrochlorid
in einer Konzentration von 10 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer bei pH
8] und 2 ml eines polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörpers (hergestellt
von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei pH 8) zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde drei Stunden
bei 10°C
umgesetzt. Danach wurde Waschen durch Zentrifugation mit 0,01 M Borat-Puffer
bei pH 8 als Waschflüssigkeit
durchgeführt,
wobei blau-gefärbte
Latex- Partikel hergestellt
wurden, die mit anti-E. coli 0157:H7-Antikörper markiert waren (Konzentration
der festen Bestandteile: 2 Gewichts-%).
-
Beispiel 4: Verwendung
von Teststreifen für
Immunchromatographie
-
1) Herstellung von Teststreifen
-
An
einer Position, die 30 mm von einem Ende der Nitrocellulosemembran
(Porengröße: 8 μm, Dimensionen:
6 mm × 60
mm) entfernt ist, wurden mit einem Dispenser in einer Reihe (Bindungsregion)
1,5 μl eines polyclonalen
Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörpers
(in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,1 M Phosphat-Puffer bei
pH 7,4) aufgetragen.
-
Die
resultierende Membran wurde 10 Minuten in eine wässrige Lösung eingetaucht, die Rinder-Serumalbumin
(hergestellt von Oriental Yeast Co., 1 Gewichts-%) und Polyoxyethylen(10)-octylphenylether
(hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0,1 Gewichts-%)
und Saccharose (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.,
1 Gewichts-%) umfaßte,
und dann zwei Stunden bei 40°C
getrocknet. Nachfolgend wurde eine Rückseite der Membran, die Seite
gegenüber
der Antikörperbeschichteten
Oberfläche,
mit einem Polyesterfilm (100 μm
Dicke) zusammengeklebt, wobei ein Sprühkleber verwendet wurde.
-
An
einer Position 0 bis 8 mm von dem stromaufwärts gelegen Ende der Antikörper-Beschichtungs-Position
entfernt wurde ein Polyester-Vliesstoff-Gewebe (Dimensionen: 6 mm × 8 mm,
Dicke: 2,5 mm) zusammengeklebt.
-
Weiter
wurde an einer Position 0 bis 10 mm von dem stromabwärts liegenden
Ende bezüglich
der Position, an die das vorstehende Polyester-Vliesstoff-Gewebe
geklebt worden war, ein Zellstoff-Vliesstoff-Gewebe (Dimensionen:
10 mm × 10
mm, Dicke: 5 mm) als ein Wasser-absorbierendes Kissen zusammengeklebt, um
einen Teststreifen herzustellen. Sechs Teststreifen wurden, wie
vorstehend beschrieben, hergestellt und für die nachfolgenden Messungen
verwendet.
-
2) Messung
-
Jeder
der Teststreifen, in denen E. coli 0157:H7 (hergestellt von Kirkegaard & Perry Laboratories
Inc.) in einem 0,1 M Phosphat-Puffer (NaCl in einer Konzentration
von 0,9 Gewichts-% pH 7,4 enthaltend,) dispergiert war, wurde in
einer Konzentration hergestellt, die in Tabelle 1 gezeigt ist. Jedes
der Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und
der HRP immobilisiert und die in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt
worden waren, und die blau-gefärbten
Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen anti-E. coli 0157:H7-Antikörper immobilisiert
worden waren (ohne Immobilisierung des Enzyms), wurden separat mit
der resultierenden Testprobe vermischt, so dass jeweils Konzentrationen
an festen Bestandteilen von 0,02 Gewichts-% vorlagen. Danach wurden
60 μl von
jedem flüssigen
Gemisch separat tropfenweise zu dem Polyester-Vliesstoff-Gewebe-Anteil
von jedem Teststreifen zugegeben, der vorstehend unter Punkt 1)
hergestellt worden war.
-
Jeder
der Teststreifen, die mit den Latex-Partikeln verwendet wurden,
die in den Beispielen 1 bis 3 hergestellt worden waren, in denen
sowohl der Antikörper
als auch das Enzym immobilisiert waren, wurde nach fünf Minuten
gewaschen, indem tropfenweise 60 μl
0,1 M Phosphat-Puffer zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil zugegeben
wurden. Nach weiteren fünf
Minuten wurden 60 μl
TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin)-Membran-Peroxidase-Substrat-System
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc., pH 4,5) tropfenweise zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil
zugegeben. Das Auftreten oder Ausbleiben der Farbentwicklung wurde
nach 10 Minuten optisch beobachtet.
-
Andererseits
wurde zu dem Teststreifen, der mit den blau-gefärbten
Latex-Partikeln verwendet wurde, die mit anti-E. coli 0157:H7-Antikörper markiert
waren und in dem vergleichenden Beispiel 1 hergestellt worden waren,
in denen das Enzym nicht immobilisiert war, ein flüssiges Gemisch
der Testprobe und des gefärbten Latex
zugegeben. Das Auftreten oder Ausbleiben der Färbung wurde nach 20 Minuten
bestimmt.
-
Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Kriterien in Tabelle 1
sind wie folgt.
- +
- In der Bindungsregion
wird eine lineare Färbung
beobachtet.
- –
- In der Bindungsregion
wird keine lineare Färbung
beobachtet.
-
-
Obwohl
die Anzahl an Zellen im Bereich von 1 × 105 Zellen
pro ml für
den Test erforderlich war, der ohne Enzym-Mobilisation durchgeführt wurde,
d. h. die Markierung erfolgte mit dem gefärbten Latex, konnte E. coli
0157:H7 in der Immunchromatographie, die die erfindungsgemäßen Wasserdispergierbaren
polymeren Partikel (Enzymmarkiertes spezifisches Konjugat) verwendet,
in denen sowohl das Enzym als auch der Antikörper immobilisiert waren, in
einer Konzentration im Bereich von 1 × 103 Zellen
pro ml nachgewiesen werden.
-
Zusätzlich ist
in "Studies on Food
Hygiene", Study
Group Report of 0157, the Ministry of Health and Welfare, 48, 35
(1998), berichtet worden, dass die Nachweis-Sensitivität von 0157
bei der Verwendung von herkömmlichen
immunchromatographischen Verfahren (Markierung mit gefärbtem Latex)
oder bei der Verwendung von enzymatischen immunchromatographischen
Verfahren, in denen ein Enzym, das als eine Markierungssubstanz
verwendet wird, direkt an einen Antikörper gebunden ist, im Bereich
von 105 bis 106 Zellen
pro ml liegt.
-
Bei
den immunchromatographischen Verfahren, die das erfindungsgemäße Enzymmarkierte
spezifische Konjugat verwenden, kann eine hohe Sensitivität erreicht
werden, die etwa 100 bis etwa 1.000 mal höher ist, verglichen mit derjenigen
dieser herkömmlichen
Verfahren, und der benötigte
Zeitrahmen kann verkürzt werden.
-
Beispiel 5: Verwendung
von Teststreifen für
Immunchromatographie
-
1) Herstellung von Teststreifen,
die eine getrocknete Reagens-Region besitzen
-
1
ml einer Dispersion (2 Gewichts-%) der Latex-Partikel, die mit dem
polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und der HRP immobilisiert
worden waren und die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, und
6 ml einer wässrigen
Saccharoselösung
(10 Gewichts-%) wurden miteinander vermischt. Mit 10 μl des resultierenden
wässrigen
Gemischs wurde Kunstseide-Vliesstoff-Gewebe (Dimensionen: 6 mm × 8 mm)
imprägniert,
und das Vliesstoff-Gewebe wurde zwei Stunden bei 30°C getrocknet.
Dieses Vliesstoff-Gewebe wurde mit einem Bereich, der 12 bis 20
mm von dem gegenüberliegenden
Ende der Antikörperbeschichteten
Position entfernt war, auf der Seite der Oberfläche des Teststreifens, der
die Bindungsregion enthält,
die auf die gleiche Art und Weise wie in Punkt 1) von Beispiel 4
hergestellt worden war, zusammengeklebt, um einen Teststreifen herzustellen,
der die Bindungsregion und die getrocknete Reagens-Region enthält. Sechs
Teststreifen wurden, wie vorstehend beschrieben, hergestellt und
für die
nachfolgende Messung verwendet.
-
2) Messung
-
Zu
einem Polyester-Vliesstoff-Gewebe-Anteil des Teststreifens, der
unter Punkt 1) vorstehend erhalten wurde, wurden tropfenweise 60 μl der Testprobe
zugegeben, die unter Punkt 2) von Beispiel 4 verwendet worden war,
und fünf
Minuten danach wurde das Waschen durchgeführt, indem tropfenweise 60 μl 0,1 M Phosphatpuffer
zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil zugegeben wurden. Nach weiteren
fünf Minuten
wurden 60 μl
TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin)-Membran-Peroxidase-Substrat-System (hergestellt
von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc., pH 4,5) tropfenweise zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil
zugegeben. Das Auftreten oder Ausbleiben einer Farbentwicklung wurde
nach 10 Minuten optisch beobachtet. Als ein Ergebnis konnte auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 4 der E. coli 0157:H7-Stamm in
einer Konzentration im Bereich von 1 × 103 Zellen
pro ml nachgewiesen werden.
-
Beispiel 6: Herstellung
von Enzymmarkiertem spezifischem Konjugat (Enzym-Antikörper immobilisierter
Träger)
-
Gänzlich das
gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass ein polyclonaler Ziege-anti-Salmonella Antikörper (hergestellt
von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei einem pH-Wert von 8,2) verwendet wurde, um den spezifischen
bindenden Stoff zu immobilisieren, wobei Latex-Partikel hergestellt
wurden, die mit dem polyclonalen Ziege-anti-Salmonella Antikörper und
der HRP immobilisiert waren. Die Menge des immobilisierten Antikörpers betrug
12,3 mg pro 1 g Latex-Partikel auf Trockenbasis, und die Menge an
immobilisiertem Enzym betrug 2,3 mg pro 1 g Latex-Partikel auf Trockenbasis.
-
Beispiel 7: Herstellung
von Enzymmarkiertem spezifischem Konjugat (Enzym-Antikörper immobilisierter
Träger)
-
Gänzlich das
gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass ein monoclonaler anti-Verotoxin Typ 1-A-Untereinheit-Antikörper (hergestellt
von ViroStat in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer bei einem
pH-Wert von 8,2) verwendet wurde, um den spezifischen bindenden Stoff
zu immobilisieren, wobei Latex-Partikel
hergestellt wurden, die mit dem monoclonalen anti-Verotoxin Typ 1-A-Untereinheit-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren. Die Menge des immobilisierten Antikörpers betrug
70 mg pro 1 g Latex-Partikel auf Trockenbasis, und die Menge an
immobilisiertem Enzym betrug 2 mg pro 1 g Latex-Partikel auf Trockenbasis.
-
Beispiel 8: Herstellung
von Enzymmarkiertem spezifischem Konjugat (Enzym-Antikörper immobilisierter
Träger)
-
Gänzlich das
gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass ein monoclonaler anti-Verotoxin Typ 2-A-Untereinheit-Antikörper (hergestellt
von ViroStat in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer bei einem
pH-Wert von 8,2) verwendet wurde, um den spezifischen bindenden Stoff
zu immobilisieren, wobei Latex-Partikel
erhalten wurden, die mit dem monoclonalen anti-Verotoxin Typ 2-A-Untereinheit-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren. Die Menge an immobilisiertem Antikörper betrug
68 mg pro 1 g Latex-Partikel auf Trockenbasis, und die Menge an
immobilisiertem Enzym betrug 1,8 mg pro 1 g Latex-Partikel auf Trockenbasis.
-
Beispiel 9: Nachweis von
E. coli 0157:H7 und Salmonella
-
1) Herstellung von Teststreifen
-
An
einer Stelle, die 30 mm von einem Ende der Nitrocellulose-Membran
(Porengröße: 8 μm, Dimensionen:
6 mm × 60
mm) entfernt war, wurden mit einem Dispenser in zwei Reihen (Bindungsregion)
jeweils 1,5 μl
polyclonaler Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper (in einer Konzentration
von 1 mg/ml in 0,1 M Phosphatpuffer bei einem pH-Wert von 7,5) und
ein polyclonaler Ziege-anti-Salmonella-Antikörper (hergestellt von Kirkegaard & Perry Laboratories
Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer bei
einem pH-Wert von 7,4) aufgetragen.
-
Die
resultierende Membran wurde 10 Minuten lang in eine wässrige Lösung eingetaucht,
die Rinder-Serumalbumin (hergestellt von Oriental Yeast Co., 1 Gewichts-%)
und Polyoxythylen(10)octylphenylether (hergestellt von Wako Pure
Chemical Industries Ltd., 0,1 Gewichts-%) und Saccharose (hergestellt
von Wako Pure Chemical Industires, Ltd., 1 Gewichts-%) umfasste
und dann zwei Stunden bei 40°C
getrocknet. Nachfolgend wurde eine Rückseite der Membran, die Seite
gegenüber
der Antikörperbeschichteten
Oberfläche,
mit einem Polyesterfilm (100 μm
Dicke) zusammengeklebt, wobei ein Sprühkleber verwendet wurde. Eine
Position, die 0 bis 8 mm von dem stromaufwärts liegenden Ende der Antikörperbeschichteten
Position gelegen war, wurde mit einem Polyester-Vliesstoff-Gewebe (Dimensionen:
6 mm × 8
mm, Dicke: 2,5 mm) zusammengeklebt. Weiter wurde eine Position,
die 0 bis 10 mm von dem stromabwärts
gelegenen Ende in Bezug auf die Position entfernt war, an der das
vorstehende Polyester-Vliesstoff- Gewebe
aufgeklebt war, mit einem Zellstoff-Vliesstoff-Gewebe (Dimensionen:
10 mm × 10
mm, Dicke: 5 mm) als ein Wasserabsorbierendes Kissen zusammengeklebt,
wobei ein Teststreifen hergestellt wurde. Vier Teststreifen wurden,
wie vorstehend beschrieben, hergestellt und für die nachfolgende Messung
verwendet.
-
2) Messung
-
Jede
der Testproben wurde hergestellt, indem E. coli 0157:H7 (hergestellt
von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc.) oder S. typhimurium (hergestellt von Kirkegaard & Perry Laboratories
Inc.) in 0,1 M Phosphatpuffer (NaCl enthalten zu 0,9 Gewichts-%,
pH 7,4) in einer Konzentration die in Tabelle 2 gezeigt ist, dispergiert wurde.
-
Mit
der resultierenden Testprobe wurden die in Beispiel 1 hergestellten
Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren, und die in Beispiel 6 hergestellten
Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen Ziege-anti-Salmonella-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren, separat vermischt, so dass jeder der
festen Bestandteile in Konzentrationen von 0,02 Gewichts-% vorlag.
Danach wurden 60 μl
von jedem flüssigen
Gemisch separat tropfenweise zu dem Polyester-Vliesstoff-Gewebe-Anteil
von jedem Teststreifen zugegeben, die unter Punkt 1) vorstehend
hergestellt worden waren.
-
Jeder
der Teststreifen, die mit den Latex-Partikeln verwendet wurden,
die in den Beispielen 1 und 6 hergestellt worden waren, in denen
sowohl der Antikörper
als auch das Enzym immobilisiert waren, wurde nach fünf Minuten
gewaschen, indem tropfenweise 60 μl
0,1 M Phosphatpuffer zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil zugegeben
wurden. Nach weiteren fünf
Minuten wurden 60 μl
TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin)-Membran-Peroxidase-Substrat-System
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc., pH 4,5) tropfenweise zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil
zugegeben. Das Auftreten oder Ausbleiben einer Farbentwicklung wurde
nach 10 Minuten optisch beobachtet.
-
Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Kriterien in Tabelle 2
sind wie folgt.
- +
- In der Bindungsregion
wird eine lineare Färbung
beobachtet.
- –
- In der Bindungsregion
wird keine lineare Färbung
beobachtet.
-
-
Beispiel 10: Nachweis
von E. coli 0157:H7 und Vero-Toxin
-
1) Herstellung von Teststreifen
-
An
einer Position, die 30 mm von einem Ende der Nitrocellulose-Membran
(Porengröße: 8 μm, Dimensionen:
6 mm × 60
mm) entfernt war, wurden mit einem Dispenser in drei Reihen (Bindungsregion)
jeweils 1,5 μl
von einem polyclonalen Ziege-anti-E.
coli 0157:H7-Antikörper
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,1 M Phosphatpuffer
bei einem pH-Wert von 7,4), einem monoclonalen anti-Vero-Toxin Typ
1-B-Untereinheit-Antikörper
(hergestellt von ViroStat in einer Konzentration von 1 mg/ml in
0,01 M Borat-Puffer bei einem pH-Wert von 7,4) und einem monoclonalen
anti-Vero-Toxin Typ 2-B-Untereinheit-Antikörper (hergestellt von ViroStat
in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer bei einem
pH-Wert von 7,4) aufgetragen.
-
Die
resultierende Membran wurde 10 Minuten in eine wässrige Lösung eingetaucht, die Rinder-Serumalbumin
(hergestellt von Oriental Yeast Co., 1 Gewichts-%) und Polyoxyethylen(10)octylphenylether
(hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0,1 Gewichts-%)
und Saccharose (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.,
1 Gewichts-%) umfaßte,
und dann bei 40°C
zwei Stunden getrocknet. Nachfolgend wurde eine Rückseite
der Membran, die Seite gegenüber
der Antikörperbeschichteten
Oberfläche,
mit einem Polyester-Film (100 μm
Dicke) zusammengeklebt, wobei Sprühkleber verwendet wurde. Eine
Position, die 0 bis 8 mm von dem stromabwärts liegenden Ende der Antikörperbeschichteten
Position lokalisiert war, wurde mit einem Polyester-Vliesstoff-Gewebe
(Dimensionen: 6 mm × 8
mm, Dicke: 2,5 mm) zusammengeklebt. Weiter wurde eine Position,
die 0 bis 10 mm war vom stromabwärts
gelegenen Ende in Bezug auf die Position entfernt, an der das vorstehende
Polyester-Vliesstoff-Gewebe aufgeklebt war, mit einem Zellstoff-Vliesstoff-Gewebe
(Dimensionen: 10 mm × 10
mm, Dicke: 5 mm) als ein Wasserabsorbierendes Kissen zusammengeklebt,
um einen Teststreifen herzustellen. Acht Teststreifen wurden, wie
vorstehend beschrieben, hergestellt und für die nachfolgende Messung
verwendet.
-
2) Messung
-
Jeder
der Teststreifen wurde hergestellt, indem in denen E. coli 0157:H7
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc.), Vero-Toxin-Typ 1 und Vero-Toxin-Typ 2 (jedes
davon hergestellt von DENKA SEIKEN Co.) in 0,1 M Phosphat-Puffer
(wobei NaCl in einer Konzentration von 0,9 Gewichts-%, pH 7,4 enthalten ist),
in einer Konzentration, die in Tabelle 3 gezeigt ist, dispergiert
wurde.
-
Mit
der resultierenden Testprobe wurden separat die in Beispiel 1 hergestellten
Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren, die in Beispiel 7 hergestellten Latex-Partikel, die mit
dem monoclonalen anti-Vero-Toxin Typ 1-A-Untereinheit-Antikörper und der HRP immobilisiert
waren, und die in Beispiel 8 hergestellten Latex-Partikel, die mit
dem monoclonalen anti-Vero-Toxin Typ 2-A-Untereinheit-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren, vermischt so dass jeder der festen
Bestandteile in einer Konzentration von 0,02 Gewichts-% vorlag.
Danach wurden 60 μl
von jedem flüssigen
Gemisch separat tropfenweise zu dem Polyester-Vliesstoff-Gewebe-Anteil
von jedem Teststreifen zugegeben, die in vorstehendem Punkt 1) hergestellt
worden waren.
-
Jeder
der Teststreifen, die mit den Latex-Partikeln verwendet wurden,
die in den Beispielen 1, 7 und 8 hergestellt worden waren, in denen
sowohl der Antikörper
als auch das Enzym immobilisiert waren, wurde nach fünf Minuten
durch tropfenweise Zugabe von 60 μl
0,1 M Phosphatpuffer zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil gewaschen.
Nach weiteren fünf
Minuten wurden 60 μl
TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin)-Membran-Peroxidase-Substrat-System
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc., pH 4,5)) tropfenweise zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil
zugegeben. Das Auftreten oder Ausbleiben einer Farbentwicklung wurde
nach 10 Minuten optisch beobachtet.
-
Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Die Kriterien in Tabelle 3
sind wie folgt.
- +
- In der Bindungsregion
wird eine lineare Färbung
beobachtet.
- –
- In der Bindungsregion
wird keine lineare Färbung
beobachtet.
-
-
Beispiel 11: Nachweis
von E. coli 0157:H7 und Salmonella
-
Gänzlich das
gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt mit
der Ausnahme, dass jeweils 2 ml eines polyclonalen Ziege-anti-E.
coli 0157:H7-Antikörpers
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei einem pH-Wert
von 8,2) und eines polyclonalen Ziege-anti-Salmonella-Antikörpers (hergestellt
von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei einem pH-Wert von 8,2) verwendet wurden, um Latex-Partikel herzustellen,
die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper, dem
polyclonalen Ziege-anti-Salmonella Antikörper und der HRP immobilisiert
waren.
-
Gänzlich das
gleiche Experiment wie in Beispiel 9 wurde durchgeführt mit
der Ausnahme, dass die vorstehend hergestellten resultierenden Latex-Partikel
verwendet wurden, und es zeigte sich, dass E. coli 0157:H7 und Salmonella
nachgewiesen werden konnten.
-
Beispiel 12: Herstellung
von Teststreifen für
Immunchromatographie und deren Verwendung
-
1) Herstellung von Teststreifen,
die eine getrocknete Reagens-Region besitzen
-
Es
wurden 1 ml einer Dispersion (2 Gewichts-%) der in Beispiel 1 hergestellten
Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren, 1 ml einer Dispersion (2 Gewichts-%)
der in Beispiel 6 hergestellten Latex-Partikel, die mit dem polyclonalen
Ziege-anti-Salmonella-Antikörper
und der HRP immobilisiert waren, und 6 ml einer wässrigen
Saccharose-Lösung (10
Gewichts-%) miteinander vermischt. Mit 10 μl des resultierenden flüssigen Gemisches
wurde ein Kunstseide-Vliesstoff-Gewebe
(Dimensionen: 6 mm × 8
mm) imprägniert,
und das Vliesstoff-Gewebe wurde zwei Stunden bei 30°C getrocknet.
Dieses Vliesstoff-Gewebe wurde mit einer Position, die 12 bis 20
mm von dem gegenüberliegenden
Ende der Antikörperbeschichteten
Position entfernt war, auf der Seite der Oberfläche des Teststreifens zusammengeklebt,
die die Bindungsregion enthält,
die auf die gleiche Weise wie in Punkt 1) von Beispiel 9 hergestellt
worden war, wobei ein Teststreifen hergestellt wurde, der die Bindungsregion
und die getrocknete Reagens-Region enthält. Vier Teststreifen wurden,
wie vorstehend beschrieben, hergestellt und für die nachfolgende Messung
verwendet.
-
2) Messung
-
Zu
dem Polyester-Vliesstoff-Gewebe-Anteil von jedem der Teststreifen,
die in vorstehendem Punkt 1) hergestellt worden waren, wurden tropfenweise
60 μl der
Testprobe zugegeben, die in Punkt 2) von Beispiel 9 verwendet worden
war, und durch tropfenweise Zugabe von 60 μl 0,1 M Phosphatpuffer wurde
der gleiche Vliesstoff-Gewebe-Anteil gewaschen. Nach weiteren fünf Minuten
wurden 60 μl
TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin)-Membran-Peroxidase-Substrat-System
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc., pH 4,5) zu dem gleichen Vliesstoff-Gewebe-Anteil zugegeben.
Das Auftreten oder Ausbleiben einer Farbentwicklung wurde nach 10
Minuten optisch beobachtet. Als ein Ergebnis konnten E. coli 0157:H7
und Salmonella gleichzeitig nachgewiesen werden.
-
Beispiel 13: Herstellung
von Teststreifen für
die Immunchromatographie und deren Verwendung
-
Gänzlich das
gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme dass jeweils 2 ml eines polyclonalen Ziege-anti-E.
coli 0157:H7-Antikörpers
(hergestellt von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei einem pH-Wert
von 8,2) und eines polyclonalen Ziege-anti-Salmonella-Antikörpers (hergestellt
von Kirkegaard & Perry
Laboratories Inc. in einer Konzentration von 1 mg/ml in 0,01 M Borat-Puffer
bei einem pH-Wert von 8,2) verwendet wurden, um Latex-Partikel herzustellen,
die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper, dem
polyclonalen Ziege-anti-Salmonella-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren. Gänzlich
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 12 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme dass die vorstehend hergestellten resultierenden Latex-Partikel
verwendet wurden, um einen Teststreifen herzustellen, der die Bindungsregion
und die getrocknete Reagens-Region enthielt.
-
Gänzlich das
gleiche Experiment wie in Beispiel 12 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme dass der resultierende Teststreifen verwendet wurde,
und es wurde gefunden, dass E. coli 0157:H7 und Salmonella nachgewiesen
werden konnten.
-
Vergleichendes Beispiel
-
Beispiel 14: Nachweis
von E. coli 0157:H7 und Salmonella durch direkt markierten Antikörper mit
Enzym
-
Gänzlich das
gleiche Experiment wie in Beispiel 9 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme dass ein polyclonaler HRP markierter Ziege-anti-E.
coli 0157:H7-Antikörper
anstelle der in Beispiel 1 hergestellten Latex-Partikel polyclonalen
verwendet wurde, die mit dem polyclonalen Ziege-anti-E. coli 0157:H7-Antikörper und der
HRP immobilisiert waren, und dass ein polyclonaler HRP markierter
Ziege-anti-Salmonella-Antikörper anstelle
der in Beispiel 6 hergestellten Latex-Partikel verwendet wurde, die mit dem
polyclonalen Ziege-anti-Salmonella-Antikörper und
der HRP immobilisiert waren verwendet wurde und dass die Komponenten
so vermischt wurden, dass die festen Bestandteile jeweils in einer
Konzentration von 0,001 Gewichts-% vorlagen. Als ein Ergebnis konnten
E. coli 0157:H7 und Salmonella auf die gleiche Art und Weise wie
in Beispiel 9 nachgewiesen werden.