JP2000241428A - 抗原の測定方法及び測定装置 - Google Patents

抗原の測定方法及び測定装置

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JP2000241428A
JP2000241428A JP11040812A JP4081299A JP2000241428A JP 2000241428 A JP2000241428 A JP 2000241428A JP 11040812 A JP11040812 A JP 11040812A JP 4081299 A JP4081299 A JP 4081299A JP 2000241428 A JP2000241428 A JP 2000241428A
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JP
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enzyme
sample
antigen
capillary column
antibody
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JP11040812A
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Eiichi Tamiya
栄一 民谷
Kenji Yokoyama
憲二 横山
Yuji Murakami
裕二 村上
Akira Koizumi
顕 小泉
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Japan Advanced Institute of Science and Technology
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Japan Advanced Institute of Science and Technology
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のサンプルを同時に処理する事が可能で
ある、高感度な抗原測定方法を開発する。 【解決手段】 微量のサンプルを酵素標識抗体とインキ
ュベートして抗原抗体反応を行い、反応生成物をキャピ
ラリー電気泳動によって高速に分離して、分離後に泳動
液中の蛍光基質と酵素反応させて蛍光色素を生成する事
により、目的抗原を高感度に検出する事を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高感度であって微
量分析が可能な、新規の抗原測定方法及び測定装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年の臨床生化学において、正確さだけ
でなく、高い処理能力、サイズの小型化、使い易さ、管
理費用の安さなどを備えた免疫測定装置が求められてい
る。従来免疫の測定方法として、抗体を固定化したプレ
ートに抗原を添加した後、標識抗体を更に反応させて、
標識を利用して検出するサンドイッチ法が用いられて来
た。更に、試料を標識した抗原と混合してから添加し
て、試料中の抗原と競争的に反応させて、固定化された
標識量から逆算する競合法もまた用いられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した方法におい
て、サンドイッチ法は二度の抗原抗体反応が必要であ
り、かつその反応が可能な量の抗体を用いなければなら
ない。競合法は試料と標識抗原の競合を検出する、とい
う原理より再現性の点で劣っている。又、いずれも数十
マイクロリットル以上のサンプル量が必要であり、かつ
溶液でバッチ方式の反応を繰り返さなければならない。
そのため測定装置の自動化には複雑な可動部を要するた
め、多数のサンプル中の抗原量を微量のサンプル量で測
定する目的には適さない。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明において、
自動化の目的にも適しており、微量のタンパク質を高感
度で分離可能な、キャピラリー電気泳動の手段を用い
た。アルカリフォスファターゼで標識され、かつ抗原タ
ンパク質に対して特異的に結合する抗体とサンプルとを
インキュベーションして、反応生成物につきキャピラリ
ー電気泳動で分離を行った。分離バッファー中に、アル
カリフォスファターゼの基質となるフルオレセインジフ
ォスフェートを添加しておき、キャピラリー上で酵素反
応を行って、生成したフルオレセインを検出する事によ
り、単独の抗体及び抗原抗体複合体を分離分析する事が
可能となった。
【0005】
【実施例】本発明の測定装置の基本的な構成を図1に示
す。当該装置は、磁場の生成の為に用いる高電圧電源
(a)、試料を分離するためのポリイミドで被覆された
フューズトシリカキャピラリーカラム(b)及びバッフ
ァーバイアル(c)及び蛍光検出システムより構成さ
れ、キャピラリーの両端及びプラチナ電極を、バッファ
ーリザーバー中に浸した。蛍光検出システムは、集光レ
ンズ(d)、ミラー(e)、蛍光用フィルター(f)光
電子増倍管(g)及びアルゴンイオンレーザー(h)
(488nm)を備えた倒立型落射蛍光顕微鏡を組み合
わせて構成した。
【0006】本発明の測定方法において、アルカリフォ
スファターゼ(ALP)でラベルした抗体を、キャピラ
リー電気泳動により分離を行い、フルオレセインジフォ
スフェート(FDP)を加水分解して、生成物であるフ
ルオレセインを生成し、生成したフルオレセインをレー
ザー励起蛍光検出法(LIF)により検出する。FDP
は感度の高いフォスファターゼ基質であり、蛍光は検出
されない。FDP及びフルオレセインは共にアルカリ性
条件下で水に可溶性であり、アルカリフォスファターゼ
活性の検出には高いpHが必要とされるが、高いpHは
生成物の蛍光の増強という点でも有利である。
【0007】当該測定方法の概略を図2に示す。即ち、
当該測定方法は、(1)分離バッファーで平衡化を行い
(この間に抗原と抗体をインキュベートする)(図2−
1)、(2)落差法によりサンプルを注入し(図2−
2)、(3)キャピラリー電気泳動により分離を行い
(図2−3)、(4)アルカリフォスファターゼの反応
を行い(図2−4)、(5)反応生成物を移動してLI
Fによる検出を行う(図2−5)、という過程より成
る。
【0008】最初に、FDPを基質として含む分離バッ
ファー(5nMFDPを含有する20mMホウ酸バッフ
ァー、pH10.0)で、キャピラリーを平衡化する。
その間に抗体を抗原とインキュベートして、抗原抗体反
応を行う。天然においてFDPの加水分解量は少ないの
で、キャピラリー中においてこの段階で検出される蛍光
はバックグラウンドレベルである(図2−1)。次い
で、3秒間10cmの落差法により、サンプルを導入す
る(約0.9nl)。この時点において、サンプル中の
成分(成分i:抗原抗体複合体、成分j;抗体単独)は
分離されておらず、バッファー中にFDPは存在してい
ないため、蛍光強度の変化は検出されない(図2−
2)。
【0009】第3段階として、30kVの電圧を1分間
かけてサンプルを分離した。これにより成分は抗体単独
(成分j)あるいは抗原抗体複合体(成分i)等、それ
ぞれの成分の性質に応じて移動する(図2−3)。第4
段階として電圧印加を止めて泳動を中止して、酵素反応
を行った(2分間)。インキュベートする事によりバッ
ファー中のFDPを基質としてサンプル中のALPが加
水分解されて、フルオレセインが生成する(図2−
4)。その際、抗原抗体複合体(成分i)に対応する蛍
光(ピークk)、抗体単独(成分j)に対応する蛍光
(ピークl)が発生する。最後に再び電圧をかけて(3
0kV、10分間)、ピークc及びピークdに対応する
フルオレセインの蛍光を検出する(図2−5)。この段
階において、再び泳動を開始した時間を0分として、蛍
光強度をモニタリングする。測定の後、0.1MのNa
OH溶液を5分間流して、付着したタンパク質を洗浄す
る。
【0010】当該装置を用いて、再泳動を開始した時間
を0分として蛍光強度の検出を行った。抗原抗体反応を
行わない未反応サンプル(アルカリフォスファターゼラ
ベルしたヤギ抗ラットイムノグロブリンG)を分析した
ところ、ただ一本のピークが検出された(図3)。ピー
クの同定を行うために、抗原と抗体の比率を変えてイン
キュベーションを行ったサンプルの分析を行った。抗原
抗体反応は、アルカリフォスファターゼラベルしたヤギ
抗ラットイムノグロブリンGと、その抗原であるラット
イムノグロブリンGを混合して、20mMホウ酸バッフ
ァー(pH10.0)中において温室で30分間反応さ
せる事により行った。抗体と抗原の比率はそれぞれ、
0.4:1(図4−1)、0.1:1(図4−2)、
0.05:1(図4−3)とした。その結果、抗原を増
やして反応を行うと最初のピークが大きくなった事に対
して、二番目のピークが小さくなる現象が認められた。
よって最初のピークが抗原抗体複合体に、二番目のピー
クが抗体単独に、それぞれ相当すると考えられる。
【0011】ところで、得られたクロマトグラムのピー
ク面積は、アルカリフォスファターゼの酵素活性と比例
している。そこで当該測定方法は、アルカリフォスファ
ターゼのアイソザイムを分離して酵素活性を測定する目
的にも直接に使用可能であると思われる。
【0012】
【発明の効果】本発明により、数ナノリットルという微
量のサンプルで、抗原量の高感度な測定を可能とする測
定方法及び測定装置が提供された。本測定方法は、アル
カリフォスファターゼのアイソザイムを分離してそれぞ
れの酵素活性を測定する目的にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の測定装置の構成の模試図を示す。
【図2】 本発明の測定方法の概略。上のグラフはキャ
ピラリー中のフルオレセインの濃度、下の図はキャピラ
リー中におけるサンプル成分の位置を示す。
【図3】 本装置を用いて、抗原抗体反応を行わない未
反応サンプルを分析を行った結果を示す。
【図4】 本装置を用いて、抗原と抗体の比率を変えて
反応を行ったサンプルを分析した結果を示す。
【符号の説明】
a 高圧電源、b キャピラリーカラム、c バッファ
ーバイアル、d 集光レンズ、e ミラー、f フィル
ター、g 光電子増倍管、h アルゴンイオンレーザ
ー、i 酵素標識された抗原抗体複合体、j 酵素標識
された抗体、k 成分iに由来するフルオレセインの蛍
光、l 成分jに由来するフルオレセインの蛍光
【手続補正書】
【提出日】平成12年1月11日(2000.1.1
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項3】 サンプル中のアルカリフォスファターゼ
の複数のアイソザイムを互いに分離して、各アイソザイ
ムの酵素活性を同時に測定する方法であり、(1)フル
オレセインジフォスフェートを含む分離バッファーによ
りキャピラリーカラムを充填し、(2)前記サンプルを
カラムに導入し、(3)キャピラリーカラムに電圧を印
加して泳動を行う事により前記アルカリフォスファター
ゼの複数のアイソザイムを互いに分離し、(4)泳動を
中止して、アルカリフォスファターゼの各アイソザイム
を、分離バッファー中のフルオレセインジフォスフェー
トとキャピラリーカラム中で反応させる事により、フル
オレセインを生成し、(5)生成したフルオレセインを
レーザー励起蛍光検出器により検出する過程より構成さ
れる、アルカリフォスファターゼの各アイソザイムの酵
素活性を同時に測定する方法。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年5月8日(2000.5.8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 27/26 315H (72)発明者 村上 裕二 石川県能美郡辰口町旭台1−50 職員宿舎 D−33号室 (72)発明者 小泉 顕 石川県能美郡辰口町旭台1−50 学生宿舎 3−414号室 Fターム(参考) 2G043 AA04 BA16 CA03 DA02 DA05 EA01 EA19 GA07 GB21 KA09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプル中の抗原の検出を行うための方
    法であって、(1)蛍光基質を含む分離バッファーによ
    りキャピラリーカラムを充填し、併せてサンプルと酵素
    標識した抗体をインキュベートして、酵素標識した抗原
    抗体複合体を形成し、(2)インキュベートしたサンプ
    ルをカラムに導入し、(3)キャピラリーカラムに電圧
    を印加して泳動を行う事により前記の酵素標識した抗体
    及び前記の酵素標識した抗原抗体複合体を分離し、
    (4)泳動を中止して、前記標識酵素と分離バッファー
    中の前記蛍光基質をキャピラリーカラム中で反応させる
    事により蛍光色素を生成して、(5)生成した蛍光色素
    をレーザー励起蛍光検出器により検出する過程より構成
    される、抗原測定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の測定方法に用いる測定装
    置であって、カラムに電圧を印加するための高電圧電
    源、分離のためのキャピラリーカラム、電極を固定して
    分離バッファーを貯蔵しておくためのバッファーバイア
    ル、及び生成した蛍光を検出するための蛍光検出器より
    構成される、抗原測定装置。
  3. 【請求項3】 サンプル中のアルカリフォスファターゼ
    の複数のアイソザイムを互いに分離して酵素活性を測定
    する方法であり、(1)フルオレセインジフォスフェー
    トを含む分離バッファーによりキャピラリーカラムを充
    填し、(2)前記サンプルをカラムに導入し、(3)キ
    ャピラリーカラムに電圧を印加して泳動を行う事により
    前記アルカリフォスファターゼの複数のアイソザイムを
    互いに分離し、(4)泳動を中止して、アルカリフォス
    ファターゼの各アイソザイムを、分離バッファー中のフ
    ルオレセインジフォスフェートとキャピラリーカラム中
    で反応させる事により、フルオレセインを生成し、
    (5)生成したフルオレセインをレーザー励起蛍光検出
    器により検出する過程より構成される、アルカリフォス
    ファターゼの酵素活性測定方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014021055A1 (ja) 2012-08-02 2014-02-06 ウシオ電機株式会社 光誘起蛍光測定器
CN113063759A (zh) * 2021-03-15 2021-07-02 国科大杭州高等研究院 基于半球空间类复眼结构的体细胞激光诱导荧光探测方法

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