JP2001520383A - タンパク質コロイド金属アミノデキストラン被覆粒子および製造方法および使用 - Google Patents

タンパク質コロイド金属アミノデキストラン被覆粒子および製造方法および使用

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Abstract

(57)【要約】 安定コロイド粒子は、その上にアミン反応性官能基を有するコロイドサイズ化コア支持体を包含し、その周囲表面上のアミノデキストランコーティング、アミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化金属固体の層を伴う。金属固体に結合されるリンカーは、タンパク質が遊離アミノ基との共有結合により結合される遊離アミノ基を有する。このような新規の粒子は、フローサイトメトリーに有用であり、特に白血球の亜集団の同時分析に有用である。このような粒子の製造方法、ならびに使用方法が提供される。このような複合体は、複合タンパク質の結合親和性を基礎にした、白血球の少なくとも2つの異なる相互排除的サブセットの同時分析を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (産業上の利用分野) 本発明は、一般に、新規のフローサイトメトリー、ならびに細胞分離、試薬、
より詳細には、タンパク質がコロイド金属被覆、アミノデキストラン被覆支持体
に複合した新規の粒子に、ならびにその製造方法および使用に関する。
【0002】 (発明の背景) フローサイトメトリーの技術は、種々の種類の細胞を分離する、例えば、白血
球を3つの主な群、即ちリンパ球、単球および顆粒球に分類するために用いられ
得る細胞の物理的パラメーターに関するデータを研究者に提供する。その他の技
術は、別の白血球集団、例えばT細胞、B細胞、細胞傷害性細胞およびサプレッ
サー細胞、好中球、好酸球および好塩基球を同定するために記載されている(例
えば、「Flow Cytometry and Sorting」、p.371; Melamed、MullaneyおよびMend
elsohn編、1979, John Wiley & Sons, N.Y., N.Y.;米国特許第5,125,737 号;米
国特許第5,492,833 号;米国特許第5,223,398 号;米国特許第5,231,005 号参照
)。
【0003】 全血中の特定の白血球亜集団を標的にするために抗体被覆ポリスチレンラテッ
クスビーズを用いた、それゆえ、標的化細胞容積、直流または低周波数電流(D
C)あるいは高周波数(RF)導電率および光散乱(S)の変化(シフト)を生
じるサブクラスが列挙されている〔例えば、PCT公報WO92/09682、1992年6
月11日公開;Hudson他「Cytometry 」22:150(1995)、米国特許第5,639,620 号
および国際特許出願WO95/24631(1995年9 月14日公開)参照〕。実際、これら
の後者の変化は、市販の血液学計器、例えばVCS技術を装備したCOULTER(登録
商標) STKS(商標) 計器で検出され得る。このような計器は、白血球の全集団中
のシフト化細胞集団のパーセンテージを算出し得る。
【0004】 前記のビーズ誘導性シフト法は全て、一度にリンパ球の亜集団を列挙するため
に抗体に複合された単一種類のポリスチレンビーズを使用する。シフトを延長す
るための無機物質から成るビーズの使用は、最近記載されるようになったに過ぎ
ない(例えば、米国特許第5,466,609 号;国際特許出願WO9524631 ;および米
国特許第5,552,086 号参照)。特に、金/銀コロイド被覆ポリスチレン−アミノ
デキストランビーズ、それらの調製および特性化が記載されている(例えば、米
国特許第5,248,772 号および米国特許第5,552,086 号参照)。
【0005】 リンパ球鑑別の現在通用している方法には、蛍光マーカーの使用、ならびに前
方光散乱、側方光散乱および蛍光強度またはビーズ上抗体の使用、ならびに正中
角光散乱、DCおよびRFの測定が含まれる。従来、ビーズ上の抗体の使用は、
リンパ球の単一亜集団に関して分析するために任意の時点で抗体に被覆された単
一種類のみのビーズを包含した(P.K. HoranおよびL.L. Wheeless 「Jr., Scien
ce」198:149-157 (1977); および英国特許第1561042 号(1980年2 月13日公開
)も参照)。他方、蛍光マーカーを用いる従来実施されていたフローサイトメト
リーは、多数の蛍光標識化抗体(2〜6)を同時に用いて、白血球の種々の亜集
団に関して分析する。 目下、リンパ球の亜集団が同時に列挙されるように、ビーズ上の抗体法を用い
て血液標本の分析を可能にする方法はない。したがって、血液またはその他の多
細胞流体物質のより有効な分析を可能にする組成物および方法に対する必要性が
当業界には存在する。
【0006】 (発明の要約) 一局面において、本発明は、以下の: (a)その上にアミン反応性官能基を有するコロイドサイズ化コア支持体、 (b)前記支持体の周囲表面のアミノデキストランコーティング、 (c)前記のアミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化
金属固体の層であって、前記の金属固体のための金属が前記のコアのアミノデキ
ストランコーティングによりイオン状態から金属(0)状態に還元できる金属か
ら成る群から選択される層、 (d)前記の金属固体に結合されるリンカーであって、遊離アミノ基を有する
リンカー、ならびに (e)前記の遊離アミノ基との共有結合により前記のリンカーに結合されるタ
ンパク質を包含する安定コロイド粒子を提供する。
【0007】 別の局面では、本発明は、前記の粒子の製造方法であって、タンパク質の被覆
化粒子との複合を可能にするためのアミノトリチオールリンカーを用いる方法を
含めた方法を提供する。 さらに別の局面では、本発明は、前記の粒子を用いて生物学的溶液または懸濁
液中の、例えば全血中の2以上の亜集団の同時定量的測定を実施する方法を提供
する。 本発明のその他の局面および利点を、添付の図面を参照しながら、その好まし
い実施態様について以下の詳細な説明でさらに説明する。
【0008】 (本発明の詳細な説明) 本発明は、タンパク質、好ましくは抗体がコロイド金属被覆化、アミノデキス
トラン被覆化支持体に複合した新規の安定コロイド粒子を提供することにより、
当業界での要求を満たす。この粒子は、生物物質における異なる種類の細胞の有
効な分析および分離を可能にするフローサイトメトリーで用い得るが、但し異な
る種類の細胞は各々、少なくとも1つの独自の非重複抗原エピトープを有する。
【0009】 I.定義 以下の用語は、本明細書中で用いられる場合、そして特許請求の範囲において
は、以下のように定義することができる。 「ヒストグラム」とは、X軸上にプロットされる変数およびY軸上にプロット
される「番号(#)」で呼ばれる頻度による二次元線グラフとして図示される単
一変数に関する頻度分布のグラフである。ヒストグラムは、コンピューターまた
はその他のあるフォームの電気回路内で表されるようなグラフの理論的数作表で
もある。
【0010】 「マトリックス」とは、X軸上にプロットされるある変数とY軸上にプロット
される第二の変数、そして等計数輪郭として示される頻度または計数による三次
元輪郭グラフとして示される2つの別々の変数に関する頻度分布のグラフである
。明瞭にするために、ある等計数輪郭のみが示して集団外形を説明する。マトリ
ックスは、コンピューターまたはその他のフォームの電気回路内に表されるよう
なグラフの抽象的な数で示す作表とも定義される。マトリックスを説明する場合
、本明細書中では、X軸変数が最初に記入され、その後Y軸変数が記入される。 「パラメーター」とは、別々の変数と同義語であり、フローサイトメトリーで
分析中の粒子または細胞から得られる任意の同時的な、独立した測定値を指す。
2つ以上のパラメーターの組合せは、いくつかの数学的関数により、別のパラメ
ーターを生じると定義される。
【0011】 「ゲーティング」とは、多パラメーターデータから、あるパラメーターのヒス
トグラムを構築する一方、1つ以上のその他のパラメーターを応答させる(inte
rrogate )場合に利用される濾過工程である。流動細胞を通る単一血球の通過お
よびパラメーター変換器による細胞測定値の発生といった、各事象に関しては、
ゲーティングに関して利用される各パラメーターに対応する値または測定値は、
1つまたは2つの参照値、あるいは閾値と比較され、そして閾値より低いのもの
、閾値より高いもの、または2つの閾値の間のものに関して「検定」される。こ
の検定は、考えられる全てのゲーティングパラメーターに関して真の結果を生じ
る場合には、その事象はヒストグラムに含まれる。ゲーティングは、マトリック
スを構築するために利用し得る。したがって、ゲーティングを用いることにより
、多パラメーターデータの分析およびグラフ表現を簡素化できる。
【0012】 「DC」および「RF」は、開口部インピーダンス細胞検知のCoulter の原理
を示す電気的検知パラメーターである。「DC」は、細胞膜が貫通されないよう
、そして電流が細胞を通過しないように、直流または低周波電流の適用から得ら
れるパルスピーク情報である。DCパルスのピーク振幅は、細胞容積の関数であ
る。「RF」は、細胞膜が短絡され、電流が細胞を流れるよう、高周波電流を適
用することにより得られる測定値に由来するパルスピーク情報である。RFは細
胞容積および内部導電率の関数である。
【0013】 「LMALS」とは、下方正中角光散乱であって、これは入射光線の軸から1
0°〜20°の範囲で、またはその範囲を通して、散乱された光検出アッセンブ
リで受容される光である。 「UMALS」とは、上方正中角光散乱であって、これは入射光線の軸から2
0°〜65°の範囲で、またはその範囲を通して、散乱された光検出アッセンブ
リで受容される光である。 「SALS」または「90°LS」とは、側方角光散乱であって、これは入射
光線の軸から90°+/−20°およその角度範囲に位置する光検出アッセンブ
リで受容される光である。
【0014】 「粒子」という用語は、とりわけ、ミクロスフェア、ビーズおよび球体も含み
、このような用語は交換可能である。 「抗体」とは、IgG、IgM、IgA、IgDおよびIgEの種類の任意の
本来の供給源からのポリクローナル抗体、ならびに元のまたは組換え体モノクロ
ーナル抗体、ハイブリッド誘導体、ヒト化またはキメラ抗体、ならびに抗体の断
片、例えばFab、Fab’およびF(ab’)2 を含むよう定義される。
【0015】 II.本発明の組成物 本発明は、以下の: (a)その上にアミン反応性官能基を有するコロイドサイズ化コア支持体、 (b)前記支持体の周囲表面のアミノデキストランコーティング、 (c)前記のアミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化
金属固体の層であって、前記の金属固体のための金属が前記のコアのアミノデキ
ストランコーティングによりイオン状態から金属(0)状態に還元できる金属か
ら成る群から選択される層、 (d)前記の金属固体に結合されるリンカーであって、遊離アミノ基を有する
リンカー、ならびに (e)前記の遊離アミノ基との共有結合により前記のリンカーに結合されるタ
ンパク質を包含する新規の安定コロイド粒子を提供する。
【0016】 好ましい実施態様では、本発明の粒子は、アミノデキストラン被覆化ポリスチ
レン粒子を包含し、この粒子は架橋剤が結合される結合剤を有するコロイド金属
でも被覆される。タンパク質、好ましくは抗体は、リンカーのアミノ基に対する
架橋剤を介して被覆化粒子に結合される。これらの複合体は、それらが白血球の
少なくとも2つの異なるサブセット、例えば、白血球を含有する生物物質中のT
リンパ球の2つのサブセットの同時分析を可能にするという点で、特に有益であ
る。
【0017】 A.コロイド金属−アミノデキストラン被覆化支持体 前記の被覆化支持体は、好ましくは、ポリスチレンビーズであるコア支持体(
a)を有する。好ましくは、ポリスチレンビーズは、直径約0.2〜約5.0μ
のサイズの範囲(即ち、コロイドサイズ化)である。アルデヒドおよび/または
スルフェート官能基を含有するこのようなポリスチレンコア支持体は、例えばIn
terfacial Dynamics Corporation(オレゴン州ポートランド)から市販されてい
る。もちろん、当業者は、他の供給元からその他の同様の粒子を選択し得る。
【0018】 このコア支持体は、その周囲表面にアミノデキストランコーティングを有する
。好ましくは、アミノデキストランコーティング(b)は、アミノデキストラン
の遊離アミノ基とポリスチレン支持体のアミン反応性官能基との間の共有結合に
より、そしてさらにグルタルアルデヒドのような作用物質との架橋によって、コ
ア支持体(a)に共有結合される。コーティング(b)を形成するアミノデキス
トランは、一般に、1/2.5という最大理論値と比較して、1/40〜1/3
5(1X−アミノデキストラン)の範囲のある程度のジアミン置換を有すること
を特徴とし得る。さらに好ましくは、アミノデキストランコーティング(b)に
おけるジアミン置換は、約1/7〜1/8(5X−アミノデキストラン)である
【0019】 この被覆化支持体の代替物は、米国特許第5,639,620 号に記載されているよう
なEDACカップリングによりアミノデキストランで被覆されるコア支持体とし
てカルボキシ官能化ポリスチレン粒子を用いる。 被覆化支持体は、このアミノデキストランコーティングを上塗りするコロイド
サイズ化金属固体(c)の層も含有する。好ましくは、この層は、アミノデキス
トラン層の分散化表面に均一に分散される。被覆化支持体を形成するのに有用な
コロイド金属は、一般的に、アミノデキストランコーティングによりイオン状態
から金属(0)状態に還元できる金属、あるいは約+0.7ボルト以上の還元電
位を有する金属イオンまたは金属イオン錯体を生成する金属として記載される。
このような金属イオンとしては以下のもの:Ag(I)、Au(III)、Pd
(II)、Pt(II)、Rh(III)、Ir(III)、Ru(II)、O
s(II)が挙げられるが、このような用途に好ましい金属イオンはコロイド金
(III)およびコロイド銀(I)である。
【0020】 B.リンカー 本発明は、選択されたタンパク質、例えば抗体の前記のコロイド金属−アミノ
デキストラン被覆化支持体との複合を可能にするリンカーも提供する。リンカー
は一般に、タンパク質との複合のために活性化され得る遊離アミノ基を有する。
【0021】 i.アミノデキストランリンカー コロイド金属−アミノデキストラン被覆化支持体を上塗りするために導入され
る好ましいリンカーの1つは、アミノデキストランリンカー、好ましくは、1X
−アミノデキストランのような1/2.5の最大理論値と比較して、ジアミン置
換の程度が約1/40〜約1/35の範囲であるアミノデキストランである。あ
るいは、アミノデキストランリンカー中のジアミン置換は、5X−アミノデキス
トランのように約1/7〜1/8であり得る。好ましくは、コロイド金属が銀で
ある場合、5X−アミノデキストランリンカーが用いられる。
【0022】 アミノデキストランは、それらを銀コロイド被覆化ポリスチレン粒子の既存の
粒子表面に架橋するのに、ならびにそれらをタンパク質、例えば抗体と共有的に
連結するのに十分なアミノ基を含有する。架橋化アミノデキストランコーティン
グは、銀コロイドが、粒子を活性化するのに必要なその後の化学反応においてポ
リスチレン粒子から落ちるのを防止し、それらをモノクローナル抗体に複合し、
そして化学的反応性官能基をブロックする。
【0023】 iii.アミノトリチオールリンカー コロイド金属が金である場合に特に有用な別の好ましいリンカーは、アミノト
リチオレートリンカーである。特に有用なアミノトリチオレートリンカーは、ト
リス(3−メルカプトプロピル)−N−グリシルアミノメタン、式C12262 OS3 (J.K. WhitesellおよびH.K. Chang「Science 」216:73-76 (1993))、
および構造式:
【化1】 を有するクモ様組成物である。
【0024】 この化合物は、最初は、荒加工金フィルム表面に層を形成して、アラニンN−
カルボキシ無水物の重合のためのNH2 開始部位を提供して、表面に垂直に均一
にそれ自体整列されるポリアラニン螺旋を形成すると記載されていた。ポリアラ
ニン螺旋は、金表面に結合されたままで、180℃で1週間加熱後でさえ、その
形状を保持するということが示された。
【0025】 このリンカーの好ましい形態は、新たな脱保護化形態であり、これは、好まし
くは、下記の実施例4Aに詳述されるように調製される。実施例4は、ポリスチ
レン粒子上に沈着した金粒子とモノクローナル抗体との間の配位子として、アミ
ノトリチオールが良好に機能することを実証する。その3つの硫黄原子を介して
コロイド金属上の金または銀原子と強力に配位結合することにより、そしてその
アミノ基を介しての抗体の活性化および複合により、アミノトリチオールリンカ
ーは新規の二官能性リンカー剤としても役立つ。低電気陰性度を有する軟塩基で
ある、高極性化可能硫黄原子は、軟酸、金または銀原子と配位結合する方を選ぶ
【0026】 しかしながら、以下の実施例5Bで考察するように、アミノトリチオールリン
カーは、ポリスチレン粒子上の沈着銀コロイドの表面の結合部位に関してアミノ
デキストランと非常によく競合して、銀−アミノデキストラン−ポリスチレン粒
子の表面から多量の銀コロイドを置換する。したがって、アミノトリチオールは
、ポリスチレン粒子上の銀コロイドとの架橋剤として十分に作用しない。
【0027】 C.架橋剤 前記のような架橋剤は、コロイド金属−アミノデキストラン被覆化支持体また
はアミノデキストラン−金属−アミノデキストラン被覆化支持体に共有的に結合
される。粒子上のリンカーの活性化のために、ヘテロ二官能性架橋剤、例えばス
ルホスクシンイミジル4−[N−マレイミドメチル]シクロヘキサン−1−カル
ボキシレート(「スルホ−SMCC」)が用いられる。スルホ−SMCCは、反
応性アミノ基を有するリンカーと共有結合する。種々のその他の適切な架橋剤お
よび方法は、例えば、「The Pierce Handbook 」および「Chemistry Of Protein
Conjugation And Cross-Linking」S.S. Wong, CRC Press, Inc., Boca Raton,
FL(1991)のようなテキスト中に引用されている。
【0028】 D.タンパク質 その後、架橋剤を介してコロイド金属−アミノデキストラン被覆化支持体に結
合されて本発明の新規の安定コロイド粒子を形成する、選択される活性化タンパ
ク質は、好ましくは抗体である。特に、タンパク質(e)は、活性化タンパク質
上のスルフヒドリル基またはアミノ基を有するヘテロ二官能性架橋剤を介してリ
ンカー上の遊離アミノ基の共有結合によりリンカー−コロイド金属−アミノデキ
ストラン被覆化支持体に共有結合される。
【0029】 任意のタンパク質をこの方法で支持体に結合し得るが、しかし、好ましくはタ
ンパク質はモノクローナルまたはポリクローナル抗体、あるいは種々の組換え体
抗体構築物のいずれかである。抗体は、望ましくは、細胞上のエピトープに向け
られるが、このエピトープは、細胞の種類に独特であり、それにより細胞分離検
定での粒子の使用を可能にする。ポリクローナル抗体は、慣用的手段により生成
することができる。即ち、選択された抗原に曝露された動物またはヒトの血清か
ら得られる。例えば、ポリクローナル抗体は、慣用的に、選択された動物または
ヒトの免疫系を選択された抗原で刺激して、免疫系にそれに対する天然抗体を産
生させて、動物またはヒトの血液、あるいはその他の生物学的流体からこれらの
抗体を収集することにより、生成される。
【0030】 モノクローナル抗体は、慣用のハイブリドーマ法により得られ、硫酸アンモニ
ウム(45%)沈澱、遠心分離およびプロテインAを用いたアフィニティークロ
マトグラフィーにより腹水液から精製される。モノクローナル抗体の製造方法は
、G.KohlerおよびC. Milstein 「Nature」256:495-497 (1975)に記載されてお
り、多数の既知のその変法が含まれる(その教示内容は、参照により本明細書中
に含まれる)。同様に、望ましい高力価抗体は、既知の組換え技法をこれらの抗
原に対して発現されるモノクローナルまたはポリクローナル抗体に適用すること
により生成される〔例えば、PCT特許出願PCT/GB85/00392;英国特許出
願GB2188638 A;Amit他「Sceince 」 233:747-753(1986); Queen 他「Proc
. Natl. Acad. Sci. USA」86:10029-10033(1989);PCT特許出願PCT/W
O9007861 ;およびRiechmann 他「Nature」 332:323-32 (1988);Huse他「Sc
ience 」 246:1275-1281(1988)a参照〕。
【0031】 当業者は、動物またはヒト抗体の相補性決定領域を操作することにより、既知
の技術に頼って、本発明のタンパク質として用いるためのキメラヒト化または完
全ヒト抗体を生成し得る〔例えば、E. Mark およびPadlin『Humanization of Mo
noclonal Antibodies 』Chapter 4,「The Handbook of Experimental Pharmacol
ogy 」Vol. 113, The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, Springer-Verl
ag(6月, 1994)参照〕。 もちろん、特定の製造方法および抗体の種類は、このような技術に限定されず
、このような抗体の任意の製造技術は本発明の実行の範囲内であるとみなされる
。好ましい実施態様では、タンパク質は、Tリンパ球上のCD3、CD4または
CD8に対するモノクローナル抗体である。このようなモノクローナル抗体の例
を以下に示す:モノクローナル抗体(MAb)「T3」(Coulter Corporation,
Miami, Florida から市販されている)は、マウスP3/NS1/1−AG4−
1骨髄腫細胞とヒト胎児胸腺細胞およびセザール細胞白血病患者からの末梢血リ
ンパ球で免疫感作されたBALB/cマウスからの脾臓細胞とのハイブリダイゼ
ーションから得られる、IgG1サブクラスの抗CD3抗体である。
【0032】 MAb「T4」(Coulter Corporation )は、マウスNS/1−AG4細胞と
ヒト末梢血Tリンパ球で免疫感作されたBALB/cJマウスからの脾臓細胞と
のハイブリダイゼーションから得られる抗CD4抗体である。MAb「T8」は
、T4に関して記載したのと同様に、しかしヒト胸腺細胞(Coulter Corporatio
n )で免疫感作されて得られる抗CD8抗体である。MAb T4およびT8は
、高密度のそれらの抗原受容体(104 〜105 の受容体/標的細胞)およびそ
れらの標的化細胞の相互排除に関して、以下の実施例で用いるために選択される
。 しかしながら、新規の粒子のタンパク質部分として、部位/細胞が約103
り大きく、そしてこのような部位の各々が多数の標的化細胞集団中の細胞集団の
1つに対して排他的である限り、細胞上の任意の標的受容体部位に対して向けら
れる任意の抗体を用い得る。
【0033】 E.本発明の粒子の実施態様 本発明の安定粒子の例示的実施態様は、その周囲表面に1X−アミノデキスト
ランコーティングおよびアミノデキストランコーティングを上塗りするコロイド
サイズ化金の層を有するコロイドサイズ化ポリスチレン極微粒子から成る粒子で
ある。遊離アミノ基を有するアミノトリチオールリンカーは金と共有結合し、抗
CD4抗体はヘテロ二官能性架橋剤を介してリンカーに結合される。この粒子は
、T4−アミノトリチオレート−金−1X−アミノデキストラン−ポリスチレン
粒子と呼ばれる。
【0034】 別の例示的粒子は、その周囲表面に1X−アミノデキストランコーティングを
有し、アミノデキストランコーティングを上塗りするコロイドサイズ化銀の層を
伴うコロイドサイズ化ポリスチレン粒子から作られる。遊離アミノ基を有する5
X−アミノデキストランリンカーは、銀−アミノデキストラン−PS粒子周囲に
架橋され、抗CD4抗体は、スルホ−SMCCのようなヘテロ二官能性架橋剤を
介して遊離アミノ基と共有結合することにより、前記のリンカーに結合される。
この粒子は、T4−5X−アミノデキストラン−銀−1X−アミノデキストラン
−ポリスチレン粒子と呼ばれる。
【0035】 本発明の粒子の別の実施態様は、その周囲表面に1X−アミノデキストランコ
ーティングを有し、アミノデキストランコーティングを上塗りするコロイドサイ
ズ化金の層を伴うコロイドサイズ化ポリスチレン粒子を包含する。遊離アミノ基
を有するアミノトリチオールリンカーは金と共有結合し、抗CD8抗体タンパク
質はヘテロ二官能性架橋剤を介してリンカーの遊離アミノ基に共有結合される。
この粒子は、T8−アミノトリチオレート−金−1X−アミノデキストラン−ポ
リスチレン粒子と呼ばれる。
【0036】 本発明の粒子のさらに別の実施態様は、その周囲表面に1X−アミノデキスト
ランコーティングを有し、アミノデキストランコーティングを上塗りするコロイ
ドサイズ化銀の層を伴うコロイドサイズ化ポリスチレン粒子を包含する。遊離ア
ミノ基を有する5X−アミノデキストランリンカーは、銀−アミノデキストラン
−PS粒子周囲に架橋され、抗CD8抗体は、スルホ−SMCCのようなヘテロ
二官能性架橋剤を介して遊離アミノ基と共有結合することにより、前記のリンカ
ーに結合される。この粒子は、T8−5X−アミノデキストラン−銀−1X−ア
ミノデキストラン−ポリスチレン粒子と呼ばれる。 本発明のこれらの例示的安定粒子は、リンパ球の少なくとも2つの異なる相互
排除的サブセットに関して生物流体、例えば全血を同時分析する方法に用いるた
めの試薬として特に望ましい。
【0037】 III.本発明の粒子の製造方法 本発明はさらに、本明細書に記載した新規の安定コロイド粒子の製造方法を提
供する。一般的に、本発明の粒子は、アミノデキストラン被覆化ポリスチレン粒
子を金属塩と反応させて、それにリンカーを結合させ、そしてタンパク質、例え
ば抗体を、リンカーを介して被覆化タンパク質に結合させることにより調製され
る。
【0038】 特に、このような粒子の製造方法は、市販のアルデヒド官能化ポリスチレン粒
子を前記のようなアミノデキストランと反応させる第一工程を包含する。コロイ
ドサイズ化ポリスチレンコア支持体の表面に吸着し、そしてそれと共有結合する
アミノデキストランもある。さらに別のアミノデキストランは、グルタルアルデ
ヒドとの架橋によりビーズと共有結合する。その結果生じた反応混合物を還元剤
で処理して、安定被覆化ビーズを得る。この還元剤は、任意の従来の還元剤、例
えばホウ水素化ナトリウムであり得る。その結果生じた架橋アミノデキストラン
被覆化ポリスチレン粒子は、その後、水で、好ましくは蒸留水で洗浄される。ア
ミノデキストランは一般に、金属イオンまたは金属イオン錯体を金属(0)状態
に還元し、即ち金(III)を金(0)に、または銀(I)を銀(0)に還元し
得る。
【0039】 これらのアミノデキストラン被覆化ポリスチレン粒子を、次に、アミノデキス
トランコーティングにより還元し得る金属イオンまたは金属イオン錯体を含有す
る金属塩の水性溶液と反応させる。前記のように、金属塩は、好ましくは金(I
II)または銀(I)塩である。簡単に説明すると、被覆化粒子の水性懸濁液を
、主にポリスチレン粒子の表面のコロイド金属として、余分量の金属イオンを金
属(0)状態に還元する予定量の二次還元剤の存在下で、温度を上げて余分量の
金属の水性溶液と混合する。高温範囲は、望ましくは、約80〜約100℃の範
囲である。さらに別の還元剤はクエン酸ナトリウムであって、これはコロイド金
属の迅速生成に用いられる。
【0040】 その結果生じるコロイド金属−アミノデキストラン被覆化粒子は、例えば水性
クエン酸ナトリウム溶液および蒸留水を用いて洗浄することにより精製される。 本発明の新規の粒子の調製に関与するさらなる工程は、遊離アミノ基を有する
リンカーまたはリンキング剤をコロイド金属−アミノデキストラン被覆化粒子に
結合することを含む。リンカーは、金属コロイド被覆化粒子の表面とのタンパク
質の複合を可能にする。好ましくは、銀被覆化粒子またはビーズに関しては、リ
ンカーはアミノデキストランであり、最も好ましくは5X−アミノデキストラン
である。金被覆化ビーズに関しては、リンカーは、好ましくは、前記のアミノト
リチオレートリンカーである。
【0041】 リンキング剤がアミノデキストランである場合、それは、吸着および二官能性
架橋剤、例えばグルタルアルデヒドによる架橋により、被覆化粒子に結合するこ
とができる。アミノデキストランリンカー上の遊離アミノ基は、次に、コロイド
金属粒子をタンパク質に連結する適切なヘテロ二官能性架橋剤、例えばスルホス
クシンイミジル4−[N−マレイミドメチル]シクロヘキサン−1−カルボキシ
レート(スルホ−SMCC)または前記のような当業界で既知のその他のもので
活性化される。
【0042】 アミノトリチオールリンカーは、チオレート基のコロイド金表面との反応によ
り結合することができる。特に、アミノトリチオールリンカーの使用方法は、水
性メタノール中に保護化アミノトリチオール配位子を溶解し、その結果生じる溶
液に濃塩酸を加え、混合物を還流する工程を包含する。一態様では、還流のため
の好ましい時間は、約5時間である。混合物の構成成分は、例えば、BioGel P2(
登録商標)ゲル上でのサイズ排除クロマトグラフィーおよび280nmで吸収す
る第一バンド(脱保護化アミノトリチオール配位子を表す)の分画を収集する。
次に、脱保護化アミノトリチオール配位子を、前記の金コロイド−アミノデキス
トラン被覆化ポリスチレンビーズと混合する。したがって、金コロイド表面を有
するリンカー上の硫黄基間に、強共有結合が形成される。その後、リンカーの遊
離アミノ基がスルホ−SMCCにより活性化される。
【0043】 架橋剤が一旦粒子に結合されると、コロイド粒子に結合されることが望ましい
選択されたタンパク質が次に、従来の方法により、例えば、スルフヒドリル基を
提供するアミノ結合試薬でタンパク質を活性化することにより、被覆化粒子上の
活性化リンカーのアミノ基に複合される。適切なアミノ結合/活性化試薬は、2
−イミノチオランである。抗体を粒子に複合するための抗体の2−イミノチオラ
ン活性化および被覆化粒子上のアミノ基のマレイミド(スルホ−SMCC)活性
化の従来の方法は、「Chemistry Of Protein Conjugation And Cross-Linking」
S.S. Wong, CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1991に記載されている。さらに
その他のアミノ反応性スルフヒドリル誘導性試薬は、利用可能なテキストから当
業者が容易に選択し得る(例えばPierce Handbook も参照)。
【0044】 最後に、ともに従来の手段により、活性化コロイド金属被覆化リンカー被覆化
粒子が精製され、活性化タンパク質が精製される。水性懸濁液中の精製粒子は、
次に、活性化粒子上の反応性基を飽和するのに十分な量の活性化タンパク質の水
性溶液と混合される。この混合は、好ましくは、室温で、そしてタンパク質と粒
子との間の複合を可能にするのに十分な時間の間起こり、その結果安定コロイド
粒子が生じる。活性化タンパク質溶液の量および混合時間の選択は、タンパク質
と複合される粒子の量に依存して、明らかに当業界の技術内であり、これらのパ
ラメーターがこの方法を限定する。
【0045】 好ましくは、使用前に、結果的に生じた安定コロイド粒子上の未反応官能基は
、適切なブロック剤、例えばL−システインおよびヨードアセトアミドによりブ
ロックされる。生物検定で用いるために、本発明の粒子の例、例えば抗体複合金
−または銀−被覆化ポリスチレン粒子は、適切な緩衝液、例えばウシ血清アルブ
ミン(BSA)緩衝液中に懸濁させることができる。
【0046】 IV.使用方法−同時分析 本発明の前記のコロイド粒子は、望ましくは、細胞の少なくとも2つの異なる
サブセットの同時定量確定法に用いられる。例えば、本発明の粒子を用いる方法
の一例は、それぞれ赤血球および白血球の両方を含有する生物溶液/懸濁液中の
白血球の2以上の亜集団の同時定量的確定を実証する。好ましくは、細胞のサブ
セットは、相互排除性且つ非重複性である何らかの抗原部位を有することを特徴
とする。
【0047】 したがって、本発明の方法は、生物溶液または懸濁液、例えば全血を、少なく
とも2つの前記のような異なる安定コロイドと混合する工程を包含する。異なる
粒子は各々、それに複合される異なるタンパク質、例えば異なる抗体を含有し、
タンパク質は各々、亜集団の白血球上の異なるエピトープと結合する。粒子およ
び生物学的物質は、各亜集団の細胞との粒子の結合を可能にするのに十分な時間
混合される。
【0048】 その後、前記の生物溶液/懸濁液中の赤血球が溶解され、消滅される。この混
合物は、異なるコロイド粒子の各々に結合された白血球の亜集団間を識別する計
器中で分析され、それにより、白血球の少なくとも2つの亜集団を定量的に列挙
する。好ましくは、計器は混合物を同時に分析し、VCS(即ち容積、導電率お
よび光散乱)技法での標的化細胞の光散乱をシフトすることにより、細胞間を識
別する。好ましい態様では、検出計器は、少なくとも2つのレーザーを装備する
。このような使用のための特に望ましい計器1つは、米国特許第5,125,737 号お
よび第5,492,833 号(これらの記載内容は、参照により本明細書中に含まれる)
に記載されている改変型Coulter VCS 計器である。
【0049】 このような方法により、白血球の亜集団、例えばCD4+ Tリンパ球(「T4
細胞」)、CD8+ Tリンパ球(「T8細胞」)、Bリンパ球、顆粒球、好塩基
球および単球等を定量的に検出し得る。 以下の実施例8で説明されるように、本発明の方法はさらに、3つの異なるコ
ロイド粒子を用いて、全血中のT4およびT8細胞集団の同時分析を提供する。
ある粒子は市販のポリスチレンビーズであり、他の粒子は本発明の粒子、即ちT
4−アミノトリチオレート−金−1X−アミノデキストラン−ポリスチレン粒子
およびT8−5X−アミノデキストラン−銀−1X−アミノデキストラン−ポリ
スチレン粒子である。
【0050】 本発明を説明するために以下の実施例を提示する。特に、実施例1〜4は、本
発明の粒子の調製を説明する。実施例5は、粒子の分析評価を提供する。実施例
6および7は細胞集団の別個の分析を提供し、そして実施例8は、本発明を用い
た細胞の同時分析の例を提供する。これらの実施例は本発明を説明するためだけ
のものであり、本発明の範囲を限定するものではない。さらに、以下の実施例に
は特定の試薬および条件が略記されているが、しかし、本発明の精神および範囲
に包含されることを意味する修正は成すことができる。
【0051】 実施例1−1X−アミノデキストランまたは5X−アミノデキストランによる
ポリスチレンアルデヒド/スルフェート粒子のコーティング A.ポリスチレン極微粒子 原料ポリスチレンアルデヒド/スルフェートラテックス粒子は、Interfacial
Dynamics Corporation(IDC )(オレゴン州ポートランド)から入手した。T4
−5X−Amdex−PSおよびT4−Ag−5X−Amdex−PS粒子の初
期試験は、透過型電子顕微鏡(TEM)により測定した場合に平均直径2.15
μm、CV=5.5%のIDC ロット番号2−300−36粒子を用いて実施した
。TEMにより確定した場合に平均直径2.200μm、CV=5.4%と報告
され、COULTER(登録商標)N4MD(商標)サブミクロン粒子分析器で準弾性光散乱
(QELS)により測定した場合に平均直径2.021μm、CV=1.0%で
あることが判明したIDC ロット番号496粒子は、T4、T8−PS粒子を調製
する場合に後に用いられた。後者の金または銀被覆化PS粒子は全て、TEMで
平均直径2.130μm、CV=2.7%、QELSで平均直径2.007μm
、CV=1.1%のIDC ロット番号540粒子から調製された。
【0052】 B.アミノデキストランによるコーティング これらのコロイド粒子は、実質的には米国特許第5,639,620 号(この記載内容
は、参照により本明細書中に含まれる)に記載されたような方法で調製した。要
するに、これらの粒子の4.1%w/v固体36.6mLを250mLポリプロ
ピレン遠心管中にピペット分取した。これらの粒子を、以下のようにコーティン
グした。前記の懸濁液に、50mL熱蒸留水中に溶解した1X−または5X−ア
ミノデキストラン3.0gを加え、250mLの0.2μmフィルターパックに
通して濾過した。米国特許第5,466,609 号に記載された手法により、1Xまたは
5X−アミノデキストランを調製した。次に蒸留水を混合物に加えて全量を15
0mLにし、45%w/w水酸化カリウム溶液18.3μLを加えて、水酸化カ
リウム中に混合物1mMとした。試験管および内容物を16〜24時間ロール混
合した。
【0053】 C.架橋 アミノデキストランの架橋は、粒子懸濁液と1時間反応させた3mg/mLま
たは1.8mLの25%グルタルアルデヒドを用いて達成された。混合期間終了
時に、粒子混合物中に淡黄色が認められた。ホウ水素化ナトリウム固体10mg
/mLまたは1.531gを反応試験管に加え、次にこれをさらに3時間ロール
混合した。余分量の1.834mLの45w/w水酸化カリウム溶液も試験管に
加えて、水素ガスの発生を低減した。反応混合物の黄色は、グルタルアルデヒド
との反応で生成されたシッフ塩基によるもので、ホウ水素化ナトリウムと約15
分間混合後は、無色白色粒子懸濁液に変化した。3時間の混合期間中、気体を2
〜3回放出した。
【0054】 次に、ベックマンJ6−B遠心分離機中で、3400gで約15分間の遠心分
離により粒子を分離し、透明上清を廃棄し、残渣を150mLの蒸留水で2回洗
浄した。激しくかき混ぜることにより残渣を毎回再懸濁し、2〜3分間音波処理
して、粒子を再分散した。 その結果生じたアミノデキストラン被覆化ポリスチレン粒子を1X−Amde
x−PSおよび5X−Amdex−PSと呼ぶ。
【0055】 実施例2−コロイド金属による1X−Amdex−PSおよび5X−Amde
x−PS極微粒子のコーティング A.銀による粒子のコーティング 実質的には米国特許第5,552,086 号に記載されたように、銀コロイドを用いて
実施例1の粒子を被覆した。要するに、0.589Mの硝酸銀溶液3.12mL
を、1L三首丸底フラスコ中の540mLの蒸留水に加えた。溶液を頭上ガラス
棒スリーブ攪拌器で攪拌し、上部および底部の加熱マントル(Glas-Col)で、約
90℃に加熱した。実施例1の1%w/v固体1X−Amdex−PS30mL
を無色熱硝酸銀溶液に加え、その結果生じた混合物を加熱しながら約1〜2分間
攪拌した。次に1.36Mのクエン酸ナトリウム溶液48mLを熱攪拌反応混合
物に加えた。
【0056】 粒子上にコロイド銀を形成するための反応過程は、懸濁液の色から、種々の時
間に書き留めた。約2分、淡黄色;約4分、暗褐色;約7分、黒色;約10分、
暗灰色;約15分、暗灰色。15分後、フラスコの内容物を1Lビーカーに注ぎ
入れることにより、反応を中断し、粒子懸濁液を室温に冷却させた。暗灰色粒子
は約40分後に沈澱し、この時点で上清をデカントして、約50mLの残渣を0
.01Mのクエン酸ナトリウム溶液に再懸濁して、全容量を100mlとした。
粒子を分離し、遠心分離で500gで約5分間洗浄し、最後に0.01Mのクエ
ン酸ナトリウム溶液中に分散して、全容量を30mLとした。
【0057】 B.スケールアップ調製 5倍スケールアップ調製は、前記のパートAに記載したのと同様であるが、し
かし2600mL蒸留水中の0.589Mの硝酸銀溶液15.6mL、1%w/
vの固体1X−または5X−アミノデキストラン−ポリスチレン粒子150mL
、および1.36Mのクエン酸ナトリウム溶液240mLを要する。頭上式攪拌
、ならびに上部および底加熱マントルを備えた5L三首丸底フラスコ中の反応体
に関して、約15分の反応時間および約90℃の反応温度を用いた。反応期間終
了時に、5Lフラスコおよび内容物をマントルから取り出して、約10分間冷却
し、この時点で粒子は全てフラスコの底に黒色固体として沈澱していた。次にほ
とんど全ての上清をデカント法により廃棄して、粒子の暗灰色懸濁液を残し、こ
れを0.01Mクエン酸ナトリウム溶液に再懸濁して全容量を125mLとした
。 粒子を分離し、遠心分離で500gで約5分間、0.01Mクエン酸ナトリウ
ム溶液を用いて2回洗浄し、最後に0.01Mのクエン酸ナトリウム溶液中に再
分散して、全容量を150mLとした。
【0058】 C.銀−1X−Amdex−PSおよび銀−5X−Amdex−PS粒子の分析 0.01クエン酸ナトリウム溶液中のパートAの10倍希釈粒子の倍率100
0倍での顕微鏡検査は、多くは単一一次粒子と小集合体(2〜3の一次粒子)を
示し、大型集合体は非常に少なかった。金属被覆化1X−Amdex−PSおよ
び金属被覆化5X−Amdex−PS粒子のコロイド懸濁液中の一重項(単一主
要粒子)、二重項(2つの一次粒子が一緒に粘着)、高等級多重項(3またはそ
れ以上の一次粒子が一緒に粘着)、および非被覆化または軽度被覆化PS粒子の
相対集団を、フローサイトメトリー〔銀−Amdex−PS粒子に関しては48
8nm Arイオンレーザー励起を用いたCOULTER(登録商標)Profile II(商標
);ならびに金−および銀−Amdex−PS粒子に関しては633nm He
/Neレーザー励起を用いたCOULTER(登録商標)Elite(商標)〕で測定した。
【0059】 異なるサイズおよび形状を有するこれらの一次および集合化粒子の集団は、一
次粒子が単分散で、金または銀コーティングが均一である場合、それらの光散乱
能力で十分に定義される。粒子濃縮物の連続希釈は、最終懸濁液中の粒子の容量
分画が約1.3x10-5となるように、2回濾過1mM水酸化カリウム溶液を用
いて作られた。フローサイトメーターは、任意に、COULTER(登録商標)DNA-CHEC
K(商標)粒子を整列させて、ヒストグラム中のFSおよびSS、ならびにF11
およびF12パラメーターに関してHPCV2.0%を得て、標準−ブライト(
Brite )粒子で較正した。
【0060】 操作パラメーターを以下のように選択した:標本吸引容量 50μL;標本流
量 10μL/分。全標本試験実行時間が10,000事象と一致するように;
FSのようなヒストグラムパラメーターY軸およびSSのようなX軸;線状増量
の中間でのFSに関する増幅器増量対平均チャンネル(Y軸)領域;線状電圧の
中間でのSSに関するRMT電圧対平均チャンネル(X軸)領域;ヒストグラム
1(加入領域)および2(ビットマップ1でゲート化)。64x64タイプ。F
S−SS。ボックス1中に単一粒子を、ボックス2中に二重項、ボックス3中に
全ての高等級集合体を包含するビットマップ1を有する。しかし増幅器ノイズは
出たままにする。;ヒストグラム1および2に関する適切なスケーリング因子;
10,000事象を計数するためのビットマップ1およびヒストグラム2;ヒス
トグラム2。ビットマップ1でゲート化。分析ボックスを設置。ヒストグラム1
と同様に、同一位置での単一粒子に関しては1、二重項に関しては2、そして多
重項に関しては3。各粒子状態の集団%を、ヒストグラム2の延長プリントアウ
トから読み取った。ヒストグラム1上の分析ボックスは、それらが電気ノイズお
よびヒストグラム1のビットマップ1の外側の任意の小粒子を含むために、粒子
の真のパーセンテージ比を反映しない。
【0061】 フローサイトメトリー(前方対側方散乱)ヒストグラムは、65%一重項、3
2%多重項および3%非被覆化ポリスチレン粒子を示した。 パートBのスケールアップ調製の10倍希釈懸濁液の顕微鏡検査は、大抵の黒
色一重項、多数の二重項およびやや大きいクラスターを示した。表示直径2μm
のポリスチレン粒子は全て、50〜200nmの範囲の直径の黒色銀粒子で一様
に且つ高密度に被覆された。フローサイトメトリーは、74%一重項、22%多
重項および4%非被覆化ポリスチレン粒子、ならびに15.5(1.6)のポリ
スチレン粒子と比較した場合の側方散乱軸上の40.1(3.3)の488nm
レーザー励起による銀−ポリスチレン粒子の平均シフトを示した。
【0062】 D.金による粒子のコーティング 実質的には米国特許第5,552,086 号に記載されたように、実施例1のコロイド
金被覆化1X−Amdex−PSおよび5X−Amdex−PS粒子の調製を実
施した。要するに、0.740gの水素テトラクロロアウレート(III)、H
AuCl4 ・3H2 Oを、1L三首丸底フラスコ中の270mLの蒸留水に溶解
し、上部および底部の加熱マントルで、約80℃に加熱し、頭上攪拌した。実施
例1の1%w/v固体1X−または5X−アミノデキストラン−ポリスチレン粒
子30mLを熱攪拌溶液に加え、約5分間混合させた。次に、1.36Mのクエ
ン酸ナトリウム溶液1.5mLを攪拌熱混合物中にピペット分取した。
【0063】 5秒以内に、反応混合物の色は淡黄色から無色に変わり、25秒で褐色に変わ
った。1分反応後、加熱、攪拌を中止して、フラスコ内容物を1Lビーカーに移
し、そこで粒子懸濁液を約1〜2分間音波処理して、室温に冷却させた。次に、
褐色粒子を500gで約5分間遠心分離して分離し、上清を廃棄して、残渣を0
.01Mクエン酸ナトリウム溶液で2回洗浄し、最後に0.01Mのクエン酸ナ
トリウム溶液中に再懸濁して、全容量を30mLとした。
【0064】 E.スケールアップ調製 5倍スケールアップ調製は、パートBに記載したのと同様であるが、しかし2
800mL蒸留水中の3.58gの水素テトラクロロアウレート(III)およ
び1%w/vの固体1X−または5X−アミノデキストラン−ポリスチレン粒子
150mLを、頭上式攪拌、ならびに上部および底加熱マントルを備えた5L三
首丸底フラスコ中で約80℃で56分間混合した。次に、1.36Mクエン酸ナ
トリウム溶液7.5mLを混合物に加えた。10秒で、反応混合物は淡黄色から
無色に変わり、次に30秒で紫色に、55秒で褐色に変わった。反応を約80℃
でさらに約9分間継続した。反応期間の終了時に、加熱および攪拌を中止し、5
Lフラスコおよび内容物をマントルから取り出して、室温まで冷却した。約1時
間後、淡紫色上清をデカントし、約150mLの濃褐色懸濁液を、500gで5
分間の遠心分離により分離した。上清を廃棄し、残渣を0.01Mクエン酸ナト
リウム溶液で2回洗浄し、最後に0.01Mのクエン酸ナトリウム溶液中に再懸
濁して、全容量を150mLとした。
【0065】 各金属イオンの金属(0)への還元が100%であると仮定して、生成し得る
金属金の容量がパートBで形成された金属銀の容量と等価であるように、1%w
/v粒子1mL当たり用いられる金塩の量を選択した。パートBの大規模銀コー
ティング手法では、生成することができた銀金属の容量は、15.6mL/(1
000mL/L)x0.589M AgNO3 x107.87g Ag/mol
÷10.49g/cm3 =0.0945cm3 Agである。したがって、大規
模金コーティング手法に必要な金塩HAuCl4 ・3H2 Oの質量は、1%w/
v粒子150mL当たり0.0945cm3 Aux19.32g/cm3 x3
93.88g HAuCl4 ・3H2 O/196.97g Au=3.65gで
ある。ポリスチレン粒子0.05%w/v固体上に被覆される銀または金の容量
分画は、反応混合物中で3x10-6であったが、しかしポリスチレン粒子の最終
懸濁液中では6x10-5に濃縮された。粒子懸濁液のアリコートを蒸留水で5ま
たは6回、徹底的に洗浄し、洗浄標本を凍結乾燥して、標本を計量することによ
り測定した場合、加えた金属は、元の1%w/v固体粒子懸濁液を約2.2%w
/v固体金−Amdex−PS粒子に、そして約1.7%w/v固体銀−Amd
ex−PS粒子に変える。
【0066】 F.金−1X−Amdex−PSおよび金−5X−Amdex−PS粒子の分析 パートDの10倍希釈粒子の顕微鏡検査は、一重項、小集合体、および非常に
少ない大型集合体を示した。銀被覆化粒子に関して前記したように実施したフロ
ーサイトメトリー(前方対側方散乱)ヒストグラムは、16.0(2.5)のポ
リスチレン粒子と比較した場合の側方散乱軸上の42.0(4.7)の633n
mレーザー励起による金−ポリスチレン粒子の平均シフトを示した。金−Amd
ex−ポリスチレン一重項は43%、集合体53%、そして非被覆化ポリスチレ
ン粒子4%であった。 パートEのスケールアップ調製で実施したフローサイトメトリーは、一重項の
パーセンテージが53%;多重項26%;そして軽度被覆化ポリスチレン粒子1
6%であることを示した。
【0067】 実施例3−コロイド銀−アミノデキストラン−ポリスチレン粒子の架橋および
連結 A.5X−アミノデキストラン架橋化銀−Amdex−PS粒子の調製 実施例2Aに記載したように1%w/v固体ポリスチレン粒子から調製され、
0.01Mクエン酸ナトリウム溶液中に懸濁された銀−アミノデキストラン−ポ
リスチレン粒子25mLを、500gで5分間の遠心分離により分離し、上清を
廃棄して、残渣を元の容量で2%w/vの5X−アミノデキストラン溶液中に再
懸濁した。混合物を一夜16〜24時間ロール混合し、500gで約5分間遠心
分離して、残渣を分離し、上清を廃棄した。最終残渣を再懸濁して、1mM水酸
化カリウム溶液で最終濃度25mLとした。
【0068】 その後、25%w/vのグルタルアルデヒド0.10mLを粒子懸濁液に加え
て、1mgグルタルアルデヒド/mL粒子懸濁液とし、これを約50分間ロール
混合した。次に、等モル量0.601mgのエチレンジアミン/mLまたは16
.9μLを反応混合物に加え、これをさらに約30分間ロール混合して、アルデ
ヒド基をブロックした。1mMの水酸化カリウム溶液3mL中のホウ水素化ナト
リウム30mgの溶液を調製し、この溶液2.0mLを粒子懸濁液中にピペット
分取して、これをさらに30分間ロール混合した。
【0069】 反応が約1〜2分で鎮静後、ガスが放出された。反応期間終了時に、500g
で5分間の遠心分離により粒子を分離し、上清を廃棄して、残渣を1xPBSで
4回洗浄した。1xPBSは、1.6Lの蒸留水中にK2 HPO4 53.8gを
溶解し、KH2 PO4 12.8gを加えて、溶解するまで攪拌することにより、
調製した。次に、NaCl 340gを溶液中に溶解させた。塩が全て溶解した
後、蒸留水を加えて容量を2Lとし、0.2μmフィルターを通して濾過した。
その結果生じた溶液は、20xPBSである。1xPBSは、1部の20xPB
Sを19部の蒸留水で希釈することにより調製する。1xPBS溶液は、7.1
〜7.3の範囲の、典型的には7.2のpHを、そして13,500〜15,5
00μMho−cm-1の導電率を有し、NaCl中で0.15Mである。最終残
渣を、1xPBS中に再懸濁して、全容量を25mLとした。
【0070】 B.架橋化5X−アミノデキストラン被覆化銀−アミノデキストラン−ポリスチ
レン粒子とのT4/T8抗体の複合 10mg/mLのスルホ−SMCC/mL1%w/v固体粒子4.5μL、ま
たはスルホ−SMCC溶液72.0μLを50mLポリプロピレン遠心分離管中
の架橋化5X−アミノデキストラン−銀−ポリスチレン粒子16mLに加えた。
前記のように、試験管および内容物を約1時間ロール混合し、その後、500g
で約5分間の遠心分離により粒子を分離して、上清を廃棄し、残渣を1xPBS
で4回洗浄した。最終残渣を1xPBS中に再懸濁して最終容量を16mLとし
た。
【0071】 0.667mLの1xPBS中の各々10mgのT4(0.225mL)およ
びT8(0.266mL)濃縮物を、2−イミノチオラン(IT)を用いて、2
mg/mLのIT溶液65μLを用いて、15:1=IT:抗体のモル比で別々
に活性化した。15mLポリスチレン遠心分離管中の反応混合物を1時間ロール
混合し、次に1xPBSで平衡化した50mLG−50セファデックスカラムの
上部に適用した。カラムを1xPBSで溶離し、IT−T4またはIT−T8抗
体を含有する一次A280 −吸収帯の分画をプールして、2.351mg/mLの
IT−T4抗体2.6mLおよび2.709mg/mLのIT−T8抗体3.0
mLを生じた。
【0072】 1.191mLのIT−T4/1.181mLのIT−T8溶液を加えて4m
Lのスルホ−SMCC活性化粒子懸濁液の標本が2倍にするように、0.7mg
のIT−T4および0.8mgのIT−T8/mL 1%w/v固体粒子で、複
合化を実施し、混合物を約2時間ロール混合した。複合化期間終了時に、各々1
mLの複合反応混合物をピペット分取して、0.2μmの低タンパク質結合フィ
ルター円盤を通して濾過した。上清のA280 を測定して、0.504mg/mL
のIT−T4/0.534mg/mLのIT−T8濃度を生じた。特定の表面積
2.708m2 /gの平滑球面2μm直径粒子と仮定して、差によって、IT−
T4の表面濃度は、0.107(0.084)mg/mLまたは5.1(4.0
)mg T4抗体/粒子表面積1m2 であり、そしてIT−T8の表面濃度は0
.391(0.386)mg/mLまたは18.7(18.5)mg T8抗体
/粒子表面積1m2 であった。
【0073】 T4−およびT8−複合粒子をともに、一方はブロックせず、他方はL−シス
テインおよびヨードアセトアミドでブロックされる、2つの4.2mL標本に分
けた。ブロックされる標本は1xPBS中の5mg/mLのLシステイン溶液0
.503mLでブロックし(約15分間)、次に1xPBS中の20mg/mL
のヨードアセトアミド溶液0.563mL、および0.105mLの1Mホウ酸
塩緩衝溶液、pH9.8でブロックした(30分間)。ブロック反応終了時に、
4つの標本を全て、500gで約5分間の遠心分離により分離して、上清を廃棄
し、残渣をBSA緩衝液、1xPBS溶液中の1%BSA/0.1%アジ化ナト
リウムで2回洗浄して、BSA緩衝液中に再懸濁し、約1時間ロール混合して、
約5℃で16〜24時間、冷蔵庫中で保存した。次に標本をBSA緩衝液でさら
に2回洗浄し、各標本の全容量を3.2mLに調整して、非被覆化ラテックス粒
子を基礎にした1%w/v固体懸濁液を得た。
【0074】 実施例4−コロイド金−アミノデキストラン−ポリスチレン粒子の架橋および
連結 A.アミノトリチオールリンカーの調製 実質的には、Whitesell & Chang[Science 261,73(1993)] に記載されている
ようにして、架橋剤C12262 OS3 を調製し、保護化配位子N−tert−
ブトキシカルボニルスパイダートリアセテートとして保存した。
【0075】 使用前に、10mgの保護化配位子を5mLの無水メタノールに溶解させて、
無色溶液を得た。次に、2.5mLの濃塩酸(36.5〜38.0%)を保護化
スパイダーの溶液に加えた。混合物を50mL丸底フラスコ中で約5時間還流し
て、遊離スルフヒドリル基の臭いを有する黄色溶液を得た。 スパイダー配位子の酸触媒化加水分解混合物(最終容量3.0mL)をBio-Ge
l P-2 カラム1.1cmx30cmの上部に適用し、蒸留水で溶離した。280
nmで吸収する第一帯の分画を収集し、リン酸緩衝液ブランクに対してエルマン
試薬5,5’−ジチオ−ビス−[2−ニトロ安息香酸](Pierce Chemical Co.
)を用いて遊離スルフヒドリル基に関して試験した。
【0076】 試薬は遊離スルフヒドリル基と反応して、412nmで吸光度を有して、高度
着色発色団を生成した〔J.C. Ellman 「Clin. Chem. Acta」28:234-241(1962)
〕。エルマン試薬による発色は、約15分で成された。スルフヒドリル基の定量
的確定のために、L−システインに関して標準曲線を引いて、錯体に関する洗浄
反応範囲を確定した。全量56mLの12の脱保護化配位子分画は、A412読
み取り値が0.549、またはスルフヒドリル濃度0.458mMを示し、収率
は44%であった。
【0077】 B.アミノトリチオール架橋化金−Amdex−PS粒子の調製 エタノール溶液中の0.33Mのアミノトリチオールリンカー4.950mL
を前記と同様に調製し、50mLポリプロピレン管中の蒸留水中の1%w/v固
体金−1X−アミノデキストラン−ポリスチレン粒子懸濁液15mLに加えた。
試験管および内容物を16〜24時間ロール混合し、その時点で、200gで約
10分間の遠心分離により粒子を分離し、上清を廃棄して、残渣を1xPBSで
4回洗浄した。最終残渣を1xPBSに懸濁して、全容量を15mLとした。
【0078】 C.架橋化アミノトリチオレート被覆化金−アミノデキストラン−ポリスチレン
粒子とのT4/T8抗体の複合 1%w/v固体粒子1mL当たり1xPBS中の10mg/mLのスルホ−S
MCC溶液1.50μL、または粒子懸濁液の15mL試験に対して22.5μ
Lを、50mLポリプロピレン遠心分離管中の粒子に加え、約1時間ロール混合
した。反応期間終了時に、200gで約10分間の遠心分離により粒子を分離し
て、上清を廃棄し、残渣を1xPBSで4回洗浄した。最終残渣を1xPBS中
に再懸濁して最終容量を15mLとし、各試験用に各7.5mL部分に分けた。
【0079】 前記の実施例3と同様の方法で、各抗体、T4およびT8の各々10mgを、
ITを用いて活性化し、IT−T4およびIT−T8誘導体を精製した。別々の
試験で、0.7mgのIT−T4/mL1%粒子および0.8mgのIT−T8
/mL1%粒子を用いて、同様の方法で複合化を実施した。各試験の1mLをピ
ペット分取して、上清中のIT−Abを分析した結果、2.7082m2 /gの
特定表面積を有する平滑球面2μm直径粒子と仮定して、6.7mgのT4抗体
/m2 および9.5mgのT8抗体/m2 であった。ブロックしない場合と、L
−システインおよびヨードアセトアミドでブロックする場合とのために、標本を
さらに等しく分けた。次に、200gで約15分間の遠心分離により、粒子を分
離し、上清を廃棄して、残渣を1xPBS中の1%BSA/0.1%アジ化ナト
リウムで2回洗浄し、BSA緩衝液中に再懸濁して、約1時間ロール混合し、約
5℃で16〜24時間冷蔵庫に保存した。 T4−およびT8−複合粒子を、BSA緩衝液でさらに2回洗浄し、各標本の
全容量を3.4mLとして、非被覆化ラテックス粒子を基礎にした1%w/v固
体懸濁液を得た。
【0080】 D.多角度ドップラー電気泳動光散乱分析(DELSA) 実施例4Bの金−1X−アミノデキストラン−ポリスチレン(「1X−Amd
ex−PS」)粒子の表面に結合されるアミノトリチオレートリンカーの存在を
、多角度ドップラー電気泳動光散乱(DELSA)測定[Laser Doppler Spectr
oscopy:Applications To Cell And Particle Electrophoresis, E.E.Uzgris「Ad
v. Colloid Interface Sci. 」14:75-171 (1981)]を用いて、粒子の各懸濁液
のpHの関数として、これらの粒子およびそれらの親粒子の全て、原料PSアル
デヒド/スルフェート、1X−Amdex−PS(実施例1)、ならびに金−1
X−Amdex−PS(実施例2D)粒子の移動度を得ることにより、実証した
【0081】 アミノトリチオレート−金−1X−Amdex−PS粒子(実施例4B)なら
びにそれらのT4−およびT8−抗体複合粒子(実施例4C)の懸濁液のDEL
SA測定を、COULTER(登録商標)DELSA(商標)440で実施した。これら
の測定値を用いて、原料粒子上の一層ずつの被覆化粒子の同一性およびpH安定
性範囲を確定した。
【0082】 移動度は、水性懸濁液中の粒子の表面電荷に直接関連し、陽性または陰性の電
荷が大きいほど、移動度は高い。移動度のこのpH依存性は、被覆化粒子の全て
の段階に関して、図1に示されている。電気泳動測定前に、原料PSおよび1X
−Amdex−PS粒子を蒸留水中に;金−1X−Amdex−PS粒子を0.
01Mクエン酸ナトリウム中に;アミノトリチオレート金−1X−Amdex−
PS粒子を1xPBS中に;そしてT4−およびT8−アミノトリチオレート金
−1X−Amdex−PS粒子を1xPBS中の1%BSA、0.1%アジ化ナ
トリウム中に懸濁した。測定のために、全粒子を、0.01M水性硝酸カリウム
溶液を用いて、4または1%w/v固体から4x10-4パーセンテージw/v固
体に希釈した。希釈粒子懸濁液のpHは、0.1M水性水酸化カリウムまたは0
.1M水性硝酸溶液で調整した。
【0083】 高さ1.00mmの長方形標本チャンネルをチャンネルの上部近くの固定層(
0.16mm)に配置することにより、DELSA測定を実施した。電気泳動標
準COULTER EMPSL7を用いて、標本小室の配置の最終調整を実施した。van Gilsプ
ロット(H−h)2 /H2 対移動度(ここで、hは、チャンネル上部からの深さ
(mm)(0〜1.00)であり、そしてH=0.50mm、EMPSL7標準
の移動度は、チャンネルの深さのほとんどを通して直線であり、チャンネルの中
心軸とほぼ対称であった)。多少の偏差は、チャンネルの底近く、0.95mm
大きいhまたは0.8より大きい(H−h)2 /H2 で生じた。これは、DEL
SA標本小室中の標準粒子の放物、電気浸透性流プロフィールの完全発現を示し
た。その他のDELSA計器パラメーターは以下のように選択された:周波数範
囲、500Hz;周波数シフト、250Hz;電流は、別記しない限り0.7m
A;オンタイム、2.0s;オフタイム、0.5s。
【0084】 粒子懸濁液の導電率は、1.3〜1.6mS/cmの範囲であった。図1に示
すように、アミノデキストラン(1X−Amdex)被覆化ポリスチレンアルデ
ヒド/スルフェートラテックス粒子は、pH7〜10の範囲の測定値で、約−1
cm2 /V−sというほぼ一定の移動度を示し、これは、ラテックス粒子の表面
の先在する負に荷電したスルフェート基を計数するためにいくつかの中性アルデ
ヒド基を置換した陽性荷電プロトン化アミノ基の存在を反映する。 原料ポリスチレンアルデヒド/スルフェートラテックス粒子は、元々陰性荷電
され、図1に示すように、pH7〜10の範囲で−6〜−7cm2 /V−sとい
う非常に高い負の移動度を有する。金コロイドを1X−Amdex−PS粒子上
に導入後、その結果生じた粒子の移動度の約+2から−4cm2 /V−sへの急
下降は、水性硝酸ナトリウム溶液による粒子の希釈後でさえ、金−1X−Amd
ex−PS粒子上の吸着クエン酸塩の存在を示した。20℃で3.14、4.7
7および6.39という段階的pKa 値に反映されるようなクエン酸の酸解離定
数は、移動度の大落下と同じpH範囲で生じる。
【0085】 アミノトリチオレート−金−1X−Amdex−PS粒子の電気泳動移動度プ
ロフィールは、−0.6〜−3.5cm2 /V−sの範囲のこれらの粒子の移動
度、ならびにpH4〜10の範囲を通しての約+0.3x10-4cm2 /V−s
での人工物の存在を示した。この人工物は、特に細胞中に1mA未満の低電流(
適用電場)での、1X−Amdex−PSおよび金−1X−Amdex−PS粒
子の移動度プロフィールにおける同一位置にも存在した。8.6°の最低散乱角
度に対してドップラー周波数シフトが+/−10Hzより大きいように、後者の
粒子懸濁液の電気泳動図を得るためには、1〜2.5mAという高い電流が必要
であった。粒子移動度のvan Gilsプロットでのその定位置、ならびに強度の出力
範囲での全4つの散乱角度でのほぼ0.0Hzのその定位置対ドップラー周波数
シフトにより、人工物を同定した。
【0086】 アミノトリチオレート被覆化金1X−Amdex−PS粒子の移動度は、pH
5.8より上では、親金−1X−Amdex−PS粒子の移動度をわずかに越え
たが、しかし、5.8未満のpHでは、親粒子の場合より低下した。これは、三
陰性トリチオレート基アミノトリチオレート基として金属粒子表面の三陰性荷電
クエン酸塩を置換することによりリンカーが獲得できるより低い負の電荷を反映
する。末端アミノ基は、pH4〜10領域でのプロトン化のために、陽性電荷を
依然として保持する。さらに、5.8〜4.2の低pH範囲での−3.3cm2 /V−sから−0.6cm2 /V−sへの移動度の急上昇の出現は、チオレート
基の部分的プロトン化であり得る。スルフヒドリル基は、典型的には、7〜9の
範囲のpKa 値を示す。移動度測定値に示されるように、表面金または銀原子に
結合されるチオレート基の単一硫黄原子は非常に強い結合を形成するが、コロイ
ド金または銀上のクエン酸塩の3つのカルボキシレート基のカルボキシレート酸
素原子のいずれかと同じように容易にプロトン化されるわけではない。 アミノトリチオレート−金−1X−Amdex−PS粒子の電気泳動図におけ
る特徴は、pH10への塩基付加とその後のpH4への酸付加の数サイクルを通
して可逆的である。
【0087】 T4−およびT8−抗体複合化アミノトリチオレート−金−1X−Amdex
−PS粒子は、親粒子より狭くそしてより陽性の+1.2〜−2.3cm2 /V
−s範囲の移動度を有するそれぞれの抗体被覆化粒子を示す。さらに、pH4〜
10範囲を通しての親粒子の陰性電荷は抗体により平衡されるがしかし優勢では
なく、したがって、抗体複合化粒子のゼロ電荷の点(「p.z.c.」)は、従
来のゲル電気泳動によりそれぞれの抗体に関する主帯から確定した場合のT4抗
体に関しては5.4〜5.8そしてT8抗体に関してはpH6.7〜7.3であ
るモノクローナル抗体のpI範囲の代わりに、pH4.5〜5.0にある。0.
01M硝酸カリウム溶液で希釈する前に1xPBS緩衝液中の1%ウシ血清アル
ブミン(「BSA」)、0.1%アジ化ナトリウム中にT4−およびT8−複合
化粒子を保存すると、粒子表面へのBSAの吸着により、BSAに関する約4.
9のpIと重複するp.z.c.範囲が生じる。
【0088】 銀−1X−Amdex−PS(実施例2A)粒子は、(−0.57〜−1.6
cm2 /V−s)pH5〜10のわずかに低減する陰性移動度を示したが、これ
は、親1X−Amdex−PS粒子の移動度のわずかだけの陰性に非常によく似
ている。これを、水性クエン酸ナトリウムで洗浄したCarey Les 銀ゾル(約10
nmの平均直径の銀粒子)に関する移動境界法により得られた移動度データと比
較し、これは−80+/−5mVのゼータ電位または−3.7cm2 /V−sの
移動度で報告された〔G. Frens他「Kolloid Z.Z.Polym.」233;922 (1969)参照
〕。さらに、いくつかの銀ゾル、例えばホウ水素化ナトリウムを有する銀ゾル(
Ag(NaBH4 )、pH8.1)、エチレンジアミン四酢酸を用いて調製した
銀ゾル(Ag(EDTA)、pH10.1)、Carey Lea 銀ゾル(Ag(Carey
Lea )、pH7.0)および水性硫酸銀溶液中に調製した銀ゾル(Ag(水性A
gSO4 溶液)、60Co照射、pH約5.7)を用いた顕微電気泳動実験は、−
4.2〜−5.0cm2 /V−sの移動度を生じ、赤色クエン酸金ゾル(約20
nmの平均直径金粒子)を用いた場合は、約5.5のpHで−4.5cm2 /V
−sの動電学的移動度を示した〔Heard 他「J. Colloid Interface Sci. 」93:5
45(1983)〕。
【0089】 金−1X−Amdex−PS粒子は約5.5のpHでクエン酸金ゾルの移動度
と同様の、pH6〜9の範囲で約−4.0cm2 /V−sという移動度を示すが
、しかし銀−1X−Amdex−PS粒子の移動度(−0.6〜−1.6cm2 /V−s)は、クエン酸銀ゾルの移動度(−4.2〜−5.0cm2 /V−s)
と似ていず、このことは、銀−1X−Amdex−PS粒子中の銀−クエン酸塩
結合が弱く、したがって動電気的測定のための0.01M硝酸カリウム溶液中の
粒子懸濁液の希釈が、銀−1X−Amdex−PS粒子上に元々吸着していた多
量のクエン酸塩を放出したことを示唆する。
【0090】 実施例5−架橋化およびタンパク質被覆化コロイド金属−アミノデキストラン
被覆化粒子の分析 実施例3および4の金−または銀−被覆化ポリスチレン粒子を、固体支持体上
の乾燥粒子のSEM顕微鏡写真により、前方散乱(FS)対側方散乱(SS)の
フローサイトメトリーヒストグラムにより、そして抗体複合粒子に関しては、角
光散乱による全血中の標的化白血球亜集団に対する特異性、ならびにDCまたは
RF導電率マトリックスにより、特性化した。実施例4Aのアミノトリチオール
リンカーと反応させた銀被覆粒子も調べた。
【0091】 A.架橋化金属−Amdex−PS粒子およびタンパク質連結粒子のフローサイ
トメトリー分析 実施例3Aの粒子のフローサイトメトリーは、41%一重項、51%多重項お
よび5%非被覆化ポリスチレン粒子を示した。 実施例3Bのタンパク質連結粒子のフローサイトメトリーは、ブロックを伴わ
ないT4−Amdex−Ag−Amdex−PS粒子に関しては64%一重項、
33%多重項および1.4%非被覆化ポリスチレン粒子;ブロックT4−Amd
ex−Ag−Amdex−PS粒子に関しては57%一重項、41%多重項およ
び0.4%非被覆化ポリスチレン粒子;ブロックを伴わないT8−Amdex−
Ag−Amdex−PS粒子に関しては60%一重項、38%多重項および0.
4%非被覆化ポリスチレン粒子;ブロックT8−Amdex−Ag−Amdex
−PS粒子に関しては56%一重項、42%多重項および0.3%非被覆化ポリ
スチレン粒子を示した。
【0092】 しかしながら、実施例4Bに記載されたのと同様の方法でアミノトリチオレー
トリンカーを用いて架橋された銀被覆粒子に関してフローサイトメトリーにより
得られた前方対側方散乱ヒストグラムの側方散乱シフトは、配位子と反応させて
おいた銀−PS粒子に関する大きさと同様ではなく、ヒストグラム中の非被覆ポ
リスチレン粒子の位置を逆転する傾向があった。 実施例4Bの架橋化金−Amdex−PS粒子のフローサイトメトリーは、6
4%一重項、23%多重項および8%弱被覆化ポリスチレン粒子を示した。
【0093】 実施例4Cのタンパク質複合粒子のフローサイトメトリーは、ブロックT4−
アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子に関しては82%一重項、8
%多重項および10%弱被覆化ポリスチレン粒子;ブロックを伴わないT4−ア
ミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子に関しては75%一重項、12
%多重項および13%弱被覆化ポリスチレン粒子;ブロックT8−アミノトリチ
オール−Au−Amdex−PS粒子に関しては83%一重項、5%多重項およ
び11%弱被覆化ポリスチレン粒子;ブロックを伴わないT8−アミノトリチオ
ール−Au−Amdex−PS粒子に関しては73%一重項、12%多重項およ
び15%弱被覆化ポリスチレン粒子を示した。
【0094】 B.SEM分析 懸濁液の小滴の蒸発により金属切株上で乾燥させたT4−アミノトリチオール
−Au−Amdex−PS粒子の走査電子顕微鏡(SEM)写真を、図4A〜4
Cに示す。これは、ポリスチレン粒子の表面に沈着した金の元の粒子の場合と同
様に、ポリスチレン粒子上の金コロイドの層を示すが、アミノトリチオールリン
カーの結合、スルホ−SMCCによる活性化、抗体との複合、ブロックおよびB
SA緩衝液による洗浄による変化を受けない。
【0095】 銀−Amdex−PS粒子をアミノトリチオールリンカーで被覆し、実施例4
の前記の金被覆粒子の場合と同様の方法で抗体と複合させた。しかしながら、ア
ミノトリチオールリンカーは、ポリスチレン粒子上の沈着銀コロイドの表面の結
合部位に関してアミノデキストランと非常によく競合し、銀−アミノデキストラ
ン−ポリスチレン粒子の表面から多量の銀コロイドを追い出した。これは、少量
の銀粒子を含有する粒子洗浄の上清の乳白光から分かった。図5A〜5で柄に示
したSEM写真のいくつかの粒子上の大きいむき出しの斑点状部分、および小銀
粒子の大型集合体の存在を参照。明らかに、アミノトリチオレートリンカーは銀
粒子と非常に強力に結合するため、PS粒子周囲のアミノデキストランコーティ
ング中のそれらの包埋位置からそれらを除去する。
【0096】 さらに、配位子との反応後に採取した標本のSEM顕微鏡写真は、小銀粒子の
大型集合体と多数のむき出しのスポットを有するポリスチレン粒子を示したが、
一方、同一粒子が、配位子との反応前には銀コロイドで均一に被覆された。した
がって、アミノトリチオールは、ポリスチレン粒子上の銀コロイドとの架橋剤と
しては十分に作用しない。
【0097】 実施例6−ジアミノプロパン被覆化ポリスチレンアルデヒド/スルフェートラ
テックス粒子とのT4およびT8抗体の複合 本実施例は、本発明の方法および組成物の結果を立証するために、対照として
、ならびに同時実験での一対のビーズの一方として用いられる被覆化粒子を記載
する。 A.粒子の調製 スケールアップ調製を除いて、1,3−ジアミノプロパン(DAP)のポリス
チレンラテックス粒子との結合は、国際特許出願WO9524631 (1995年9 月14日
公開)にかつて記載された方法により実施した。 2Lポリプロピレンボトル中の4%w/v固体ポリスチレンアルデヒド/スル
フェート粒子(Interfacial Dynamics Corp.、直径約2μm)1000mLに、
16.8mgの液体DAP(比重0.888g/粒子懸濁液1mL、または19
.1mLのDAP)を加えた。その結果生じた懸濁液をかき混ぜてよく混合し、
30秒間音波処理して、24〜72時間ロール混合した。粒子表面のシッフ塩基
基および未反応アルデヒドを低減するために、DAPとロール混合した4%w/
v固体粒子1mL当たり10mgの固体ホウ水素化ナトリウム、または10.4
gを粒子反応混合物に直接加えた。約11.5のpHで余分量のDAPの存在下
では、余分な泡起は起きなかった。反応混合物を時々30秒間音波処理しながら
、約3時間ロール混合し、反応容器から水素ガスを放出させた。次に、約260
0gで約25分間の遠心分離により、粒子を分離した。上清を廃棄し、粒子の残
渣を約1Lの蒸留水中に再懸濁した。
【0098】 攪拌し、短時間音波処理して、粒子の再分散を達成した。遠心分離による洗浄
工程を4回反復し、最終粒子懸濁液を1xPBS溶液で調整して、全容量を10
00mLとした。 DAP結合粒子の活性化は、スルホ−SMCCを用いて達成した。概して、1
xPBS中の14.2μLの新たに調製した10mg/mLスルホ−SMCCを
、4%w/v固体DAP被覆ポリスチレン粒子懸濁液1mLについて用いた。典
型的調製物では、14.2mLのスルホ−SMCC溶液を1000mLの4%w
/v固体粒子に加えた。次に混合物を2Lプラスチックボトル中で約1時間ロー
ル混合して、遠心分離により分離し、1xPBS溶液で複数回洗浄した。 前記の一連の工程から生じる官能化DAP被覆化粒子は、マレイミド側基を有
し、種々の生物分子との複合化に適している。粒子と複合することが望ましい物
質が十分な活性スルフヒドリル基を有する場合、その物質の活性化は、必要でな
く、以下の工程を飛ばし得る。
【0099】 抗体は、塩酸2−イミノチオラン(IT)を用いて活性化した。典型的実施で
は、0.1%アジ化ナトリウムを含有する1xPBS中のT4モノクローナル抗
体の42.77mg/mL濃縮物を調製した。カップリング中の1000mgの
T4(またはT8)抗体および15mg/mLの抗体濃度のために、全反応容量
は66.67mLであるべきである。15:1::IT:T4活性化比を用いて
、1xPBS中の93.75μmol(12.9mg)IT(6.45mLの2
mg/mL IT)が必要である。したがって、36.84mLの1xPBS溶
液を23.38mLのT4濃縮物に加え、その結果生じた溶液に、さらに6.4
5mLの2mg/mL ITを加えた。その結果生じた正味溶液を250mL遠
心分離管中で1時間ロール混合した。反応管中の内容物を次に、2000mL
G−50セファデックスカラムの上部に適用し、1xPBS溶液で平衡させ、そ
れで洗浄した。
【0100】 誘導体化された抗体を、1xPBSを用いて溶離し、複数の15mL分画を、
UVモニターの助けを借りて収集した。280nmで吸収する帯の中間の分画を
プールし、A280 値を用いてIT−T4抗体濃度を確定した。典型的には、IT
−T4またはIT−T8濃度は5〜6mg/mLであった。 次にIT−T4またはIT−T8をスルホ誘導化粒子と複合した。実験室スケ
ールの複合化では、全容量1000mLで、粒子の濃度は6.67%w/v固体
であり、IT−T4濃度は0.7mg/mLであるかまたはIT−T8濃度が0
.8mg/mLであった。一標本では、精製IT−T4溶液濃度が6.236m
g/mLである場合には、1xPBS中の112mLのIT−T4抗体溶液およ
び288mLの1xPBS溶液を、400mLの上清の除去により予備濃縮して
おいた1000mLの4%w/v固体スルホ−SMCC活性化粒子に加えた。
【0101】 別の標本では、精製IT−T8抗体溶液濃度は5.846mg/mLであり、
したがって1xPBS中の137mLのIT−T8抗体溶液および263mLの
1xPBS溶液を、400mLの上清の除去により予備濃縮しておいた1000
mLの4%w/v固体スルホ−SMCC活性化粒子に加えた。IT−抗体溶液を
25mL増分中の粒子に、攪拌および付加の間に超音波処理しながら、加えた。
その結果生じた混合物を次に、2Lボトル中で約2時間ロール混合した。 ブロック前に、複合化混合物の1mL標本をピペット分取し、0.2μ低タン
パク質結合フィルターを通して濾過し、280nmで上清の吸光度を測定して、
抗体の表面濃度0.44mg/mL T4および0.53mg/mL T8、な
らびに表面密度4.2mg T4抗体/m2 および5.1mg T8抗体/m2 を得た。
【0102】 スルホ−SMCC活性化粒子上の未反応マレイミジル基を、抗体複合化後にL
−システインでブロックした。典型的には、1xPBS中の5mg/mL L−
システイン 120mLを前工程の複合化混合物に加え、その結果生じた懸濁液
を約15分間ロール混合した。未反応スルフヒドリル基を、1xPBS中の20
mg/mLヨードアセトアミド 134mLの添加と、その後の1M、pH9.
8ホウ酸ナトリウム緩衝液25mLの添加によりブロックした。その結果生じた
懸濁液を約30分間ロール混合し、ブロック複合化混合物を遠心分離により分離
して、粒子を、1xPBS中の1%ウシ血清アルブミン(Pentex分画V、プロテ
アーゼ無含有)および0.1%アジ化ナトリウムの溶液(BSA緩衝溶液)で2
回洗浄した。洗浄後、粒子をBSA緩衝溶液中に再懸濁し、全量を1000mL
(4%w/v固体)として、約1時間ロール混合し、約4℃で、24〜72時間
の範囲の時間保存し、遠心分離で分離して、BSA緩衝溶液で3回洗浄した。
【0103】 B.粒子の分析 1mMのKOH溶液中の粒子単独のフローサイトメトリーは、T4粒子に関し
ては87.2%一重項、11.6%二重項および0.6%多重項を、T8粒子に
関しては、94.3%一重項、5.1%二重項および0.1%多重項をを示した
【0104】 C.DELSA分析 前記のようにジアミノプロパン(DAP)被覆化ポリスチレンアルデヒド/ス
ルフェート粒子に複合されたT4−およびT8抗体も、それらの動電気学的特性
に関して調べた。pHの関数としての移動度のDELSA測定も、DAP−PS
(1xPBS洗浄)、スルホ−SMCC−DAP−PS(w/ブロックおよび1
xPBS洗浄)、T4−DAP−PS(1xPBS洗浄)およびT8−DAP−
PS(1xPBS洗浄)粒子について実施した。各粒子誘導体上の電荷の予測に
よる特定の被覆化粒子の存在に関する証拠を提供するために、原料粒子、DAP
−PS粒子、スルホ−SMCC−DAP−PS粒子ならびにT4−およびT8−
DAP−PS粒子の移動度対pHプロフィールを、図2で比較する。図2の結果
は1xPBS洗浄粒子に関するものであり、図3の結果はBSA緩衝液および1
xPBS洗浄粒子に関するものである。 原料粒子を蒸留水中に懸濁する一方、他の誘導化粒子は全て、動電気学的測定
のために0.01M硝酸カリウム溶液で希釈する前に1xPBSで洗浄して、そ
の中に懸濁した。
【0105】 DAP−PS粒子は、陽性荷電アミノ基の優れた表面被覆面積を示して、原料
粒子の高陰性電荷を補償し、pH10〜5.5の範囲で−2.2〜+4.9x1
-4cm2 /V−sの移動度を、そしておよそpH6.95でp.z.c.を示
した。DAP−PSの陽性電荷は、抗体複合化のためにアミノ基を活性化するた
めにスルホ−SMCCが用いられた場合には、多少低減され、pH10〜4の範
囲で−3.6〜+2.9x10-4cm2 /V−sの移動度を、そしておよそpH
5.80でp.z.c.を示した。T4−およびT8−抗体複合DAP−PS粒
子は、DAP−PSとスルホ−SMCC−DAP−PS粒子の中間の動電気的特
性を有すると考えられ、pH5.9〜6.2でp.z.c.を示した。 最初にBSAで、次に1xPBSで洗浄された粒子は、移動度対pH依存性の
変更を示し(図3)、pH5.3〜5.6の範囲でp.z.c.を有し、4.9
でのBSAのpIにより近かった。
【0106】 実施例7−リンパ球亜集団の個々の分析 全血の白血球集団中のCD4またはCD8陽性細胞の別個の決定を可能にする
ために、即ち種々のヒストグラムにおけるシフト化標的集団の位置を決定するた
めに、全血を単独で用いて各粒子を試験した。全血中のT4およびT8細胞集団
の個々の分析および同時分析の両方のために、使用した粒子は、金被覆化PS粒
子に、または銀被覆化PS粒子に、そしてジアミノプロパン(DAP)被覆化P
Sアルデヒド/スルフェート粒子に複合されたT4およびT8抗体を含有した。
後者の粒子は、それらがより少ない集合体を形成するためビーズ対照として正確
であるために選択される。実施例7および実施例8の測定は全て、比較および対
照のためにDAP−PSを用いて実施した。
【0107】 A.(T4またはT8)−Amdex−銀−Amdex−PS粒子の使用 CD4およびCD8+細胞のパーセンテージの別個の分析は、本発明のT4ま
たはT8複合銀被覆ポリスチレン粒子(実施例3B)、あるいは金属被覆を含有
しないT4またはT8複合ポリスチレン粒子を用いて、変法型Cooulter VCS計器
で実施した。血球の容量、導電率および光散乱特徴の測定を可能にするCooulter
VCS技法を、STKS2B血液学的分析器で用いて、全血標本中のCD4および
CD8細胞集団に関して検定した。分析器の毎日の較正は、COULTER LATRON(商
標)プライマーおよびLATRONコントロールで実施した。 2〜40μLの1%w/v固体T4−Amdex−Ag−Amdex−PS粒
子の力価を200μLの全血と約2分間混合した。混合物を変法型VCS(商標
)計器で分析した。
【0108】 血液標本および種々の混合物に関するDC対SALS(PMT1)マトリック
スを図6A〜6Fに示す。より大きい力価の粒子を用いた場合の、標的化T4陽
性リンパ球のより高いSALS強度への漸増的シフトに留意。標準20μL力価
は、T4−DAP−PSまたはT4−Amdex−Ag−Amdex−PS粒子
による非シフト化リンパ球からのシフト化を分解するのに十分であると思われた
。 標的化細胞集団に関する粒子対細胞比は、容易に算出され、理論値と比較され
得る。全血200μL当たり、2.4〜6.8x105 個のリンパ球からの平均
45%のCD4+リンパ球に関しては、1.1〜1.3x105 個のCD4+細
胞が存在する。4%w/v固体での直径2μm粒子に関しては、6.83x10 9 粒子/mLが存在し、したがって、200μLの全血当たりの1%w/v固体
粒子20μLの標準力価は、3.4x107 粒子を含有する。その場合、粒子対
細胞比の範囲は110〜310である。 したがって、図6A〜6Fは、加える粒子の数が多いほど、得られるシフトは
大きいことを示す。それは、最小20μLの力価が、標的化細胞のシフト化から
非シフト化への良好な分離を得るためには必要である、ということも示す。
【0109】 リンパ球周囲の粒子の単分子層コーティングに関する理論的限界を、比較のた
めに概算し得る。直径8〜12μmの範囲のリンパ球に関しては、球形であると
仮定される表面積は、4πr2 または201〜452μm2 である。したがって
、正方形格子中の単一リンパ球周囲に充填され得る直径2μm粒子の最大数は、
50〜113の範囲である。最も密に充填された格子では、粒子当たりの面積は
2 の代わりに√3d2 /2であり、したがって最大粒子対細胞比は58〜13
0の範囲である。後者の範囲は、T4−DAP−PS粒子力価実行が10μLの
1%w/v固体粒子または55〜155の粒子対細胞比の範囲がほとんど全ての
試験で十分であることを示した場合の実験によりほとんど化学量論的に支持され
たが、一方、5μLは通常は十分でなかった。
【0110】 T8−PS粒子対細胞比に関して、同様の結果が得られた。平均20%CD8
+リンパ球に関しては、粒子対細胞比の範囲は、10μL力価の1%−2μm直
径粒子に関して124〜349であり、したがって理論的に算出される値の約2
倍の粒子が必要である。 必要な粒子の力価は、非線状幾何学構造で配列される2個より多い粒子を含有
する粒子集合体の実質的数を補償するためには、全血と混合された銀被覆PS粒
子に関しては増大しなければならない。さらに、その他の因子、例えば固定化抗
体−細胞表面抗原親和性定数、標的細胞当たりの特異的抗原受容体の数、および
抗体を固定化するための細胞上の抗原受容体の接近し易さは、必要な粒子対細胞
比に影響を及ぼし得る。
【0111】 Tリンパ球の表面の抗原相手に対するT4およびT8抗体の親和性は非常に高
く、T4に関しては1010〜1012-1そしてT8に関しては108 〜109 -1 であって、したがって結合は限定因子ではない[Oonishi 他「J. Immunol. Me
thods 」 115:159(1988); 米国特許出願第08/624,014号(Siiman等、1996年3
月27日提出)も参照]。さらに、受容体/細胞値はCD4およびCD8抗原に関
しては104 〜105 であり、これは考え得る免疫感作化抗体相手との優れた接
触を提供するために細胞の表面から十分に突出している[R.F. Vogt, Jr.他「Cy
tometry 」12:525(1991); A.N. Barclay他「The Leukocyte Facts Book」Acad
emic Press, San Diego, CA,(1993)]。
【0112】 T4−Amdex−Ag−Amdex−PSまたはT4−DAP−PS粒子の
ためのリンパ球集団シフトの比較は、種々のパラメーター対に関して、ならびに
図7A〜7Lおよび図8A〜8Lに示したマトリックスにおける633nmおよ
び780nmの励起波長に関して成された。T4−DAP−PSシフト化リンパ
球からのT4−Amdex−Ag−Amdex−PSシフト化リンパ球の最良分
離度を有するマトリックスは、SALS(PMT1)対LMALSまたはUMA
LSである。したがって、多抗体標識を用いた同時分析に関しては、使用するた
めの最良マトリックスはSAL(PMT1)対LMALSまたはUMALSであ
る。
【0113】 B.本発明のタンパク質複合粒子の使用 全血の白血球集団中のCD4またはCD8陽性細胞のパーセンテージの別個の
決定は、本発明のT4またはT8複合金および銀被覆ポリスチレン粒子、あるい
は金属被覆を含有しない(T4またはT8)複合ポリスチレン粒子を用いて、変
法型Cooulter VCS計器で実施した。
【0114】 CD4/CD8のパーセンテージ決定のために、40μLまたは60μLの1
%w/v固体粒子懸濁液を、400μLのEDTA抗凝固化全血と、Coulter670
5473型単一速度ミキサー上の5mLガラス管中で約2分間混合した。手動方式で
は、150μLの全血−粒子混合物を、赤血球の自動酸溶解を実施する分析器中
に吸引して、混合完了直後、消滅させた。混合物を、種々のの光散乱(SALS
、UMALS、LMALS)パラメーター、ならびに粒子標識化および非標識化
白血球のDCおよびRF導電性に関して分析した。T4粒子に関する代表的マト
リックスを図9A〜9F、10A〜10Fおよび11A〜11Fに示す。 T4(T8)−DAP−PS粒子は、90°LS対RF、UMALS、DCま
たはLMALSおよびUMALS対DCマトリックスにおける標的化細胞集団の
最良の分離を示した。T4(T8)−複合金または銀被覆ポリスチレン粒子は9
0°LS対RF、UMALS、DCまたはLMALSマトリックスにおいてのみ
、良好な分離を示した。
【0115】 90°LS対UMALSマトリックスからのCD4パーセンテージおよびCD
8パーセンテージの定量は、T4(T8)−DAP−PS粒子、40μLの1%
w/v固体、および4名の正常ドナーからの400μLの全血を用いて、3回検
査した。同一粒子および血液ドナーを用いて、COULTER STKS血液学的分析器で、
平行測定を実施した。各々のドナーに関して、適切な蛍光抗体マーカー;マウス
IgG1−フィコエリトリン/マウスIgG1フルオレセインイソチオシアネー
ト(「MsIgG1−PE/MsIgG1−FITC」);または二蛍光マーカ
ーT3−FITC/T4−PEおよびT3−FITC/T8−PE(全てCoulte
r Corporation から)を用いてリンパ球中のCD4/CD8陽性細胞のパーセン
テージに関する比較結果を得るために、フローサイトメトリーも用いた。表Iは
、T4(T8)−DAP−PSを用いた4名のドナーに関する全血中のCD4/
CD8陽性細胞のパーセンテージとして要約した結果を示す。
【0116】
【表1】
【0117】 各血液ドナーに関する代表的90°LS対UMALSマトリックスを、T4−
DAP−PS粒子−全血混合物に関して、図12A〜12Dに示す。ドナー53
960は、シフト化および非シフト化白血球集団間のマトリックスの底左手隅の
ゲートを境界とするより多くの細胞の存在を示す。非常に少数の粒子を有するC
D4陽性単球が、この領域で時々同定された。このドナーに関しては、ゲートを
より高い90°LSおよびより高いUMALSにわずかに動かすと、白血球中に
平均12.25%のCD4細胞が、あるいはリンパ球中に40.71%のCD4
細胞が示されたが、フローサイトメトリーで比較した場合に示された差は2.2
9%だけであった。
【0118】 さらに、粒子懸濁液の最適量を確定するために、10〜80μLの範囲の力価
の1%w/v固体、T4(T8)−アミノトリチオール−Au−Amdex−P
S粒子を、3名のドナーに関して400μLの全血を混合し、白血球集団中のC
D4(CD8)細胞パーセンテージに関して90°LS対UMALSマトリック
スで分析した。結果を表IIに作表したが、これは3名のドナーに関する全血中
のCD4/CD8陽性細胞のパーセンテージの粒子力価依存性を示す。力価マト
リックスは、T4−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子に関して
、図13A〜13Eにおける代表的ドナー49070に関して示している。
【0119】
【表2】
【0120】 CD4またはCD8のパーセンテージは一般に、全血400μL当たり1%w
/v固体粒子40μLの力価で一定値に達した。これは、同一サイズの1%w/
v固体T4(T8)−DAP−PS粒子に関して以前に決定された最小力価の約
2倍であり、そのためには、200μLの全血当たり20μLが標準力価として
選択された。したがって、400μLの全血当たり1%w/v固体T4(T8)
−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子60μLがその後、標準力
価として選択された。各ドナーに関しては、COULTER STKS血液学的分析器で白血
球集団中のリンパ球のパーセンテージを得て、その後、それぞれ抗体−アミノト
リチオール−Au−Amdex−PSおよび抗体−DAP−PS粒子を用いて得
られた白血球中のCD4のパーセンテージ/CD8のパーセンテージを、Lでの
パーセンテージに変換して、蛍光マーカーを用いたフローサイトメトリーデータ
およびPS粒子を用いたSTKSデータと比較した。
【0121】 ドナー50184および53608は、白血球中のリンパ球パーセンテージが
低く、これは正常範囲の20〜55%の範囲外である。これらのドナーは、変法
VCSで測定されたCD4/CD8のパーセンテージ対全血と混合されたT4/
T8粒子に関してSTKS血液学的分析器で得られた、あるいは適切な蛍光マー
カーを用いてフローサイトメトリーにより得られた比較結果において最大偏差を
示した。
【0122】 この適用における最も有用なマトリックスは、(i)SALS対LMALSま
たはUMALS、(ii)UMALS対DC、(iii)SALS対DC、およ
び(iv)SALS対RFであった。したがって、本発明の抗体複合ポリスチレ
ン粒子は、ポリスチレン粒子の表面に沈着した銀(λexc=400〜520n
m)または金(λexc>520nm)またはその両方のコロイド(λexc=
520〜800nm)のプラズモン共鳴を励起するための450〜800nmの
励起レーザー波長の賢明な選択、ならびにSALS対UMALS、DCまたはR
FおよびUMALS対DCマトリックスの選択により、抗体複合銀または金ポリ
スチレン粒子から決定し得る。 波長依存性は、白血球の2つまたは3つのサブセット集団に関して同時に分析
するために、免疫感作銀または金コロイドを、ならびに相互排除的白血球サブセ
ットを標的にする異なる抗体を用いる場合と用いない場合の、二色または三色抗
体複合粒子を用いる方法を提供する。
【0123】 抗体被覆粒子により特異的に標的化される白血球を取り囲む直径2μmの球形
ポリスチレン粒子の表面に包埋された直径50〜200nmの金粒子の総光散乱
は、関与する3つの主な散乱:(1)細胞散乱、(2)ポリスチレン粒子散乱、
および(3)金粒子散乱の重ね合わせであるべきである。2μmポリスチレン粒
子は一般に白血球より小さいため、細胞表面へのそれらの付着は、粒子−細胞複
合体の形状およびサイズに及ぼす粒子対細胞比および細胞周囲の粒子の幾何学的
配列の影響により元の細胞の光散乱を攪乱する。金粒子は、ポリスチレン粒子ま
たは白血球よりはるかに小さく、したがって、粒子−細胞複合体の形状およびサ
イズに及ぼすそれらの作用は無視できるほどである。しかしながら、可視−近赤
外領域でのそれらの特別な波長依存性吸光スペクトルのために、金粒子は、ポリ
スチレン粒子−細胞複合体には存在しなかった付加的散乱および吸光を示す。 さらに、粒子が互いに密接して隣同士が最も近くなる細胞の表面の金−ポリス
チレン粒子の濃度は、分離された金−ポリスチレン粒子の吸光特徴を攪乱し得る
。さらに、金粒子の吸光の吸光部分は、実質的効力を有し、いくつかの角散乱範
囲では、ポリスチレン粒子−細胞複合体からの散乱に対して散乱強度の損失を生
じる。
【0124】 リンパ球サブセットに結合される抗体−アミノトリチオール−Au−Amde
x−PS粒子に関する付加的側方散乱シフトは、同一細胞に結合されるPS粒子
に関するシフトに対して小さかった。しかしながら、SALS対UMALSマト
リックス中の標的化リンパ球の位置の変化は、抗体−アミノトリチオール−Au
−Amdex−PS粒子で被覆された細胞に関するUMALSにおける実質的低
減のために、抗体−アミノトリチオール−Au−Amdex−PSおよびPSシ
フト化リンパ球集団間の明確な分離を可能にした。リンパ球に結合される抗体−
Amdex−Ag−Amdex−PS粒子は、前方散乱およびUMALSがPS
粒子で標識されたリンパ球の散乱に対して低減されるという点で、抗体−アミノ
トリチオール−Au−Amdex−PS粒子それ自体と同じ作用を有する。しか
しながら、抗体−Amdex−Ag−Amdex−PS粒子で標識された標的化
リンパ球の側方散乱は、抗体−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒
子で標識されたリンパ球の側方散乱の約2倍増強された。
【0125】 実施例8−リンパ球亜集団の同時分析 全血の白血球集団中のCD4またはCD8+陽性細胞のパーセンテージの同時
測定は、本発明のT4またはT8複合ポリスチレン、ならびにT8またはT4−
複合金−または銀被覆ポリスチレン粒子を用いて、変法型Cooulter VCS計器で実
施した。 使用される粒子は、実施例7に記載した理由のために、金被覆PS粒子、また
は銀被覆PS粒子、ならびにジアミノプロパン(DAP)被覆PSアルデヒド/
スルフェート粒子に複合されたT4およびT8抗体を含有した。
【0126】 要するに、複合体を全血と混合し、その後、赤血球の酸溶解および消滅後に、
白血球を分析した。特に、40μLの1%w/v固体T4(T8)複合ポリスチ
レン粒子および40〜60μLのT8(T4)複合金−または銀被覆ポリスチレ
ン粒子を400μLの全血と約2分間混合した。次に、実施例7と同様にして、
混合物を処理し、分析した。
【0127】 代表的マトリックスを図14A〜14Fに示す。 90°LS対UMALSマ
トリックスは、T4(T8)複合ポリスチレン粒子で標識された細胞の、T8(
T4)複合金または銀被覆ポリスチレン粒子で標識された細胞からの最良の分離
を示した。T4(T8)複合ポリスチレン粒子で標識された細胞だけが、UMA
LS対DCマトリックスにおいて決定され、T4(T8)−複合金または銀被覆
粒子で標識された細胞は、90°LS対RF、DCマトリックスにおいて時々決
定された。 白血球中のCD4のパーセンテージ/CD8のパーセンテージは、3名のドナ
ーに関して60μLのT4(T8)−PS/60μLのT8(T4)−Au−P
S粒子と400μLの全血との混合物に関する90°LS対UMALSマトリッ
クスの分析を3回実施して得られた。表3は、3名のドナーに関する全血中のC
D4/CD8陽性細胞のパーセンテージを示す。
【0128】
【表3】
【0129】 いくつかの実施に関しては、マトリックスの底部左手隅のゲートのより高い9
0°LSおよびより高いUMALSへの調整は、変法型VCS計器で得られるC
D4/CD8のパーセンテージとフローサイトメトリーにより得られる結果との
間の一致を改良し得る。例えば、ドナー49070に関する調整後、T4−Am
dex−PS/T8−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子による
CD4のパーセンテージはL=45.6、ならびにT8−Amdex−PS/T
4−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子によるCD8のパーセン
テージはL=25.6。
【0130】 ドナー53608に関しては、T4−Amdex−PS/T8−アミノトリチ
オール−Au−Amdex−PS粒子によるCD4のパーセンテージはL=35
.5、T8−Amdex−PS/T4−アミノトリチオール−Au−Amdex
−PS粒子によるCD4のパーセンテージはL=49.7、ならびにT8−Am
dex−PS/T4−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子による
CD8のパーセンテージはL=30.6。
【0131】 単一ドナーに関して表IVに要約した同様の結果は、40μLのT4(T8)
−Amdex−PSおよび60μLのT8(T4)−Amdex−Ag−Amd
ex−PS粒子を400μLの全血と混合し、633nmHe/Neレーザーラ
インで励起させて得られたが、但し流動比較測定器データに対する定量は、種々
のマトリックスにおける非標的化細胞領域を広くする多数のT4(T8)−Am
dex−Ag−Amdex−PS粒子集合体の存在のために良好とならなかった
。表IVは、4つの異なる粒子を用いた全血中のCD4/CD8陽性細胞のパー
センテージを示す。
【0132】
【表4】
【0133】 いくつかのゲーティング戦略を用いて、白血球集団中の標的化細胞のパーセン
テージを算出した。そのうちの1つを、T4−Amdex−PS/T8−アミノ
トリチオール−Au−Amdex−PS粒子混合物に関して、15A〜15Fに
示す。白血球中のリンパ球のパーセンテージは、COULTER STKS血液学的分析器で
測定した場合、このドナーに関しては18.8であった。 本明細書中に引用した出版物は全て、本出願に関係がある当業者のレベルを表
しており、それらの記載内容は参照により本明細書中に含まれる。 特に好ましい実施態様を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の精神
を逸脱しない限り、修正することができると理解される。このような修正は、添
付の特許請求の範囲内であるよう意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 アミノデキストラン(Amdex)、金コロイド、アミノトリチオレートリン
カーおよび抗CD4(T4)抗体または抗CD8(T8)抗体により被覆されな
い場合または被覆された場合のアルデヒド/スルフェートポリスチレンラテック
スビーズ(PS)の懸濁液に関する電気泳動移動度対pHデータをプロットした
グラフである。
【図2】 1.3−ジアミノプロパン(DAP)、スルホスクシンイミジル4−[N−マ
レイミドメチル]シクロヘキサン−1−カルボキシレート(スルホ−SMCC)
およびT4またはT8抗体により被覆されない場合または被覆された場合に、全
て1xリン酸塩緩衝液(PBS)のみで洗浄された場合の、アルデヒド/スルフ
ェートPSの懸濁液に関する電気泳動移動度対pHデータをプロットしたグラフ
である。
【図3】 スルホ−SMCC−DAPおよびT4またはT8抗体により被覆されない場合
または被覆された場合に、全てウシ血清アルブミン(「BSA」)緩衝液および
1xPBSで洗浄された場合の、アルデヒド/スルフェートPSの懸濁液に関す
る電気泳動移動度対pHデータをプロットしたグラフである。
【図4A】 アミノトリチオールリンカーを介して金包埋、アミノデキストラン被覆PS粒
子(T4−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS)に連接される本発明
の粒子の、倍率2万倍(x20,000)の走査電子顕微鏡(SEM)写真であ
る。
【図4B】 図4Aの粒子の倍率がx40,000のSEM写真である。
【図4C】 図4Aの粒子の倍率がx10,000のSEM写真である。
【図5A】 図4Aと同様の粒子のSEM写真であるが、但し、金属コロイドが銀(T4−
Amdex−Ag−Amdex−PS)であり、倍率がx18.500である。
【図5B】 倍率がx10,000の図5Aの粒子のSEM写真である。
【図5C】 倍率がx50,000の図5Aの粒子のSEM写真である。
【図5D】 倍率がx100,000の図5Aの粒子のSEM写真である。
【図6A〜6F】 633nm励起により得られた、粒子の力価の増大(それぞれ2、5、10、
20および40μL)を伴う標的化T4+リンパ球の漸増シフト化SALSを実
証する、全血、ならびに全血とT4−Amdex−Ag−Amdex−PS粒子
との種々の混合物に関する電子検知パラメーター(DC)対側方角光散乱(SA
LS)のマトリックスを示す。
【図7A〜7L】 633nm励起により得られた、各マトリックスにおける標的化T4+リンパ
球のシフト化位置を示す、全血とT4−Amdex−Ag−Amdex−PS(
7A〜7F)または従来のT4−DAP−PS(7G〜7L)粒子の混合物に関
するパラメーター対(それぞれDC対LMALS;DC対UMALS;LMAL
S対PMT1;UMALS対SALS;DC対SALS、RF対SALS)のマ
トリックスを示す。
【図8A〜8L】 780nm励起により得られた、各マトリックスにおける標的化T4+リンパ
球のシフト化位置を示す、全血とT4−Amdex−Ag−Amdex−PSま
たはT4−DAP−PS粒子の混合物に関する図7A〜7Lと同一のパラメータ
ー対のマトリックスを示す。
【図9A〜9F】 633nm励起により得られた、T4+リンパ球のシフト化位置を示す、全血
とT4−DAP−PSとの混合物に関する図面に示したような種々のパラメータ
ー対のマトリックスを示す。
【図10A〜10F】 633nm励起により得られた、T4+リンパ球のシフト化位置を示す、全血
とT4−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子との混合物に関する
種々のパラメーター対のマトリックスを示す。
【図11A〜11F】 633nm励起により得られた、T4+リンパ球のシフト化位置を示す、全血
とT4−Amdex−Ag−Amdex−PS粒子との混合物に関する種々のパ
ラメーター対のマトリックスを示す。
【図12A〜12D】 633nm励起により得られた、T4+リンパ球のシフト化位置R1を示す、
全血とT4−DAP−PS粒子の4つの標本の混合物に関する90°LS対UM
ALSマトリックスを示す。
【図13A〜13E】 633nm励起により得られた、T4+リンパ球のシフト化位置R1を示す、
全血とT4−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子の5つの漸増力
価との混合物に関する90°LS対UMALSマトリックスを示す。
【図14A〜14F】 633nm励起により得られた、LHSでのT8+(R1)およびT4+(R
2)リンパ球、ならびにRHSでのT4+(R1)およびT8+(R2)リンパ
球のシフト化位置を示す、全血と左手側T8−DAP−PSおよびT4−アミノ
トリチオール−Au−Amdex−PS粒子懸濁液;ならびに右手側T4−DA
P−PSおよびT8−アミノトリチオール−Au−Amdex−PS粒子懸濁液
の3つの標本の混合物に関する90°LS対UMALSマトリックスを示す。
【図15A〜15F】 633nm励起により得られた、T4+(R1)およびT8+(R2)リンパ
球のシフト化位置を示す、全血とT4−DAP−PSおよびT8−Amdex−
Ag−Amdex−PS粒子懸濁液との混合物に関する種々のパラメーター対の
マトリックスを示す。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月10日(2000.4.10)
【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 (72)発明者 ロドリゲス,カルロス エム. アメリカ合衆国,フロリダ 33165,マイ アミ,サウス ウエスト 33 ストリート 10010 (72)発明者 バーシュティン,アレキサンダー アメリカ合衆国,フロリダ 33016,ハイ アリー,ウエスト 26 コート 6192 (72)発明者 メイプルス,ジョン エー. アメリカ合衆国,フロリダ 33138,マイ アミ ショアーズ,ノース イースト 91 テラス 958 (72)発明者 ホワイトセル,ジェイムス ケラー アメリカ合衆国,テキサス 78731,オー スティン,バルバーン サークル 5203 Fターム(参考) 2G045 AA03 BA14 BB01 BB10 BB14 BB46 BB48 BB51 CA01 CA11 CA18 CA19 CA21 CA25 FA14 FA16 FA29 FB03 FB05 FB12 FB15 GC15

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の: (a)その上にアミン反応性官能基を有するコロイドサイズ化コア支持体、 (b)前記支持体の周囲表面上のアミノデキストランコーティング、 (c)前記アミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化金
    属固体の層であって、前記金属固体のための金属を前記コアのアミノデキストラ
    ンコーティングによりイオン状態から金属(0)状態に還元できる金属から成る
    群から選択する層、 (d)前記金属固体に結合されるリンカーであって、遊離アミノ基を有するリ
    ンカー、ならびに (e)前記遊離アミノ基との共有結合により前記リンカーに結合されるタンパ
    ク質を包含する安定コロイド粒子。
  2. 【請求項2】 前記コア支持体(a)がポリスチレンである請求項1に記載
    の粒子。
  3. 【請求項3】 前記コア支持体(a)が直径約0.2〜約5.0μのサイズ
    範囲である請求項2に記載の粒子。
  4. 【請求項4】 前記アミノデキストランコーティング(b)が前記アミノデ
    キストランの遊離アミノ基と前記支持体の前記アミン反応性官能基との間の共有
    結合により前記コア支持体(a)に共有結合される請求項1に記載の粒子。
  5. 【請求項5】 前記アミノデキストランコーティング(b)が、前記アミノ
    デキストラン中のジアミン置換の程度が1/2.5の最大理論値と比較して1/
    40〜1/35の範囲であるアミノデキストランからなる群から選択される請求
    項4に記載の粒子。
  6. 【請求項6】 前記アミノデキストランコーティング(b)中の前記ジアミ
    ン置換が約1/7〜1/8である請求項5に記載の粒子。
  7. 【請求項7】 前記金属固体(c)が+0.7ボルト以上の還元電位を有す
    る金属イオンまたは金属イオン錯体を形成する金属からなる群から選択される請
    求項1に記載の粒子。
  8. 【請求項8】 前記金属固体が金である請求項7に記載の粒子。
  9. 【請求項9】 前記金属固体が銀である請求項7に記載の粒子。
  10. 【請求項10】 前記金属固体(c)および前記アミノデキストランコーテ
    ィング(b)が前記ポリスチレンコア支持体の前記表面上に分散される請求項1
    に記載の粒子。
  11. 【請求項11】 前記リンカー(d)がアミノデキストランリンカーである
    請求項1に記載の粒子。
  12. 【請求項12】 前記アミノデキストランリンカー(d)が前記アミノデキ
    ストラン中のジアミン置換の程度が1/2.5の最大理論値と比較して1/40
    〜1/35の範囲であるアミノデキストランからなる群から選択される請求項1
    1に記載の粒子。
  13. 【請求項13】 前記アミノデキストランリンカー中の前記ジアミン置換が
    約1/7〜1/8である請求項12に記載の粒子。
  14. 【請求項14】 アミノデキストランリンカーが5X−アミノデキストラン
    である請求項11に記載の粒子。
  15. 【請求項15】 前記アミノデキストラン(d)がグルタルアルデヒドを用
    いてアミノ基を架橋することにより前記コロイド金属−アミノデキストラン被覆
    支持体に共有結合される請求項11に記載の粒子。
  16. 【請求項16】 前記リンカー(d)がアミノトリチオレートリンカーであ
    る請求項1に記載の粒子。
  17. 【請求項17】 前記リンカーがトリス(3−メルカプトプロピル)−N−
    グリシルアミノメタンである請求項16に記載の粒子。
  18. 【請求項18】 前記アミノトリチオレートリンカー(d)が共有金属硫黄
    結合により前記コロイド金属−アミノデキストラン被覆支持体に共有結合される
    請求項16に記載の粒子。
  19. 【請求項19】 前記コロイド金属が金である請求項18に記載の粒子。
  20. 【請求項20】 前記タンパク質(e)が抗体である請求項1に記載の粒子
  21. 【請求項21】 前記抗体が抗CD4抗体および抗CD8抗体からなる群か
    ら選択される請求項20に記載の粒子。
  22. 【請求項22】 前記タンパク質(e)が、スルホ−SMCC中のマレイミ
    ドで活性化されるリンカー上の遊離アミノ基と2−イミノチオラン活性化タンパ
    ク質上のスルフヒドリル基との共有結合により前記リンカー−コロイド金属−ア
    ミノデキストラン被覆支持体に共有結合される請求項1に記載の粒子。
  23. 【請求項23】 以下の: (a)コロイドサイズ化ポリスチレン微粒子、 (b)前記ポリスチレン粒子の周囲表面上の1X−アミノデキストランコーテ
    ィング、 (c)前記アミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化金
    の層、 (d)遊離アミノ基を有するアミノトリチオレートリンカー、そして (e)前記遊離アミノ基との共有結合により前記リンカーに結合される抗CD
    4抗体を包含する請求項1に記載の粒子。
  24. 【請求項24】 以下の: (a)コロイドサイズ化ポリスチレン粒子、 (b)前記ポリスチレン粒子の周囲表面上の1X−アミノデキストランコーテ
    ィング、 (c)前記アミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化銀
    の層、 (d)遊離アミノ基を有する5X−アミノデキストランリンカー、そして (e)前記遊離アミノ基との共有結合により前記リンカーに結合される抗CD
    4抗体を包含する請求項1に記載の粒子。
  25. 【請求項25】 以下の: (a)コロイドサイズ化ポリスチレン粒子、 (b)前記ポリスチレン粒子の周囲表面上の1X−アミノデキストランコーテ
    ィング、 (c)前記アミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化金
    の層、 (d)遊離アミノ基を有するアミノトリチオレートリンカー、そして (e)前記遊離アミノ基との共有結合により前記リンカーに結合される抗CD
    8抗体を包含する請求項1に記載の粒子。
  26. 【請求項26】 以下の: (a)コロイドサイズ化ポリスチレン粒子、 (b)前記ポリスチレン粒子の周囲表面上の1X−アミノデキストランコーテ
    ィング、 (c)前記アミノデキストランコーティングに上塗りするコロイドサイズ化銀
    の層、 (d)遊離アミノ基を有する5X−アミノデキストランリンカー、そして (e)前記遊離アミノ基との共有結合により前記リンカーに結合される抗CD
    8抗体を包含する請求項1に記載の粒子。
  27. 【請求項27】 赤血球と白血球の両方を含有する生物学的溶液/懸濁液中
    の白血球の2以上の亜集団の同時定量的測定方法であって、以下の: (a)前記生物学的溶液/懸濁液を請求項1の少なくとも2つの異なる安定コ
    ロイド粒子であって、その各々が前記白血球の亜集団上の異なるエピトープと結
    合する異なる前記タンパク質を含有する粒子と混合し、前記混合が各前記亜集団
    の細胞に前記粒子を結合させるのに十分な時間の間生じ、 (b)前記生物学的溶液/懸濁液中の前記赤血球を溶解して、前記混合物(a
    )中の前記細胞を消滅させ、 (c)各前記異なるコロイド粒子により結合される白血球の亜集団間を識別す
    る計器中で工程(b)の前記混合物を分析し、それにより前記白血球の少なくと
    も2つの相互排除的亜集団を同時的に定量的に列挙する 工程を包含する方法。
  28. 【請求項28】 前記生物学的流体が全血である請求項27に記載の方法。
  29. 【請求項29】 亜集団がTリンパ球、Bリンパ球、顆粒球および単球から
    成る群から選択される請求項27に記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記リンパ球がCD4+ リンパ球およびCD8+ リンパ球
    である請求項29に記載の方法。
  31. 【請求項31】 各前記タンパク質が抗体である請求項27に記載の方法。
  32. 【請求項32】 前記計器が光散乱、導電率および容量により細胞間を識別
    する請求項27に記載の方法。
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