JP2003075445A - 乾式免疫分析要素 - Google Patents
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Abstract
ない、精度の高い乾式免疫分析要素を提供する。 【解決手段】 1)マルトースがグルコースに低分子化
される速度を大きくする(第一の形態)、又は2)マル
トースが試薬層に達する前に除去する(第二の形態)、の
いずれかの方法を適用した乾式免疫分析要素によって解
決される。
Description
適用した乾式免疫分析要素に関するものである。詳しく
は、標識酵素により生成される生成物をさらにグルコー
スに分解してこのグルコースを検出することにより被検
物である抗原又は抗体の量を測定する免疫分析要素であ
って、検体中に含有されるマルトースの影響を受けない
ようにした免疫分析要素に関するものである。
として、酵素免疫分析方法がある。抗体と抗原が結合す
ると標識酵素の酵素活性が何らかの干渉を受けることに
基づくもので、抗原抗体結合による阻害作用を利用す
る。一般には、抗原を酵素標識しておいて、これに大分
子である抗体が結合することにより、酵素の基質に対す
る結合が立体障害を受けたり、或いは酵素の立体構造が
変化するために生じる酵素活性の抑制を検出する。
いる臨床検査では、簡便、迅速に分析でき自動操作化も
できることが望まれ、このような観点から、乾式分析要
素が提案されている。例えば特開平1−321360号
公報に記載された乾式分析要素は、(A) 高分子化抗原
(リガンドと高分子化合物との結合物)、(B) 水不溶
性の高分子基質、(C) リガンドに対する抗体と、基質
に対する酵素との結合物、の3つを多層分析要素の同一
層或いは別々の層に含有させたものである。分析要素に
点着し供給された抗原は、高分子化抗原と競争して、抗
体−酵素結合物に結合する。この抗原−抗体−酵素複合
体は、水不溶性高分子基質に反応して、可溶性の低分子
生成物を生成する。一方、高分子化抗原と結合してでき
た高分子抗原−抗体−酵素複合体は、高分子基質に対し
て酵素活性を示すことができない。従って検体中の抗原
量が増えるに従って、酵素反応生成物は増えることにな
る。この生成物を検出層に移行させて、その量をその有
色化学基が与える吸収の光学濃度を測定することによ
り、検体中の抗原量を分析するというものである。
免疫分析要素は、これをさらに改良したものである。こ
の分析要素では、標識酵素分解物をさらに低分子化する
低分子化酵素を含有する試薬層が設けられ、この低分子
化生成物(グルコース)を検出することにより感度の上
昇が図られている。
許第2576913号公報記載の免疫分析要素を使用す
ることができる。この分析要素は、(A) 水不溶性の高
分子基質、(B) 高分子抗原に対する抗体と、基質に対
する酵素との結合物、の2つを多層分析要素の同一層或
いは別々の層に含有させたもので、特許第257691
0号公報記載の免疫分析要素と同じように、標識酵素に
よる分解物(グルコースオリゴマー)をさらに低分子化
する低分子化酵素を含有する試薬層を設けて、この低分
子化生成物(グルコース)を検出することにより感度の
上昇を図っている。
養摂取の不可能な時期における経静脈的糖質補給剤とし
て、または糖尿病患者の糖質補給剤としてマルトース輸
液が広く行われるようになってきた。この場合、従来の
免疫分析要素を用いると、CRP濃度測定に誤差を生じ
るという問題があった。
中の内因性マルトースの影響を受けない、精度の高い乾
式免疫分析要素を提供することにある。
を解決すべく鋭意解析した結果、従来の免疫分析要素を
使用すると、マルトースがグルコースに低分子化される
段階の反応速度が遅いためレート測光に正誤差を与え、
結果として目的のCRP濃度測定に誤差を与えているこ
とが判明した。
であり、本発明の課題は、1)マルトースがグルコース
に低分子化される速度を大きくする(第一の形態)、又
は2)マルトースが試薬層に達する前に除去する(第二
の形態)、のいずれかの方法を適用した乾式免疫分析要
素によって解決された。
基本的な形態の模式図を図1に示す。
向に均一に展開する機能を有していてもよい。
半透過性(半透明)、光透過性(透明)のいずれのもの
も用いることができるが、一般的には光透過性で水不透
過性の支持体が好ましい。光透過性で水不透過性の支持
体の材料として好ましいものはポリエチレンテレフタレ
ート、ポリスチレン等である。親水性層を強固に接着さ
せるため通常、下塗り層を設けるか、親水化処理を施
す。
から拡散・移行して来たグルコースオリゴマーをさらに
低分子量の生成物であるグルコースにする低分子化酵素
を含有する。試薬層はまたこの低分子生成物を検出する
ための試薬組成物を含有する。
標識として結合された酵素の基質である非拡散性基質を
含有する。この基質は測定対象である高分子抗原の量に
反比例して残存する酵素標識抗体の酵素活性により拡散
性物質を生成する。非拡散性基質の例として、カルボキ
シメチル化澱粉、澱粉、アミロース、アミロペクチン等
がある。
含有する層である。例えば、 (1) 被検抗原と酵素標識抗体とを反応させて、被検抗
原量を分析する場合には、酵素標識抗体を; (2) 被検抗原と抗体と酵素標識抗原とを反応させて、
被検抗原量を分析する場合には、抗体と酵素標識抗原と
を; (3) 被検分子抗原と高分子化抗原と酵素標識抗体とを
反応させて、被検抗原量を分析する場合には、高分子化
抗原と酵素標識抗体とを; (4) 被検抗体と酵素標識抗原とを反応させて、被検抗
体量を分析する場合には、酵素標識抗原を; (5) 被検抗体と抗原と酵素標識抗体とを反応させて、
被検抗体量を分析する場合には、抗原と酵素標識抗体と
を;を含有する。
高分子量でかつ抗原決定基を有する高分子抗原である。
即ち、高分子抗原が酵素標識抗体に結合して生じる酵素
活性への干渉(抑制)作用を利用する。従って高分子抗
原の分子量は、酵素活性に影響を与える程度の高分子量
のものが好ましい。例えば分子量2万ダルトン以上、好
ましくは約5万ダルトン以上の抗原の定量分析に本発明
の分析要素は威力を発揮する。
であって、抗原性を有しその抗体を用意できるものであ
れば、本発明の分析要素で分析できる。例えば、各種内
分泌腺に由来するホルモン類、免疫グロブリン、アルブ
ミン、フェリチン、C−反応性蛋白(以下CRPと略
す)等の血漿蛋白質、HB抗原等のウイルス、バクテリ
ア類、α−フェトプロティン、癌胎児性抗原(CEA)
等の各種臓器あるいは血中、尿中に存在する抗原があ
る。
れないが、例えば血液(全血、血漿、血清)リンパ液、
尿などがある。血球などの浮遊物がある場合には予め除
去しておくのが好ましい。ただし適当な濾過層を分析要
素の最上層に設けた場合にはそのまま分析要素に点着・
供給してもよい。
検体液に対して非拡散性でそれ自体は試薬層に拡散しな
い。抗体に標識として結合された酵素は、高分子性の非
拡散性基質を分解して、低分子化酵素によりさらに低分
子の生成物を生じるような拡散性生成物を生成する。こ
のような酵素としては重合体からなる非拡散性基質から
拡散性オリゴマーを生成するような分解酵素があり、例
えば、糖質加水分解酵素を挙げることができる。このよ
うな糖質加水分解酵素として、α−アミラーゼ、β−ア
ミラーゼ、デキストラナーゼ等がある。その他の加水分
解酵素としては、セルラーゼ、コラゲナーゼ、マンナー
ゼ、リパーゼ、リボヌクレアーゼ等がある。
に標識として結合された酵素により、非拡散性基質より
生成した拡散性生成物を、さらに検出可能な低分子生成
物にするものであり、例として糖加水分解酵素、より具
体的には、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、デキスト
ラナーゼ、グルコアミラーゼ、α−グルコシダーゼ等が
あげられる。試薬層において低分子化酵素により生成さ
れた低分子生成物(グルコース)は、公知の検出系試薬
により光学的に検出することができる。
法としては、例えば、グルコースをグルコースオキシダ
ーゼ存在下に酸化し生成した過酸化水素を検出する方法
(例えばAnn.Clin.Biochem.,6,2
4(1964)、J.Clin.Pathol.,2
2,246(1969)に記載のTrinder試薬、
特開昭49−50991号(対応米国特許3,886,
045)、米国特許3,992,158号、特開昭55
−164356号(対応米国特許4,292,272)
等に記載の改良Trinder試薬、特開昭53−26
188号(対応米国特許4,089,747)、特開昭
58−45557号等に記載のトリアリール置換イミダ
ゾールロイコ色素を含む試薬、特開昭59−19335
2号(対応欧州特許公開EP0122641A)、特開
昭60−224677号(対応米国特許4,665,0
23)等に記載のジアリール−モノアラルキル置換イミ
ダゾールロイコ色素を含む試薬を用いる方法)、グルコ
ースデヒドロゲナーゼとNADの存在下に生成するNA
DHを検出する方法、またヘキソキナーゼ存在下に生成
するグルコース−6−燐酸を検出する方法等、公知の方
法を用いることができる。これらの検出方法の中で、グ
ルコースオキシダーゼ存在下にグルコースを酸化し生成
した過酸化水素をペルオキシダーゼとロイコ色素を用い
て検出する方法が、感度の点で最も望ましい。
層中に含有される低分子化酵素の量を調節する。低分子
化酵素の含有量が少ないと検体中に含まれる内因性マル
トースがグルコースへ転化するのに時間がかかり、非拡
散性基質の分解によって生じるグルコースオリゴマーを
低分子化酵素によってグルコースを低分子化する主反応
のレート測光に対して正誤差を与える。従って、低分子
化酵素は、内因性マルトースを早期にグルコースに転化
できる量が試薬層中に含有されていればよく、高価な酵
素を必要最低限の量にすべく、分析要素の層構成、反応
系、検出系等を勘案して実験的に定められる。使用でき
る酵素としては、グルコアミラーゼ、α−グルコシダー
ゼ等がある。また、上記反応系が検体希釈液に組み込ま
れていても良い。
ルトースが試薬層に達する前に、酵素によって除去す
る。このためには、試薬層より上にマルトースをグルコ
ース以外に転化する酵素を含有する層(マルトース除去
層)を設けるのが好ましく、基質層にこの機能を持たせ
ても、その上に独立した層として設けてもよい。また、
上記反応系が検体希釈液に組み込まれていても良い。
される。 グルコアミラーゼ、α−グルコシダーゼ及びマルト
ースホスホリラーゼから選ばれた一種と、ヘキソキナー
ゼと、アデノシン三リン酸(ATP)、又は グルコアミラーゼ、α−グルコシダーゼ及びマルト
ースホスホリラーゼから選ばれた一種と、グルコースデ
ヒドロゲナーゼとNAD。
リラーゼを用いる場合はヘキソキナーゼとATP、又は
グルコースデヒドロゲナーゼとNADの処方量を少なく
することができる。
の乾式分析要素と同様の層構成とすることができる。要
素は、基質層、試薬層及び免疫反応層の他、支持体、展
開層、検出層、光遮蔽層、接着層、吸水層、下塗り層そ
の他の層を含む多重層としてもよい。このような分析要
素として、例えば特開昭49−53888号(対応米国
特許 3,992,158)、特開昭51−40191
号(対応米国特許 4,042,335)、及び特開昭
55−164356号(対応米国特許 4,292,2
72)、特開昭61−4959(対応EPC公開特許0
166365A)、特開平10−300751号の各明
細書に開示されたものがある。
い。支持体と試薬層又は検出層との間には吸水層を設け
てもよい。各層の間には濾過層を設けてもよい。また免
疫反応層の上には展開層を設けてもよく、免疫反応層に
展開作用を持たせ展開層として機能させてもよい。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
透明ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(支
持体)上に下記の被覆量になるように架橋剤含有試薬溶
液を塗布し、乾燥して試薬層を設けた。
ように下記試薬含有水溶液を塗布した。
ように下記試薬含有水溶液塗布し、乾燥して基質層を設
けた。
給量で水を全面に供給して湿潤させた後、50デニール
相当のポリエチレンテレフタレート紡績糸を36ゲージ
編みしたトリコット編み物布地を軽く圧力をかけて積層
し、乾燥させた。上記布地上に、エタノールを200g
/m2となるように塗布し(=OC1塗布)、乾燥後下
記組成のエタノール溶液を各々の成分が下記の量となる
ように、そして乾燥後の厚さが5μmになるように、塗
布し(=OC2塗布)、乾燥させて、一体型多層分析要
素を作製した。
3mm四方のチップに切断し、スライド枠(特開昭57
−63452号公報に記載)に収めて、本発明の第一の
形態に従うCRP分析用乾式スライド1を作製した。
透明PETシート上に下記の被覆量になるように架橋剤
含有試薬溶液を塗布し、乾燥して、試薬層を設けた。
るように下記試薬含有水溶液塗布した。
ように下記試薬含有水溶液塗布し、乾燥して基質層を設
けた。
給量で水を全面に供給して湿潤させた後、50デニール
相当のポリエチレンテレフタレート紡績糸を36ゲージ
編みしたトリコット編み物布地を軽く圧力をかけて積層
し、乾燥させた。
2となるように塗布し(=OC1塗布)、乾燥後下記組
成のエタノール溶液を各々の成分が下記の量となるよう
に、そして乾燥後の厚さが5μmになるように、塗布し
(=OC2塗布)、乾燥させて、一体型多層分析要素を
作製した。
3mm四方のチップに切断し、スライド枠(特開昭57
−63452号公報に記載)に収めて、本発明の第二の
形態に従うCRP分析用乾式スライド2を作製した。
ーゼ量を5000U/m2にした他はスライド1と同じ
であるスライド3を比較例として作成した。
フォン酸モノハイドレート)緩衝液(pH6)の10μ
Lをスライド1、スライド2及びスライド3に点着し
た。400mg/dlマルトース水溶液を50mM M
ES(2−(N−モルホリノ)エタンスルフォン酸モノ
ハイドレート)緩衝液(pH6)で21倍希釈した溶液
10μLをスライド1、スライド2及びスライド3に点
着した。この後、各スライドを37℃に保って、支持体
側から650nmの反射光学濃度をタイムコース測定し
た。点着後の反射光学濃度の時間変化を図2に示す。
有試薬点着後に著しい反射光学濃度の増加が見られる。
(図2中、比較例1(MAL(+))、点着後2分後でも
増加傾向があり、反射光学濃度は増加した。一方実施例
1のスライド1では、点着直後に著しい反射光学濃度の
増加が見られる(図2中、実施例1(MAL(+))もの
の、点着後2分後以降では反射光学濃度はほぼ一定値で
あった。また、MAL(−)はマルトースを含まない液を
点着したときのデータであり、バックグラウンドの光学
濃度を示している。
質層から試薬層に移行して、試薬層内のグルコアミラー
ゼによってグルコースに分解される反応が、スライド3
では遅いために、反射光学濃度の増加傾向が無くならな
い。一方、スライド1ではグルコアミラーゼの処方量を
増量したことでマルトースからグルコースへの分解速度
が上昇し、点着後2分以内に分解が終了して、それ以降
の反射光学濃度の増加は無いためである。
学濃度は、マルトース含有試薬液点着後20秒間程は増
加したが、その後はプラトーに達し、一定値であった
(図2中、実施例2(MAL(+))。これは、点着直後
は、試薬液中のマルトースがマルトース除去層内で除去
されない内に、試料液そのものの浸潤と共に試薬層に移
行するので、点着後しばらくは反射光学濃度の増大とな
って現れたが、試薬層までの浸潤が完了すれば、その後
はマルトースがグルコースに分解され、さらにグルコキ
ナーゼによって消費されるために、試料中のマルトース
はほとんど試薬層に移行しないためと考えられる。
層であるトリコット編物布地層に、エタノールを200
g/m2となるように塗布し(=OC1塗布)、乾燥後
厚さが5μmになるように、下記組成のエタノール溶液
を各々の成分が下記の量となるように、そして乾燥後の
塗布し(=OC2塗布)、乾燥させ、一体型多層分析要
素を作製した。
3mm四方のチップに切断し、スライド枠(特開昭57
−63452号公報に記載)に収めて、本発明の第一の
形態に従うCRP分析用乾式スライド4を作製した。
層であるトリコット編物布地層に、エタノールを200
g/m2となるように塗布し(=OC1塗布)、乾燥後
厚さが5μmになるように、下記組成のエタノール溶液
を各々の成分が下記の量となるように、そして乾燥後の
塗布し(=OC2塗布)、乾燥させ、一体型多層分析要
素を作製した。
3mm四方のチップに切断し、スライド枠(特開昭57
−63452号公報に記載)に収めて、本発明の第二の
形態に従うCRP分析用乾式スライド5を作製した。
ーゼ量を5000U/m2にした他はスライド4と同じ
であるスライド6を比較例として作成した。
6)10μLを、実施例3のスライド4、実施例4のスラ
イド5及び比較例2のスライド6に点着した。37℃に
保って、中心波長650nmの可視光でPET支持体側
から各スライド4,5及び6の反射光学濃度を測定し
た。点着から3分後及び5分後の反射光学濃度の差(Δ
OD5−3)を図3に示す。
けた実施例4のスライド5は、それを持たない比較例2
のスライド6および実施例3のスライド4と同様、CR
Pの定量が精度良く行えることが明らかである。このこ
とは、マルトース除去層は、CRP定量の検出感度に悪
影響を与えないことを示している。また、実施例3のス
ライド4は比較例2のスライド6に比べて基質であるカ
ルボキシメチル化澱粉の分解によって生じた二糖や三糖
に対する反応速度が上昇しているために、検量線がさら
に拡大しており測定精度のさらなる向上が期待できる。
なるマルトースを含有する50mM MES緩衝液(p
H6)を10μLを点着し、37℃に保って、支持体側
から650nmの反射光学濃度を測定した。また上記反
射光学濃度を予め生成した色素量と反射光学濃度の関係
を求めた変換式を用いて色素量に変換し、点着から3分
後及び5分後に生成した色素量(ΔS 5−3)を求め
た。図4に示すように、従来の比較例2のスライド6で
は、試料液中のマルトース濃度が増加するにつれてΔS
5−3の値は大きくなっていた。これに対して、試薬
層中のグルコアミラーゼ量を増量した実施例3のスライ
ド4では、試料液中にマルトースが存在しても、ΔS
5−3の値にはほとんど影響が見られなかった。またマ
ルトース除去層を設けた実施例4のスライド5について
もほとんど影響が見られなかった。
素では、試料液中のマルトース濃度が検体によって変動
する様な場合でも、精度良く免疫分析できることを示し
ている。
ない、測定精度の高い免疫分析要素を提供できる。
本的な構成を表す模式図である。
のスライド、及び比較例1のスライドに、マルトースを
含有する液(MAL(+))とマルトースを含有しない液
(MAL(−))を点着した時の、反射光学濃度の時間変
化を表す。
及び比較例2のスライドに、既知量のCRPを含有する
液を点着したときの、点着から3分後及び5分後の反射
光学濃度の差と、CRPの含有量の関係を表す。
及び比較例2のスライドに、一定量のCRPと濃度の異
なるマルトースを含有する液を点着したときの、点着か
ら3分後及び5分後の反射光学濃度の差と、マルトース
の含有量の関係を表す。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも、マルトースをグルコースに
分解する酵素を含有する試薬層と、非拡散性基質を含有
する水浸透性の基質層と、免疫反応に必要な分子種を含
有する免疫反応層がこの順に支持体上に設けられた乾式
免疫分析要素において、前記マルトースをグルコースに
分解する酵素の含量が、検体中の内因性マルトースを3
分未満でグルコースに分解できる量である乾式免疫分析
要素。 - 【請求項2】 少なくとも、マルトースをグルコースに
分解する酵素を含有する試薬層と、非拡散性基質を含有
する水浸透性の基質層と、免疫反応に必要な分子種を含
有する免疫反応層がこの順に支持体上に設けられた乾式
免疫分析要素において、前記試薬層より上に検体中の内
因性マルトースを除去する層を設けた乾式免疫分析要
素。
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