JP2005099011A - Antigen measurement apparatus and method, pallet, and antibody chip package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抗体による物質の分析に関し、特に検体溶液中の極微量の物質を高感度で分析するための抗体チップ、抗原測定装置、抗原測定方法、パレット及び抗体チップ梱包体に関する。 The present invention relates to analysis of substances using antibodies, and more particularly to an antibody chip, an antigen measuring apparatus, an antigen measuring method, a palette, and an antibody chip package for analyzing a very small amount of substance in a sample solution with high sensitivity.
従来、抗原と抗体の特異的な反応を利用した微量成分の測定方法として酵素免疫測定法(ELISA法)が知られている。この方法を応用して光導波路を用いた抗原測定法が提案されている。この免疫センサは、基板表面の光の入射部及び出射部に一対のグレーティングを形成し、これらグレーティング間に位置する基板表面に単一の光導波路層を形成し、更にこの光導波路層上に抗体固定化膜を形成した構造を有する。 Conventionally, an enzyme immunoassay (ELISA method) is known as a method for measuring trace components using a specific reaction between an antigen and an antibody. An antigen measurement method using an optical waveguide by applying this method has been proposed. In this immunosensor, a pair of gratings are formed on the light incident portion and light emitting portion on the substrate surface, a single optical waveguide layer is formed on the substrate surface located between the gratings, and an antibody is further formed on the optical waveguide layer. It has a structure in which an immobilization film is formed.
このような構造の免疫センサにおいて、抗体固定化膜に測定対象抗原を含む検体溶液を接触させると抗体と測定対象抗原が結合する。更に、蛍光標識されている抗体を添加すると抗体/測定対象抗原/蛍光標識抗体からなる免疫複合体が基板表面に形成される。このような状態でレーザ光をグレーティングを介して光導波路層に入射させ、エバネッセント波を発生させ、エバネッセント波と免疫複合体との反応に起因する検体溶液の蛍光の光量を受光素子により検出して、検体溶液中の生体分子量を分析する(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の抗原測定法では面発光する蛍光の光量を検出する必要があり、検出感度に限界があり、極微量の検体溶液中の生体分子分析には不向きであった。そこで、本発明は、極微量の検体溶液中の物質を高感度かつ高精度で分析することが可能な抗体チップ、抗原測定装置、抗原測定方法、及び抗体チップの取り扱いを容易にするパレットと抗体チップ梱包体を提供しようとするものである。 However, in the conventional antigen measurement method, it is necessary to detect the amount of surface-emitting fluorescence, the detection sensitivity is limited, and it is not suitable for biomolecule analysis in a very small amount of a sample solution. Therefore, the present invention provides an antibody chip, an antigen measuring device, an antigen measuring method, and a palette and an antibody that can easily handle a substance in a very small amount of sample solution with high sensitivity and high accuracy. It is intended to provide a chip package.
本発明の第1の特徴は、(イ)基板と、基板の両端部表面に設置された入射側光学要素及び出射側光学要素と、入射側光学要素及び出射側光学要素の間に位置する抗体固定化層と、抗体固定化層を囲いセルを形成するセル壁とを具備する抗体チップと、(ロ)入射側光学要素に向けて光を入射する発光素子と、(ハ)基板内の抗体固定化層下領域を通過するよう伝達され、出射側光学要素から出射する光を受光する受光素子とを含む抗原測定装置であることを要旨とする。 The first feature of the present invention is (a) a substrate, an incident-side optical element and an exit-side optical element installed on both ends of the substrate, and an antibody positioned between the incident-side optical element and the exit-side optical element An antibody chip comprising an immobilization layer and a cell wall surrounding the antibody immobilization layer to form a cell; (b) a light-emitting element that impinges light toward the incident-side optical element; and (c) an antibody in the substrate. The gist of the present invention is an antigen measuring device including a light receiving element that receives light that is transmitted to pass through the region below the immobilization layer and that is emitted from the emission side optical element.
本発明の第2の特徴は、(イ)抗体チップの抗体固定化層上に検体溶液を滴下し、1次抗体−抗原複合体を形成させ、(ロ)抗体固定化層上に、酵素標識された2次抗体溶液を滴下し、1次抗体−抗原−2次抗体複合体を形成させ、(ハ)抗体固定化層上に緩衝液を注入しながら、抗体チップの入射側光学要素に発光素子から光を照射し、出射側光学要素からの出射光を受光素子で受光して基準光強度を測定し、(ニ)抗体固定化層上に発色試薬溶液を滴下し、標識酵素との反応により発色する酵素反応産物を生成し、(ホ)抗体チップの入射側光学要素に発光素子から光を照射し、出射側光学要素からの出射光を受光素子で受光して発色後光強度を測定し、(へ)基準光強度と発色後光強度との差から検体溶液中の抗原の濃度を算出する抗原測定方法であることを要旨とする。 The second feature of the present invention is that (a) a specimen solution is dropped on an antibody immobilization layer of an antibody chip to form a primary antibody-antigen complex, and (b) an enzyme label is formed on the antibody immobilization layer. The added secondary antibody solution is dropped to form a primary antibody-antigen-secondary antibody complex, and (c) light is emitted to the incident-side optical element of the antibody chip while injecting a buffer solution onto the antibody immobilization layer. Light is emitted from the element, the light emitted from the optical element on the emission side is received by the light receiving element, the reference light intensity is measured, and (d) a coloring reagent solution is dropped on the antibody immobilization layer to react with the labeling enzyme. (E) irradiating the incident optical element of the antibody chip with light from the light emitting element, and receiving the emitted light from the emitting optical element with the light receiving element, and measuring the light intensity after color development And (f) anti-calculation of the concentration of the antigen in the sample solution from the difference between the reference light intensity and the light intensity after color development. And summarized in that a measuring method.
本発明の第3の特徴は、複数の抗体チップを、抗体チップの各中心間隔が9ミリメートルになるように装着するための凹部と、抗体チップの種別を示す識別端子とを具備するパレットであることを要旨とする。 A third feature of the present invention is a pallet including a recess for mounting a plurality of antibody chips so that the center distance between the antibody chips is 9 millimeters, and an identification terminal indicating the type of the antibody chip. This is the gist.
本発明の第4の特徴は、複数の抗体チップを、抗体チップの中心の間隔が一定になるように収納する梱包容器と、抗体チップを乾燥状態に保つための乾燥剤と、梱包容器と熱圧着する梱包カバーとを含む抗体チップ梱包体であることを要旨とする。 A fourth feature of the present invention is that a packaging container that stores a plurality of antibody chips so that the distance between the centers of the antibody chips is constant, a desiccant for keeping the antibody chips dry, a packaging container, and a heat The gist is that the antibody chip package includes a packing cover to be crimped.
本発明の抗原測定装置及び抗原測定方法によれば、極微量の検体溶液中の物質を高感度かつ高精度に分析することが可能となる。また、本発明のパレットと抗体チップ梱包体によれば、抗体チップの着脱が容易になる。 According to the antigen measuring apparatus and the antigen measuring method of the present invention, it is possible to analyze a substance in a very small amount of a sample solution with high sensitivity and high accuracy. Moreover, according to the pallet and the antibody chip package of the present invention, the antibody chip can be easily attached and detached.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分は同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
(抗原測定装置)
本発明の実施の形態に係る抗原測定装置は、図1に示すように、(イ)透光性を有する基板16と、基板16の一方の主面に形成された抗体固定化層14と、基板16の一方の主面において抗体固定化層14を挟むように配置された入射側グレーティング13a及び出射側グレーティング13bと、抗体固定化層14を囲うことによってセル11を形成するセル壁12を形成する枠体とを具備する抗体チップ1と、(ロ)基板16の他方の主面の側から一方の主面側に配設されている入射側グレーティング13aに向けて光を入射する発光素子109と、(ハ)基板16内の抗体固定化層14下の領域を通過して伝達され、出射側グレーティング13bから出射する光を受光する受光素子110とを含む。
(Antigen measuring device)
As shown in FIG. 1, the antigen measuring apparatus according to the embodiment of the present invention includes (a) a
抗体チップ1の入射側グレーティング13a及び出射側グレーティング13bと、抗体固定化層14以外の基板16部分はフッ素樹脂膜15で覆い、抗体固定化層14上に反応ホール10を形成するのが好ましい。
It is preferable that the incident side grating 13a and the emission side grating 13b of the antibody chip 1 and the
また、抗原測定装置は、セル壁12が形成する開口による空間であるセル11内に溶液を注入するための注入手段として、注入ポンプ104に接続された注入チューブ105と、セル11内から溶液を排出するための排出手段として、排出ポンプ107に接続された排出チューブ106をさらに含む。注入チューブ105の注出口となる端部の位置としては、セル11内において抗体固定化層14の真上近傍に位置することが好ましく、排出チューブ106の吸入口となる端部の位置としては、セル壁12近傍に位置することが好ましい。このようにすることで、注入する溶液が抗体固定化層14上に確実に滴下され、反応ホール10から溢れた溶液は、フッ素樹脂膜15が撥水性のため、セル壁12側へ流れていく。そしてセル壁12の側の排出チューブ106から確実に排出される。注入チューブ105と排出チューブ106は、抗体チップ1を覆う容器蓋112に固定することで位置を安定に保てる。注入ポンプ104としては、シリンジポンプ等を使用し、排出ポンプとしては、バイモルフポンプ等を使用するのが好ましい。
In addition, the antigen measurement apparatus is configured to inject the solution from the
さらに、抗原測定装置は、注入する溶液を選択するため、第1溶液槽101や第2溶液槽102と注入ポンプ104に接続された溶液選択バルブ103をさらに含む。例えば、第1溶液槽101には界面活性剤を含む洗浄液を入れ、第2溶液槽102には緩衝液を入れ、測定手順の必要に応じてどちらの溶液を反応ホール10に注入するかを自動的に選択することができる。ここで、抗体チップ1が設置されている時のみ注入ポンプ104が動作するようにしておき、抗体チップ1を設置しないまま測定容器111内に溶液が注入されることのないようにしておく。
Furthermore, the antigen measuring apparatus further includes a solution selection valve 103 connected to the first solution tank 101 and the second solution tank 102 and the injection pump 104 in order to select a solution to be injected. For example, a cleaning solution containing a surfactant is placed in the first solution tank 101, a buffer solution is placed in the second solution tank 102, and which solution is injected into the
抗原測定装置の発光素子109から入射する光はレーザ光等であるため、眼球に照射されると危険である。そのため、容器蓋112が閉じている時のみ発光素子109が動作するようにしておく。また、基板16内を伝達した光のみが受光素子110に到達するように、容器蓋112の抗体チップ1側に遮光板108を設置し、不要な経路からの光の侵入を防止する。
入射側グレーティング13aに入射したレーザ光は、入射側グレーティング13aにおいて反射・回折して基板16に残るもののほか、ほとんどは入射グレーティング13aを通過して基板16から容器蓋112側に出射してしまう。このため、容器蓋112によって、外部にレーザ光が漏れ出ないように遮光する。また、容器蓋112に入射した光は、容器蓋112により吸光されるが、反射する成分も存在する。この反射した成分が基板16に再入射しないようにする必要がある。このため、容器蓋112の抗体チップに対向する表面の、抗体チップ1に設けられるグレーティング13a,13bの間に位置するように、グレーティング13a,13bの配列方向に交わる方向に細長く延設されている仕切り様の遮光板108を配置する。遮光板108の突端は、容器蓋112が閉じられた際に、抗体チップ1に接触しない位置に配置される。このとき、抗体チップ1に近い位置にあるほど好ましい。グレーティング13a,13bの配列方向にそって、複数枚並べて配置されていてもよい。抗体チップ1はグレーティング13a,13bの配列方向と直行する方向に8枚平行に並べて配置されるため、これら複数の抗体チップ1に対して機能できるように、遮光版112は、その延設方向について連続した一枚の板で構成するとよい。この際、セル壁12を構成する枠体を避けるように、切欠やスリットが設けられていてもよい。
容器蓋112が閉じられているとき、測定容器111に設けられた図示しないスイッチが容器蓋112によって押下される。このスイッチは発光素子109の電源回路と電気的に接続されていて、スイッチが閉じていない場合には、レーザ光が出射しないように構成されている。
Since the light incident from the light emitting element 109 of the antigen measuring apparatus is laser light or the like, it is dangerous when irradiated to the eyeball. Therefore, the light emitting element 109 is operated only when the container lid 112 is closed. In addition, a light shielding plate 108 is provided on the antibody chip 1 side of the container lid 112 so that only light transmitted through the
The laser light incident on the incident-
When the container lid 112 is closed, a switch (not shown) provided on the measurement container 111 is pressed by the container lid 112. This switch is electrically connected to the power supply circuit of the light emitting element 109, and is configured not to emit laser light when the switch is not closed.
(パレット)
本発明の実施の形態に係るパレット113には、抗体チップ1をはめ込む凹部が設けられている。そして図2に示すように、複数の抗体チップ1を装着した1個のパレット113により1個のユニットが構成される。具体的には、パレット113は8個の抗体チップ1を各中心間隔が9ミリメートルになるように装着するための8個の凹部を具備する。抗原測定装置には、第1ユニット200a、第2ユニット200b、第3ユニット200c、及び第4ユニット200d等の複数のパレット113を連結して装着できる。このように複数のパレット113を連結した場合、パレット113に装着された抗体チップ1の種別を識別できるようにしておくのが好ましい。そのためにパレット113は、測定容器111と対向する表面、すなわち抗体チップ1が配列される主面とは異なる他方の主面に、識別端子(図示せず)を具備する。識別端子はパレット113内に埋め込まれた書き込みや読み出しが自在に設定されているICチップに接続されている。このICチップには抗体チップ1の種別を示す識別情報が記録されている。識別情報は抗体チップ1の種類に応じて適宜書き換えられる。
抗原測定装置は、測定容器111内の各々のパレットと対向する部分に識別端子に接触する図示しないプローブを有している。このプローブが識別端子と接触してICチップ内の識別情報を読み取り、抗体チップの種別を認識をし適切な抗原測定手順を自動で選択する。
識別端子とICチップの組み合わせは、無線化することも出来る。このとき、測定容器111側には無線ICチップとの通信が可能な送受信回路が、プローブの代わりに設けられる。
(palette)
The
The antigen measurement apparatus has a probe (not shown) that contacts the identification terminal at a portion facing each pallet in the measurement container 111. The probe contacts the identification terminal, reads identification information in the IC chip, recognizes the type of the antibody chip, and automatically selects an appropriate antigen measurement procedure.
The combination of the identification terminal and the IC chip can be wireless. At this time, a transmission / reception circuit capable of communicating with the wireless IC chip is provided on the measurement container 111 side instead of the probe.
(抗体チップ梱包体)
本発明の実施の形態に係る抗体チップ梱包体は、図3及び図4に示すように、(イ)複数の抗体チップ1を、抗体チップ1の中心の間隔が一定になるように収納する梱包容器202と、(ロ)抗体チップ1を乾燥状態に保つための乾燥剤201と、(ハ)梱包容器202と熱圧着する梱包カバー203とを含む。
(Antibody chip package)
As shown in FIGS. 3 and 4, the antibody chip package according to the embodiment of the present invention is (a) a package that stores a plurality of antibody chips 1 so that the distance between the centers of the antibody chips 1 is constant. It includes a container 202, (b) a desiccant 201 for keeping the antibody chip 1 in a dry state, and (c) a packing cover 203 for thermocompression bonding with the packing container 202.
梱包容器202は、ポリスチレン等からなる。乾燥剤201としては、シリカゲル等を使用する。また、梱包カバー203は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン、ラミネートフィルム等からなる。 The packaging container 202 is made of polystyrene or the like. As the desiccant 201, silica gel or the like is used. The packing cover 203 is made of polyethylene terephthalate (PET), polystyrene, laminate film, or the like.
現在市販され、広く使用されているマルチピペットやマイクロウェルプレート操作器具は、8連式でその間隔が9ミリメートルになっている。そうした器具との互換性から、抗体チップ梱包体は、8個の抗体チップ1を収納でき、その中心間隔が9ミリメートルとするのが好ましい。 Multipipettes and microwell plate operation instruments that are currently commercially available and widely used are 8 series and the distance between them is 9 mm. In view of compatibility with such an instrument, the antibody chip package can accommodate eight antibody chips 1 and the center distance is preferably 9 mm.
また、パレット113への抗体チップ1の装着配列もこれに準ずるため、抗体チップ梱包体からパレット113への装着操作も簡単となる。一方、使用済みの抗体チップ1をパレット113から捨てる時も、この抗体チップ梱包体に戻せば手を汚すことなく捨てることができる。
In addition, since the mounting arrangement of the antibody chip 1 on the
(抗体チップ)
本発明の抗体チップは、内部を光が全反射で伝播可能な光導波路層を構成する基板16と、この光導波路層の全反射させる表面の少なくとも一部に形成される抗体固定化層14と、を具備する抗体チップである。好ましくは、基板16表面に形成されており、表面が抗体固定化層よりも高くなるように、前記抗体固定化層14の少なくとも一部が露出するように開口して反応ホールを形成する撥液性を有する膜15を具備する抗体チップであり、また、光導波路層表面に固着されており、突端が撥液性を有する膜よりも高く、反応ホールを囲むように形成されてセル11を構成している枠体を具備する抗体チップである。
この抗体チップは、抗体固定化層を囲ってセルを形成するセル壁12を具備し、そのセル11中に反応ホール10を形成することが好ましい。このような抗体チップを用いれば、極微量の検体溶液中の測定対象物質を高感度かつ高精度に分析することが可能となる。
(Antibody chip)
The antibody chip of the present invention includes a
The antibody chip preferably includes a
抗体チップは、例えばホウケイ酸ガラスからなる基板16と、基板16の両端部表面に設置された光学要素である入射側グレーティング13a及び出射側グレーティング13bと、それらの間に位置する抗体固定化層14とを具備する。さらに、抗体固定化層14を囲い、セル11を形成するセル壁12を基板16上に具備する。また、抗体固定化層14上部に反応ホール10を有する撥液性樹脂膜15を、入射側グレーティング13a及び出射側グレーティング13bの上部と、抗体固定化層14を除くセル11の底面に具備する。
抗体固定化層14の厚み(光導波路層表面から抗体固定化層の表面までの距離)は、好ましくは30nm〜500nm、更に好ましくは100nm以下、特に好ましくは80nm以下である。
The antibody chip includes, for example, a
The thickness of the antibody immobilization layer 14 (distance from the surface of the optical waveguide layer to the surface of the antibody immobilization layer) is preferably 30 nm to 500 nm, more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 80 nm or less.
セル壁12は、枠体であり、黒等の有色樹脂で形成することが好ましい。樹脂材料は、試薬、溶媒等との反応性、相溶性がなく、成形性が良いものであれば特に制限はなく、キットの構成に応じて、アクリル樹脂、ABS樹脂等を選択し、使用することができる。
セル壁12を構成する枠体は、光導波路層を形成する基板16の全反射面を構成する主面の表面に、開口する一方の端部を塞ぐようにUV硬化性接着剤によって直接接着されている。セル壁12は、反応ホール10内に投入される試薬・検体溶液・洗浄液等の薬液が意図しない時点において外部に漏出しないように、測定エリアを囲うものである。したがって、枠体端部によって規定される基板表面からの高さは、撥液性樹脂膜15の高さよりも高く形成されている。
抗体チップはレーザ発信器や反射光を受光する光電変換素子等と組み合わせて使用される。このようなセル壁を設けることによって装置上での薬液操作による各種装置の薬液による侵食を防止することが可能となる。セル壁12は、測定用キットに含まれる薬品と反応しない構成であれば、その大きさや高さ、枠の開口の形状、材質等は使い勝手に応じて自由に決定してよい。
The
The frame constituting the
The antibody chip is used in combination with a laser transmitter, a photoelectric conversion element that receives reflected light, or the like. By providing such a cell wall, it becomes possible to prevent erosion by the chemical liquid of various apparatuses due to the chemical liquid operation on the apparatus. As long as the
撥液性樹脂膜15は、基板16の全反射面を構成する主面の表面のうち、抗体固定化層14の少なくとも一部、及びセル壁12が設けられている領域以外の部分をくまなく覆うように配設される。撥液性樹脂膜15には、基板16下方から入射される光を外部に漏らさないように、遮光性がある、黒等の有色樹脂を用いるのが好ましい。撥液性樹脂は、キットとの反応性、相溶性がなく、撥液性、撥水性が良いものであれば特に制限はないが、特にフッ素樹脂が好適である。
入射側グレーティング13a及び出射側グレーティング13bは、例えば酸化チタン(TiO2)、酸化錫(SnO2)、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、ガリウム砒素(GaAs)、インジウム錫酸化物(ITO)、ポリイミド等で形成することが好ましい。
グレーティング13a及び13bは、抗体チップにレーザ光を導入し、また出射させるための光学的機能を有しているが、他の部材を用いて同様の機能を実現できるならば、特に備える必要はない。また、同様の機能を実現できるものであればプリズム等の他の光学要素が配置されていてもよい。
抗体固定化層14は、例えば抗体を架橋高分子で固定化した構造を有する。抗体固定化層14で用いられる架橋高分子としては、例えば光架橋性ポリビニルアルコールのような水素結合性の官能基を含む高分子を挙げることができる。抗体は一般的に親水性であるので、抗体固定化層も親水性を有しているものが好ましい。
The liquid
The incident side grating 13a and the emission side grating 13b are made of, for example, titanium oxide (TiO2), tin oxide (SnO2), zinc oxide, lithium niobate, gallium arsenide (GaAs), indium tin oxide (ITO), polyimide, or the like. It is preferable.
The
The
(抗体チップの製造方法)
次に、前述した抗体チップ1の製造工程の一例を図7、図8及び図9を参照して説明する;
S10:まず、図8(a)に示すように、例えばホウケイ酸ガラスからなる基板16の表面に、例えばTiO2をスパッタし、薄膜13を形成する。
S11:次に、図8(b)に示すように、薄膜13をフォトエッチング技術でパターニングすることにより、両端部表面上に入射側グレーティング13a及び出射側グレーティング13bを形成する。
S12:次に、図8(c)に示すように、入射側グレーティング13a及び出射側グレーティング13b上と、基板16表面の反応ホール10及びセル壁12接着部以外の部分に、例えば遮光性有色フッ素樹脂を印刷し、フッ素樹脂膜15を形成する。
S13:次に、図9(d)に示すように、例えば黒色アクリルでできたセル壁12を、反応ホール10を囲うように設置し、紫外線硬化する接着剤を利用して基板16に接着し、セル11を形成する。
S14:次に、図9(e)に示すように、反応ホール10内に抗体固定化層14を形成する。具体的には、(イ)シランカップリング剤であるアミノシランを用いて、シランカップリング処理を施し、基板16表面をアミノ基で修飾する。(ロ)次に、グルタルアルデヒド処理を施し、架橋による抗体の基板16への固定化を行う。(ハ)最後に、牛血清アルブミン(BSA)等によって余分なアミノ基をブロッキングして、抗体固定化層14を形成する。
(Method for producing antibody chip)
Next, an example of the manufacturing process of the antibody chip 1 described above will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9;
S10: First, as shown in FIG. 8A, for example,
S11: Next, as shown in FIG. 8B, the
S12: Next, as shown in FIG. 8C, for example, on the incident side grating 13a and the emission side grating 13b and on the surface of the
S13: Next, as shown in FIG. 9 (d), for example, a
S14: Next, as shown in FIG. 9E, the
(抗体チップによる抗原測定方法)
次に、図10及び図11を用いて、本発明の実施の形態に係る抗体チップ1による検体溶液中の特定物質の抗原測定方法について説明する:
S20:抗体チップ1の反応ホール10の基板16の表面には、図11(a)に示すように、タンパク質、遺伝子等の測定対象となる抗原20aを特異的に認識する1次抗体14aからなる抗体固定化層14が形成されている。この反応ホール10内の抗体固定化層14上に抗原20aを含む検体溶液20を滴下すると、図11(b)に示すように、抗原20aが1次抗体14aと結合し、1次抗体−抗原複合体を形成する。
S21:次に、1次抗体14aに結合した抗原20a以外の検体溶液20を、界面活性剤を含むリン酸バッファ(PBS)等の洗浄液によって洗浄する。
S22:次に、酵素標識されている2次抗体溶液21を滴下する。すると、図11(c)に示すように、2次抗体21aは、1次抗体14aとは別の部位で抗原20aにさらに結合する。その結果、1次抗体−抗原−2次抗体複合体が形成される。なお、2次抗体21aを標識している標識酵素として、例えば酸化還元酵素としてペルオキシダーゼ(POD)等を用いることができる。
S23:次に、複合体を形成しなかった2次抗体21aを含む2次抗体溶液21を、界面活性剤を含むPBS等の洗浄液によって再洗浄する。
S24:次に、洗浄に使用した界面活性剤を取り除き、安定化させるためにPBS等のみを緩衝液として注入する。
S25:この時点で、抗体チップの入射側グレーティング13aに向けて発光素子からレーザ光等を照射して、出射側グレーティング13bからの出射光を受光素子で受光し、基準光強度として測定する。
S26:次に、図11(d)に示すように、セル11に発色試薬溶液22を滴下する。発色試薬溶液22としては、例えばpH=4.9の緩衝液1リットル中に、酢酸80ミリモル、テトラメチルベンジジン(TMBZ)1.13ミリモル、過酸化水素(H2O2)1.91ミリモル、ジメチルスルホキシド(DMSO)1%未満を含むものを使用するのが好ましい。すると、POD等の標識酵素と、標識酵素の基質であるH2O2との酸化還元酵素反応によりラジカル酸素原子(O*)が生成される。この酵素反応により生成されるO*により発色試薬22aが発色する酵素反応産物を生成する。
S27:このような状態で、抗体チップの入射側グレーティング13aに向けて発光素子からレーザ光等を照射して、出射側グレーティング13bからの反射光を受光素子で受光し、発色後光強度を測定する。
S28:S25で測定した基準光強度とS27で測定した発色後光強度との差により検体溶液20中の測定対象となる抗原20aの濃度を算出する。
(Antigen measurement method using antibody chip)
Next, a method for measuring an antigen of a specific substance in a sample solution by the antibody chip 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
S20: The surface of the
S21: Next, the
S22: Next, the enzyme-labeled
S23: Next, the
S24: Next, the surfactant used for washing is removed, and only PBS or the like is injected as a buffer solution for stabilization.
S25: At this time, laser light or the like is irradiated from the light emitting element toward the incident side grating 13a of the antibody chip, and the emitted light from the emission side grating 13b is received by the light receiving element and measured as the reference light intensity.
S26: Next, as shown in FIG. 11D, the
S27: In such a state, a laser beam or the like is irradiated from the light emitting element toward the incident side grating 13a of the antibody chip, the reflected light from the emission side grating 13b is received by the light receiving element, and the light intensity after color development is measured. To do.
S28: The concentration of the
この測定方法を用いて光強度を連続して測定すると、S24からS25までの間の所定のA時点の値を基準光強度、S26後の所定のB時点の値を発色後光強度として採用して濃度を算出することができる。したがって、無抗原溶液を用いた対象実験等をして基準光強度を測定する必要がない。 When the light intensity is continuously measured using this measurement method, the value at a predetermined time A between S24 and S25 is adopted as the reference light intensity, and the value at a predetermined time B after S26 is adopted as the light intensity after coloring. Concentration can be calculated. Therefore, it is not necessary to measure the reference light intensity by performing a target experiment using an antigen-free solution.
本発明の抗体チップ1は、反応ホール10内で抗原抗体反応及び発色反応を起こさせるので、検体溶液20は1マイクロリットル程度あれば十分測定できる。
Since the antibody chip 1 of the present invention causes an antigen-antibody reaction and a color development reaction in the
本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described herein. The technical scope of the present invention is determined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
抗原抗体反応を用いる測定において、蛍光ではなく参照光の増減で検体の濃度測定を行なうことから、新生児・小動物に対する検査の場合など、検体の量を多く確保しにくい場合に活用できる。 In the measurement using the antigen-antibody reaction, the concentration of the sample is measured by increasing or decreasing the reference light instead of the fluorescence, so that it can be used when it is difficult to secure a large amount of the sample, such as in the case of testing for newborns and small animals.
1…抗体チップ、10…反応ホール、11…セル、12…セル壁、13…薄膜、13a…入射側グレーティング、13b…出射側グレーティング、14…抗体固定化層、14a…1次抗体、15…フッ素樹脂膜、16…基板、20…検体溶液、20a…抗原、21…2次抗体溶液、21a…2次抗体、22…発色試薬溶液、22a…酵素反応産物、101…第1溶液槽、102…第2溶液槽、103…溶液選択バルブ、104…注入ポンプ、105…注入チューブ、106…排出チューブ、107…排出ポンプ、108…遮光板、109…発光素子、110…受光素子、111…測定容器、112…容器蓋、113…パレット、200a…第1ユニット、200b…第2ユニット、200c…第3ユニット、200d…第4ユニット、201…乾燥剤、202…梱包容器、203…梱包カバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antibody chip, 10 ... Reaction hole, 11 ... Cell, 12 ... Cell wall, 13 ... Thin film, 13a ... Incident side grating, 13b ... Outgoing side grating, 14 ... Antibody fixed layer, 14a ... Primary antibody, 15 ... Fluororesin film, 16 ... substrate, 20 ... specimen solution, 20a ... antigen, 21 ... secondary antibody solution, 21a ... secondary antibody, 22 ... coloring reagent solution, 22a ... enzyme reaction product, 101 ... first solution tank, 102 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2nd solution tank, 103 ... Solution selection valve, 104 ... Injection pump, 105 ... Injection tube, 106 ... Discharge tube, 107 ... Discharge pump, 108 ... Light-shielding plate, 109 ... Light emitting element, 110 ... Light receiving element, 111 ... Measurement Container, 112 ... Container lid, 113 ... Pallet, 200a ... First unit, 200b ... Second unit, 200c ... Third unit, 200d ... Fourth unit, 201 Desiccant, 202 ... packing container, 203 ... packing cover
Claims (15)
前記基板の他方の主面から入射側光学要素に向けて光を入射させる発光素子と、
前記基板内の前記抗体固定化層下領域を通過するよう伝達され前記出射側光学要素によって前記他方の主面から出射する前記光を受光する受光素子と、
を具備することを特徴とする抗原測定装置。 A substrate having translucency, an antibody-immobilized layer formed on one main surface of the substrate, an incident-side optical element and an output-side optical element disposed so as to sandwich the antibody-immobilized layer, and one end thereof An antibody chip comprising a frame that is fixed to one main surface of the substrate and forms a cell by surrounding the antibody immobilization layer;
A light emitting element that allows light to enter from the other principal surface of the substrate toward the incident side optical element;
A light receiving element that receives the light transmitted through the antibody immobilization layer lower region in the substrate and emitted from the other main surface by the emission side optical element;
An antigen measuring apparatus comprising:
前記抗体固定化層上に、酵素標識された2次抗体溶液を滴下し、1次抗体−抗原−2次抗体複合体を形成させ、
前記抗体固定化層上に緩衝液を注入して、前記抗体チップの入射側光学要素に発光素子から光を照射し、出射側光学要素からの出射光を受光素子で受光して基準光強度を測定し、
前記抗体固定化層上に発色試薬溶液を滴下して前記標識酵素との反応により発色する酵素反応産物を生成し、
前記抗体チップの前記入射側光学要素に前記発光素子から前記光を照射し、前記出射側光学要素からの前記出射光を前記受光素子で受光して発色後光強度を測定し、
前記基準光強度と前記発色後光強度との差分光強度より前記検体溶液中の抗原の濃度を算出すること
を特徴する抗原測定方法。 A specimen solution is dropped on the antibody immobilization layer of the antibody chip to form a primary antibody-antigen complex,
An enzyme-labeled secondary antibody solution is dropped on the antibody immobilization layer to form a primary antibody-antigen-secondary antibody complex,
A buffer solution is injected onto the antibody immobilization layer, the incident optical element of the antibody chip is irradiated with light from the light emitting element, and the emitted light from the emitting optical element is received by the light receiving element to obtain the reference light intensity. Measure and
A coloring reagent solution is dropped on the antibody immobilization layer to produce an enzyme reaction product that develops color by reaction with the labeling enzyme,
Irradiating the incident-side optical element of the antibody chip with the light from the light-emitting element, receiving the emitted light from the emission-side optical element with the light-receiving element, and measuring the light intensity after color development;
An antigen measurement method, wherein the concentration of the antigen in the sample solution is calculated from the difference light intensity between the reference light intensity and the post-coloring light intensity.
前記抗体チップの種別を示す識別端子と
を具備することを特徴とするパレット。 A recess for mounting a plurality of antibody chips such that the center distance of each of the antibody chips is 9 mm;
A pallet comprising an identification terminal indicating a type of the antibody chip.
前記抗体チップを乾燥状態に保つための乾燥剤と、
前記梱包容器と熱圧着する梱包カバーと
を含むことを特徴とする抗体チップ梱包体。 A plurality of antibody chips, a packaging container for storing the antibody chips so that the center intervals of the antibody chips are constant; and
A desiccant for keeping the antibody chip dry;
An antibody chip package comprising the packaging container and a thermocompression-bonding cover.
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