JP2006090825A - 磁気免疫測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポイント・オブ・ケアに適した小型で、低コストの磁気免疫測定装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 磁気免疫測定装置において 目的物質を磁性微粒子で標識した液体試料を、透磁率測定用の検査試験紙に反応させて磁性微粒子を試験紙上に固定化し、この検査試験紙の透磁率変化から目的物質を定量する装置である。透磁率の測定には、非常に狭いギャップを有する磁気コアを用い、ギャップ部分に薄い検査試験紙を配置することで、ギャップ部分の僅かな透磁率変化を、磁気コアに巻いたコイルのインダクタンス成分を介して検出し、磁性微粒子の量を求めることができる。
【選択図】 図１

Description

近年、インフルエンザやＳＡＲＳウイルスなどの感染症の流行に伴い、医師が診療の現場で免疫検査を行い、その場で検査結果を得て診断治療に役立てるポイント・オブ・ケアが注目されている。本発明は、ポイント・オブ・ケアに適用する、磁性微粒子を標識物質に用いた免疫測定装置に関する。

免疫測定法は、抗原抗体反応を利用した高い選択性を用いて、複数成分を有する試料のなかから、特定の目的物質だけを選択的に捕獲し、捕獲した物質を標識物質で標識して検出することにより、目的物質を高感度に検出、定量する方法であり、ウイルス、細菌、蛋白質、ＤＮＡ等の生体分子の微量検出、検査、定量、分析などに広く用いられている。ポイント・オブ・ケアに免疫測定法を適用するには、適度な感度を有した上で、手軽に使えて、小型、低コストなどの特性が求められる。

イムノクロマト法は、標識物質として金コロイドやポリスチレンビーズを用い、凝集による呈色反応を用いることで特別な検出装置無しで検査結果を目視判定可能な、安価な検査方法として従来より用いられてきた。しかし、イムノクロマト法は、目視判定に頼るため、判定者の判断基準の個人差により、誤った判定を下す危険性を有している。正確な検査結果の判定を行うためには、結果の定量化、数値化が求められている。イムノクロマト法の呈色量を光学的に定量化するには、光源からの光を呈色部に当て、反射光量あるいは透過光量を光学センサーで読み出して数値化すれば実現できるはずであるが、いまだ多くは実用化されていない。

他の測定方法、たとえば放射性物質で標識して、放射線検出器で定量を行う方法は極めて感度が高いが、装置が大掛かりな上、放射線に対する安全性に問題がある。また、目的物質を蛍光物質で標識して、光学励起し蛍光を光学検出する方法も高感度であるが、特定波長による励起と特定波長による光検出を要し、やはり装置が大型化しやすい。

このような状況の中で磁性微粒子を標識物質に用いた方法は、定量化が可能な高感度検出方法の一つでありポイント・オブ・ケア用としての可能性を有し、磁気微粒子の磁化をそれぞれ、磁気ヘッドで検出する方法（例えば特許文献１）、磁気抵抗素子で検出する方法（例えば特許文献２）、ＳＱＵＩＤ磁気センサーで検出する方法（例えば特許文献３）などが提案されている。

特開昭６３−１０８２６４号公報（６頁、図３） 特表２００３−５２４７８１号公報（３０頁〜３１頁、図１５） 特開２００１−３３４５５号公報（４頁、図２）

磁性微粒子を利用した免疫測定法をポイント・オブ・ケアに適した免疫測定装置に利用しようとしたとき、要求される条件としては、定量化できること、小型化できること、低コスト化が実現できること、などが特に重要であり、これに対して感度は検査項目に要求される値を満たせばよく、むしろ、むやみに高感度化を追求して装置が大型化したり、コ
スト高になるのは得策ではない。

このような観点で磁性微粒子を利用した測定装置を検討してみると、特許文献１では、磁性微粒子を磁化する工程と、磁化した磁気モーメント検出の２つの工程を要する点で複雑さを招く。また、磁化工程と磁気検出を連続的に行うために、書き込み磁気ヘッドと読み出し磁気ヘッドを並べて、磁性微粒子が結合したテープ状あるいは短冊状の検査試薬片を移動させるメカニズムが必要となり、機構的に複雑さを有する。また、未結合の磁性微粒子を除去するために定着フィルムの操作、磁気ヘッドを移動させるための定着工程を要するなどの工程を自動化すると、やはり機構的に大型化を免れない。

また特許文献２では、微小サイズの磁気抵抗素子を多数配置した平面検出型の磁気センサーを用いることで高感度化が期待できるが、素子製造に高度な薄膜製造技術や微細パターニング技術を要し、コスト的な懸念が心配される。

更に特許文献３では、超伝導を用いたＳＱＵＩＤ型磁気センサーを用いているために極めて高い感度を実現できる可能性があるが、高温酸化物超伝導体からなるＳＱＵＩＤ磁気センサーを用いたとしても液体窒素等の冷媒を必要とし、手軽さ、小型化、低コストには適していない。

このように、従来、提案されている磁性微粒子を標識物質に使った磁気免疫測定装置においては、ポイント・オブ・ケアに求められる手軽さ、小型化、低コストなどを総合的に満足する測定装置が無かった。本発明の目的は、この前記した条件を満たす磁気微粒子を用いた免疫測定装置を実現することを目的としている。

上記の課題を解決するためにその第１の手段として本発明は、磁性微粒子を標識物質として用いて目的物質の選択的検出と定量を行う磁気免疫測定装置において、前記磁性微粒子と前記目的物質からなる複合体を捕獲する検査体と、ギャップを有する磁気コアと、前記磁気コアに巻いたコイルと、前記コイルを回路部品として用いる電子回路と、前記電子回路の出力信号に基づいて前記目的物質の定量を行う情報処理手段とを有し、前記電子回路は、前記検査体を前記磁気コアの前記ギャップに配置することにより前記コイルのインダクタンス変化に応答した前記出力信号を発生することを特徴とする。

上記の課題を解決するためにその第２の手段として本発明は、前記電子回路は、前記コイルと共振用の容量とを有する共振回路と、前記共振回路のアドミッタンス特性あるいはインピーダンス特性を測定して共振周波数信号を出力するアドミッタンス計測手段あるいはインピーダンス計測手段を有しており、前記出力信号が前記共振周波数信号であることを特徴とする。

上記の課題を解決するためにその第３の手段として本発明は、前記電子回路は、前記コイルと共振用の容量とを有する共振回路と、前記共振回路を帰還素子に組み込んだ発振回路とを有しており、前記出力信号が前記発振回路の発振周波数から得られる共振周波数信号であることを特徴とする。

上記の課題を解決するためにその第４の手段として本発明は、前記検査体は前記複合体を捕獲するための捕獲領域と前記複合体を捕獲しない基準領域を有し、前記電子回路は、前記磁気コアの前記ギャップ内に前記検査体の前記捕獲領域を配置したときに発生する第１の出力信号と、前記磁気コアの前記ギャップ内に前記検査体の前記基準領域を配置したときに発生する第２の出力信号を出力し、前記情報処理手段は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号に基づいて前記目的物質の定量を行うことを特徴とする。

上記の課題を解決するためにその第５の手段として本発明は、前記検査体は前前記複合体を捕獲するための捕獲領域を有し、前記捕獲領域は、多孔質材料からなり、該多孔質材料の表面には、前記目的物質を特異的に結合する物質が固定化されていることを特徴とする。

上記の課題を解決するためにその第６の手段として本発明は、前記検査体は前記複合体を捕獲するための捕獲領域を有し、前記捕獲領域は、繊維状材料からなり、該繊維状材料の表面には、前記目的物質を特異的に結合する物質が固定化されていることを特徴とする。

上記の課題を解決するためにその第７の手段として本発明は、前記検査体は、前記捕獲領域と前記基準領域とが連続している１枚の試験紙であり、前記複合体は複合体を含む液体を所定の場所に添加し、添加した前記液体が前記捕獲領域および前記基準領域へ流動することにより前記捕獲領域に捕獲されることを特徴とする。

以上に説明したように本発明によれば、ギャップを有する磁気コアとコイルとコイルを用いた電子回路と情報処理手段という手軽な装置を用いて、検査体に捕獲された磁性微粒子の量から目的物質の定量することが可能である。特に、磁気コアに巻いたコイルのインダクタンス変化をインダクタンス計測手段や、共振周波数計測手段や、発振回路等を利用して検出する装置は、ＣＭＯＳ回路等で実現できるため、小型化、低コスト化が容易で、ポイント・オブ・ケアに対応する診断検査装置に適している。

本発明の磁気免疫測定装置は、目的物質を磁性微粒子で標識した液体試料を、検査体である検査試験紙に反応させて磁性微粒子を試験紙上の所定の領域に固定化し、この検査試験紙の一部の透磁率を変化させ、これを電子回路のインダクタンス変化に変換して目的物質を定量するものである。検査試験紙の透磁率変化の測定には、非常に狭いギャップを有する磁気コアを用い、ギャップ部分に薄い検査試験紙を配置することで、ギャップ部分の僅かな透磁率変化を、磁気コアに巻いたコイルのインダクタンス成分の変化に変換しして検出し、インダクタンスの変化量から磁性微粒子の量を求め、磁気微粒子の量から目的物質を定量するものである。

以下に、図面に基づいて本発明の実施例１を説明する。図１は実施例１に係わる磁気免疫測定装置を表す説明図である。測定は、磁性微粒子を固定化した検査体である試験検査紙と、検査試験紙の透磁率変化を計測する電子回路等を用いる。図２に示すように、検査試験紙１３には捕獲領域６が設けられていて、この捕獲領域６には、目的物質３に特異的に結合する捕獲抗体４が担持されれいる。一方、標識用の磁性微粒子１にも目的物質３に特異的に結合する抗体２が担持されていて、目的物質３を介して磁性微粒子１を捕獲領域６に捕獲できる構造になっている。

次に磁性微粒子１が捕獲された捕獲領域６の透磁率は、ギャップ７を有する磁気コア８に巻いたコイル９のインダクタンスをインダクタンス計測手段１０により計測し、得られたインダクタンスから、検査試験紙１３の捕獲領域６に捕獲された磁性微粒子１の量を求める。捕獲された磁性微粒子１の量は、試料溶液に含まれる目的物質３の量に比例するため、磁性微粒子１の量から目的物質３の量を求めることが可能である。

情報処理制御手段１１は、インダクタンス計測手段１０から出力信号として出力される
インダクタンスデータと目的物質３の量との関係を表す検量線データを保持し、インダクタンス計測手段１０で計測したインダクタンスデータから目的物質３の量への演算と、インダクタンス計測手段１０自体の計測制御を行う。表示手段１２は、情報処理制御手段１１で演算した結果である目的物質３の量を数値あるいはグラフ、インジケータ、音、あるいはそれらの組み合わせにより表示する。また表示手段１２には目的物質３以外に、磁性微粒子１の量、透磁率変化、インダクタンス変化等を表示しても良い。

ここで目的物質３は、血液や唾液、尿等の試料溶液中に含まれる微量生体物質であり、例えばウイルスや細菌、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白質、糖類などである。

また磁性微粒子１は、粒子径は数ｎｍから数μｍで磁性体の表面に、目的物質３に対する抗体２を担持するが、目的物質３と特異的に結合する物質であれば抗体２には限らない。

また、捕獲抗体４は目的物質３に対する抗体を用いるが、目的物質３と特異的に結合する物質であれば抗体には限らない。

図２は検査試験紙を示す図である。検査試験紙１３の大きさは、幅数ｍｍ、長さ数１０ｍｍで厚さ数μｍから数１００μｍ程度の薄いシート状の多孔質素材、あるいは繊維状素材からできている。検査試験紙１３上の捕獲領域６部分の素材表面には、目的物質３に対する捕獲抗体４が印刷法、スプレー法、塗布法、あるいは浸漬法等の手段をにより、化学的、あるいは物理的に結合されている。また検査試験紙１３の別の領域には、前記捕獲抗体４を付与していない基準領域２２が設けられている。捕獲領域６と基準領域２２の大きさは、磁気コア８のギャップ７の平面形状にほぼ一致するように設けられている。

検査試験紙４の材質は、ニトロセルロースやガラス繊維などが適しているが、試料液体を吸収しやすい性質、一般的には親水性を有し、かつ目的物質３や、試料液体中に含まれるタンパク質等の含有成分が吸着しにくい材料であり、かつ磁性微粒子の拡散、移動が容易に生じるボアサイズを有していれば、これらの物質には限らない。

次に磁気コア８に巻いたコイル９のインダクタンスから、検査試験紙１３の透磁率変化を求める手段について説明する。その方法には、直接法、共振法、発振法の３つあるが、最初に直接法について説明する。直接法では、磁気コア８に巻いたコイル９のインダクタンスを、インピーダンスメーター等のインダクタンス計測手段１０に接続して直接計測する。ここで計測されたインダクタンス値は、以下に説明するように被測定試料の透磁率と比例関係を有しているので、このインダクタンス値を透磁率測定結果として利用することができる。

さて、磁気回路のギャップ内に試験検査紙を配置しない状態では、コイル９のインダクタンスはコイル９の巻き数とギャップ８を有する磁気コアからなる磁気回路の磁気抵抗から求まる。磁気抵抗は磁気コア８とそのギャップ部の磁気抵抗の和で表されて、式（１）のようになる。

Ｌ＝Ｎ２・（ＲＣ＋ＲＧ）……式（１）

ここで、ＲＣは磁気コア８の磁気抵抗、ＲＧはギャップ部の磁気抵抗、Ｎはコイル９の巻き数を表す。磁気抵抗Ｒは、磁気回路の断面積をＳ、長さをｌ、透磁率をμとすると式（２）で表される。

Ｒ＝ｌ／（Ｓ・μ）……式（２）

磁気コア８にはフェライトを代表とする軟磁性体材料を用いるので、透磁率は数１００程度である。一方ギャップ部分は、空気と検査試験紙１３との混合物なので透磁率はほぼ１である。したがって、磁気コア８とギャップ部の磁気抵抗を比較すると、断面積Ｓは共通であり、ギャップ部の長さは、磁気コア８に比較して非常に小さいことから、磁気回路の磁気抵抗はギャップ部分が支配的となる。その結果インダクタンスはギャップ部分の透磁率の変化に対して敏感に反映する。

ギャップ部の透磁率は、前記したようにほぼ１であるが、ギャップ部に複合体が捕獲された検査試験紙を配置すると、ここに大きな透磁率をもつ磁性微粒子１が僅かに加わることで、空間全体の透磁率は磁性微粒子１の量に応じて増加し、コイル９のインダクタンスの変化として表れるので、その変化量から磁性微粒子１の量を求めることが可能である。このようにギャップを有する磁気コア８を用い、薄い検査試験紙１３を用い、ギャップ部の幅を非常に狭くすることで、ギャップ部の空間の僅かな透磁率変化をコイル９のインダクタンスの変化として検出することが可能である。

インダクタンスの測定値から磁性微粒子１の量を求めるには、原理的には磁気コアと８検査試験紙１３、磁性微粒子１の透磁率と、磁気回路と検査試験紙１３の寸法などから計算によって求めることもできるが、実際には検査試験紙１３に既知量の磁性微粒子１を分散させた標準試料を用意して、検量線を作成して求めるのが実用的である。このようにインダクタンスの測定結果を、透磁率測定結果と見なし、図１の情報処理制御手段１１において、インダクタンス測定結果から検量線を用いて目的物質の量を演算し、表示手段１２にその結果を表示する。

図１において、磁気コア８の形状は、トロイダル型にギャップを設けた形状になっているが、特にトロイダル型にはこだわる必要はない。また磁気コア８を分割してコイル９を巻きやすくすることも可能である。また、外部磁場の影響を防ぐために磁気コア８全体を磁気シールドすることは特に有効である。

次に、以上の検査試験紙１３を用いて、実際に磁気免疫測定を行う手順を説明する。磁気免疫測定は、試料準備工程と、試料計測工程からなる。

試料準備工程は、検査試験紙１３中に配置した捕獲領域６に、試料溶液中の目的物質３と磁性微粒子１の複合体を、試料溶液中の目的物質３を介して固定化する工程を指す。ここでは浸漬法、滴下法、イムノクロマト法の３つを説明する。

浸漬法と滴下法は類似しているのでまとめて説明を行う。生体等から採取し、必要に応じて不要成分を取り除き、あるいは粘度を下げる等の前処理を行った試料溶液中に標識用の磁性微粒子を適量滴下して反応させ、目的物質３と磁性微粒子１の複合体を形成する。滴下する磁性微粒子１の量は、試料溶液中の目的物質３に対して過剰に加えることで、目的物質３の大多数を磁性微粒子１と結合させて複合体を形成することができる。複合体の形成反応を促進あるいは制御するため、溶液を揺動あるいは攪拌あるいは温度制御することも有効である。

次に、浸漬法においては、この複合体溶液中に試験片を浸漬し、複合体と捕獲抗体の結合反応を進める。反応促進のため必要に応じて揺動、加振、温度制御を行う。適下法においては、この複合体溶液を試験片に滴下する。複合体と捕獲抗体の結合が十分進めたところで、試験片内に含まれる未反応の磁性微粒子および複合体を除去する。除去は、バッファー溶液に試験片を浸漬して揺動あるいは加振する方法や、バッファー溶液による流水洗浄等の方法を用いることが出来る。

次にイムノクロマト法について説明する。図３は、イムノクロマト法を利用した場合の検査試験紙の構成を示す断面図と平面図である。検査試験紙は、一部に捕獲抗体が塗布あるいは、結合されている。メンブレン６０の一方の端にはコンジュゲートパッド６１をメンブレン６０の一部と重なるように配置し、更にサンプルパッド６２をコンジュゲートパッド６１の一部あるいは全部と重なるように配置する。もう一方に端には吸収パッド６３をメンブレン６０の一部と重なるように配置する。コンジュゲートパッド６１には、標識用の磁性微粒子があらかじめ染み込ませて乾燥してある。

サンプルパッド６２に試料溶液適量を滴下すると、溶液はコンジュゲートパッド部分で複合体を形成し、そのまま表面張力による吸引力でメンブレン中を流れて、捕獲抗体部分で捕獲される。捕獲されなかった複合体、あるいは未反応の磁性微粒子は、さらにメンブレン中を流れて吸収パッド６３に吸収される。このため、イムノクロマト法では除去工程が不要である。しかし、必要に応じて、バッファー溶液をサンプルパッド６２に追加滴下して除去を確実にすることも有効である。

次に試料計測工程について説明する。試料計測工程は、試料準備工程に従い準備した検査試験紙の透磁率を、透磁率測定手段を用いて測定する工程である。測定は、検査試験紙上の捕獲領域と、基準領域の２ヶ所に対して行い、その差から捕獲領域に捕獲された磁性微粒子の量を求める。最初に検査試験紙の基準領域を磁気回路のギャップ部分に挿入して透磁率を測定し、次に検査試験紙を移動して、捕獲領域をギャップ内に移動して透磁率を測定する。

図４は、試料計測工程を実施したときのインダクタンスの変化の様子を示した図である。横軸は時間、縦軸はインダクタンス値である。検査試験紙を磁気コア８のギャップ部に挿入する前のコイル９のインダクタンスはＬ０である。最初に時間Ｔ１でギャップ部分に検査試験紙の基準領域を挿入すると、基準領域の透磁率に応じてインダクタンスがＬ１に増加する。基準領域でのインダクタンス変化７１は検査試験紙を構成する多孔質素材や繊維状素材、素材に含まれる水分、試料液体の水成分や、試料液体に含まれる磁性微粒子以外の成分分子も、非常に僅かではあるが磁化する性質も持つためである。そして、時間Ｔ２で捕獲領域をギャップ部分へ移動すると、インダクタンスは更にＬ２に増加する。この捕獲領域でのインダクタンス変化７２は、前記変化量７１にさらに捕獲された磁性微粒子１による増加を加えた量である。したがって、インダクタンス変化７１と７２の差は捕獲領域に捕獲された磁性微粒子１の量のみに依存することになるので、この量から検量線のデータに従って目的物質の量を演算し、表示装置に結果を表示する。

試料準備工程において、検査試験紙は試料溶液で濡れたままの状態で測定することも可能であるが、検査試験紙を必要に応じて乾燥させてから計測すると、より精度の高い測定結果が得られる。試料溶液の主成分である水の透磁率はほぼ１であるが、実際は０．９９９９９７８と、わずかに１より小さい。そのため、濡れたままの状態で測定を行うと水分量に応じて透磁率が変化するため、測定の誤差成分となる。検査試験紙を乾燥させれば水分の影響を除去することが可能である。

次に本発明の実施例２を説明する。本発明の実施例２においては、磁気コア８に巻いたコイル９のインダクタンスから、検査試験紙の透磁率を求める手段に共振法を用いている以外は、実施例１と同様である。したがって、ここでは共振法によるインダクタンス計測手段について説明する。図５は、共振法によるインダクタンス計測手段の構成を示す図である。共振法では、磁気コア８に巻いたコイル９と、適当な容量のコンデンサ４１を直列接続、あるいは並列接続してＬＣ共振回路を形成し、その共振周波数を共振周波数測定手
段４２によって求める装置である。共振周波数測定手段としては、共振回路の周波数特性から共振周波数を演算する機能を有するインピーダンスアナライザーや、ネットワークアナライザーを用いることができる。演算された共振周波数は、共振周波数出力端子４３に出力される。

ＬＣ共振回路の共振周波数は式（３）で表される。

ｆ＝１／（２・π・√（Ｌ・Ｃ））……式（３）

ここで、Ｌは磁気コア８に巻いたコイル９のインダクタンス、Ｃはコンデンサ４１の容量である。ネットワークアナライザーを用いて、共振周波数を含む周波数領域をスイープして、直列共振回路の場合は、インピーダンスが最小となる周波数、並列共振回路の場合は、インピーダンスが最大になる周波数を求めることで共振周波数を求めることができる。コンデンサ４１の容量は既知なので、求めた共振周波数から、コイル９のインダクタンスが計算でき、後は実施例１と同様にインダクタンスから透磁率が求まり、磁性微粒子１の量を求めることが出来る。共振法を用いる場合も同様に、検量線を用いて磁性微粒子１の量を求めるのが実際的である。この場合、共振周波数の変化量と磁性微粒子１の量との間の検量線を求めればよい。

本発明の実施例３においては、磁気コア８に巻いたコイル９のインダクタンスから、検査試験紙の透磁率を求める手段に発振法を用いる以外は、実施例１と同様である。したがって、ここでは発振法によるインダクタンス計測手段について説明する。発振法では、磁気コア８に巻いたコイル９と、適当な容量のコンデンサを用いて発振回路を作り、その発振周波数からコイルのインダクタンスを求める方法である。

図６は、発振法によるインダクタンス計測手段の構成を示す図である。発振回路には、ＣＭＯＳインバーター５３を利用したクラップ回路を用いている。磁気コア８に巻いたコイル９と適当な容量のコンデンサ５０とを直列接続し、その両端にコンデンサ５１と５２をグランド間に接続してπ型帰還回路を形成し、ＣＭＯＳインバーター５３よりなる増幅回路の入力５５と出力５６間にこの帰還回路を挿入することで信号を帰還させて発振させている。ここで、ＣＭＯＳインバーター５３は入出力間を高抵抗５４で接続することで反転増幅器として用いているが、オペアンプや、トランジスタ回路を用いてもよい。発振出力５６は、カウンター５７に入力され周波数をカウントし、周波数出力端子５８に発振周波数を出力する。

クラップ回路の発振周波数は、式（４）で表される。

ｆ＝１／（２・π・√（Ｌ／（１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃ３）））……式（４）

コンデンサ５０、５１、５２の容量は既知なので、発振周波数から、コイルのインダクタンスが計算でき、後は実施例１と同様にインダクタンスから透磁率が求まり、磁性微粒子の量を求めることが出来る。しかし、発振法においても検量線を用いて磁性微粒子量を求めるのが実際的である。この場合、発振周波数の変化量と磁性微粒子量の間の検量線を求めればよい。

本発明の実施例４においては、イムノクロマト法による検査試験紙を用い、検査試験紙をあらかじめ磁気コア８のギャップ部に配置した状態で、サンプルパッド６２への試料溶液の滴下と透磁率変化の測定とを行う。すなわち試料準備工程と試料計測工程とが同時進
行しことになるが、それ以外は、実施例１と同様である。したがって、ここで磁気免疫測定装置の構成および、試料測定工程の異なる部分についてのみ説明を行う。

図７は実施例４に係わる磁気免疫測定装置を表す説明図である。イムノクロマト法による検査試験紙１３は、あらかじめ捕獲領域６がギャップ７に位置する状態で配置しておく。ここで用いる検査試験紙には、基準領域は必要なく捕獲領域だけが形成されていればよい。磁気免疫測定は、検査試験紙上のサンプルパッドに試料溶液を滴下し、滴下前と滴下後、所定の状態に達した後でのインダクタンス変化を測定し、その差から捕獲領域に捕獲された磁性微粒子の量を求める。

次に試料計測工程について説明する。磁気免疫測定は、検査試験紙上のサンプルパッド６２に試料溶液を滴下し、滴下前と、滴下後に所定の状態に達した後でのインダクタンス変化を測定し、その差からメンブレン６０の捕獲領域に捕獲された磁性微粒子の量を求める。

図８は、試料計測工程を実施したときのインダクタンスの変化の様子を示した図である。検査試験紙に試料溶液を滴下する前のコイル９のインダクタンスはＬ０である。最初に時間Ｔ１でサンプルパッド６１に試料溶液を滴下すると、試料溶液はコンジュゲートパッド６２で磁性微粒子と反応して複合体を形成してメンブレン６０上を展開し、時間Ｔ２で捕獲領域に到達する。捕獲領域に捕獲される複合体の量は、時間と共に増加し、それに伴いインダクタンスも増加し、やがて時間Ｔ３で一定値Ｌ１に飽和する。飽和した時のインダクタンス変化７４は、試料溶液中の磁性微粒子１の量に比例するため、この量から検量線のデータに従って目的物質の量を演算し、表示装置に結果を表示する。本実施例においては、捕獲領域によるインダクタンス変化７４には、試料溶液の水の磁化に基づく透磁率変化が含まれるために測定に誤差を生じる可能性があるが、試料準備工程と試料測定工程が同時に進行するため、操作の手間が省くことが可能であり、誤差が無視できる程度の比較的高い濃度を有する目的物質の定量に適している。

本発明の実施例１に係る免疫磁気測定装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る検査試験紙の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係るイムノクロマト法検査試験紙の構成を示す図である。 本発明の実施例１の試料計測工程に係るインダクタンスの変化を示す図である。 本発明の実施例２に係る共振法による透磁率計測手段の構成を示す図である。 本発明の実施例３に係る発振法による透磁率計測手段の構成を示す図である。 本発明の実施例４に係る免疫磁気測定装置の構成を示す図である。 本発明の実施例４の試料計測工程に係るインダクタンスの変化を示す図である。

符号の説明

１ 磁性微粒子
２ 磁性微粒子に担持した抗体
３ 目的物質
４ 捕獲抗体
５ 捕獲領域の検査試験紙表面
６ 捕獲領域
７ ギャップ
８ 磁気コア
９ コイル
１０ 透磁率計測手段
１１ 情報処理制御手段
１２ 表示手段
１３ 検査試験紙
２２ 基準領域
３１ インダクタンス計測手段
３２ インダクタンス出力端子
４１ コンデンサ
４２ 共振周波数計測手段
４３ 共振周波数出力端子
５０、５１、５２ コンデンサ
５３ ＣＭＯＳインバーター
５５ ＣＭＯＳインバーター入力
５６ ＣＭＯＳインバーター出力
５７ カウンター
５８ 発振周波数出力
６０ メンブレン
６１ コンジュゲートパッド
６２ サンプルバッド
６３ 吸収パッド
７１ 基準領域でのインダクタンス変化
７２ 捕獲領域でのインダクタンス変化
７３、７４ 磁性微粒子によるインダクタンス変化

Claims (7)

1. 磁性微粒子を標識物質として用いて目的物質の選択的検出と定量を行う磁気免疫測定装置において、前記磁性微粒子と前記目的物質からなる複合体を捕獲する検査体と、ギャップを有する磁気コアと、前記磁気コアに巻いたコイルと、前記コイルを回路部品として用いる電子回路と、前記電子回路の出力信号に基づいて前記目的物質の定量を行う情報処理手段とを有し、前記電子回路は、前記検査体を前記磁気コアの前記ギャップに配置することにより前記コイルのインダクタンス変化に応答した前記出力信号を発生することを特徴とする磁気免疫測定装置。
2. 前記電子回路は、前記コイルと共振用の容量とを有する共振回路と、前記共振回路のアドミッタンス特性あるいはインピーダンス特性を測定して共振周波数信号を出力するアドミッタンス計測手段あるいはインピーダンス計測手段を有しており、前記出力信号が前記共振周波数信号であることを特徴とする請求項１に記載の磁気免疫測定装置。
3. 前記電子回路は、前記コイルと共振用の容量とを有する共振回路と、前記共振回路を帰還素子に組み込んだ発振回路とを有しており、前記出力信号が前記発振回路の発振周波数から得られる共振周波数信号であることを特徴とする請求項２に記載の磁気免疫測定装置。
4. 前記検査体は前記複合体を捕獲するための捕獲領域と前記複合体を捕獲しない基準領域を有し、前記電子回路は、前記磁気コアの前記ギャップ内に前記検査体の前記捕獲領域を配置したときに発生する第１の出力信号と、前記磁気コアの前記ギャップ内に前記検査体の前記基準領域を配置したときに発生する第２の出力信号を出力し、前記情報処理手段は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号に基づいて前記目的物質の定量を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の磁気免疫測定装置。
5. 前記検査体は前前記複合体を捕獲するための捕獲領域を有し、前記捕獲領域は、多孔質材料からなり、該多孔質材料の表面には、前記目的物質を特異的に結合する物質が固定化されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の磁気免疫測定装置。
6. 前記検査体は前記複合体を捕獲するための捕獲領域を有し、前記捕獲領域は、繊維状材料からなり、該繊維状材料の表面には、前記目的物質を特異的に結合する物質が固定化されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の磁気免疫測定装置。
7. 前記検査体は、前記捕獲領域を有する１枚の試験紙であり、前記複合体は複合体を含む液体を所定の場所に添加し、添加した前記液体が前記捕獲領域へ流動することにより前記捕獲領域に捕獲されることを特徴とする請求項４記載の磁気免疫測定装置。

Images