JP2009162519A - Enzyme activity measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、多数の微量な試料溶液の水素イオン濃度を一度に測定することが可能な酵素活性測定装置に関するものである。 The present invention relates to an enzyme activity measuring apparatus capable of measuring hydrogen ion concentrations of a large number of minute sample solutions at a time.
従来、検体中の微量物質を測定する方法としては、エンザイムイムノアッセイ（ＥＩＡ、ＥＬＩＳＡ）を用いて吸光度を介して酵素活性を測定する方法（特許文献１）や、ラジオイムノアッセイ（ＲＩＡ）を用いて放射能を測定する方法等が用いられている。 Conventionally, as a method for measuring a trace amount substance in a specimen, a method of measuring enzyme activity via absorbance using an enzyme immunoassay (EIA, ELISA) (Patent Document 1), or a radiation using a radioimmunoassay (RIA). A method for measuring performance is used.
測定対象物質が酵素や酵素基質である場合も、微量の検体中の酵素活性を直接測定することは困難であったので、ＥＩＡ、ＥＬＩＳＡや、ＲＩＡを用いて増幅された反応が測定されていた。 Even when the substance to be measured is an enzyme or an enzyme substrate, it was difficult to directly measure the enzyme activity in a small amount of sample, so that the amplified reaction was measured using EIA, ELISA, or RIA. .
しかしながら、これらの分析方法は工程が多段階にわたるため、作業が煩雑であり分析に時間がかかり、また、多数の試薬が必要となる。更に、ＲＩＡではラジオアイソトープを使用するので、安全性を確保するために、操作・取り扱いに細心の注意が必要となる。 However, since these analysis methods involve multiple steps, the work is complicated, analysis takes time, and a large number of reagents are required. Furthermore, since radioisotopes are used in RIA, careful attention is required for operation and handling in order to ensure safety.
また、酵素活性の測定においては温度調節が必要な場合が多いため、検体が微量であると、温度調節する際に乾燥により体積が減少し、正確な測定が妨げられていた。
そこで本発明は、多数の微量な試料溶液中の酵素活性を、水素イオン濃度を測定することにより、直接かつ迅速に測定することが可能な酵素活性測定装置を提供すべく図ったものである。 Therefore, the present invention is intended to provide an enzyme activity measuring apparatus capable of directly and rapidly measuring enzyme activity in a large number of minute sample solutions by measuring hydrogen ion concentration.
すなわち本発明に係る酵素活性測定装置は、複数のウェルを有するマイクロプレートを測定容器として、水素イオン濃度変化を介して試料溶液の酵素活性を測定する装置であって、前記マイクロプレートを収容するマイクロプレート収容室と、前記マイクロプレート収容室を加湿する加湿器と、前記マイクロプレート収容室の温度を調節する温度調節機構と、前記マイクロプレートの各ウェルに１対に挿入可能である複数の水素イオン検出センサ及び参照電極対と、を備えていることを特徴とする。 That is, the enzyme activity measuring apparatus according to the present invention is an apparatus for measuring enzyme activity of a sample solution through a change in hydrogen ion concentration using a microplate having a plurality of wells as a measurement container, and the microplate containing the microplate. A plate storage chamber, a humidifier for humidifying the microplate storage chamber, a temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the microplate storage chamber, and a plurality of hydrogen ions that can be inserted in pairs in each well of the microplate It has a detection sensor and a reference electrode pair.
このようなものであれば、微量な多種類の試料溶液の水素イオン濃度を水素イオン検出センサにより直接かつ迅速に測定することができる。このため、本発明に係る酵素活性測定装置を酵素活性の測定に使用すれば、免疫反応を利用する場合に必要とされる前処理を省略することができ、簡便な操作により短時間で測定を行うことができる。また、免疫反応を利用する場合に必要とされる前処理を省略することができるので、使用する試薬の量・種類ともに減らすこともできる。更に、本発明に係る酵素活性測定装置は、加湿器を備えているので、試料溶液からの水分の蒸発を防ぎ、試料溶液の体積の変動を抑えることができるので、試料溶液が微量であっても、測定誤差を抑制して、精度の高い測定を可能とする。 With such a configuration, it is possible to directly and rapidly measure the hydrogen ion concentration of a small amount of many kinds of sample solutions using a hydrogen ion detection sensor. For this reason, if the enzyme activity measuring apparatus according to the present invention is used for measuring enzyme activity, the pretreatment required when using an immune reaction can be omitted, and the measurement can be performed in a short time by a simple operation. It can be carried out. In addition, since the pretreatment required when using an immune reaction can be omitted, both the amount and type of reagents used can be reduced. Furthermore, since the enzyme activity measuring apparatus according to the present invention is equipped with a humidifier, it can prevent evaporation of moisture from the sample solution and suppress fluctuations in the volume of the sample solution. However, measurement errors can be suppressed and highly accurate measurement can be performed.
本発明に係る酵素活性測定装置は、更に、前記ウェルに収容された液体を攪拌する攪拌機構と、前記マイクロプレート収容室の温度を調節する温度調節機構と、前記ウェルに液体を注入する注入機構と、を備えていることが好ましい。 The enzyme activity measuring apparatus according to the present invention further includes a stirring mechanism for stirring the liquid stored in the well, a temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the microplate storage chamber, and an injection mechanism for injecting the liquid into the well. And are preferably provided.
本発明に係る酵素活性測定装置は、更に、前記水素イオン検出センサ及び前記参照電極を自動校正する自動校正機構と、前記水素イオン検出センサ及び前記参照電極を洗浄する洗浄機構と、前記水素イオン検出センサ及び前記参照電極を乾燥する乾燥機構と、を備えていることが好ましい。 The enzyme activity measuring apparatus according to the present invention further includes an automatic calibration mechanism for automatically calibrating the hydrogen ion detection sensor and the reference electrode, a cleaning mechanism for cleaning the hydrogen ion detection sensor and the reference electrode, and the hydrogen ion detection. And a drying mechanism for drying the sensor and the reference electrode.
前記水素イオン検出センサとしては、例えば、ガラス電極、ＩＳＦＥＴ、ケミカルＣＣＤ等が挙げられる。 Examples of the hydrogen ion detection sensor include a glass electrode, ISFET, chemical CCD, and the like.
前記ＩＳＦＥＴ又はケミカルＣＣＤは、前記ウェルに挿入されたときに、前記ウェルの底面と対向するように設けられていることが好ましい。 The ISFET or chemical CCD is preferably provided so as to face the bottom surface of the well when inserted into the well.
前記水素イオン検出センサ及び前記参照電極は、一体となっていることが好ましい。 The hydrogen ion detection sensor and the reference electrode are preferably integrated.
前記加湿器としては、超音波方式による加湿器や、加熱方式による加湿器等が使用される。 As the humidifier, an ultrasonic humidifier, a heating humidifier, or the like is used.
前記ウェルに収容された液体を攪拌する態様としては、前記水素イオン検出センサ又は前記参照電極が運動することにより、前記ウェルに収容された液体を攪拌するものであってもよい。 As an aspect of stirring the liquid stored in the well, the liquid stored in the well may be stirred by the movement of the hydrogen ion detection sensor or the reference electrode.
このように本発明によれば、微量な多種類の試料溶液の水素イオン濃度を水素イオン検出センサにより直接かつ迅速に測定することができる。また、本発明は、試料溶液からの水分の蒸発を防ぎ、試料溶液の体積の変動を抑えることができるので、試料溶液が微量であっても、測定誤差を抑制して、精度の高い測定を可能とする。 As described above, according to the present invention, the hydrogen ion concentration of a small amount of many kinds of sample solutions can be directly and rapidly measured by the hydrogen ion detection sensor. In addition, since the present invention can prevent evaporation of moisture from the sample solution and suppress the fluctuation of the volume of the sample solution, even if the sample solution is a very small amount, measurement error can be suppressed and high-precision measurement can be performed. Make it possible.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る酵素活性測定装置１は、マイクロプレートＭに設けられたウェルＷに収容された試料溶液中の酵素活性を、水素イオン濃度を測定することにより計測することができるものであり、図１に示すように、マイクロプレートＭを収容するマイクロプレート収容室２と、マイクロプレート収容室２を加湿する加湿器３と、マイクロプレートＭに設けられた複数のウェルＷに１本ずつ挿入可能である複数の水素イオン検出複合電極４と、を備えている。 The enzyme activity measuring apparatus 1 according to the present embodiment can measure the enzyme activity in the sample solution accommodated in the well W provided in the microplate M by measuring the hydrogen ion concentration, As shown in FIG. 1, a microplate storage chamber 2 for storing a microplate M, a humidifier 3 for humidifying the microplate storage chamber 2, and a plurality of wells W provided in the microplate M can be inserted one by one. And a plurality of hydrogen ion detection composite electrodes 4.
加湿器３は、マイクロプレート収容室２内の水蒸気圧が飽和水蒸気圧となるようにマイクロプレート収容室２内を加湿するものである。マイクロプレート収容室２内をこのように加湿することにより、マイクロプレートＭのウェルＷに収容された試料溶液からの水分の蒸発が防止されるので、ウェルＷ中の試料溶液の酵素濃度の変動が抑制されて、より精度の高い分析を行うことが可能となる。加湿器３としては、超音波方式による加湿器や、加熱方式による加湿器等が挙げられる。 The humidifier 3 humidifies the inside of the microplate storage chamber 2 so that the water vapor pressure in the microplate storage chamber 2 becomes a saturated water vapor pressure. By humidifying the inside of the microplate storage chamber 2 in this way, evaporation of moisture from the sample solution stored in the well W of the microplate M is prevented, so that the enzyme concentration of the sample solution in the well W varies. Suppressed, it becomes possible to perform a more accurate analysis. Examples of the humidifier 3 include an ultrasonic humidifier and a heating humidifier.
水素イオン検出複合電極４は、水素イオン検出センサと参照電極とが一体となったものであり、その先端に設けられた液絡部と水素イオン感応部をマイクロプレートＭのウェルＷに挿入して試料溶液に浸漬することが可能な大きさを有するものである。前記水素イオン検出センサとしては、例えば、ガラス電極、ＩＳＦＥＴ（Ｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｓｉｓｔｅｒ）、いわゆるケミカルＣＣＤ（特開平１０−３３２４２３及び特開平１１−２０１７７５参照）等が挙げられる。前記ＩＳＦＥＴとしては、例えば、ゲート上にＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔａ２Ｏ５等からなる薄膜が形成されているものが挙げられる。 The hydrogen ion detection composite electrode 4 is a combination of a hydrogen ion detection sensor and a reference electrode, and a liquid junction provided at the tip and a hydrogen ion sensitive part are inserted into a well W of the microplate M. It has a size capable of being immersed in a sample solution. Examples of the hydrogen ion detection sensor include a glass electrode, an ISFET (Ion Sensitive Field Effect Transistor), a so-called chemical CCD (see JP-A-10-332423 and JP-A-11-201775), and the like. Examples of the ISFET include those in which a thin film made of SiO 2 , Si 3 N 4 , Ta 2 O 5 or the like is formed on the gate.
前記ＩＳＦＥＴ又はケミカルＣＣＤは、ウェルＷに挿入されたときに、ウェルＷの底面と対向するように設けられていることが好ましい。このようなものであれば、ウェルＷ中に収容された試料溶液が５０μＬ以下の微量であってもＩＳＦＥＴ又はケミカルＣＣＤによる測定が可能となる。 The ISFET or chemical CCD is preferably provided so as to face the bottom surface of the well W when inserted into the well W. If it is such, even if the sample solution accommodated in the well W is a very small amount of 50 μL or less, measurement by ISFET or chemical CCD becomes possible.
一方、前記参照電極としては、例えば、内部液が含浸している中空糸と、前記中空糸の中空に挿入された内部電極と、を備えている中空糸電極や、支持管と、前記支持管に充填された内部液と、前記内部液に浸漬された内部電極と、前記支持管の開口部に設けられた多孔質セラミックスからなる液絡部と、を備えている汎用電極等が挙げられる。 On the other hand, as the reference electrode, for example, a hollow fiber electrode comprising a hollow fiber impregnated with an internal liquid and an internal electrode inserted into the hollow of the hollow fiber, a support tube, and the support tube And a general-purpose electrode including an internal electrode immersed in the internal liquid, and a liquid junction made of porous ceramics provided in the opening of the support tube.
前記中空糸電極は、例えば、フッ素樹脂等からなる支持管の内部空間に、ＫＣｌ溶液等の内部液が含浸している中空糸が挿入されており、中空糸の中空には更にＡｇ／ＡｇＣｌからなる内部電極が挿入されているものである。 In the hollow fiber electrode, for example, a hollow fiber impregnated with an internal liquid such as a KCl solution is inserted into an internal space of a support tube made of a fluororesin or the like. An internal electrode is inserted.
このような水素イオン検出センサと参照電極とが一体となった水素イオン検出複合電極４の１例としてＩＳＦＥＴが使用されたものとしては、例えば、図２及び図３に示すように、内部が２つに仕切られた支持管４１が設けてあり、支持管４１の仕切られた一方の側はｐＨ電極支持管４１ａ、他方の側は参照電極支持管４１ｂとなっているものである。 As an example of the hydrogen ion detection composite electrode 4 in which the hydrogen ion detection sensor and the reference electrode are integrated, an ISFET is used. For example, as shown in FIGS. A support tube 41 partitioned into two is provided, and one side of the support tube 41 is a pH electrode support tube 41a, and the other side is a reference electrode support tube 41b.
ｐＨ電極部４２は、ｐＨ電極支持管４１ａと、その下端部に設けられたＩＳＦＥＴからなるプロトン感応部４３と、を備えており、参照電極部４４は、参照電極支持管４１ｂと、その内部空間に充填された内部液４５と、内部液４５に浸漬された例えば銀／塩化銀からなる内部電極４６と、プロトン感応部４３に近傍に設けられた液絡部４７と、参照電極支持管３ａの基端部に設けられた通気部４８と、を備えているように構成されている。 The pH electrode portion 42 includes a pH electrode support tube 41a and a proton sensitive portion 43 made of ISFET provided at the lower end thereof. The reference electrode portion 44 includes a reference electrode support tube 41b and an internal space thereof. The internal liquid 45 filled in, the internal electrode 46 made of, for example, silver / silver chloride immersed in the internal liquid 45, the liquid junction 47 provided in the vicinity of the proton sensitive part 43, and the reference electrode support tube 3a. And a ventilation portion 48 provided at the base end portion.
水素イオン検出複合電極４には図示しない駆動機構が備わっていて、測定対象であるウェルＷの上方まで水平移動して、測定対象であるウェルＷの上方まで来ると、次いで、下降して液絡部及び水素イオン感応部をウェルＷ中の試料溶液に浸漬することができる。また、水素イオン検出複合電極４にピエゾ素子等からなる振動子が備わっていて、水素イオン検出複合電極４が細かく振動することにより、攪拌機構として機能して、ウェルＷに注入された検体と試薬とを攪拌・混合して、酵素反応を均一に起こすことができる。 The hydrogen ion detection composite electrode 4 is provided with a drive mechanism (not shown). When the hydrogen ion detection composite electrode 4 moves horizontally above the well W that is the measurement target and reaches the top of the well W that is the measurement target, it then descends and enters the liquid junction And the hydrogen ion sensitive part can be immersed in the sample solution in the well W. Further, the hydrogen ion detection composite electrode 4 is provided with a vibrator composed of a piezo element or the like, and the hydrogen ion detection composite electrode 4 vibrates finely, thereby functioning as an agitation mechanism, and the specimen and reagent injected into the well W Can be stirred and mixed to cause the enzyme reaction to occur uniformly.
また、水素イオン検出複合電極４には図示しない洗浄機構、乾燥機構、及び、自動校正機構が備わっており、１つのウェルＷから次のウェルＷに移動する際にこれらの機構が作動して、水素イオン検出複合電極４を常に洗浄に保ち検体への夾雑物の混入を防いで精度の高い測定を維持する。 Further, the hydrogen ion detection composite electrode 4 is provided with a cleaning mechanism, a drying mechanism, and an automatic calibration mechanism (not shown), and these mechanisms operate when moving from one well W to the next, The hydrogen ion detection composite electrode 4 is always kept in a clean state to prevent contamination from entering the specimen and maintain high-precision measurement.
更に、マイクロプレート収容室２には、検体や試薬等の溶液をウェルＷに注入する機構としてタンク５１、配管５２及び複数のノズル５３からなる注入機構５と、マイクロプレート収容室２の温度を調節する温度調節機構として温度調節装置６と、水素イオン検出複合電極４により測定された電位差から得られた水素イオン濃度に所定の演算処理を施して酵素活性を算出する情報処理装置７と、が備わっている。 Further, in the microplate storage chamber 2, the temperature of the microplate storage chamber 2 is adjusted as an injection mechanism 5 including a tank 51, a pipe 52 and a plurality of nozzles 53 as a mechanism for injecting a solution such as a specimen or a reagent into the well W. As a temperature control mechanism, a temperature control device 6 and an information processing device 7 that performs a predetermined calculation process on the hydrogen ion concentration obtained from the potential difference measured by the hydrogen ion detection composite electrode 4 to calculate enzyme activity are provided. ing.
注入機構５は、例えば、タンク５１に収容しておいた試薬を、図示しないポンプを有する配管５２を流通させて、ノズル５３から所定量ずつ各ウェルＷに分注するものである。ノズル５３には図示しない駆動機構が備わっていて、注入対象であるウェルＷの上方まで水平移動することができる。また、タンク５１は温度調節機能を有している恒温タンクであってもよい。 The injection mechanism 5, for example, distributes the reagent stored in the tank 51 to each well W by a predetermined amount from the nozzle 53 through a pipe 52 having a pump (not shown). The nozzle 53 is provided with a drive mechanism (not shown), and can move horizontally above the well W to be injected. The tank 51 may be a constant temperature tank having a temperature adjustment function.
このような注入機構５としては、例えば、シリンジポンプを用いた機構、インクジェット方式を用いた機構等が挙げられる。 Examples of such an injection mechanism 5 include a mechanism using a syringe pump and a mechanism using an ink jet system.
温度調節装置６は、マイクロプレート収容室２内の温度を所定の温度に調節するものである。このようなものが備わっていると、マイクロプレート収容室２内の温度を酵素が触媒機能を発現するのに最適な温度である至適温度に調節して、酵素反応を安定的に進行させることができる。なお、一般的な酵素の至適温度は通常約３７℃である。 The temperature adjustment device 6 adjusts the temperature in the microplate storage chamber 2 to a predetermined temperature. If such a thing is equipped, the temperature in the microplate storage chamber 2 is adjusted to the optimum temperature that is the optimum temperature for the enzyme to exhibit the catalytic function, and the enzyme reaction is allowed to proceed stably. Can do. The optimum temperature for general enzymes is usually about 37 ° C.
また、マイクロプレート収容室２内に有する水素イオン検出複合電極４の温度も併せて、試料温度に合わせることができ、温度影響を受けやすいｐＨ（水素イオン）による測定において、温度差による誤差を小さくすることができる。 In addition, the temperature of the hydrogen ion detection composite electrode 4 in the microplate chamber 2 can also be adjusted to the sample temperature, and errors due to temperature differences can be reduced in measurement using pH (hydrogen ions) that are susceptible to temperature effects. can do.
このような温度調節装置６としては、例えば、シートヒータ、ブロックヒータ、恒温水を循環させる装置、ペルチェ素子を用いた装置等が挙げられる。 Examples of such a temperature control device 6 include a seat heater, a block heater, a device for circulating constant temperature water, and a device using a Peltier element.
情報処理装置７は、水素イオン検出複合電極４により測定された電位差から得られた水素イオン濃度に所定の演算処理を施して酵素活性を算出するものである。このような情報処理装置７は、ＣＰＵ、内部メモリ、ＨＤＤ等の外部記憶装置、モデム等の通信インタフェース、ディスプレイ、マウスやキーボードといった入力手段等を有し、前記内部メモリや外部記憶装置等の所定領域に設定したプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器を作動させることにより、データ解析が行なわれるように構成してある。かかる情報処理装置７は、汎用のコンピュータであってもよく、専用のものであってもよい。また、この情報処理装置７は、物理的に一体である必要はなく、有線又は無線により複数の機器に分割されていても構わない。 The information processing device 7 performs a predetermined calculation process on the hydrogen ion concentration obtained from the potential difference measured by the hydrogen ion detection composite electrode 4 to calculate the enzyme activity. Such an information processing device 7 includes an external storage device such as a CPU, an internal memory, and an HDD, a communication interface such as a modem, a display, an input means such as a mouse and a keyboard, and the like. Data analysis is performed by operating the CPU and its peripheral devices according to the program set in the area. The information processing apparatus 7 may be a general-purpose computer or a dedicated computer. Further, the information processing apparatus 7 does not have to be physically integrated, and may be divided into a plurality of devices by wire or wireless.
情報処理装置７が、酵素活性を算出する方法としては、水素イオン濃度の変化を連続的に測定する方法、水素イオン濃度が定常状態に達したエンドポイントを測定する方法、水素イオン濃度増加の初速度を測定する方法のいずれであってもよく、適宜選択可能に構成してある。 The information processing device 7 calculates the enzyme activity as a method of continuously measuring changes in the hydrogen ion concentration, a method of measuring an endpoint at which the hydrogen ion concentration has reached a steady state, or the first increase in the hydrogen ion concentration. Any method of measuring the speed may be used, and it is configured to be appropriately selectable.
本実施形態に係る酵素活性測定装置１に適用可能なマイクロプレートＭとしては特に限定されず、水素イオン検出複合電極４の太さを変えることにより、例えば、ウェルＷの直径が７ｍｍの９６穴プレートからウェルＷの直径が２ｍｍの３８６穴プレート程度までを使用することができる。 The microplate M applicable to the enzyme activity measuring apparatus 1 according to the present embodiment is not particularly limited, and by changing the thickness of the hydrogen ion detection composite electrode 4, for example, a 96-well plate with a well W having a diameter of 7 mm. To about 386-well plate having a well W diameter of 2 mm can be used.
次に、本実施形態に係る酵素活性測定装置１を用いて酵素活性を測定する方法として、検体としてウレアーゼを含有するものを用い、試薬としてウレアーゼの基質である尿素を含有するものを用いる場合を、図４に示すプロトコルを参照して説明する。 Next, as a method for measuring enzyme activity using the enzyme activity measuring apparatus 1 according to the present embodiment, a case where urease is used as a specimen and a case where urea which is a substrate of urease is used as a reagent is used. This will be described with reference to the protocol shown in FIG.
ここで、ウレアーゼ（Ｕｒｅａｓｅ）は、下記式に示すような加水分解反応により、尿素を二酸化炭素とアンモニアに分解する酵素（ＥＣ ３．５．１．５）である。 Here, urease is an enzyme (EC 3.5.1.5) that decomposes urea into carbon dioxide and ammonia by a hydrolysis reaction as shown in the following formula.
（ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋２ＮＨ３ (NH 2 ) 2 CO + H 2 O → CO 2 + 2NH 3
このような酵素反応によりアンモニアが発生するとｐＨがアルカリ側に変化する。そして、この酵素反応により生じたｐＨ変化を測定することにより、酵素活性を測定することが可能となる。 When ammonia is generated by such an enzyme reaction, the pH changes to the alkali side. And it becomes possible to measure an enzyme activity by measuring the pH change produced by this enzyme reaction.
前記酵素反応により生じたｐＨ変化を測定するには、まず、酵素活性測定装置１の電源を入れて（工程Ｎｏ．１）、ｐＨ４，７，９の標準緩衝液をマイクロプレートに１列ずつ加える（工程Ｎｏ．２）。検体（ウレアーゼ含有）及び試薬（尿素含有）を約３７℃に設定された恒温タンク５１にそれぞれ収容し（工程Ｎｏ．３）温度調節を行なう。その間に、ｐＨ７、ｐＨ４、ｐＨ９の順にそれぞれのｐＨの緩衝液に水素イオン検出複合電極４を浸漬してｐＨ設定を行い（工程Ｎｏ．４〜８）、校正を実施する（工程Ｎｏ．９）。 In order to measure the pH change caused by the enzyme reaction, first, the enzyme activity measuring apparatus 1 is turned on (step No. 1), and standard buffers of pH 4, 7, and 9 are added to the microplate one row at a time. (Process No. 2). A specimen (containing urease) and a reagent (containing urea) are respectively stored in a thermostatic tank 51 set to about 37 ° C. (step No. 3), and temperature control is performed. In the meantime, the pH is set by immersing the hydrogen ion detection composite electrode 4 in a buffer solution of each pH in the order of pH 7, pH 4, and pH 9 (steps No. 4 to 8), and calibration is performed (step No. 9). .
次に、温度調節された試薬を注入機構５を介して各ウェルＷに分注してから、各ウェルＷに水素イオン検出複合電極４を挿入して、試薬のｐＨ測定を行なう（工程Ｎｏ．１０）。ｐＨ測定値が安定した後で、各ウェルＷ中の試薬に注入機構５を介して適量の検体を加え、試薬と検体とを攪拌した後で、酵素反応によるｐＨ変化を測定する（工程Ｎｏ．１１）。測定終了後に電極を洗浄し（工程Ｎｏ．１２）、純水に浸漬して保管する。 Next, after the temperature-adjusted reagent is dispensed into each well W through the injection mechanism 5, the hydrogen ion detection composite electrode 4 is inserted into each well W, and the pH of the reagent is measured (step No. 1). 10). After the pH measurement value is stabilized, an appropriate amount of sample is added to the reagent in each well W via the injection mechanism 5 and the reagent and the sample are stirred, and then the pH change due to the enzyme reaction is measured (step No. 1). 11). After completion of the measurement, the electrode is washed (Step No. 12) and immersed in pure water and stored.
このように構成した本実施形態に係る酵素活性測定装置１によれば、多種類の微量な検体の酵素活性を水素イオン検出センサにより直接かつ迅速に測定することができるので、簡便な操作により短時間で測定を行うことができる。また、免疫反応を利用する場合に必要とされる前処理を省略することができるので、使用する試薬の量・種類ともに減らすこともできる。更に、本実施形態に係る酵素活性測定装置１は、加湿器３を備えているので、検体からの水分の蒸発を防ぎ、検体の体積の変動を抑えることができるので、検体が微量であっても、測定誤差を抑制して、精度の高い測定を可能とする。 According to the enzyme activity measuring apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above, the enzyme activity of many kinds of minute samples can be directly and quickly measured by the hydrogen ion detection sensor. Measurements can be made in time. In addition, since the pretreatment required when using an immune reaction can be omitted, both the amount and type of reagents used can be reduced. Furthermore, since the enzyme activity measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes the humidifier 3, it can prevent evaporation of moisture from the specimen and suppress fluctuations in the volume of the specimen. However, measurement errors can be suppressed and highly accurate measurement can be performed.
更に、温度調節機構を有することにより、水素イオン検出複合電極４本体の温度と試料温度の差を小さくすることができ、測定誤差をより小さくすることができる。 Furthermore, by having the temperature adjustment mechanism, the difference between the temperature of the hydrogen ion detection composite electrode 4 main body and the sample temperature can be reduced, and the measurement error can be further reduced.
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
攪拌機構としては前記実施形態におけるものに限られず、振盪器、超音波を利用するもの、小型のマグネチックスターラ等であってもよい。 The stirring mechanism is not limited to that in the above embodiment, and may be a shaker, a device using ultrasonic waves, a small magnetic stirrer, or the like.
各ウェルＷに検体や試薬を注入するためには機械的な注入機構５を備えていなくとも良く、ピペットを用いて手動により各ウェルＷに検体や試薬を分注してもよい。 In order to inject the specimen or reagent into each well W, the mechanical injection mechanism 5 may not be provided, and the specimen or reagent may be manually dispensed into each well W using a pipette.
水素イオン検出センサと参照電極とは一体化して複合電極を構成していなくともよく、互いに分離していてもよい。 The hydrogen ion detection sensor and the reference electrode may not be integrated to form a composite electrode, or may be separated from each other.
本実施形態に係る酵素活性測定装置１においては、複数の水素イオン検出複合電極４が１列に配置されており、マイクロプレートＭのウェルＷを１列ずつ測定するように構成してあるが、より多数の水素イオン検出複合電極４が複数列に配置されていて、１枚のマイクロプレートＭ上の全ウェルＷを同時に測定できるように構成してあってもよい。 In the enzyme activity measuring apparatus 1 according to the present embodiment, a plurality of hydrogen ion detection composite electrodes 4 are arranged in one row, and the wells W of the microplate M are measured one row at a time. A larger number of hydrogen ion detection composite electrodes 4 may be arranged in a plurality of rows so that all wells W on one microplate M can be measured simultaneously.
本実施形態に係る酵素活性測定装置１は酵素反応により生じた水素イオン濃度だけでなく、多種類の緩衝液等のｐＨを同時に測定することもできる。 The enzyme activity measuring apparatus 1 according to the present embodiment can simultaneously measure not only the concentration of hydrogen ions generated by an enzyme reaction but also the pH of various buffer solutions.
本発明に係る酵素活性測定装置は、ＥＬＩＳＡ等のエンザイムイムノアッセイにおいて標識として水素イオンを発生する反応を触媒する酵素を使用した場合にも使用することができる。その場合、本発明に係る酵素活性測定装置は、マイクロプレートＭを洗浄したり乾燥したりする機構を備えていることが好ましい。 The enzyme activity measuring apparatus according to the present invention can also be used when an enzyme that catalyzes a reaction that generates hydrogen ions as a label in an enzyme immunoassay such as ELISA. In that case, the enzyme activity measuring apparatus according to the present invention preferably includes a mechanism for washing and drying the microplate M.
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてもよく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, it is needless to say that some or all of the above-described embodiments and modified embodiments may be appropriately combined, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
１・・・酵素活性測定装置
２・・・マイクロプレート収容室
３・・・加湿器
４・・・水素イオン検出複合電極
Ｍ・・・マイクロプレート
Ｗ・・・ウェル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Enzyme activity measuring device 2 ... Microplate storage chamber 3 ... Humidifier 4 ... Hydrogen ion detection composite electrode M ... Microplate W ... Well
Claims (8)
前記マイクロプレートを収容するマイクロプレート収容室と、
前記マイクロプレート収容室を加湿する加湿器と、
前記マイクロプレート収容室の温度を調節する温度調節機構と、
前記マイクロプレートの各ウェルに１対に挿入可能である複数の水素イオン検出センサ及び参照電極対と、を備えている酵素活性測定装置。 An apparatus for measuring enzyme activity of a sample solution through a change in hydrogen ion concentration using a microplate having a plurality of wells as a measurement container,
A microplate storage chamber for storing the microplate;
A humidifier for humidifying the microplate chamber;
A temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the microplate storage chamber;
An enzyme activity measuring apparatus comprising a plurality of hydrogen ion detection sensors and reference electrode pairs that can be inserted in pairs into each well of the microplate.
前記ウェルに液体を注入する注入機構と、を備えている請求項１記載の酵素活性測定装置。 A stirring mechanism for stirring the liquid contained in the well;
The enzyme activity measuring apparatus according to claim 1, further comprising an injection mechanism for injecting a liquid into the well.
前記水素イオン検出センサ及び前記参照電極を洗浄する洗浄機構と、
前記水素イオン検出センサ及び前記参照電極を乾燥する乾燥機構と、を備えている請求項１又は２記載の酵素活性測定装置。 An automatic calibration mechanism for automatically calibrating the hydrogen ion detection sensor and the reference electrode;
A cleaning mechanism for cleaning the hydrogen ion detection sensor and the reference electrode;
The enzyme activity measuring apparatus according to claim 1, further comprising a drying mechanism that dries the hydrogen ion detection sensor and the reference electrode.
The enzyme activity measuring apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the liquid contained in the well is stirred by movement of the hydrogen ion detection sensor or the reference electrode.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9869672B2 (en) | 2012-03-19 | 2018-01-16 | Jyväskylän Yliopisto | Method for measuring chemiluminescence |
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2007
- 2007-12-28 JP JP2007339610A patent/JP2009162519A/en active Pending
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