JP2010048754A - Method for reducing measuring error - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for equalizing the time required for passing a specimen or a reagent through a reaction chamber by increasing a rotation speed in the second half of liquid feed, and improving measuring precision to reduce a measuring error. <P>SOLUTION: The method for reducing a measuring error includes the steps of liquid-feeding a specimen or a regent to the reaction chamber by rotating an analysis chip having the reaction chamber capable of receiving a carrier bound with an antigen or antibody to the rotation axis of the outside of the analysis chip, and switching to a two or more times rotation speed before the whole of a specimen or a reagent solution is passed through the reaction chamber in the immunological analysis for measuring the quantity of a substance to be tested in the reaction chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転による遠心力を用いて試薬および検体を送液する免疫学的分析のための分析チップの利用における、測定誤差を低減させるための方法に関する。   The present invention relates to a method for reducing measurement errors in the use of an analysis chip for immunological analysis in which reagents and specimens are fed using centrifugal force due to rotation.

従来、臨床診断や食品衛生、環境分析に関わる微量分子の分析の殆どは、高価な装置を必要とするほか操作に熟練を有するので、臨床検査会社や分析会社で行われてきた。近年、世の中の流れとしてベッドサイドでの簡便・迅速診断や、食品の加工、輸入の各現場において分析・測定を行い、事故を未然に防ぐことや、河川や廃棄物中の有害物質の分析を河川や廃棄物処理場等の現場で行うことの重要性が注目されており、簡便、迅速、安価、高精度かつ高感度に測定が可能な検出法や分析チップの開発が重要視されている。   Conventionally, most of the analysis of trace molecules related to clinical diagnosis, food hygiene, and environmental analysis requires expensive equipment and is skilled in operation, and thus has been performed by clinical testing companies and analysis companies. In recent years, as a trend of the world, simple and quick diagnosis at the bedside, analysis and measurement at each site of food processing and import, to prevent accidents and analyze harmful substances in rivers and waste The importance of conducting on-site such as rivers and waste disposal sites has attracted attention, and the development of detection methods and analysis chips that can be measured easily, quickly, inexpensively, with high accuracy and high sensitivity is emphasized. .

検体中の微量の被検物質を分析するための免疫学分析において、Lab−on−chip(μTAS)と呼ばれる小型の分析チップ(装置)の利用が提案されている。近年、このような回転による遠心力を利用して送液させる分析チップに関する技術が開発されており、免疫学的測定への適用が検討されている。   In an immunological analysis for analyzing a trace amount of a test substance in a specimen, use of a small analysis chip (apparatus) called Lab-on-chip (μTAS) has been proposed. In recent years, a technique related to an analysis chip for feeding liquid using centrifugal force caused by such rotation has been developed, and application to immunological measurement is being studied.

小型分析チップを用いた免疫学的分析は、一般に抗原もしくは抗体が固相化された担体を充填した反応室に、検体および試薬が回転による遠心力を用いて送液され、反応室を通過する際に抗原抗体反応が行われる。しかし、検体および試薬が反応室を通過するために要する時間は、検体および試薬の粘度の違いにより変動する。例えば検体が血液など生体由来の試料である場合は、血液など生体由来試料の粘度は個体間で差があるため、反応室通過時間をそろえることは従来困難であった。検体の個体差による生じる、検体が反応室を通過するために要する時間のバラツキは、担体が検体と接触している時間のバラツキとなり、結果的に測定内誤差もしくは測定間誤差の要因となる。   In immunological analysis using a small analysis chip, generally, a specimen and a reagent are fed into a reaction chamber filled with a carrier on which an antigen or antibody is solid-phased using centrifugal force of rotation, and pass through the reaction chamber. In some cases, an antigen-antibody reaction is performed. However, the time required for the specimen and reagent to pass through the reaction chamber varies depending on the difference in viscosity between the specimen and the reagent. For example, when the specimen is a sample derived from a living body such as blood, the viscosity of the living body derived sample such as blood is different among individuals, and thus it has been difficult to align the passage time in the reaction chamber. Variation in the time required for the sample to pass through the reaction chamber caused by individual differences in the sample results in variation in the time during which the carrier is in contact with the sample, resulting in an error in measurement or an error between measurements.

また、反応室通過時間は、分析チップに与える回転速度、遠心力の違いによっても変動する。更に、装置の反応室断面積、流路断面積、流路表面疎水度、担体量、担体充填密度、担体堰き止め部断面積などの違いによっても変動する。微小な流路を有する分析チップの場合、これらチップの形状や面積、疎水度などの性質を高精度に制御することは困難であった。こうしたチップのバラツキにより、検体および試薬が反応室を通過するために要する時間のバラツキが生じる。検体および試薬が反応室を通過するために要する時間のバラツキは、担体が検体および試薬と接触している時間のバラツキとなり、結果的に測定内誤差もしくは測定間誤差の要因となる。   The reaction chamber passage time also varies depending on the rotational speed and centrifugal force applied to the analysis chip. Furthermore, it varies depending on differences in the reaction chamber sectional area, channel sectional area, channel surface hydrophobicity, carrier amount, carrier packing density, carrier damming section sectional area, etc. of the apparatus. In the case of an analysis chip having minute channels, it has been difficult to control properties such as the shape, area, and hydrophobicity of these chips with high accuracy. Due to such chip variations, the time required for the specimen and reagent to pass through the reaction chamber varies. Variation in the time required for the specimen and reagent to pass through the reaction chamber results in variation in the time during which the carrier is in contact with the specimen and the reagent, resulting in an error within measurement or an error between measurements.

例えば、特許文献1には、複数の測定用チャンネルを持つCD様(円板状)の微小流体装置(分析チップ)および微小流体装置を回転させることにより免疫アッセイを行うための方法および運転プロフィールが開示されている。具体的には、洗浄工程、試料の移送工程、試料の洗浄工程、結合体の移送工程、結合体の洗浄工程それぞれにおいて、詳細な効果は不明であるが、段階的に回転速度を上昇させる回転プロフィールが開示されている。また、移動工程において、回転速度上昇を伴う最初の2工程の間に、容量計量ユニットの中に液量が規定されることが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a CD-like (disk-shaped) microfluidic device (analytical chip) having a plurality of measurement channels, and a method and operating profile for performing an immunoassay by rotating the microfluidic device. It is disclosed. Specifically, in each of the cleaning process, the sample transfer process, the sample cleaning process, the bonded body transfer process, and the bonded body cleaning process, the detailed effect is unknown, but the rotation increases the rotation speed step by step. A profile is disclosed. Further, it is disclosed that in the moving process, the liquid amount is defined in the capacity measuring unit during the first two processes accompanied by an increase in rotational speed.

また、特許文献2にも、複数の測定用チャンネルを持つCD様(円板状)の微小流体装置(分析チップ)および微小流体装置を回転させることにより免疫アッセイを行うための方法および運転プロフィールが開示されている。具体的には、洗浄工程、サンプルの移動工程、サンプルの洗浄工程、コンジュゲートの移動工程、コンジュゲートの洗浄工程それぞれにおいて、詳細な効果は不明であるが、段階的に回転速度を上昇させる回転プロフィールが開示されている。またサンプルおよびコンジュゲートの移動において、回転速度上昇を伴うスピンフローの最初の2工程の間に、容量が計量・規定されることが開示されている。また、疎水性ブレーク突破のための回転速度が増加したパルスが採用されることが開示されている。   Patent Document 2 also discloses a CD-like (disk-shaped) microfluidic device (analytical chip) having a plurality of measurement channels and a method and operating profile for performing an immunoassay by rotating the microfluidic device. It is disclosed. Specifically, in each of the washing process, the sample moving process, the sample washing process, the conjugate moving process, and the conjugate washing process, the detailed effect is unknown, but the rotation increases the rotation speed step by step. A profile is disclosed. It is also disclosed that the volume is metered and defined during the first two steps of spin flow with increased rotational speed in sample and conjugate transfer. Further, it is disclosed that a pulse having an increased rotation speed for breaking through a hydrophobic break is employed.

しかしながら、多様な性質を持つ検体間において低い測定誤差を達成すること、および、性質の異なるチップ間において低い測定誤差を達成するための具体的な手法は開示されていない。また、反応室を検体もしくは試薬が通過するためにかかる時間を制御することにより、測定の精度を高め、測定誤差を低減させるという、課題を解決するための手法は開示されていない。
特表2006−524816号公報 特表2004−529336号公報
However, a specific method for achieving a low measurement error between samples having various properties and achieving a low measurement error between chips having different properties is not disclosed. Further, there is no disclosed technique for solving the problem of increasing the measurement accuracy and reducing the measurement error by controlling the time taken for the specimen or reagent to pass through the reaction chamber.
JP-T-2006-524816 JP-T-2004-529336

本発明はこのような状態に鑑み、回転による検体または試薬送液時において、適切なタイミングで分析チップの回転速度を上昇させることで、反応室を検体もしくは試薬が通過するためにかかる時間を制御し、測定の精度を高め、測定誤差を低減させることが可能な手法を提供することを目的とする。   In view of such a state, the present invention controls the time required for the sample or reagent to pass through the reaction chamber by increasing the rotation speed of the analysis chip at an appropriate timing when the sample or reagent is delivered by rotation. It is an object of the present invention to provide a technique capable of increasing measurement accuracy and reducing measurement errors.

発明者らは鋭意検討の結果、次の(1)〜(5)のいずれかに記載の構成により、上記課題を解決するに至った。
(1)抗原および/または抗体が結合した担体を収容可能な反応室を有する分析チップを、該分析チップ外の回転軸に対して回転させることにより検体および試薬を前記反応室に送液し、該反応室内の被検物質の量を測定する免疫学的分析において、
検体または試薬液量の全量が反応室を通過する前の時点で、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替えることによる免疫学的分析の測定誤差の低減方法。
(2)分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える時点が、検体または試薬液量の50%以上が反応室を通過した時点である、(1)に記載の測定誤差の低減方法。
(3)分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える前に、分析チップの回転速度を90%以下に低下させて送液する(1)又は(2)に記載の測定誤差の低減方法。
(4)前記分析チップの回転速度を90%以下に低下させる時点が、検体または試薬液量の50%が反応室を通過する前の時点である、(3)に記載の測定誤差の低減方法。
(5)免疫学的分析が2ステップ法である、(1)から(4)のいずれかに記載の測定誤差の低減方法。
As a result of intensive studies, the inventors have solved the above problems with the configuration described in any one of (1) to (5) below.
(1) Rotating an analysis chip having a reaction chamber capable of accommodating a carrier to which an antigen and / or an antibody are bound with respect to a rotating shaft outside the analysis chip, thereby feeding a specimen and a reagent to the reaction chamber, In an immunological analysis for measuring the amount of a test substance in the reaction chamber,
A method for reducing measurement errors in immunological analysis by switching the rotational speed of an analysis chip to twice or more before the entire amount of a specimen or reagent solution passes through a reaction chamber.
(2) The measurement error reduction method according to (1), wherein the time point at which the rotation speed of the analysis chip is switched to twice or more is the time point when 50% or more of the amount of the sample or reagent solution has passed through the reaction chamber.
(3) The method for reducing measurement error according to (1) or (2), in which the rotational speed of the analysis chip is reduced to 90% or less before feeding the liquid before switching the rotational speed of the analysis chip to more than twice.
(4) The method for reducing measurement error according to (3), wherein the time point when the rotational speed of the analysis chip is reduced to 90% or less is a time point before 50% of the amount of the sample or reagent solution passes through the reaction chamber. .
(5) The measurement error reduction method according to any one of (1) to (4), wherein the immunological analysis is a two-step method.

本発明によれば、送液後期に分析チップの回転速度を上昇させることにより、検体もしくは試薬が反応室を通過するためにかかる時間を分析チップ間で揃えることが可能になり、その結果、測定の精度を高め、測定誤差を低減させることが可能となる。また、送液初期に分析チップの回転速度を低下させることで検体もしくは試薬の反応時間を伸長し、かつ送液後期に回転速度を上昇させることで、感度を上昇させながら測定誤差を低減させることが可能となる。   According to the present invention, by increasing the rotation speed of the analysis chip in the later stage of liquid feeding, it becomes possible to align the time taken for the specimen or reagent to pass through the reaction chamber between the analysis chips, and as a result, the measurement It is possible to improve the accuracy of the measurement and reduce the measurement error. In addition, by reducing the rotation speed of the analysis chip at the initial stage of liquid feeding, the reaction time of the sample or reagent is extended, and by increasing the rotational speed at the later stage of liquid feeding, the measurement error is reduced while increasing the sensitivity. Is possible.

本発明の測定誤差の低減方法は、回転による遠心力を用いて検体または試薬を送液する免疫学的分析のための分析チップに用いられる。   The method for reducing a measurement error of the present invention is used for an analysis chip for immunological analysis in which a specimen or reagent is fed using a centrifugal force due to rotation.

本発明における免疫学的分析とは、検体中の被検物質を、抗原抗体反応を利用して分析する手法を意味し、その代表的なものとしてELISA(Enzyme−Linked Immunosorbent Assay 固相酵素免疫検定法)、RIA(Radioimmunoassay 放射線免疫検定法)、FIA(Fluorescenceimmunoassay 蛍光免疫検定法)、FLISA(Fluorescence−Linked Immunosorbent Assay 固相蛍光免疫検定法)を挙げることができる。   The immunological analysis in the present invention means a technique for analyzing a test substance in a specimen using an antigen-antibody reaction, and a representative example thereof is an ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay solid phase enzyme immunoassay). Method), RIA (Radioimmunoassay radioimmunoassay), FIA (Fluorescence immunoassay fluorescent immunoassay), FLISA (Fluorescence-Linked Immunosorbent Assay solid phase fluorescent immunoassay).

分析の方法としては、
1)標識した抗体により目的とする物質を直接認識し検出する直接法、
2)目的とする物質を抗体により認識し、目的物質と結合した抗体を、標識した抗体により認識し検出する間接法、
3)競合法、
4)目的とする物質を固相化した抗体(1次抗体)により捕捉し、さらに別の標識した抗体(2次抗体)により検出する二抗体サンドイッチ法、
5)目的とする物質を固相化した抗体により捕捉し、さらに別の抗体により目的とする物質を認識し、目的とする物質を、認識した抗体を標識した抗体により検出する三抗体サンドイッチ法、
等が挙げられる。
As an analysis method,
1) A direct method for directly recognizing and detecting a target substance by means of a labeled antibody,
2) An indirect method of recognizing a target substance with an antibody and recognizing and detecting an antibody bound to the target substance with a labeled antibody,
3) Competition method,
4) A two-antibody sandwich method in which a target substance is captured by an immobilized antibody (primary antibody) and further detected by another labeled antibody (secondary antibody),
5) A three-antibody sandwich method in which the target substance is captured by an immobilized antibody, the target substance is recognized by another antibody, and the target substance is detected by an antibody labeled with the recognized antibody.
Etc.

また、本発明における分析の方法としては、少なくとも一方が標識された抗原と抗体の複合体を、固相上の抗原もしくは抗体と反応させる1ステップ法、未標識の抗原を固相上の抗体もしくは抗原と反応させた後、標識した抗体もしくは抗原と反応させる2ステップ法、さらには未標識の抗原を固相上の抗体もしくは抗原と反応させた後、未標識の抗体と反応させ、さらに標識した抗体を反応させる3ステップ法が挙げられる。なかでも本発明の測定誤差の低減方法は、複数回反応室に抗原溶液、抗体溶液および標識抗体溶液を通過させるために検体および試薬の反応室通過時間差による測定誤差が大きくなる2ステップ法もしくは3ステップ法において、測定誤差を低く押させることが可能であることから、好ましく採用される。   The analysis method in the present invention includes a one-step method in which a complex of an antigen and an antibody labeled with at least one is reacted with an antigen or an antibody on a solid phase, After reacting with the antigen, the labeled antibody or the two-step method of reacting with the antigen, and further, after reacting the unlabeled antigen with the antibody or antigen on the solid phase, reacting with the unlabeled antibody and further labeling There is a three-step method in which an antibody is reacted. In particular, the measurement error reducing method of the present invention is a two-step method or 3 in which the measurement error due to the difference in passage time between the specimen and the reagent in the reaction chamber increases in order to pass the antigen solution, antibody solution and labeled antibody solution through the reaction chamber a plurality of times. In the step method, the measurement error can be pushed low, and therefore it is preferably employed.

免疫学的分析における被検物質は、タンパク質、糖、脂質、核酸、糖タンパク質、糖脂質、細胞など、抗原や抗体と特異的に結合する物質であればいずれであってもよい。例えばサイトカイン、ケモカイン、インターロイキン、アレルゲン、DNA、RNA、抗体、脂質、酵素、その他化学物質等を挙げることができる。特に、IL−6、IL−8、TNFが好ましい。被検物質の由来生物は問わない。被検物質は1種類であってもよく、また2種類以上であってもよい。   The test substance in the immunological analysis may be any substance that specifically binds to an antigen or antibody, such as a protein, sugar, lipid, nucleic acid, glycoprotein, glycolipid, or cell. Examples include cytokines, chemokines, interleukins, allergens, DNA, RNA, antibodies, lipids, enzymes, and other chemical substances. In particular, IL-6, IL-8, and TNF are preferable. The organism from which the test substance is derived does not matter. The test substance may be one type or two or more types.

また、免疫学的分析の目的は特に限定されず、検体中の被検物質の有無の検出、被検物質の定量など特に限定されない。本発明における免学的疫分析は、臨床検査、食品検査、環境検査などにおける分析に用いることができる。   Further, the purpose of immunological analysis is not particularly limited, and there is no particular limitation such as detection of the presence or absence of a test substance in a sample, quantification of a test substance, and the like. The immunological epidemiological analysis in the present invention can be used for analysis in clinical tests, food tests, environmental tests and the like.

本発明における検体とは、前記被検物質を含む可能性がある試料をいい、液体であることが好ましい。例えば、血液、尿、髄液、唾液、痰、細胞懸濁液などの体液をはじめとする生体から採取される液体を挙げることができる。   The specimen in the present invention refers to a sample that may contain the test substance, and is preferably a liquid. For example, liquids collected from living bodies including body fluids such as blood, urine, spinal fluid, saliva, sputum, and cell suspension can be exemplified.

本発明における試薬とは、検体を検出するための試薬を意味し、具体的には、ブロッキング溶液、希釈液、変性剤、標識抗体、標識抗原、未標識抗体、未標識抗原、標識物質、発光基質、蛍光基質、発色基質、過酸化水素水、洗浄液などが挙げられる。本発明の測定誤差の低減方法が採用される試薬として、好ましくは標準物質、標識抗体、標識抗原が挙げられる。   The reagent in the present invention means a reagent for detecting a specimen, specifically, blocking solution, diluent, denaturant, labeled antibody, labeled antigen, unlabeled antibody, unlabeled antigen, labeled substance, luminescence. Substrate, fluorescent substrate, chromogenic substrate, hydrogen peroxide solution, washing solution and the like can be mentioned. The reagent for which the measurement error reducing method of the present invention is adopted preferably includes standard substances, labeled antibodies, and labeled antigens.

本発明の免疫学的分析方法においては、抗原および/または抗体を結合する担体を収容する反応室を有する分析チップを前記分析チップ外の回転軸に対して回転させることにより、検体および試薬を前記反応室に送液して、検体中の被検物質を分析する。   In the immunological analysis method of the present invention, the specimen and the reagent are removed by rotating an analysis chip having a reaction chamber containing a carrier for binding an antigen and / or an antibody with respect to a rotation axis outside the analysis chip. The sample is sent to the reaction chamber and the test substance in the sample is analyzed.

本発明においては、抗原および/または抗体を結合する担体を収容する反応室を有する分析チップを用いる。反応室の形状およびサイズは、抗原および/または抗体を結合する担体を収容できればよい。形状は管状であることが好ましく、管の横断面は円、多角形等特に限定されない。反応室のサイズは、検体中の被検物質が、担体の抗原および/または抗体に幅がある程度狭いことが望ましく、横断面の短径が通常0.1〜1mm、好ましくは0.2〜0.5mmであり、長さが通常0.5〜10mm、好ましくは0.5〜5mmである。   In the present invention, an analysis chip having a reaction chamber containing a carrier that binds an antigen and / or an antibody is used. The shape and size of the reaction chamber need only accommodate the carrier that binds the antigen and / or antibody. The shape is preferably tubular, and the cross section of the tube is not particularly limited, such as a circle or a polygon. As for the size of the reaction chamber, it is desirable that the test substance in the sample is narrow to some extent to the antigen and / or antibody of the carrier, and the minor axis of the cross section is usually 0.1 to 1 mm, preferably 0.2 to 0. 0.5 mm, and the length is usually 0.5 to 10 mm, preferably 0.5 to 5 mm.

反応室には、抗原および/または抗体が結合した担体が収容される。担体の収容数は1つ以上であればよく、免疫学的分析の効率を上げる観点から、複数の担体を収容することが好ましい。この時、担体の短径よりも小さな流路深さもしくは流路幅をもつ担体堰き止め部が設けられることが好ましい。担体せきとめ部を設けることにより、遠心力を加えても担体が反応室から流出することを抑制することができる。   The reaction chamber contains a carrier to which an antigen and / or an antibody is bound. The number of carriers may be one or more, and it is preferable to accommodate a plurality of carriers from the viewpoint of increasing the efficiency of immunological analysis. At this time, it is preferable that a carrier damming portion having a channel depth or channel width smaller than the minor axis of the carrier is provided. By providing the support damming portion, it is possible to suppress the carrier from flowing out of the reaction chamber even when a centrifugal force is applied.

担体の形状は、球状、楕円球状などのマイクロビーズのほか、円柱、多角柱などのいわゆるマイクロロッド、板状のマイクロプレートであってもよい。   The shape of the carrier may be a so-called microrod such as a cylinder or a polygonal column, or a plate-like microplate, in addition to spherical or elliptical microbeads.

担体のサイズは、反応室のサイズによるが、担体の形状にかかわらず、短径が1〜1000μm、好ましくは10〜200μmの範囲であることが好ましい。   The size of the carrier depends on the size of the reaction chamber, but the minor axis is preferably in the range of 1 to 1000 μm, preferably 10 to 200 μm, regardless of the shape of the carrier.

担体の材料は特に限定されず、ガラス、セラミック(例えばイットリウム部分安定化ジルコニア)、金属(例えば金、白金、ステンレス)、樹脂(例えばナイロンやポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド)、アガロース等を用いることができるが、この中でも樹脂、特にポリスチレンが好ましい。   The material of the carrier is not particularly limited, and glass, ceramic (eg, yttrium partially stabilized zirconia), metal (eg, gold, platinum, stainless steel), resin (eg, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylamide), agarose Of these, resins, particularly polystyrene, are preferred.

反応室に複数の担体が収納される場合、各担体の形状、サイズ、素材は均一であってもよいし、多様であってもよい。また、反応室に格納する担体のすべてに抗原および/または抗体が結合されている必要はなく、何も結合しない担体が一部含まれていてもよい。   When a plurality of carriers are stored in the reaction chamber, the shape, size, and material of each carrier may be uniform or varied. In addition, it is not necessary that antigens and / or antibodies are bound to all the carriers stored in the reaction chamber, and a part of the carriers that do not bind anything may be included.

担体に結合させる抗原および/または抗体は、種々の抗体、FabフラグメントやF(ab')2フラグメントのような抗体の抗原結合性断片、並びに種々の抗原などの中から、免疫学的分析における検体中の被検物質に特異的に結合する抗原や抗体を適宜選択することができ、1種類であっても、また複数であってもよい。抗原や抗体の担体への結合密度、結合数、結合様式などに特に制限はない。    The antigen and / or antibody to be bound to the carrier may be selected from among various antibodies, antigen-binding fragments of antibodies such as Fab fragments and F (ab ′) 2 fragments, and various antigens. An antigen or an antibody that specifically binds to the test substance in the medium can be selected as appropriate, and may be one kind or plural. There are no particular restrictions on the binding density, number of bindings, binding mode, etc. of the antigen or antibody to the carrier.

担体に抗原および/または抗体を結合、固相化させる方法は、例えば、担体と抗原や抗体とを緩衝液等の溶液中で混合し接触し結合させる方法によることができる。接触による結合は、通常1時間〜24時間、4〜37℃の条件で、必要に応じて攪拌しながら実施することができる。得られた担体は、使用前に緩衝液、洗浄液等で洗浄してもよい。尚、結合、固相化方法はこれに限定されず、例えば抗原や抗体と担体とを親水性ポリマー(ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリスルホン酸ナトリウム等)を含む架橋剤を使って化学的に結合させる方法などを利用することもできる。   The method of binding and solidifying the antigen and / or antibody to the carrier can be performed by, for example, mixing the carrier and the antigen or antibody in a solution such as a buffer and bringing them into contact with each other. Bonding by contact can be carried out usually under conditions of 1 to 24 hours and 4 to 37 ° C. with stirring as necessary. The obtained carrier may be washed with a buffer solution, a washing solution or the like before use. In addition, the method of binding and solid-phase formation is not limited to this, for example, using a crosslinking agent containing a hydrophilic polymer (polyethyleneimine, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, sodium polysulfonate, etc.) for an antigen or antibody and a carrier chemically. It is also possible to use a method of binding to the.

本発明における分析チップには、前述の反応室に加え、検体や試薬を保持するリザーバや、反応室通過後の検体や試薬を溜める廃液槽が設けられていても良い。   In addition to the above-described reaction chamber, the analysis chip in the present invention may be provided with a reservoir for holding a sample and a reagent, and a waste tank for storing the sample and the reagent after passing through the reaction chamber.

本発明の免疫学的分析方法において、担体が充填された反応室に、検体および試薬が回転による遠心力を用いて送液され、反応室を通過する。検体および試薬の全量が反応室を通過するために要する時間(反応室通過時間)は、検体および試薬の粘度の違いにより変動する。検体が血液など生体由来の試料である場合は、血液など生体由来試料の粘度は個体間で差があるため、反応室通過時間をそろえることは従来困難であった。また、反応室通過時間は、分析チップ(装置)に与える回転速度、遠心力の違いによっても変動する。更に、分析チップの反応室断面積、流路断面積、流路表面疎水度、担体量、担体充填密度、担体堰き止め部断面積などの違いによっても変動する。微小な流路を有する分析チップの場合、これら分析チップの形状や面積、疎水度を高精度に制御することは困難であった。本発明の測定誤差の低減方法は、これら複数の測定誤差要因を、適切なタイミングで分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える、すなわち回転速度を2倍以上に上昇させるだけで解決することができる。   In the immunological analysis method of the present invention, a specimen and a reagent are fed into a reaction chamber filled with a carrier using centrifugal force due to rotation, and pass through the reaction chamber. The time required for the total amount of the specimen and reagent to pass through the reaction chamber (reaction chamber passage time) varies depending on the difference in viscosity between the specimen and the reagent. When the sample is a sample derived from a living body such as blood, the viscosity of the sample derived from a living body such as blood is different between individuals, so it has been difficult to align the passage time in the reaction chamber. The reaction chamber passage time also varies depending on the rotational speed and centrifugal force applied to the analysis chip (device). Further, it varies depending on differences in the reaction chamber cross-sectional area, flow path cross-sectional area, flow path surface hydrophobicity, carrier amount, carrier packing density, carrier damming section cross-sectional area, etc. In the case of analysis chips having minute flow paths, it has been difficult to control the shape, area, and hydrophobicity of these analysis chips with high accuracy. The measurement error reduction method of the present invention can solve the plurality of measurement error factors simply by switching the rotation speed of the analysis chip to 2 times or more at an appropriate timing, that is, increasing the rotation speed to 2 times or more. it can.

本発明における分析チップの回転速度とは、単位時間あたりの分析チップの回転数を意味し、例えば分析チップの回転に使用する遠心機の回転数を設定することによって制御することができる。   The rotation speed of the analysis chip in the present invention means the rotation speed of the analysis chip per unit time, and can be controlled, for example, by setting the rotation speed of a centrifuge used for rotation of the analysis chip.

検体及び試薬の全量が反応室を通過するために要する時間のバラツキは、担体が検体もしくは試薬と接触している時間のバラツキとなり、結果的に測定内誤差もしくは測定間誤差の要因となる。本発明における測定誤差の低減方法は、検体および試薬の全量が反応室を通過するために要する時間の差を低減させる。検体または試薬液量の全量が反応室を通過する前の時点において、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える手法が採用される。回転速度を上昇、切り替えるタイミングは、検体または試薬の全量(100%)が反応室を通過する前、すなわち検体または試薬液量の100%未満が通過した時点であればいつでも良いが、好ましくは、検体または試薬液量の95%が反応室を通過する前の時点であることが好ましい。更に好ましくは、90%が反応室を通過する前の時点であることが好ましい。   Variation in time required for the total amount of the specimen and reagent to pass through the reaction chamber results in variation in the time during which the carrier is in contact with the specimen or reagent, resulting in an error within measurement or an error between measurements. The method for reducing measurement errors in the present invention reduces the difference in time required for the entire amount of the specimen and reagent to pass through the reaction chamber. A method is adopted in which the rotational speed of the analysis chip is switched to twice or more before the entire amount of the sample or reagent solution passes through the reaction chamber. The timing for increasing or switching the rotational speed may be any time before the total amount (100%) of the sample or reagent passes through the reaction chamber, that is, when less than 100% of the amount of the sample or reagent solution has passed. It is preferable that 95% of the amount of the sample or reagent solution is at a point before passing through the reaction chamber. More preferably, 90% is the point before passing through the reaction chamber.

本発明において、検体または試薬の全量が反応室を通過する前の時点とは、反応室を通過した検体または試薬の液量が、検体または試薬の全量の100%未満の時点を意味し、まだ反応室を通過しきっていない検体または試薬液が存在する状態を意味する。   In the present invention, the time point before the total amount of the sample or reagent passes through the reaction chamber means a time point when the amount of the sample or reagent that has passed through the reaction chamber is less than 100% of the total amount of the sample or reagent. It means a state where there is a specimen or reagent solution that has not passed through the reaction chamber.

また、検体または試薬の大半を無駄にせず、結果として感度を維持できること、さらに各反応工程をなるべく短縮し、測定時間を短縮できることから、検体または試薬の送液時間の50%以上経過時に、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替えることが好ましい。更に好ましくは70%以上、最も好ましくは80%以上経過時点において、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える。   In addition, since most of the sample or reagent is not wasted, the sensitivity can be maintained as a result, and each reaction step can be shortened as much as possible, and the measurement time can be shortened. It is preferable to switch the rotation speed of the chip to twice or more. More preferably, at the time when 70% or more, most preferably 80% or more has elapsed, the rotational speed of the analysis chip is switched to twice or more.

また、抗原抗体反応に関与する検体または試薬を有効に使うことが可能であり、結果として感度を維持することが可能なため、検体または試薬液量の50%以上が反応室を通過した時点で、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替えることが好ましい。更に好ましくは70%以上、最も好ましくは80%以上が反応室を通過した時点で、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える。   In addition, it is possible to effectively use a sample or reagent involved in an antigen-antibody reaction, and as a result, it is possible to maintain sensitivity. As a result, when 50% or more of the amount of the sample or reagent solution passes through the reaction chamber. It is preferable to switch the rotational speed of the analysis chip to twice or more. More preferably, when 70% or more, most preferably 80% or more has passed through the reaction chamber, the rotational speed of the analysis chip is switched to twice or more.

本発明における回転速度の上昇、2倍以上の高い回転速度への切り替えは、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える手法は、測定誤差の主要因となる抗原抗体反応が行われる工程に対して効果を示すことから、好ましくは検体を含む溶液を送液する工程、もしくは標識抗体、標識抗原、標準物質のいずれかを含む試薬溶液を送液する工程において採用されることが好ましい。個体差による検体粘度の違いが測定誤差の要因となるといった問題を解決できることから、更に好ましくは検体を含む溶液を送液する工程において採用される。   In the present invention, an increase in the rotation speed and switching to a rotation speed higher than 2 times are performed by the method of switching the rotation speed of the analysis chip to more than 2 times in a process in which an antigen-antibody reaction that is a main cause of measurement error is performed. Therefore, it is preferably employed in the step of feeding a solution containing a specimen or the step of feeding a reagent solution containing any one of a labeled antibody, a labeled antigen and a standard substance. Since the problem that a difference in specimen viscosity due to individual differences causes a measurement error can be solved, it is more preferably employed in a step of feeding a solution containing a specimen.

本発明における回転速度の上昇は、測定誤差を有効に低減できることから、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える。好ましくは、分析チップの回転速度を3倍以上へ切り替える。より好ましくは、分析チップの回転速度を4倍以上へ切り替える。回転数の上昇倍率が大きいほど、測定誤差を低減させる効果は大きくなる。   Since the increase in the rotation speed in the present invention can effectively reduce the measurement error, the rotation speed of the analysis chip is switched to twice or more. Preferably, the rotational speed of the analysis chip is switched to 3 times or more. More preferably, the rotational speed of the analysis chip is switched to 4 times or more. The effect of reducing the measurement error increases as the rotation speed increase factor increases.

また、本発明における回転速度の上昇は、測定に必要な時間を短縮し、迅速な検査、分析を可能とする効果もある。   In addition, the increase in the rotational speed in the present invention has the effect of shortening the time required for measurement and enabling quick inspection and analysis.

本発明における回転速度の切り替えは、測定時間短縮のために急激に上昇させることが好ましく、具体的には100rpm/秒以上の加速度、すなわち回転速度変化速度で回転速度を上昇させることが好ましい。さらに好ましくは、300rpm/秒以上の加速度で回転速度を上昇させることが好ましい。   In the present invention, the rotation speed is preferably switched rapidly in order to shorten the measurement time. Specifically, the rotation speed is preferably increased at an acceleration of 100 rpm / second or more, that is, a rotation speed change speed. More preferably, the rotational speed is increased at an acceleration of 300 rpm / second or more.

本発明においては、検体及び試薬の一部を高い回転速度で送液することによる、抗原抗体反応の効率低下や検出感度の低下を抑制するため、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える前において、分析チップの回転速度を少なくとも90%以下に低下させることが好ましい。この回転速度の低下により検体もしくは試薬の送液速度を低下させることができる。また、担体が検体もしくは試薬と接触する時間を長くすることができることから、抗原抗体反応の効率を上げ、結果として感度を向上させることができる。また、一旦低下させた回転速度に対して回転速度を上昇させるため、同じ回転速度にまで切り替えても、一旦回転速度を低下させることで、回転速度の上昇倍率が大きくなる。これにより、バラツキの抑制効果は大きくなり、測定誤差をより小さくすることができる。   In the present invention, before the rotation speed of the analysis chip is switched to more than twice in order to suppress a decrease in the efficiency of the antigen-antibody reaction and a decrease in detection sensitivity caused by feeding a part of the specimen and reagent at a high rotation speed. In this case, it is preferable to reduce the rotational speed of the analysis chip to at least 90% or less. By reducing the rotation speed, the liquid feeding speed of the specimen or reagent can be reduced. In addition, since the time during which the carrier contacts the specimen or reagent can be increased, the efficiency of the antigen-antibody reaction can be increased, and as a result, the sensitivity can be improved. Further, since the rotational speed is increased with respect to the rotational speed once lowered, even if the rotational speed is switched to the same rotational speed, the rotational speed increase magnification is increased by once decreasing the rotational speed. As a result, the variation suppressing effect is increased and the measurement error can be further reduced.

回転速度の低下を行うタイミングは、抗原抗体反応に関与する検体または試薬をより有効に使うことが可能であることから、検体または試薬の送液工程の50%未満の時点が好ましい。更に好ましくは30%未満の時点、最も好ましくは10%未満の時点に回転速度を低下させる。   The timing at which the rotational speed is reduced is preferably less than 50% of the sample or reagent feeding step because the sample or reagent involved in the antigen-antibody reaction can be used more effectively. More preferably, the rotational speed is reduced to a time point of less than 30%, most preferably a time point of less than 10%.

また、抗原抗体反応に関与する検体または試薬をより有効に使うことが可能であることから、検体または試薬液量の50%が反応室を通過する前の時点において回転速度を低下させることが好ましい。更に好ましくは30%が反応室を通過する前の時点、最も好ましくは10%が反応室を通過する前の時点において回転速度を低下させる。   In addition, since it is possible to use a sample or reagent involved in the antigen-antibody reaction more effectively, it is preferable to reduce the rotation speed before 50% of the amount of the sample or reagent solution passes through the reaction chamber. . More preferably, the rotational speed is reduced at a time before 30% passes through the reaction chamber, most preferably at a time before 10% passes through the reaction chamber.

また、本発明において検体または試薬液量の50%が反応室を通過する前の時点とは、検体または試薬液量の50%未満が反応室を通過した時点であって、反応室を通過した検体または試薬の液量が、検体または試薬の全量の50%未満の時点を意味する。   In the present invention, the time point before 50% of the sample or reagent liquid amount passes through the reaction chamber is the time point when less than 50% of the sample or reagent solution amount passes through the reaction chamber. It means a time point at which the amount of the sample or reagent is less than 50% of the total amount of the sample or reagent.

分析チップの回転速度の低下は、少なくとも90%以下にまで低下させることが好ましい。より検体もしくは試薬の送液速度を低下させ、抗原抗体反応の効率を上げることができることから、80%以下にまで低下させることがさらに好ましい。   It is preferable to reduce the rotation speed of the analysis chip to at least 90% or less. Further, it is more preferable to reduce it to 80% or less because the liquid feeding speed of the specimen or reagent can be lowered and the efficiency of the antigen-antibody reaction can be increased.

本発明における反応室を通過した検体および試薬の液量および割合は、経時的に回転を停止させて反応室上流もしくは下流の液量を測定することにより直接もしくは間接的に算出される。また、分析チップの回転による送液時に回転を停止させ、反応室上流もしくは下流の液量を測定することにより直接もしくは間接的に算出してもよい。   The amount and ratio of the specimen and reagent that have passed through the reaction chamber in the present invention are directly or indirectly calculated by measuring the amount of liquid upstream or downstream of the reaction chamber by stopping rotation over time. Alternatively, it may be calculated directly or indirectly by stopping the rotation at the time of liquid feeding by the rotation of the analysis chip and measuring the amount of liquid upstream or downstream of the reaction chamber.

また、予め複数の検体、複数のチップを用い、特定の回転速度における経時的な反応室通過時間や反応室通過量を調べておくことで、検体および試薬が反応室を通過するのに要する時間を確定させることができる。その反応室通過に要する時間をもとに、検体および試薬の全量が反応室を通過する前のタイミングで分析チップの回転速度を切り替えるようにプロトコル、プログラムを設定することができる。   In addition, the time required for the specimen and reagent to pass through the reaction chamber by using a plurality of specimens and a plurality of chips in advance and examining the reaction chamber passage time and the reaction chamber passage amount over time at a specific rotational speed. Can be determined. Based on the time required for passing through the reaction chamber, the protocol and program can be set so that the rotational speed of the analysis chip is switched at the timing before the total amount of the specimen and reagent passes through the reaction chamber.

参考例1
以下のようにして、分析チップを製作した。図1に分析チップAの上面図および縦断面図を示す。分析チップは内部に管状の反応室1と、円筒形で反応室側が絞り形状の検体・試薬リザーバ2を備える。検体・試薬リザーバの開口部4には、遠沈管上部に分析チップを懸垂させるために、外部に突出した耳3が設けられている。反応室には一次抗体を結合したビーズ担体が充填されるので、担体の堰き止め用に金網(図示せず)およびフィルタが圧入される穴5が設けられている。
Reference example 1
An analysis chip was manufactured as follows. FIG. 1 shows a top view and a longitudinal sectional view of the analysis chip A. The analysis chip includes a tubular reaction chamber 1 and a sample / reagent reservoir 2 that is cylindrical and has a throttle shape on the reaction chamber side. The opening 4 of the specimen / reagent reservoir is provided with an ear 3 that protrudes to the outside in order to suspend the analysis chip above the centrifuge tube. Since the reaction chamber is filled with a bead carrier to which a primary antibody is bound, a hole (5) for press-fitting a wire mesh (not shown) and a filter is provided for blocking the carrier.

まず、ポリメチルメタクリレート製の樹脂(クラレ社製)を切削加工で分析チップ本体を製作した。開口径約20μmのステンレス製金網を直径約2mmに切り取り、フロロサーフ(フロロテクノロジー社製)により疎水処理した。疎水処理した金網をフィルタ圧入穴5より挿入し反応室下流に設置した後、フィルタを圧入し担体せきとめ部を形成し、分析チップを製作した。疎水処理した金網フィルタがフィルタ圧入穴5より圧入されることで担体堰き止め部が形成される。   First, an analysis chip body was manufactured by cutting a resin made of polymethylmethacrylate (manufactured by Kuraray Co., Ltd.). A stainless steel wire mesh having an opening diameter of about 20 μm was cut into a diameter of about 2 mm and subjected to hydrophobic treatment with Fluorosurf (manufactured by Fluoro Technology). A metal mesh subjected to hydrophobic treatment was inserted from the filter press-fitting hole 5 and placed downstream of the reaction chamber, and then the filter was press-fitted to form a carrier capping portion, thereby producing an analysis chip. A carrier damming portion is formed by press-fitting a metal mesh filter subjected to hydrophobic treatment from the filter press-fitting hole 5.

続いて、分析チップの反応室にビーズ担体を充填した。   Subsequently, the reaction chamber of the analysis chip was filled with a bead carrier.

ポリスチレンビーズ(Polyscience社、粒径:25μm)をリン酸緩衝液で洗浄し、ポリスチレンビーズと同量の30μg/ml抗hIL−8抗体(鎌倉テクノサイエンス社製)/リン酸緩衝液を添加し、4℃で一晩振とうさせた。振とう後、ポリスチレンビーズ2μlを150μlの0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液で懸濁した。この懸濁物を上記分析チップのリザーバに注いだ後に、分析チップを遠沈管(商品名:エッペンマイクロチューブ、メーカー名:エッペンドルフ社、サイズ:1.5mL)に入れ、遠心機(商品名:微量高速冷却遠心機、メーカー名:株式会社トミー精工、型名:MX−300)2000Gで30秒間遠心し、担体を反応室に充填した。   Polystyrene beads (Polyscience, particle size: 25 μm) were washed with a phosphate buffer, and the same amount of 30 μg / ml anti-hIL-8 antibody (manufactured by Kamakura Technoscience) / phosphate buffer was added to the polystyrene beads. Shake overnight at 4 ° C. After shaking, 2 μl of polystyrene beads were suspended in 150 μl of a phosphate buffer containing 0.05% Tween 20. After pouring this suspension into the reservoir of the analysis chip, the analysis chip is placed in a centrifuge tube (trade name: Eppendorf tube, manufacturer: Eppendorf, size: 1.5 mL), and centrifuged (trade name: trace amount). High-speed cooling centrifuge, manufacturer name: Tommy Seiko Co., Ltd., model name: MX-300) Centrifugation was performed at 2000 G for 30 seconds, and the support was filled in the reaction chamber.

参考例2
参考例1で作製した分析チップのリザーバに、0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液100μlを注いで、遠心機にて4700rpm(2000G)で1分間遠心し、担体を洗浄した。
Reference example 2
To the reservoir of the analysis chip prepared in Reference Example 1, 100 μl of 0.05% Tween 20-containing phosphate buffer was poured, and centrifuged at 4700 rpm (2000 G) for 1 minute to wash the carrier.

その後、1%ウシ血清アルブミン(BSA)含有リン酸緩衝液で溶解させた0pg/ml、100pg/mlのhIL−8(ヒトインターロイキン−8、鎌倉テクノサイエンス社)80μlを検体溶液としてリザーバに加え、1800rpm(300G)で10分間送液した。   Thereafter, 80 μl of 0 pg / ml and 100 pg / ml hIL-8 (human interleukin-8, Kamakura Technoscience) dissolved in a phosphate buffer containing 1% bovine serum albumin (BSA) was added as a sample solution to the reservoir. The solution was fed at 1800 rpm (300 G) for 10 minutes.

0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液150μlをリザーバに加え、4700rpm(2000G)で1分間送液し、洗浄した。   150 μl of 0.05% Tween 20-containing phosphate buffer was added to the reservoir, and the solution was fed at 4700 rpm (2000 G) for 1 minute for washing.

1%BSA含有リン酸緩衝液で溶解させた0.6μg/mlのHRP(ホースラディッシュペルオキシダーゼ)標識抗hIL−8抗体(鎌倉テクノサイエンス社)80μlを標識抗体溶液としてリザーバに加え、1800rpm(300G)で10分間送液した。   80 μl of 0.6 μg / ml HRP (horseradish peroxidase) -labeled anti-hIL-8 antibody (Kamakura Technoscience) dissolved in 1% BSA-containing phosphate buffer is added to the reservoir as a labeled antibody solution, and 1800 rpm (300 G). For 10 minutes.

0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液150μlをリザーバに加え、4700rpm(2000G)で1分間送液し、洗浄した。   150 μl of 0.05% Tween 20-containing phosphate buffer was added to the reservoir, and the solution was fed at 4700 rpm (2000 G) for 1 minute for washing.

洗浄後、20μM過酸化水素水、13μg/ml Amplex Red(Molecular Probes社)を含む0.01Mリン酸緩衝液(pH7.5)100μlをリザーバに注ぎ4700rpm(2000G)で10秒間遠心して送液した。   After washing, 100 μl of 0.01M phosphate buffer (pH 7.5) containing 20 μM hydrogen peroxide solution and 13 μg / ml Amplex Red (Molecular Probes) was poured into the reservoir and centrifuged at 4700 rpm (2000 G) for 10 seconds to send the solution. .

室温5分静置後に、分析チップを遠沈管から出して、反応室内で産生されたレゾルフィンの量を蛍光顕微鏡IX−71(オリンパス社)を用いて測定した。0pg/ml、100pg/ml各濃度でのhIL−8の蛍光強度の測定結果を図2に示す。尚、測定条件は励起波長510−560nm、発光波長575−650nm、露光時間10ミリ秒とした。分析のプロトコル(プロフィール)を表1に示す。   After standing at room temperature for 5 minutes, the analysis chip was taken out from the centrifuge tube, and the amount of resorufin produced in the reaction chamber was measured using a fluorescence microscope IX-71 (Olympus). The measurement results of the fluorescence intensity of hIL-8 at each concentration of 0 pg / ml and 100 pg / ml are shown in FIG. Measurement conditions were an excitation wavelength of 510 to 560 nm, an emission wavelength of 575 to 650 nm, and an exposure time of 10 milliseconds. The analysis protocol (profile) is shown in Table 1.

Figure 2010048754
Figure 2010048754

比較例1
参考例1で作製した12個の分析チップを用いて、抗原(hIL−8)濃度100pg/mlの検体を、表1で示した分析のプロトコルに従って測定を行った。蛍光強度の平均値、標準偏差、CV値を表2に示す。測定誤差、バラツキを示すCV値は12.7%であった。
Comparative Example 1
Using the 12 analysis chips prepared in Reference Example 1, a specimen with an antigen (hIL-8) concentration of 100 pg / ml was measured according to the analysis protocol shown in Table 1. Table 2 shows the average value, standard deviation, and CV value of the fluorescence intensity. The CV value indicating measurement error and variation was 12.7%.

測定後の12個の各分析チップを0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液150μlで洗浄した。1%BSA含有リン酸緩衝液80μlをリザーバに加え、1800rpm(300G)における2分ごとの反応室通過液量を測定した(図3)。2分後では12個の分析チップ全てにおいて検体液量の50%以上が反応室を通過していることが確認され、3分後では12個の分析チップの内、全てが検体液量の100%未満が反応室を通過した状態、大半のチップが90%未満が反応室を通過した状態であることが図3に示す結果から読みとられた。   Each of the 12 analysis chips after the measurement was washed with 150 μl of 0.05% Tween 20-containing phosphate buffer. 80 μl of 1% BSA-containing phosphate buffer was added to the reservoir, and the amount of liquid passing through the reaction chamber every 2 minutes at 1800 rpm (300 G) was measured (FIG. 3). After 2 minutes, it was confirmed that 50% or more of the sample liquid amount passed through the reaction chamber in all 12 analysis chips, and after 3 minutes, all of the 12 analysis chips had 100% of the sample liquid amount. It was read from the results shown in FIG. 3 that less than% passed through the reaction chamber and that most of the chips passed through the reaction chamber less than 90%.

各分析チップにおける抗原測定時の蛍光強度と、1800rpm(300G)2分後の反応室通過液量との相関性を確認した(図4)。図4に示す結果から、反応室通過速度の差が蛍光強度に影響を与えており、反応室通過速度の違いが測定誤差の要因となることが示された。   The correlation between the fluorescence intensity at the time of antigen measurement in each analysis chip and the amount of liquid passing through the reaction chamber after 2 minutes at 1800 rpm (300 G) was confirmed (FIG. 4). The results shown in FIG. 4 indicate that the difference in the reaction chamber passage speed has an influence on the fluorescence intensity, and that the difference in the reaction chamber passage speed causes the measurement error.

Figure 2010048754
Figure 2010048754

実施例1
参考例1で作製した12個の分析チップを用いて、抗原(hIL−8)濃度100pg/mlの検体80μlの測定を行った。この時、検体および標識抗体液量の50%以上が反応室を通過した時点で、回転速度を約2.6倍上昇させるプロトコル、すなわち分析チップの回転速度を2.6倍へ切り替えるプロトコルを採用し、測定誤差の低減を検討した。表3で示した分析のプロトコルに従って測定を行った。検体および標識抗体溶液の送液工程の75%経過時に分析チップの回転速度を2.6倍へ切り替えるている。蛍光強度の平均値、標準偏差、CV値を表4に示す。測定誤差、バラツキを示すCV値を8.5%にまで低減させることができた。
Example 1
Using the 12 analysis chips prepared in Reference Example 1, 80 μl of a sample having an antigen (hIL-8) concentration of 100 pg / ml was measured. At this time, when 50% or more of the sample and the amount of the labeled antibody have passed through the reaction chamber, a protocol that increases the rotation speed by about 2.6 times, that is, a protocol that switches the analysis chip rotation speed to 2.6 times is adopted. Then, the reduction of measurement error was examined. Measurements were performed according to the analytical protocol shown in Table 3. When 75% of the sample and labeled antibody solution feeding process has elapsed, the rotational speed of the analysis chip is switched to 2.6 times. Table 4 shows the average value, standard deviation, and CV value of the fluorescence intensity. The CV value indicating measurement error and variation could be reduced to 8.5%.

測定後の12個の各分析チップを0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液150μlで洗浄した。検体溶液80μlをリザーバに加え、1800rpm(300G)における2分ごとの反応室通過液量を測定した(図5)。2分後では12個の分析チップ全てにおいて検体液量の50%以上が反応室を通過していることが確認され、3分後では12個の分析チップ全てにおいて、検体液量の90%未満が反応室を通過した状態、すなわち、検体液量の90%が反応室を通過する前の時点であることが図5に示す結果から読みとられた。   Each of the 12 analysis chips after the measurement was washed with 150 μl of 0.05% Tween 20-containing phosphate buffer. 80 μl of the sample solution was added to the reservoir, and the amount of liquid passing through the reaction chamber every 2 minutes at 1800 rpm (300 G) was measured (FIG. 5). After 2 minutes, it was confirmed that 50% or more of the sample liquid volume passed through the reaction chamber in all 12 analysis chips, and after 3 minutes, less than 90% of the sample liquid volume in all 12 analysis chips. 5 was read from the results shown in FIG. 5 that the sample had passed through the reaction chamber, that is, 90% of the amount of the sample liquid was before the passage through the reaction chamber.

各分析チップにおける抗原測定時の蛍光強度と、1800rpm(300G)2分後の反応室通過液量との相関性を確認した(図6)。図6に示す結果から、反応室通過速度の差が蛍光強度に影響を与えていないことが明らかとなり、反応室通過速度の違いによる測定誤差を大幅に低下させることができた。   The correlation between the fluorescence intensity at the time of antigen measurement in each analysis chip and the amount of liquid passing through the reaction chamber after 2 minutes at 1800 rpm (300 G) was confirmed (FIG. 6). From the results shown in FIG. 6, it became clear that the difference in the reaction chamber passage speed did not affect the fluorescence intensity, and the measurement error due to the difference in the reaction chamber passage speed could be greatly reduced.

Figure 2010048754
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Figure 2010048754
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実施例2
本実施例においては、検出感度に影響する蛍光強度の低下を抑制しつつ、測定誤差を低減させる検討を行った。
Example 2
In this example, studies were made to reduce measurement errors while suppressing a decrease in fluorescence intensity that affects detection sensitivity.

参考例1で作製した12個の分析チップを用いて、抗原(hIL−8)濃度100pg/mlの検体80μlの測定を行った。この時、表3に示すプロトコルに従い6個の分析チップを用いて測定を行い、残る6個の分析チップは表5に示すプロトコルで測定を行った。   Using the 12 analysis chips prepared in Reference Example 1, 80 μl of a sample having an antigen (hIL-8) concentration of 100 pg / ml was measured. At this time, measurement was performed using 6 analysis chips according to the protocol shown in Table 3, and the remaining 6 analysis chips were measured using the protocol shown in Table 5.

表5に示すプロトコルでは、検体および標識抗体溶液の回転による送液の初期すなわち検体および標識抗体の反応室通過量が50%以下の時点すなわち検体または標識抗体液量の50%が反応室を通過する前の時点で、回転速度を約83%にまで低減させる手法、すなわち分析チップの回転速度を約83%に低下させるプロトコルが採用されている。さらに、検体および標識抗体液量の50%以上が反応室を通過した時点で、回転速度を約3.1倍上昇させるプロトコル、すなわち分析チップの回転速度を3.1倍へ切り替えるプロトコルが採用されている。   In the protocol shown in Table 5, at the initial stage of feeding by rotation of the specimen and labeled antibody solution, that is, when the specimen and labeled antibody pass through the reaction chamber at 50% or less, that is, 50% of the specimen or labeled antibody solution passes through the reaction chamber. Before this, a method of reducing the rotation speed to about 83%, that is, a protocol for reducing the rotation speed of the analysis chip to about 83% is adopted. Furthermore, when 50% or more of the amount of the sample and the labeled antibody solution has passed through the reaction chamber, a protocol that increases the rotation speed by about 3.1 times, that is, a protocol that switches the rotation speed of the analysis chip to 3.1 times is adopted. ing.

時間の観点では、検体および標識抗体溶液の回転による送液の初期すなわち検体および試薬の送液工程の約9%の時点で回転速度を83%にまで低減させる手法が採用されている。さらに、検体および標識抗体の回転による送液工程の約82%が経過した時点で、回転速度を約3.1倍上昇させるプロトコルが採用されている。   From the viewpoint of time, a technique is adopted in which the rotational speed is reduced to 83% at the beginning of the liquid feeding by the rotation of the specimen and the labeled antibody solution, that is, at about 9% of the specimen and reagent feeding process. Further, a protocol is adopted that increases the rotational speed by about 3.1 times when about 82% of the liquid feeding process by the rotation of the specimen and the labeled antibody has elapsed.

表3に示した分析のプロトコルおよび表5で示した分析のプロトコルに従って測定を行った。蛍光強度の平均値、標準偏差、CV値を表6に示す。実施例1とほぼ同様に、表3に示すプロトコルでは測定誤差は8.7%であった。これに対し、表5に示すプロトコルでの測定結果は、測定誤差、バラツキを示すCV値を4.3%にまで更に低減させることができた。これは回転速度の上昇倍率を更に高めた効果と考えられる。さらに蛍光強度を311から431にまで、約1.4倍高めることができた。これは、検体および標識抗体の送液初期に、回転速度を低下させたことによる効果と考えられる。   Measurements were performed according to the analysis protocol shown in Table 3 and the analysis protocol shown in Table 5. Table 6 shows the average value, standard deviation, and CV value of the fluorescence intensity. Almost the same as in Example 1, the measurement error in the protocol shown in Table 3 was 8.7%. On the other hand, the measurement results using the protocol shown in Table 5 were able to further reduce the CV value indicating the measurement error and variation to 4.3%. This is considered to be an effect of further increasing the increase rate of the rotational speed. Furthermore, the fluorescence intensity was increased by about 1.4 times from 311 to 431. This is considered to be the effect of reducing the rotation speed in the initial stage of feeding the specimen and the labeled antibody.

測定後の12個の各分析チップを0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液150μlで洗浄した。検体溶液80μlをリザーバに加え、1500rpm(200G)における2分ごとの反応室通過液量を測定した(図7)。1500rpm(200G)4分間で、検体および標識抗体液量の50%が反応室を通過して以降、90%が反応室を通過する前の状態であることが確認された。   Each of the 12 analysis chips after the measurement was washed with 150 μl of 0.05% Tween 20-containing phosphate buffer. 80 μl of the sample solution was added to the reservoir, and the amount of liquid passing through the reaction chamber every 2 minutes at 1500 rpm (200 G) was measured (FIG. 7). After 1500 rpm (200 G) for 4 minutes, 50% of the amount of the sample and the labeled antibody solution passed through the reaction chamber, and 90% was confirmed to be in the state before passing through the reaction chamber.

表3に示すプロトコルと、測定誤差の低減効果を示すと考えられるプロトコルAを、検体もしくは標識抗体送液時の回転速度の経時変化を表すグラフとしてまとめた(図8A)。   The protocol shown in Table 3 and the protocol A which is considered to show the effect of reducing the measurement error are summarized as a graph showing the change over time in the rotational speed when the sample or labeled antibody is fed (FIG. 8A).

表5に示すプロトコルと、測定誤差の低減効果およびシグナル強度の向上を示すと考えられるプロトコルBおよびプロトコルCを、検体もしくは標識抗体送液時の回転速度の経時変化を表すグラフとしてまとめた(図8B)。   The protocol shown in Table 5 and the protocol B and protocol C which are considered to show the effect of reducing measurement error and improving the signal intensity are summarized as a graph showing the change over time in the rotational speed when the sample or labeled antibody is fed (Fig. 8B).

Figure 2010048754
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図1は、本発明で用いる分析チップの一例を模式的に示す上面図および断面図である。FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view schematically showing an example of an analysis chip used in the present invention. 図2は、参考例2の測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the measurement results of Reference Example 2. 図3は、比較例1の送液量測定結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the result of measuring the liquid feeding amount in Comparative Example 1. 図4は、比較例1の相関性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the correlation of Comparative Example 1. 図5は、実施例1の送液量測定結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the liquid feeding amount in Example 1. 図6は、実施例1の相関性を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the correlation of the first embodiment. 図7は、実施例2の送液量測定結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring the amount of liquid fed in Example 2. 図8は、本発明の測定誤差の低減方法を採用したプロトコルを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a protocol adopting the measurement error reduction method of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 反応室
2 リザーバ
3 耳
4 リザーバ開口部
5 フィルタ圧入穴
A 分析チップ
1 Reaction Chamber 2 Reservoir 3 Ear 4 Reservoir Opening 5 Filter Press-In Hole A Analysis Chip

Claims (5)

抗原および/または抗体が結合した担体を収容可能な反応室を有する分析チップを、該分析チップ外の回転軸に対して回転させることにより検体および試薬を前記反応室に送液し、該反応室内の被検物質の量を測定する免疫学的分析において、
検体または試薬液量の全量が反応室を通過する前の時点で、分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替えることによる免疫学的分析の測定誤差の低減方法。
By rotating an analysis chip having a reaction chamber capable of accommodating a carrier bound with an antigen and / or an antibody with respect to a rotating shaft outside the analysis chip, a specimen and a reagent are fed to the reaction chamber, and the reaction chamber In immunological analysis to measure the amount of test substance in
A method for reducing measurement errors in immunological analysis by switching the rotational speed of an analysis chip to twice or more before the entire amount of a specimen or reagent solution passes through a reaction chamber.
分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える時点が、検体または試薬液量の50%以上が反応室を通過した時点である、請求項1に記載の測定誤差の低減方法。   The method for reducing a measurement error according to claim 1, wherein the time point at which the rotation speed of the analysis chip is switched to twice or more is a time point when 50% or more of the amount of the sample or reagent solution has passed through the reaction chamber. 分析チップの回転速度を2倍以上へ切り替える前に、分析チップの回転速度を90%以下に低下させて送液する請求項1又は2に記載の測定誤差の低減方法。   The method for reducing measurement error according to claim 1 or 2, wherein the liquid is fed by reducing the rotation speed of the analysis chip to 90% or less before switching the rotation speed of the analysis chip to twice or more. 前記分析チップの回転速度を90%以下に低下させる時点が、検体または試薬液量の50%が反応室を通過する前の時点である、請求項3に記載の測定誤差の低減方法。   The method for reducing measurement error according to claim 3, wherein the time point when the rotational speed of the analysis chip is reduced to 90% or less is a time point before 50% of the amount of the sample or reagent solution passes through the reaction chamber. 免疫学的分析が2ステップ法である、請求項1から4のいずれかに記載の測定誤差の低減方法。
The method for reducing measurement error according to claim 1, wherein the immunological analysis is a two-step method.
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