JP2010243373A - Analysis method and analysis apparatus in analysis device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生物などから採取した液体の分析に使用する分析用デバイスと、これを使用する分析装置および分析方法に関するものであり、より詳細には、分析用デバイス内で混合された溶液を次工程に移送するための技術に関する。 The present invention relates to an analytical device used for analyzing a liquid collected from a living organism, an analytical apparatus and an analytical method using the analytical device, and more specifically, a solution mixed in the analytical device is described below. The present invention relates to a technique for transferring to a process.
特許文献1には、分析用デバイス1を使用して試料液の複数の項目を分析する分析方法が記載されている。
この分析に使用する分析装置は、図4と図5に示すように、分析用デバイス保持部材103を回転させるための回転駆動手段107と、分析用デバイス1内の溶液を光学的に測定するための光学測定手段109と、分析用デバイス保持部材103の回転速度や回転方向、および光学測定手段の測定タイミングなどを制御する制御手段108と、光学測定手段109によって得られた信号を処理し測定結果を演算するための演算部110と、演算部110で得られた結果を表示するための表示部111とで構成される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the analysis apparatus used for this analysis is configured to rotate the analysis
回転駆動手段107は、分析用デバイス保持部材103を介して分析用デバイス1を軸心102の回りに任意の方向に所定の回転速度で回転させるだけではなく、所定の停止位置で軸心102を中心に所定の振幅範囲、周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス1を揺動させることができるように構成されている。
The rotation driving means 107 not only rotates the
光学測定手段109には、分析用デバイス1の測定部に光を照射するための光源105と、光源105から照射された光のうち、分析用デバイス1を通過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ106とを備えている。分析用デバイス保持部材103が透光性に劣る材料または透光性でない材料の場合には、分析用デバイス保持部材103の分析用デバイス1の装着位置には、孔51,52が穿設されている。
The
図28〜図30は、分析用デバイス1の内部に形成されたマイクロチャネル構造の複数の測定スポットのうちの3つの測定スポットである変性反応室38,免疫アッセイ室43,凝集反応室46における測定の過程を示している。
28 to 30 show measurements in a
図28(a)から分析用デバイス保持部材103を回転させることによって、保持キャビティ35に保持された規定量の希釈溶液が、連結流路37を介して変性反応室38に移送され、変性反応室38に予め担持されている変性試薬を溶解する。
By rotating the analytical
その後、図28(b)に示す位置において、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を制御して、変性反応室38の変性溶液61を攪拌する。
次に、分析用デバイス1を静止させて変性溶液61を変性反応させた後に、分析用デバイス保持部材103を回転させて第1測定を実施する。
Thereafter, at the position shown in FIG. 28B, the
Next, after the
第1測定は、分析用デバイス1の変性反応室38の変性反応させた変性溶液61を、光源105とフォトディテクタ106の間に介在するタイミングで読み取りを行う。演算部110は、第1測定によって得られた測定値を、希釈液溢流室29を予め読み取った基準値に基づいて処理して数値化した変性ヘモグロビン濃度を表示部111に表示する。
In the first measurement, the denaturing
次に、分析用デバイス1を図29(a)に示す位置にして、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1500rpmの周波数で制御することによって、変性反応室38に保持された変性溶液61が毛細管キャビティで構成されている変性溶液定量室39に毛細管移送されて、変性溶液定量室39には規定量の変性溶液61が保持される。
Next, the
次に、分析用デバイス保持部材103を回転させることによって、変性溶液定量室39から連結流路41を介して免疫アッセイ室43に変性溶液61が流入し、免疫アッセイ室43に予め担持されているラテックス試薬を溶解する。
Next, by rotating the analysis
その後、図29(b)に示す位置において、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1000rpmの周波数で制御して、免疫アッセイ室43の免疫アッセイ溶液62を攪拌する。
Thereafter, at the position shown in FIG. 29 (b), the
次に、分析用デバイス1を静止させて第2反応液62を抗原抗体反応させた後に、分析用デバイス保持部材103を回転させて第2測定を実施する。
第2測定は、光源105の波長を625nmに切り換えた発光状態において、免疫アッセイ室43の抗原抗体反応した第2反応液62が、光源105とフォトディテクタ106の間に介在するタイミングで読み取りを行う。
Next, after the
In the second measurement, reading is performed at a timing when the
次に、分析用デバイス1を図30(a)に示す位置にして、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1500rpmの周波数で制御して第2反応液62を毛細管キャビティで構成される免疫アッセイ定量室44に毛細管移送する。
Next, the
その後、分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・2000rpm)させることによって、免疫アッセイ定量室44に保持された規定量の第2反応液62が、連結流路45を介して凝集反応室46に流入し、凝集反応室46に担持されている凝集試薬を溶解する。
Thereafter, the analysis
その後、図30(b)に示す180°付近の位置において、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1000rpmの周波数で制御して、分析用デバイス1の凝集反応室46の凝集溶液63を攪拌する。
Thereafter, the
次に、分析用デバイス1を静止させて凝集溶液63を凝集反応させた後に、分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・1500rpm)させて第3測定を実施する。
Next, after the
第3測定は、凝集反応室46の凝集反応した凝集溶液63が、光源105とフォトディテクタ106の間に介在するタイミングで読み取りを行う。演算部110は、第2測定と第3測定によって得られた測定値を、希釈液溢流室29を光源105の波長を625nmにして予め読み取ってある基準値に基づいて処理して数値化したHbA1c濃度と、前記変性ヘモグロビン濃度を基に算出されるHbA1c%値を表示部111に表示する。
In the third measurement, reading is performed at the timing when the
この分析用デバイスと分析装置を使用した分析方法では、分析の精度を上げるためには、免疫アッセイ室43,凝集反応室46の厚みを均一にするような加工処理が要求されているのが現状である。
In the analysis method using the analysis device and the analysis apparatus, in order to increase the accuracy of the analysis, processing is required to make the thickness of the
本発明は測定スポットの加工精度にばらつきがあっても分析の精度の向上を実現できる分析方法と分析装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an analysis method and an analysis apparatus that can improve the accuracy of analysis even if the processing accuracy of measurement spots varies.
本発明の請求項1記載の分析用デバイスにおける分析方法は、遠心力によって溶液を測定スポットに向かって移送するマイクロチャネル構造を有する分析用デバイスの前記測定スポットにおける反応液に光を透過させて分析するに際し、第1試薬を有する第1反応室に試料液を供給して前記第1反応室に光を透過させて前記第1試薬と前記試料液との第1反応液の分析を実行する工程と、第2試薬を有する第2反応室に前記第1反応液を前記第1反応室から供給して反応させる工程と、前記第2試薬と前記第1反応液が反応した第2反応液を前記第2反応室から前記第1反応室に供給して前記第1反応室の前記第2反応液に光を透過させて分析を実行する工程とを有する。
The analysis method for an analysis device according to
本発明の請求項2記載の分析装置は、遠心力によって溶液を測定スポットに向かって移送するマイクロチャネル構造を有する分析用デバイスの前記測定スポットにおける反応液に光を透過させて分析する分析装置であって、セットされた前記分析用デバイスを回転させて前記遠心力を発生させる回転駆動手段を設け、前記回転駆動手段を制御してセットされた前記分析用デバイスを揺動させるモードと前記遠心力が発生するように回転させるモードとにプログラムに従って切り換えるとともに、セットされた前記分析用デバイスの前記測定スポットに光を透過させて分析を実行する制御手段を設け、前記制御手段を、第1試薬を有する前記分析用デバイスの第1反応室に試料液を供給して前記第1反応室に光を透過させて前記第1試薬と前記試料液との第1反応液の分析を実行し、第2試薬を有する前記分析用デバイスの第2反応室に前記第1反応液を前記第1反応室から供給して反応させ、前記第2試薬と前記第1反応液が反応した第2反応液を前記第2反応室から前記第1反応室に供給して前記第1反応室の前記第2反応液に光を透過させて分析を実行するよう構成したことを特徴とする。
The analysis apparatus according to
この構成によると、第1試薬を有する分析用デバイスの第1反応室に試料液を供給して第1反応室に光を透過させて第1試薬と試料液との第1反応液の分析を実行し、第2試薬を有する分析用デバイスの第2反応室に第1反応液を第1反応室から供給して第2試薬と第1反応液を反応させ、第2試薬と第1反応液が反応した第2反応液を第2反応室から第1反応室に戻して、同じ第1反応室に光をもう一度透過させて分析を実行し、同じ第1反応室を使用して第1反応液の測定と第2反応液の測定を実施するので、分析の精度の向上を実現できる。 According to this configuration, the sample solution is supplied to the first reaction chamber of the analytical device having the first reagent, and light is transmitted through the first reaction chamber to analyze the first reaction solution of the first reagent and the sample solution. The first reagent is supplied from the first reaction chamber to the second reaction chamber of the analytical device having the second reagent, and the second reagent and the first reaction liquid are reacted. The second reaction liquid in which the reaction has occurred is returned from the second reaction chamber to the first reaction chamber, light is transmitted again to the same first reaction chamber, the analysis is performed, and the first reaction is performed using the same first reaction chamber. Since the measurement of the liquid and the measurement of the second reaction liquid are performed, it is possible to improve the accuracy of the analysis.
図1は本発明の実施の形態における分析用デバイス1を分析装置の分析用デバイス保持部材103の上にセットした状態を示し、図2は分析用デバイス1の分析用デバイス保持部材103と接触している面を上側にして分解した状態を示している。
FIG. 1 shows a state in which the
分析用デバイス1は、試料液飛散防止用の保護キャップ2と、微細な凹凸形状を表面に有するマイクロチャネル構造が形成されたベース基板3と、ベース基板3の表面を覆うカバー基板4と、希釈液を保持している希釈ユニット5と、ベース基板3の上面に形成されている数個の凹部のうちの一つの凹部50にセットされた希釈ユニット5内の希釈液を排出するための開封ボタン6とを合わせた5つの部品で構成されている。
The
なお、この分析用デバイスの形状は、扇形状や、立方体形状やその他の形状のものでもよく、又、これらの分析用デバイス1を複数個同時に、分析用デバイス保持部材103へ装着してもかまわない。
The analysis device may have a fan shape, a cube shape, or other shapes, and a plurality of these
ベース基板3とカバー基板4は、希釈ユニット5などを内部にセットした状態で接合され、この接合された状態のものに保護キャップ2が取り付けられている。また、開封ボタン6は、カバー基板4に形成された開封孔7の位置を中心に接合される。
The
ベース基板3の上面に形成されている数個の凹部の開口をカバー基板4で覆うことによって、後述の複数の収容エリア(後述の測定スポットと同じ)とその収容エリアの間を接続する流路などが形成されている(図2を参照)。収容エリアのうちの必要なものには各種の分析に必要な試薬が予め担持されている。
By covering the openings of several concave portions formed on the upper surface of the
この分析用デバイス1は、注入口11から試料液、例えば血液などの溶液を採取することができ、保護キャップ2を閉めて分析装置の前記分析用デバイス保持部材103にセットすることで、試料液の成分分析を行うことができる。102は分析用デバイス保持部材103の回転中の軸心を示している。
This
分析用デバイス1は、注入口11から内部に取り込んだ試料液を、注入口11よりも内周にある前記軸心102を中心に分析用デバイス1を回転させて発生する遠心力と、分析用デバイス1内に設けられた毛細管流路の毛細管力を用いて、分析用デバイス1の内部で溶液を移送していくよう構成されており、保護キャップ2は注入口11の付近に付着した試料液が、分析中に遠心力によって外部へ飛散するのを防止するために取り付けられている。
The
本発明の分析用デバイス1を構成する部品の材料としては、材料コストが安価で量産性に優れる樹脂材料が望ましい。前記分析装置は、分析用デバイス1を透過した光を測定する光学的測定方法によって試料液の分析を行うため、ベース基板3およびカバー基板4の材料としては、PC、PMMA、AS、MSなどの透明性が高い樹脂が望ましい。
As a material of the parts constituting the
また、希釈ユニット5の材料としては、希釈ユニット5内部に希釈液を長期間封入しておく必要があるため、PP、PEなどの水分透過率の低い結晶性樹脂が望ましい。開封ボタン6については、希釈ユニット5の開封時に変形させて用いるため、弾性率の高いPPなどの結晶性樹脂が望ましい。保護キャップ2の材料としては、成形性のよい材料であれば特に問題がなく、PP、PEなどの安価な樹脂が望ましい。
Moreover, as the material of the
ベース基板3とカバー基板4との接合は、前記収容エリアに担持された試薬の反応活性に影響を与えにくい方法が望ましく、接合時に反応性のガスや溶剤が出にくい超音波溶着やレーザー溶着などが望ましい。
The
また、ベース基板3とカバー基板4との接合によって両基板3,4の間の微小な隙間による毛細管力によって溶液を移送させる部分には、毛細管力を高めるための親水処理が行われており、これにより粘性抵抗を減らし流体移動をしやすくなる。具体的には、親水性材料を用いたり、親水性ポリマーや界面活性剤などを用いた親水処理が行われている。また、シリカゲルの如き親性粉末などの親水化剤を添加させて材料表面に親水性を付与させたりしてもかまわない。また、親水性処理の方法としては、プラズマ、コロナ、オゾン、フッ素等の活性ガスを用いた表面処理方法や、界面活性剤による表面処理が挙げられる。ここで親水性とは水との接触角が90°未満のことを言い、より好ましくは接触角40°未満である。
Further, a hydrophilic treatment for increasing the capillary force is performed on the portion where the solution is transferred by the capillary force due to the minute gap between the
図3〜図6は分析用デバイス1がセットされる分析装置を示す。
図3において、分析用デバイス1は、分析装置100の前記軸心102を中心に回転する分析用デバイス保持部材103の上に、ベース基板3とカバー基板4のうちのカバー基板4の側を下にして装着され、蓋101を閉じた状態で分析が行われる。
3 to 6 show an analysis apparatus in which the
In FIG. 3, the
図4と図5に示すように、この分析装置100は、分析用デバイス保持部材103を回転させるための回転駆動手段107と、分析用デバイス1内の溶液を光学的に測定するための光学測定手段109と、分析用デバイス保持部材103の回転速度や回転方向、および光学測定手段の測定タイミングなどを制御する制御手段108と、光学測定手段109によって得られた信号を処理し測定結果を演算するための演算部110と、演算部110で得られた結果を表示するための表示部111とで構成される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
回転駆動手段107は、分析用デバイス保持部材103を介して分析用デバイス1を軸心102の回りに任意の方向に所定の回転速度で回転させるだけではなく、所定の停止位置で軸心102を中心に所定の振幅範囲、周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス1を揺動させることができるように構成されている。ここでは回転駆動手段107としてモータ104を使用して分析用デバイス保持部材103を軸心102の回りに回転させている。軸心102は、この軸心102上の所定位置を中心に傾斜角度θ°だけ傾斜して回転自在に取り付けられている。
The rotation driving means 107 not only rotates the
なお、ここでは分析用デバイス1の回転動作と揺動動作を1つの回転駆動手段107で行う構成としているが、回転駆動手段107の負荷を軽減させるために、揺動動作用の駆動手段を別に設けてもかまわない。具体的には、分析用デバイス保持部材103の上にセットした分析用デバイス1に対して、前記モータ104とは別に用意したバイブレーションモータなどの加震手段を、直接または間接的に接触させることによって分析用デバイス1を揺動させて分析用デバイス1内の溶液に慣性力を付与する。
Here, the rotational operation and the swinging operation of the
光学測定手段109には、分析用デバイス1の測定部にレーザー光を照射するための光源105と、光源105から照射された光のうち、分析用デバイス1を通過した透過光の光量を検出するフォトディテクタ106とを備えている。分析用デバイス保持部材103が透光性に劣る材料または透光性でない材料の場合には、分析用デバイス保持部材103の分析用デバイス1の装着位置には、孔51,52が穿設されている。
The optical measuring means 109 detects the
ここでは光源105は出射光の波長を切り換え可能なものを使用し、フォトディテクタ106は光源105の出射光の何れの波長の光も検出できるものを使用している。
なお、光源105とフォトディテクタ106は、測定に必要な波長の種類に応じた複数対だけ設けることもできる。
Here, a
Note that a plurality of pairs of the
また、分析装置100には、分析用デバイス1内の希釈ユニット5を自動で開封するための開封手段、具体的には、分析用デバイス保持部材103にセットされた分析用デバイス1の開封ボタン6を操作できるように、分析用デバイス保持部材103に上下運動ができるアームを設け、開封ボタン6を前記アームによって押し上げる機構を設けてもかまわない。
Further, the
分析用デバイス保持部材103は、図5に示すように傾斜した軸心102に取り付けられて水平線に対して傾斜角度θ°だけ傾斜しており、分析用デバイス1の回転停止位置に応じて、分析用デバイス1内の溶液にかかる重力の方向を制御できる。
The analysis
具体的には、図6(a)に示す位置(真上を0°(360°)として表現した場合に180°付近の位置)で分析用デバイス1を停止させた場合は、分析用デバイス1の下側53が正面から見て下側に向くため、分析用デバイス1内の溶液は外周方向(下側53)に向かって重力を受ける。
Specifically, when the
また、図6(b)に示す60°付近の位置で分析用デバイス1を停止させた場合は、分析用デバイス1の左上側54が正面から見て下側に向くため、分析用デバイス1内の溶液は左上方向に向かって重力を受ける。同様に、図6(c)に示す300°付近の位置では、分析用デバイス1の右上側55が正面から見て下側に向くため、分析用デバイス1内の溶液は右上方向に向かって重力を受ける。
When the
このように、軸心102に傾斜を設け、任意の位置に分析用デバイス1を停止させることで、分析用デバイス1内の溶液を所定の方向に移送させるための駆動力の1つとして利用できる。
In this manner, by providing the
分析用デバイス1内の溶液にかかる重力の大きさは、軸心102の傾斜角度θを調整することで設定することができ、移送する液量と、分析用デバイス1内の壁面に付着する力との関係に応じて設定することが望ましい。
The magnitude of gravity applied to the solution in the
傾斜角度θは、10°〜45°の範囲が望ましく、傾斜角度θが10°より小さいと溶液にかかる重力が小さすぎて移送に必要な駆動力が得られないおそれがあり、傾斜角度θが45°より大きくなると軸心102への負荷が増大したり、遠心力で移送させた溶液が自重で勝手に動いて制御できなくなる虞がある。
The inclination angle θ is preferably in the range of 10 ° to 45 °. If the inclination angle θ is smaller than 10 °, the gravity applied to the solution may be too small to obtain the driving force necessary for the transfer. If the angle exceeds 45 °, the load on the
この実施の形態の分析装置100では、傾斜角度θを10°〜45°の範囲の任意の角度に固定しており、回転駆動手段107であるモータ104や、光源105、フォトディテクタ106も傾斜を持つ軸心102と平行に取り付けられているが、傾斜角度θを任意の角度に調整でき、モータ104や、光源105、フォトディテクタ106も追従して角度が変更される構成にすることで、分析用デバイス1の仕様や、分析用デバイス1内の移送プロセスに応じて、最適な傾斜角度を設定することができる。ここで、傾斜角度θを任意の角度に調整できる構成の場合は、傾斜角度θの範囲は0°〜45°が望ましく、重力の影響を受けたくない場合には傾斜角度を0°、すなわち分析用デバイス保持部材103を水平にして回転させることができる。
In the
図7〜図13は分析用デバイス1の詳細を示している。
図7は分析用デバイス1の希釈ユニット開封部を示す。
図7(a)は開封ボタン6の取り付け位置を示す平面図、図7(b)は図7(a)のA−A断面図を示す。
7 to 13 show details of the
FIG. 7 shows a dilution unit opening part of the
Fig.7 (a) is a top view which shows the attachment position of the
希釈ユニット5の開封および排出は、図7(b)に示すようにカバー基板4に接合された開封ボタン6の中心部を下方向から押し上げることで、ピン8が希釈ユニット5の表面に貼られているアルミシール10を突き破り、希釈ユニット5が開封される。さらに、希釈ユニット5が開封された状態で分析用デバイス1を回転させると、希釈ユニット5内の希釈液は、開封孔7と排出孔9の間に形成された空間(ベース基板3とカバー基板4の間に形成された排出溝、およびカバー基板4と開封ボタン6の間に形成された空間)を経由して保持キャビティ14に排出される。
As shown in FIG. 7B, the
図8(a)は分析用デバイス1の注入口周辺の拡大斜視図、図8(b)はその正面図である。図9は図2に示したベース基板3の前記カバー基板4との接合面の平面図を示す。
分析用デバイス1は、注入口11に試料液を付着させることで、試料液を内部に形成された毛細管キャビティ17の毛細管力によって吸引させることができるため、指先などから血液を直接採取することができる。ここで、注入口11は、分析用デバイス1本体の一側面より軸心102の方向に突出した形状をしているため、注入口11以外の場所に指などが接触して血液が付着し、分析時に付着した血液が外部に飛散するのを防ぐという効果を有している。
FIG. 8A is an enlarged perspective view of the vicinity of the injection port of the
Since the
また、毛細管キャビティ17の側面に、厚み方向の断面寸法が毛細管キャビティ17よりも大きく、大気と連通しているキャビティ12,13を設けている。キャビティ12,13を設けることで、毛細管キャビティ17内を流れる試料液は、側面部が先行して流れる毛管流ではなく、中央部が先行して流れる毛管流となって充填されるため、複数回に分けて充填させる場合でも、毛細管キャビティ17に保持されている試料液と後から採取した試料液の中央部同士が先に接触するように流れて行き、毛細管キャビティ17内の空気を側面のキャビティ12,13に排出しながら充填されていく。そのため、注入口11に付着させる試料液の量が採取途中で不足したり、採取の途中に注入口11から指先などが離れてしまったりした場合でも、毛細管キャビティ17内への採取が完了するまで何度でも採取することができる。ここでは、毛細管キャビティ17の厚み方向の断面寸法を50〜300μm、キャビティ12,13の厚み方向の断面寸法を1000〜3000μmで構成しているが、毛細管キャビティ17は毛細管力で試料液を採取できる寸法、キャビティ12,13は毛細管力で試料液が移送されない寸法であれば特に制限はない。
Also,
なお、図10に示すAA−AA,B−B,C−C,D−D,E−Eの各位置の断面の拡大図を図11(a)〜(e)に示す。20a,20b1,20b2,20c,20d,20e,20f,20g,20hは空気孔である。また、親水処理が施されている位置を図12にハッチングで示す。 In addition, the enlarged view of the cross section of each position of AA-AA, BB, CC, DD, and EE shown in FIG. 10 is shown to Fig.11 (a)-(e). 20a, 20b1, 20b2, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g and 20h are air holes. Moreover, the position where the hydrophilic treatment is performed is shown by hatching in FIG.
次に、本発明の実施の形態1における分析用デバイスのマイクロチャネル構成、および溶液の移送プロセスについて詳細に説明する。
図13は分析用デバイス1の構造をブロック図で表示したもので、分析用デバイス1の内部には、試料液を採取するための試料液採取部150と、試料液を希釈する希釈液を保持するための希釈液保持部151と、試料液採取部150から移送される試料液を保持し、溶液成分と固体成分とに遠心分離した後、所定量の固体成分を含む試料液を採取するための分離部152と、希釈液保持部151から移送される希釈液を計量するための希釈液計量部153と、分離部152から移送される試料液と希釈液計量部153から移送される希釈液を保持し、内部で混合した後、分析に必要な量に希釈溶液を計量するための混合部154と、混合部154から移送される希釈溶液を分析試薬と反応させて測定するための測定部155が形成されている。
Next, the microchannel configuration of the analytical device and the solution transfer process in
FIG. 13 is a block diagram showing the structure of the
試料液採取部150は、図9に示すように試料液を採取するための注入口11と、注入口11を通じて試料液を毛細管力で採取し規定量だけ保持する毛細管キャビティ17と、試料液採取時に毛細管キャビティ17内の空気を排出するためのキャビティ12,13とで構成されている。
As shown in FIG. 9, the sample
希釈液保持部151は、図9に示すように希釈ユニット5内に希釈液が保持されており、図7で説明した開封動作によって希釈液が展開される。
分離部152は、試料液採取部150の下手側で図9に示すように、キャビティ12を介して毛細管キャビティ17と連通するように形成されて毛細管キャビティ17から遠心力によって移送される試料液を保持して遠心力によって試料液を溶液成分と固体成分とに分離する分離キャビティ18と、分離キャビティ18と希釈液計量部153との間に形成されて分離キャビティ18で分離された固体成分の一部が移送されて保持する計量流路23と、計量流路23と分離キャビティ18とを連結して分離キャビティ18内の試料液を移送するための連結流路21と、分離キャビティ18と希釈液計量部153との間に形成されて連結流路21内で分離された試料液の溶液成分を優先的に保持して固体成分だけを計量流路23に移送させる溢流流路22と、分離された分離キャビティ18内の溶液成分が計量流路23に移送されるのを抑制するための分離キャビティ18内に形成された毛細管キャビティ19と、分離キャビティ18を境に計量流路23と反対側に形成されて分離キャビティ18や連結流路21、溢流流路22内の分析に必要ない試料液を排出するための連結流路24と、連結流路24経由で移送される不必要な試料液を保持するための溢流キャビティ25,26とで構成される。
As shown in FIG. 9, the
As shown in FIG. 9, the
ここで、連結流路21、溢流流路22、計量流路23、連結流路24、毛細管キャビティ19、溢流キャビティ26の厚み方向の断面寸法を50〜300μmで構成しているが、毛細管力で試料液を移送できる寸法であれば特に制限はない。また、分離キャビティ18、溢流キャビティ25の厚み方向の断面寸法を1000〜3000μmで構成しているが、必要な試料液の量に応じて調整可能である。
Here, the connecting
希釈液計量部153は、図9に示すように、希釈液保持部151の下手側に形成されて希釈ユニット5から遠心力によって移送される希釈液を規定量だけ保持するための保持キャビティ14と、保持キャビティ14と分離部152との間に形成されて保持キャビティ14で計量された希釈液を前記混合部154へ移送するためのサイフォン形状の連結流路15と、保持キャビティ14を境に連結流路15と反対側に形成されて保持キャビティ14へ移送される希釈液が所定量を越えた際に保持キャビティ14外へ溢流させるための溢流流路16と、保持キャビティ14で保持される液面高さを規定して溢流流路16を経由して希釈液が溢流される溢流キャビティ27と、溢流された希釈液を保持して光学測定手段109のリファレンス測定に使用される希釈液溢流室29と、希釈液溢流室29内に保持された希釈液が逆流して別のエリアに流出するのを防ぐための毛細管部28とで構成される。
As shown in FIG. 9, the dilution
ここで、連結流路15、溢流流路16、毛細管部28の厚み方向の断面寸法を50〜300μmで構成しているが、毛細管力が働く寸法であれば特に制限はない。また、保持キャビティ14、溢流キャビティ27、希釈液溢流室29の厚み方向の断面寸法を1000〜3000μmで構成しているが、必要な試料液の量や吸光度を測定するための条件(光路長、測定波長等)に応じて調整可能である。
Here, the cross-sectional dimension in the thickness direction of the connecting
混合部154は、図9に示すように、分離部152と希釈液計量部153の下手側で計量流路23および連結流路15と連通するように形成されて計量流路23から移送される試料液と保持キャビティ14から移送される希釈液を保持して内部で混合する第3の保持部としての混合室30と、混合中に希釈溶液が混合室30内に設けられた空気孔20cから流出するのを防止するように形成されたリブ31と、混合室30に保持される希釈溶液の軸心102方向に対する液面高さよりも内側に形成されて混合されて混合室30から移送される希釈溶液を保持する保持キャビティ32と、保持キャビティ32の下手側に形成されて保持キャビティ32から遠心力によって移送される希釈溶液を規定量だけ保持する保持キャビティ35と、保持キャビティ32と溢流キャビティ27との間に形成されて保持キャビティ32へ移送される希釈溶液が溢流キャビティ27へ流出するのを抑制するための毛細管部33と、保持キャビティ32と保持キャビティ35との間に形成されて保持キャビティ32へ移送される希釈溶液が保持キャビティ35へ流出するのを抑制するための連結流路34と、保持キャビティ35と保持キャビティ35の下手側に位置する測定部155との間に形成されて保持キャビティ35で計量された希釈溶液を測定部155へ移送するための連結流路37と、保持キャビティ35と溢流キャビティ27との間に形成されて保持キャビティ35へ移送される希釈溶液が所定量を越えた際に保持キャビティ35外へ溢流させるための溢流流路36とで構成される。
As shown in FIG. 9, the
ここで、毛細管部33、連結流路34、溢流流路36、連結流路37の厚み方向の断面寸法を50〜300μmで構成しているが、毛細管力が働く寸法であれば特に制限はない。また、保持キャビティ32、保持キャビティ35の厚み方向の断面寸法を1000〜3000μmで構成しているが、必要な希釈溶液の量に応じて調整可能である。
Here, the
測定部155は、図9に示すように、混合部154の下手側で連結流路37を介して保持キャビティ35と連通するように形成されて内部に担持されている試薬と保持キャビティ35から連結流路37を介して移送される希釈溶液を反応させて保持し第1の測定を行うための測定スポットである変性反応室38と、測定スポットである免疫アッセイ室43から見て操作キャビティであるこの変性反応室38に保持される変性溶液61の軸心102方向に対する液面高さよりも内側に形成されて、変性溶液61の測定後に変性反応室38内の変性溶液61を採取する変性溶液定量室39と、変性反応室38と変性溶液定量室39との間に形成されて変性反応室38に戻る変性溶液61の量を安定させるための毛細管キャビティ40と、変性溶液定量室39の下手側に形成されて変性溶液定量室39に採取された変性溶液61が測定スポットとしての免疫アッセイ室43へ流出するのを抑制する連結流路41と、変性溶液定量室39と毛細管キャビティ40との連結部に位置し、遠心力によって変性溶液定量室39内の変性溶液61を破断させて所定量の希釈溶液を変性反応室38に戻すリブ42と、変性溶液定量室39の下手側で連結流路41を介して変性溶液定量室39と連通するように形成されて内部に担持されている試薬と変性溶液定量室39から連結流路41を介して移送される変性溶液61を反応させて保持し第2の測定を行う測定スポットである免疫アッセイ室43と、この免疫アッセイ室43に保持される免疫アッセイ溶液62の軸心102方向に対する液面高さよりも内側に形成されて、免疫アッセイ溶液62の測定後に免疫アッセイ室43内の免疫アッセイ溶液62を採取し、内部に担持されている試薬と反応させる凝集反応室44aとで構成される。
As shown in FIG. 9, the measuring
この凝集反応室44aは、毛細管キャビティで構成されていた前記免疫アッセイ定量室44と同じ構成で、前記免疫アッセイ定量室44には試薬が設けられていなかったが、この実施の形態では従来例を示す図29(b)などに示す前記凝集反応室46に設けられていた凝集試薬が担持されている点が従来と異なっている。
The
ここで変性溶液定量室39、毛細管キャビティ40、連結流路41、凝集反応室44aの厚み方向の断面寸法を50〜500μmで構成しているが、毛細管力が働く寸法であれば特に制限はない。また、変性反応室38、免疫アッセイ室43の厚み方向の断面寸法を1000〜3000μmで構成しているが、必要な混合溶液の量や吸光度を測定するための条件(光路長、測定波長、サンプル溶液の反応濃度、試薬の種類等)に応じて調整可能である。
Here, the cross-sectional dimensions in the thickness direction of the denaturing
次に、分析用デバイス1の試料液分析工程について、血液中の血球内に含まれるヘモグロビンおよびHbA1cの濃度測定を例として、詳細に説明する。
なお、図14〜図22は分析用デバイス保持部材103にセットされた分析用デバイス1を分析用デバイス保持部材103の表面側から見た状態で図示されており、軸心102に対して回転方向C1が図1における左回転、軸心102に対して回転方向C2が図1における右回転を示している。図14は分析用デバイスの注入過程および分離/計量過程を示す。
Next, the sample solution analysis step of the
14 to 22 show the
− 工程1 −
図14(a)において、試料液である血液は、穿刺された指先などから分析用デバイス1の注入口11を介して毛細管キャビティ17の毛細管力によって、毛細管キャビティ17内が充填されるまで採取される。ここでは、毛細管キャビティ17の隙と対向面積によって決まる体積によって試料液、例えば約10μLの血液を計量できる構成としているが、分析に必要な量に応じて毛細管キャビティ17の形状寸法を規定し、採取できる容量を調整してもかまわない。必要量の血液を採取した分析用デバイス1は、分析装置100の分析用デバイス保持部材103上に装着され、希釈ユニット5の開封手段によって開封動作が行われる。
− Step 1 −
In FIG. 14A, blood as a sample solution is collected from the punctured fingertip or the like through the
− 工程2 −
希釈ユニット5の開封が終了した後、分析用デバイス保持部材103を回転(C2で示す右回転・3000rpm)させることで毛細管キャビティ17の内の血液と希釈液は、図14(b)に示すように分離キャビティ18へ移送され、希釈ユニット5内の希釈液は保持キャビティ14へ移送される。ここで、血液を希釈して血球中の測定成分を取り出す際に、個人差を有するヘマトクリット値(血液中に含まれる血球成分の比率)の影響による希釈のばらつきを低減させるために、分離キャビティ18へ移送された血液を遠心力によって血漿成分と血球成分とに分離し、外周部の高ヘマトクリット血液を採取して希釈することで、希釈のばらつきを低減している。
− Step 2 −
After the opening of the
また、この回転中に保持キャビティ14に移送されて規定量を越えた希釈液は、溢流流路16と、溢流キャビティ27と、毛細管部28を介して希釈液溢流室29内に流れ込んで保持される。
In addition, the diluent that has been transferred to the holding
図15は、毛細管キャビティ19を有している分離キャビティ18における前記遠心分離動作と、計量流路23を介して混合室30への移送フローを示している。
図15(a)に示すように分離キャビティ18の底部に溜まった血液57は、遠心力によって図15(b)に示すように血漿成分57aと血球成分57bとに分離される。回転が停止して遠心力が無くなると、図15(c)に示すように、分離キャビティ18における血漿成分57aは毛細管キャビティ19に毛細管移送され、連結流路21の血漿成分57aと血球成分57bは、大気に連通した空気孔20aを有するキャビティ58に接続されている溢流流路22に向かって毛細管移送される。連結流路24の血漿成分57aと血球成分57bは大気に連通した空気孔20dを有する溢流キャビティ26に向かって毛細管移送される。ここで、計量流路23の端部は、血球成分57bが到達している位置で連結流路21に接続されており、図15(d)に示すように、連結流路21から必要量の血球成分57bだけが計量流路23の毛細管力によって移送される。
FIG. 15 shows the centrifugal separation operation in the
As shown in FIG. 15A,
この実施の形態では分離キャビティ18に毛細管キャビティ19が形成されているため、分離キャビティ18に残っている血漿成分57aの殆どを毛細管キャビティ19で保持することができ、計量流路23に必要量の血球成分57bだけを毛細管移送するのに役立っている。具体的には、図16(a)に示すように分離キャビティ18に毛細管キャビティ19を形成しない比較例の場合には、血漿成分57aが分離キャビティ18の底部に溜まっており、計量流路23の毛細管力によって毛細管移送されると、図16(b)に示すように分離キャビティ18の底部に溜まっていた血漿成分57aが、連結流路21から計量流路23に向かって混入して、必要量の血球成分57bを得ることができない。
In this embodiment, since the
他方の、保持キャビティ14へ移送された希釈液は、保持される液面高さが溢流流路16と溢流キャビティ27の連結位置を超えると、溢流流路16を経由して溢流キャビティ27へ排出されるため、保持キャビティ14内に規定量だけ保持される。ここで、連結流路15は、溢流流路16と溢流キャビティ27の連結位置より半径方向の内方に配置される曲管を備えたサイフォン形状であるため、分析用デバイス1の回転中に希釈液を保持キャビティ14内で保持することができる。
On the other hand, the diluted liquid transferred to the holding
また、保持キャビティ14と溢流キャビティ27を連結する溢流流路16が毛細管であるため、分析用デバイス1の減速および停止時に慣性力や表面張力によって保持キャビティ14から溢流キャビティ27へ希釈液が流出することを毛細管力によって防ぐことができ、希釈液の計量を精度よく行うことができる。
In addition, since the
− 工程3 −
分析用デバイス保持部材103の前記回転(C2で示す右回転・3000rpm)を停止させて静止した後に、図17(a)から分析用デバイス保持部材103を回転(C2で示す右回転・2000rpm)させることによって、計量流路23で保持されていた必要量の血球成分57bと保持キャビティ14の希釈液が混合室30に流れ込んで混合されて希釈され、余分な血球成分57bは図17(b)に示すように溢流キャビティ26に保持される。そして光学測定手段109は、分析用デバイス1の希釈液溢流室29の希釈液が、光源105とフォトディテクタ106の間に介在するタイミングで読み取りを行うリファレンス測定を実施する。このときには、光源105の波長を535nmと625nmに切り換えてリファレンス測定している。
− Step 3 −
After the rotation (right rotation indicated by C2: 3000 rpm) of the analysis
− 工程4 −
次に、分析用デバイス1を図18(a)に示す60°付近の位置にして、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1000rpmの周波数で制御して希釈液を攪拌する。
− Step 4 −
Next, the
− 工程5 −
その後に、分析用デバイス1を図18(b)に示す180°付近の位置にして、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1000rpmの周波数で制御して希釈液を攪拌する。
− Step 5 −
Thereafter, the
ここで、混合室30と保持キャビティ32の間は連結部59で連通されており、攪拌時におけるこの連結部59の位置が、遠心力を発生させる回転の軸心102について混合室30に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈液が保持キャビティ32へ流出することがない。
Here, the mixing
− 工程6 −
次に、分析用デバイス1を図19(a)に示す300°付近の位置にして、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1000rpmの周波数で制御して、混合室30の希釈後の血球成分57b(希釈溶液)を、連結部59を介して保持キャビティ32に揺動移送する。
-Step 6-
Next, the
ここで、混合室30に保持された希釈溶液は、分析用デバイス1を図19(a)に示す300°付近の位置に移動させても、混合室30の壁面に働く表面張力によって保持されており(表面張力が希釈溶液に働く重力よりも大きいため)、分析用デバイス1を揺動させて希釈溶液に慣性力を与えることで、混合室30の壁面に働く表面張力を打ち破り、希釈溶液に働く慣性力と重力によって希釈溶液を保持キャビティ32に移送可能としている。
Here, the diluted solution held in the mixing
− 工程7 −
次に、分析用デバイス1を分析用デバイス保持部材103を回転(C2で示す右回転・2000rpm)させることによって、図19(b)に示すように保持キャビティ32から連結流路34を介して保持キャビティ35に規定量の希釈溶液が移送される。保持キャビティ35へ移送される希釈溶液が所定量を越えた分は溢流流路36を介して溢流キャビティ27へ溢流し、保持キャビティ35には規定量の希釈溶液60だけが保持される。
-Step 7-
Next, the
− 工程8 −
分析用デバイス保持部材103の前記回転(C2で示す右回転・2000rpm)を停止させて静止することによって、図20(a)に示すように保持キャビティ35の希釈溶液が連結流路37に呼び水され、さらに図20(a)から分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・2000rpm)させることによって、保持キャビティ35に保持された規定量の希釈溶液が、連結流路37を介して変性反応室38に移送され、変性反応室38に予め担持されている変性試薬を溶解する。
− Step 8 −
By stopping the rotation of the analysis device holding member 103 (right rotation indicated by C2 and 2000 rpm) and allowing it to stand still, the diluted solution in the holding
− 工程9 −
その後、図20(b)に示す180°付近の位置において、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1000rpmの周波数で制御して、分析用デバイス1の変性反応室38の変性溶液61を攪拌する。
-Step 9-
Thereafter, at a position near 180 ° shown in FIG. 20B, the
ここで、変性反応室38と免疫アッセイ室43の側との間は、毛細管キャビティ40と変性溶液定量室39を介して連通されている。攪拌時におけるこの毛細管キャビティ40の位置が、遠心力を発生させる回転の軸心102について変性反応室38に保持された希釈溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の希釈溶液が免疫アッセイ室43の側の変性溶液定量室39へ流出することがない。
Here, the
− 工程10 −
次に、分析用デバイス1を静止させて変性溶液61を変性反応させた後に、分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・1500rpm)させて第1測定を実施する。
-Step 10-
Next, after the
第1測定は、光源105の波長を535nmに切り換えた発光状態において、分析用デバイス1の変性反応室38の変性反応させた変性溶液61を、光源105とフォトディテクタ106の間に介在するタイミングで読み取りを行う。演算部110は、第1測定によって得られた測定値を、希釈液溢流室29を光源105の波長を535nmにして予め読み取った基準値に基づいて処理して数値化した変性ヘモグロビン濃度を表示部111に表示する。
In the first measurement, in the light emission state in which the wavelength of the
混合溶液と変性反応室38に保持された変性試薬との反応を行った後、変性反応室内に形成された測定領域においてヘモグロビン誘導体の濃度の測定を行うことにより、混合溶液もしくは変性溶液中の総ヘモグロビンの決定を行う。
After the reaction between the mixed solution and the denaturing reagent held in the denaturing
なお、変性前に混合室30において、ヘモグロビンのγピーク(ソーレ帯)の吸収を利用して、波長410nmのLEDの光源による比色度合いによるヘモグロビンの測定を行ってもよい。
In addition, before modification | denaturation, in the mixing
ここで、“変性”とは、たんぱく質の構造内から特異的な箇所を構造外へ出す(露出させる)ことをいい、後述する抗原抗体反応は、そのたんぱく質の構造内から露出された部位である“変性された部位”と特異的に反応するラテックス試薬によって行われる。 As used herein, “denaturation” means that a specific portion is exposed (exposed) from within the structure of the protein, and the antigen-antibody reaction described later is a portion exposed from within the structure of the protein. This is done with a latex reagent that reacts specifically with “denatured sites”.
− 工程11 −
次に、分析用デバイス1を図21(a)に示す60°付近の位置にして、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1500rpmの周波数で制御することによって、変性反応室38に保持された変性溶液61が変性溶液定量室39に毛細管移送されて、変性溶液定量室39には規定量の変性溶液61が保持される。
− Step 11 −
Next, by controlling the
− 工程12 −
次に、分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・2000rpm)させることによって、変性溶液定量室39から連結流路41を介して免疫アッセイ室43に変性溶液61が流入し、免疫アッセイ室43に予め担持されているラテックス試薬を溶解する。
− Step 12 −
Next, the
− 工程13 −
その後、図21(b)に示す180°付近の位置において、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1000rpmの周波数で制御して、分析用デバイス1の免疫アッセイ室43の第2反応液62を攪拌する。前記免疫アッセイ室43において、免疫アッセイ溶液は、ヘモグロビン誘導体の変性された部位に対して特異的な抗体を含む試薬(例えば、ラテックス試薬)により抗原抗体反応が行われる。
-Step 13-
Thereafter, at a position near 180 ° shown in FIG. 21B, the
ここで免疫アッセイ室43と凝集反応室44aの側との間は、免疫アッセイ室43と凝集反応室44aとを接続する接続部44bの攪拌時における位置を、遠心力を発生させる回転の軸心102について免疫アッセイ室43に保持された混合溶液の液面よりも内周側に位置させたため、攪拌混合中の混合溶液が凝集反応室44aへ流出することがない。
Here, between the
− 工程14 −
次に、分析用デバイス1を静止させて免疫アッセイ液62を抗原抗体反応させた後に、分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・1500rpm)させて第2測定を実施する。
− Step 14 −
Next, after the
第2測定は、光源105の波長を625nmに切り換えた発光状態において、ヘモグロビン誘導体の濃度を測定するのであるが、分析用デバイス1の免疫アッセイ室43の抗原抗体反応した免疫アッセイ溶液62が、光源105とフォトディテクタ106の間に介在するタイミングで読み取りを行うことによりブランク測定が行われる。
In the second measurement, the concentration of the hemoglobin derivative is measured in a light emission state in which the wavelength of the
− 工程15 −
次に、分析用デバイス1を図22(a)に示す60°付近の位置にして、±1mm程度の揺動を分析用デバイス1に与えるようにモータ104を1500rpmの周波数で制御して免疫アッセイ溶液62を凝集反応室44aに毛細管移送し、凝集反応室44aに担持されている凝集試薬を溶解、攪拌する。
− Step 15 −
Next, the
− 工程16 −
その後、分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・2000rpm)させることによって、図22(a)に示すように、凝集反応室44aに保持された凝集溶液63が、免疫アッセイ室43に再び流入し、免疫アッセイ室43が凝集溶液63を保持する。
− Step 16 −
Thereafter, the analysis
− 工程17 −
次に、図22(b)に示す60°付近の位置に分析用デバイス1を静止させると、免疫アッセイ室43に移送された凝集溶液63は、毛細管力の作用によって再び凝集反応室46に吸い上げられる。ここで、免疫アッセイ室43と凝集反応室46をつなぐ壁面は、工程15の免疫アッセイ溶液62の移送によって表面が濡らされたため、工程15のように揺動を行わなくても凝集反応室46に溶液を移送することができる。
− Step 17 −
Next, when the
凝集溶液63は、工程16と工程17の動作を繰り返し行うことで、攪拌を促進することができ、免疫アッセイ室43と凝集反応室46においては、凝集剤が、前記抗体がヘモグロビン誘導体と結合していない未反応体と反応結合することにより、凝集が起きる。
− 工程18 −
次に、分析用デバイス1を静止させて凝集溶液63を凝集反応させた後に、分析用デバイス保持部材103を回転(C1で示す左回転・1500rpm)させて第3測定を実施する。
− Step 18 −
Next, after the
第3測定は、光源105の波長を625nmに切り換えた発光状態において、分析用デバイス1の免疫アッセイ室43の凝集反応した凝集溶液63が、光源105とフォトディテクタ106の間に介在するタイミングで読み取りを行い、凝集溶液63の濁り度合いを測定する。
In the third measurement, in the light emission state in which the wavelength of the
演算部110は、第2測定と第3測定によって得られた測定値を、希釈液溢流室29を光源105の波長を625nmにして予め読み取ってある基準値に基づいて処理して数値化したHbA1c濃度と、前記変性ヘモグロビン濃度を基に算出されるHbA1c%値を表示部111に表示する。
The
また、本実施の形態では、光源105には発光ダイオードを利用しているが、これに限定されるものではなく、光源波長については比色測定において、ヘモグロビンの光吸収作用がある波長領域であればよく、400〜450nmの領域に光吸収作用があるγピーク(ソーレ吸収帯)や、500〜580nmの領域に吸収作用があるヘモグロビンやヘモグロビン誘導体の可視部の光吸収作用を利用することができる。濁度については、可視光領域であれば吸収はあるものの500〜800nmが適している。
In the present embodiment, a light emitting diode is used as the
図23は上記の工程1〜工程18に関して、図13をより詳細に示したものである。
分析用デバイス1に保持された試薬について、ヘモグロビン誘導体の測定の場合を具体的に説明する。
FIG. 23 shows FIG. 13 in more detail with respect to
The case of measuring a hemoglobin derivative for the reagent held in the
本発明の実施の形態である、ヘモグロビン誘導体の測定方法は、変性用の試薬(変性剤)により、前記試料中のヘモグロビン誘導体を変性させる工程を含む。
ヘモグロビン(以後、Hbと記載する場合もあり)とは、α鎖と非α鎖(β、γ、δ鎖)のグロビンがヘムと結合し、会合して形成される四量体構造を基本とするものである。
The method for measuring a hemoglobin derivative, which is an embodiment of the present invention, includes a step of denaturing the hemoglobin derivative in the sample with a denaturing reagent (denaturing agent).
Hemoglobin (hereinafter sometimes referred to as Hb) is based on a tetrameric structure formed by binding and association of α-chain and non-α-chain (β, γ, δ chain) globin with heme. To do.
特に糖が結合したHbA1や、飲酒によるアセトアルデヒド化Hb、透析患者などで見られるカルバミル化Hbなどその種類は多岐に亘る。このように、ヘモグロビン誘導体とは、前述したようなヘモグロビンの一部の領域が修飾され、構造が異なるものを意味し、ヘモグロビン誘導体の約90%を占めるHbA(α2β2)、約3%のHbA2(α2δ2)、約1%のHbF(α2γ2)などがある。HbAにおいては、β鎖アミノ酸末端に糖が結合していないHbA0と、糖が結合したHbA1がある。さらに、前記HbA1の中には、HbA1a、HbA1b、HbA1cがあり、これらもヘモグロビン誘導体である。その中でも、ヘモグロビンのβ鎖N末端に血液中の糖が結合したヘモグロビンA1cは、過去2〜3ヶ月間の血液中の糖濃度を反映する指標として、広く知られている。 In particular, HbA1 to which sugar is bound, acetaldehyde-modified Hb by drinking, carbamylated Hb found in dialysis patients and the like are various. Thus, the hemoglobin derivative means a part of hemoglobin modified as described above and having a different structure. HbA (α2β2), which accounts for about 90% of the hemoglobin derivative, and about 3% of HbA2 ( α2δ2) and about 1% HbF (α2γ2). In HbA, there are HbA0 in which no sugar is bound to the β-chain amino acid terminal and HbA1 in which a sugar is bound. Further, among the HbA1, there are HbA1a, HbA1b, and HbA1c, which are also hemoglobin derivatives. Among them, hemoglobin A1c in which sugar in blood is bound to the β chain N-terminal of hemoglobin is widely known as an index reflecting the blood sugar concentration in the past 2 to 3 months.
ヘモグロビン誘導体を決めるポイントとしては、ペプチド構造に特異な領域のアミノ酸配列があるか、もしくは、アミノ酸残基やペプチド末端がリン酸化もしくは糖化された領域が存在するかどうかである。例えば、HbA1aはβ鎖N末端がリン酸化されており、HbA1bはβ鎖N末端がアルデヒド化されており、またHbA1cはβ鎖N末端がフルクトシル化されている。また、HbFは、サブユニットがβとγで異なる。アミノ酸単位の差では、HbA2のβサブユニットのN末端から9残基目、21残基目が異なる。本発明のヘモグロビン誘導体は、このような一部の領域が異なるものをいう。さらに、これら以外にも、ヘモグロビン誘導体には様々な種類があり、上述のアルコールの乱用によるアセトアルデヒド―ヘモグロビン付加物、尿毒症患者の血液中に存在する尿素―ヘモグロビン付加物、だけでなく、例えば、アスピリン−ヘモグロビンコンプレックスや、カルボキシメチル化ヘモグロビン等、多岐に亘る。ヘモグロビン誘導体としては、特に、ヘモグロビンタンパク上の反応性アミン基とグルコースとの非酵素反応によって生成する糖化ヘモグロビンが有用な測定項目として挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The point that determines the hemoglobin derivative is whether there is an amino acid sequence in a region specific to the peptide structure, or whether there is a region in which amino acid residues or peptide ends are phosphorylated or glycated. For example, HbA1a is phosphorylated at the β-chain N-terminus, HbA1b is aldehyded at the β-chain N-terminus, and HbA1c is fructosylated at the β-chain N-terminus. Moreover, subunits of HbF are different between β and γ. In the amino acid unit difference, the 9th and 21st residues from the N-terminal of the β subunit of HbA2 are different. The hemoglobin derivative of the present invention refers to those having different partial regions. In addition to these, there are various types of hemoglobin derivatives, such as the above-mentioned acetaldehyde-hemoglobin adducts due to alcohol abuse, urea-hemoglobin adducts present in the blood of uremic patients, for example, Aspirin-hemoglobin complex, carboxymethylated hemoglobin, etc. Examples of the hemoglobin derivative include glycated hemoglobin produced by a non-enzymatic reaction between a reactive amine group on hemoglobin protein and glucose, but are not limited thereto.
本発明で示すヘモグロビン誘導体を測定する上で、ヘモグロビン誘導体のわずかに異なる領域を区別・認識して、それぞれのヘモグロビン誘導体を同定・定量する必要がある。その異なる部分、すなわちヘモグロビン誘導体の特異的な箇所をタンパク質の構造内から構造外へ出すことを、本発明では変性という。 In measuring the hemoglobin derivative shown in the present invention, it is necessary to distinguish and recognize slightly different regions of the hemoglobin derivative and to identify and quantify each hemoglobin derivative. In the present invention, denaturing the different portion, that is, a specific portion of the hemoglobin derivative from the structure of the protein to the outside of the structure is referred to as denaturation.
変性の程度は、4次構造を構成するサブユニット構造が解離する程度、3次構造を構成する疎水結合、水素結合、ファンデールワールス力、イオン結合を解離する程度、2次構造を構成するα−へリックスやβシートの構造を変化させる程度、あるいは、直鎖状の構造になってもよい。一般的に、タンパク質は生体内で機能性物質として存在するが、それは、タンパク質がこれらの構造から形成される精密な立体構造を保っているからである。従って、構造を変化させるということは、少なからずタンパク質の機能が変わり、性質が変わったといえる。これは、機能が低下したことも向上したことも含む。これらを達成するための変性剤としては例えば、リチウム塩形態の陰イオンでヘモグロビンを変性させる方法(特開平3−51759号公報)、非イオン性界面活性剤を含む方法(WO2006/112339)などがあるがこれらに限定されるものではない。 The degree of modification is such that the subunit structure constituting the quaternary structure is dissociated, the hydrophobic bond constituting the tertiary structure, the hydrogen bond, the van der Waals force, and the ionic bond are dissociated. Α constituting the secondary structure -It may be a degree to change the structure of the helix or β sheet, or a linear structure. Generally, proteins exist as functional substances in vivo, because proteins maintain a precise three-dimensional structure formed from these structures. Therefore, changing the structure can be said to have changed the function and properties of the protein. This includes both reduced functionality and improved functionality. Examples of the modifying agent for achieving these include a method of modifying hemoglobin with an anion in the form of a lithium salt (Japanese Patent Laid-Open No. 3-51759), a method including a nonionic surfactant (WO 2006/112339), and the like. However, it is not limited to these.
本実施の形態における、免疫アッセイ用の試薬は、ヘモグロビン誘導体の変性された部位に対して特異的な抗体を含む試薬であり、本発明の免疫アッセイ抗原抗体反応を基本とした測定原理であればよく、一般的に知られている、免疫比濁法、免疫比朧法、ラテックス免疫凝集法、免疫凝集阻止法、ラテックス免疫凝集阻止法、蛍光免疫測定法、化学発光免疫測定法、電気化学免疫測定法、蛍光偏光免疫測定法、免疫クロマト法の、いずれであってもよい。 The reagent for immunoassay in the present embodiment is a reagent containing an antibody specific for the denatured portion of the hemoglobin derivative, and if it is a measurement principle based on the immunoassay antigen-antibody reaction of the present invention. Well known, immunoturbidimetric method, immunonephelometric method, latex immunoagglutination method, immunoaggregation inhibition method, latex immunoaggregation inhibition method, fluorescence immunoassay, chemiluminescence immunoassay, electrochemical immunization Any of a measurement method, a fluorescence polarization immunoassay method, and an immunochromatography method may be used.
本発明のヘモグロビン誘導体の測定方法において、とくに重要なのは、ヘモグロビン誘導体の糖化部位に対する特異的な抗体を利用した免疫アッセイである。糖化されたヘモグロビンとは、上記にも示したが、HbA1a、HbA1b、HbA1cである。この中で、とくにHbA1cは、近年、三大成人病の一つとして問題になっている糖尿病患者を管理するための指標になるもので、1〜3ヶ月間の長期血糖コントロールの目安となるものである。具体的には、HbA1cの変性処理を行った後、HbA1c特有のβ鎖N末端のアミノ酸が糖化されたものに対する抗体を含む試薬を含むものである。 Of particular importance in the method for measuring a hemoglobin derivative of the present invention is an immunoassay using an antibody specific to the glycation site of the hemoglobin derivative. The glycated hemoglobin is HbA1a, HbA1b, and HbA1c as described above. Among them, HbA1c is an index for managing diabetic patients, which has recently become a problem as one of the three major adult diseases, and is a measure for long-term blood glucose control for 1 to 3 months. It is. Specifically, it includes a reagent containing an antibody against a glycosylated β-chain N-terminal amino acid unique to HbA1c after HbA1c denaturation treatment.
本実施の形態における、凝集用の凝集剤とは、抗体と特異的に抗原抗体反応をする凝集多価抗原であるものであり、ヘモグロビン誘導体に特異的な箇所に対する抗体を使用して測定する免疫測定反応であれば、上記に限定しない。 In the present embodiment, the aggregating agent for aggregation is an aggregated polyvalent antigen that specifically reacts with an antibody by an antigen-antibody reaction, and immunity is measured using an antibody against a site specific to a hemoglobin derivative. The measurement reaction is not limited to the above.
本発明の試薬の保持方法としては、液体状態、乾燥物状態、凍結乾燥物状態などに限定されるものではなく、実施上有意義な方法で保持できる。
次に、ヘモグロビン誘導体の代表的検査項目であるヘモグロビンA1cについて、下記の実施例1〜実施例8おいて、図24〜図27と(表1)〜(表4)を用いて、より具体的に説明する。
The method for retaining the reagent of the present invention is not limited to a liquid state, a dried product state, a lyophilized product state, and the like, and can be retained by a method that is meaningful in practice.
Next, with respect to hemoglobin A1c, which is a representative test item of a hemoglobin derivative, in FIGS. 24 to 27 and (Table 1) to (Table 4) in the following Examples 1 to 8, more specific examples will be given. Explained.
(実施例1)
本発明の実施の一例として、HbA1cラテックス凝集阻止法で検討した際の試薬組成について説明する。また本実施例において抗体はラテックスビーズに標識した状態で使用する。
(a)モノクローナル抗体の作成
免疫原の作製
HbA1cの免疫原の作製については、以下のように実施した。まずHbA1cのβ鎖N末端部位と同等の構造を作製する為に、バリン−ヒスチジン−ロイシン−スレオニン−システイン(以下VHLTCと省略)の配列でアミノ酸を結合され構成されるポリペプチドのバリンに、フルクトースを結合させることにより、フルクトシルVHLTCを作製した。次に免疫原性を高めるために、フルクトシルVHLTCのシステイン残基を介して、縮合試薬N−(6−Maleimidocaproyloxy)succinimideを使用して、チキンγグロブリン(以下CGGと省略)のアミノ基に標識し、この結果得られたフルクトシルVHLTC標識CGGを免疫原とした。
Example 1
As an example of the practice of the present invention, the reagent composition when examined by the HbA1c latex aggregation inhibition method will be described. In this example, the antibody is used in a state labeled with latex beads.
(A) Preparation of monoclonal antibody
Preparation of immunogen Preparation of an immunogen of HbA1c was performed as follows. First, in order to produce a structure equivalent to the β-chain N-terminal site of HbA1c, a fructose is added to a valine of a polypeptide composed of amino acids linked to a valine-histidine-leucine-threonine-cysteine (hereinafter abbreviated as VHLTC) sequence. To make fructosyl VHLTC. Next, in order to enhance immunogenicity, the amino group of chicken γ globulin (hereinafter abbreviated as CGG) is labeled using the condensation reagent N- (6-Maleimidocaproyloxy) succinimide through the cysteine residue of fructosyl VHLTC. The resulting fructosyl VHLTC-labeled CGG was used as an immunogen.
1.マウスの免疫
生後約8週のマウス(Balb/c)10匹に対して、前述のように作製した免疫原(フルクトシルVHLTC標識CGG)をエマルジョンにして、1匹当り腹腔内に10μgずつ注入した。この免疫作業は2週間おきに実施した。
1. Immunization of
2.抗体産生のチェック
免疫を5回実施したマウスについて、眼静脈より50〜100μLの血液を遠心管に採取した。血清を遠心分離し、ELISA法による抗体価の評価を行ったところ、全てのマウスについて抗HbA1c抗体の産生が確認された。
2. Antibody production check For mice immunized 5 times, 50-100 μL of blood was collected into a centrifuge tube from the ocular vein. The serum was centrifuged and the antibody titer was evaluated by ELISA. As a result, production of anti-HbA1c antibody was confirmed in all mice.
3.マウスのブースト
前述の抗体価の評価で、特に力価の高かったマウスについて、マウスの脾臓を肥大させるためにブースト(弱い免疫原の注射)を行った。免疫原はフルクトシルVHLTC標識CGG10μg分をPBSで希釈した溶液を使用した。
3. Mouse Boost In the above-described evaluation of antibody titer, a boost (injection of weak immunogen) was performed to enlarge the spleen of the mouse, which had a particularly high titer. As the immunogen, a solution obtained by diluting 10 μg of fructosyl VHLTC-labeled CGG with PBS was used.
4.細胞融合
ブースト後3日を経過したマウスの脾臓細胞を摘出し、ポリエチレングリコールを用いた常法により、マウス骨髄腫由来細胞と融合した。この融合細胞については、96ウェルプレート上で15%のウシ胎児血清(以下、FCS)を含むHAT培地で培養した。1週間後、15%のFCSを含むHT培地と交換した。
4). Cell Fusion Spleen cells of mice that had passed 3 days after the boost were removed and fused with mouse myeloma-derived cells by a conventional method using polyethylene glycol. The fused cells were cultured in a HAT medium containing 15% fetal calf serum (hereinafter referred to as FCS) on a 96-well plate. After one week, the medium was replaced with HT medium containing 15% FCS.
5.クローニング
ELISA法による抗体価の測定を行い、力価の高いウェルを選択した。
ウェルあたり1個の細胞が含まれる濃度に希釈(限界希釈)し、96ウェルのマイクロプレートに分注した。プレートのサイズを上げながら培養を進め、適時上清についてELISA法による抗体価測定を繰り返し、HbA1cに対して高い力価を示し、かつ良好な増殖を示している細胞群を最終的に選別した。
5). Cloning The antibody titer was measured by ELISA, and wells with high titers were selected.
The solution was diluted to a concentration containing 1 cell per well (limit dilution) and dispensed into a 96-well microplate. The culture was advanced while increasing the size of the plate, and the antibody titer measurement by the ELISA method was repeated with respect to the timely supernatant, and the cell group showing high titer against HbA1c and showing good proliferation was finally selected.
6.細胞の凍結保存
最終的に選別された細胞は、3×106細胞/mlの濃度で−80℃で凍結した後、液体窒素中に移して長期保存状態にした。
6). Cryopreservation of cells The finally selected cells were frozen at −80 ° C. at a concentration of 3 × 10 6 cells / ml, and then transferred to liquid nitrogen for long-term storage.
7.抗体の評価
得られた細胞を、マウス腹腔内に注入する一般的な手法により、腹水を作製し、proteinAセファロースゲルを充填したカラムにより抗体を精製した。このようにして得られた抗体について、ELISAプレートにコートしたヒトヘモグロビンA1cに対する上記各抗体の結合を阻害するフルクトシルVHLTC標識CGGの半値(インヒビションの半値)は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター受託番号(国際寄託)FERM BP−10795号株由来のモノクローナル抗体 は2×10−10Mである。
(b)ラテックス試薬
積水化学工業(株)製の0.15μmのポリスチレンラテックスを用い、室温にて2時間攪拌を行うことにより前記精製抗体を物理吸着法にて標識を行った。その後、0.5%BSA(シグマ・アルドリッチ社製)/PBS懸濁液中にてブロッキングを行い、その後遠心分離法によって未標識抗体の分離・洗浄を行い、再び0.5%BSA(シグマ・アルドリッチ社製)/PBS懸濁液中で再懸濁を行うことにより抗体のラテックス試薬とした。
(c)凝集試薬
凝集試薬は、コバス試薬HbA1c(ロシュ・ダイアグノスティックス社製)の凝集試薬(合成多価HbA1c抗原)を利用した。
(d)変性試薬
非イオン性界面活性剤を含む方法であり(WO2006/112339)を参考に下記の組成を決定した。
7). Antibody Evaluation Ascites was prepared by a general technique of injecting the obtained cells into a mouse abdominal cavity, and the antibody was purified by a column packed with protein A Sepharose gel. Regarding the antibody thus obtained, the half value of fructosyl VHLTC-labeled CGG (inhibition half value) that inhibits the binding of each antibody to human hemoglobin A1c coated on an ELISA plate is the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. Patent biological deposit center accession number (international deposit) The monoclonal antibody derived from FERM BP-10895 strain is 2 × 10 −10 M.
(B) Latex reagent The purified antibody was labeled by a physical adsorption method by stirring for 2 hours at room temperature using a 0.15 μm polystyrene latex manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. Thereafter, blocking was performed in a 0.5% BSA (manufactured by Sigma-Aldrich) / PBS suspension, and then the unlabeled antibody was separated and washed by centrifugation, and again 0.5% BSA (Sigma The antibody latex reagent was obtained by resuspension in an Aldrich) / PBS suspension.
(C) Aggregation reagent The aggregation reagent used was an aggregation reagent (synthetic multivalent HbA1c antigen) of Cobas reagent HbA1c (manufactured by Roche Diagnostics).
(D) Denaturing reagent A method comprising a nonionic surfactant, and the following composition was determined with reference to (WO 2006/112339).
1.スクロース・モノカプレート(和光純薬製)/反応時濃度0.25%
2.フェリシアン化カリウム(和光純薬製)/反応時濃度0.25%
(e)希釈液
希釈液は一般的なイオン交換法にて調整された純水を用いた。
1. Sucrose monocaprate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) / Concentration at reaction 0.25%
2. Potassium ferricyanide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) / Reaction concentration 0.25%
(E) Diluent The pure water adjusted by the general ion exchange method was used for the diluent.
(実施例2)
以下に、ヘモグロビン濃度測定について検討した実施例を詳細に記す。
(a)分析用デバイスの作成方法
分析用デバイスは本実施の形態1の分析用デバイスに、実施例1に示したラテックス試薬、凝集試薬、変性試薬をそれぞれ、免疫アッセイ室43、凝集反応室46、変性反応室38に凍結乾燥により担持することにより作成した。
(b)混合溶液の調製
試料溶液(血液)は、人から採血した血液を純水を用いて、希釈することにより調整した。
(Example 2)
Below, the Example which examined the hemoglobin density | concentration measurement is described in detail.
(A) Method for producing analytical device The analytical device is the analytical device of the first embodiment, and the latex reagent, agglutinating reagent, and denaturing reagent shown in Example 1 are respectively added to the
(B) Preparation of mixed solution The sample solution (blood) was prepared by diluting blood collected from a person with pure water.
混合用液のHb濃度の測定は、和光純薬工業株式会社より販売されている『ヘモグロビンB−テストワコー』を使用して濃度決定を行った。これはSLS−ヘモグロビン法によりヘモグロビンを検出する方法である。
(c)分析用デバイスによるHb測定
試薬を担持した分析用デバイスを用いて、混合室30の上部に注入穴をドリルにより形成し、直接混合溶液を注入した後、注入工をシールした。その後分析用デバイス1を分析装置本体100にセットし、実施例1に記載したとおり混合室30から変性反応室38への移送を行い、変性試薬と1分反応させたときの535nmの吸光度値を検出した。
The Hb concentration of the liquid for mixing was determined using “Hemoglobin B-Test Wako” sold by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. This is a method for detecting hemoglobin by the SLS-hemoglobin method.
(C) Hb measurement by analytical device Using an analytical device carrying a reagent, an injection hole was formed in the upper part of the mixing
図24は、横軸に混合液のヘモグロビン濃度、縦軸には吸光度をプロットしたものである。結果、本方法により、Hb濃度と吸光度の値が、Hb濃度が、0〜50.0mg/dLの範囲で、比例関係になるので、Hb濃度に応じたHb測定が十分可能であることが示唆された。 In FIG. 24, the horizontal axis represents the hemoglobin concentration of the mixed solution, and the vertical axis represents the absorbance. As a result, the Hb concentration and the absorbance value are proportional to each other in the range of 0 to 50.0 mg / dL by this method, which suggests that Hb measurement according to the Hb concentration is sufficiently possible. It was done.
(実施例3)
以下に、糖化ヘモグロビン(HbA1c)測定について検討した実施例を詳細に記す。
(a)分析用デバイスの作成方法・・・実施例2に記載したとおり
(b)混合溶液の調整
ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社より市販されているコバス試薬糖化ヘモグロビン同封の24.6μMの糖化ヘモグロビン標準液を、純水により希釈することにより、既知の糖化ヘモグロビン濃度の混合液を調整した。
(c)分析用デバイスによる糖化ヘモグロビン測定
試薬を担持した分析用デバイスを用いて、混合室30の上部に注入穴をドリルにより形成し、混合溶液を直接に注入した後、注入口をシールした。その後、分析用デバイス1を分析装置本体100にセットし、実施例1に記載したとおり混合室30から変性反応室38への移送を行い、その移送の各工程において、変性反応室38で変性試薬と混合溶液を1分反応を行い、免疫アッセイ室43ではラテックス試薬と2分させた際のラテックスブランク(濁度)を625nmで測定、最後に凝集反応させた際の凝集濁度(濁度)を625nmで測定を行った。ラテックスブランクからの凝集濁度の変化量を算出した。
Example 3
Below, the Example which examined glycated hemoglobin (HbA1c) measurement is described in detail.
(A) Method for producing analytical device: as described in Example 2 (b) Preparation of mixed solution 24.6 μM saccharification enclosed with Cobas reagent saccharified hemoglobin commercially available from Roche Diagnostics Inc. A hemoglobin standard solution was diluted with pure water to prepare a mixed solution having a known glycated hemoglobin concentration.
(C) Glycated hemoglobin measurement using an analytical device Using an analytical device carrying a reagent, an injection hole was formed in the upper part of the mixing
図25は、横軸に糖化ヘモグロビン濃度、縦軸に吸光度変化量をプロットした図である。
なお、糖化ヘモグロビン濃度をモルからmg/dLにするには、ヘモグロビン分子量を64500として計算を行った。結果、本法により、HbA1c濃度と吸光度の値が、HbA1c濃度が0.1〜10.0mg/dLの範囲(より好ましくは、0.2〜4.0mg/dL)で、ほぼ比例関係になっているので、糖化ヘモグロビンの測定が十分可能であることが示唆された。
FIG. 25 is a graph in which the glycated hemoglobin concentration is plotted on the horizontal axis and the absorbance change is plotted on the vertical axis.
In order to change the glycated hemoglobin concentration from mol to mg / dL, the calculation was performed with the hemoglobin molecular weight of 64,500. As a result, according to this method, the HbA1c concentration and the absorbance value are almost proportional in the range of the HbA1c concentration of 0.1 to 10.0 mg / dL (more preferably 0.2 to 4.0 mg / dL). Therefore, it was suggested that measurement of glycated hemoglobin is sufficiently possible.
(実施例4)
以下に、糖化ヘモグロビン/Hbの存在比を測定する方法について検討した実施例を詳細に記す。
(a)分析用デバイスの作成方法・・・実施例2に記載のとおり
(b)試料溶液の調整
試料溶液は、全血を3種類用いた。また(表1)は、その血液検体を糖化ヘモグロビン測定に広く用いられているHPLC法を原理とした東ソー社の自動糖化ヘモグロビン分析計(HLC−723GHbV)にて、糖化ヘモグロビン(%)を測定した結果である。
Example 4
Below, the Example which examined the method of measuring the abundance ratio of glycated hemoglobin / Hb is described in detail.
(A) Method for producing analytical device: as described in Example 2 (b) Preparation of sample solution Three types of whole blood were used as the sample solution. In Table 1, glycated hemoglobin (%) was measured with an automated glycated hemoglobin analyzer (HLC-723GHbV) manufactured by Tosoh Corporation based on the HPLC method widely used for measuring glycated hemoglobin. It is a result.
分析用デバイス1の試料収容室に前記3種類の血液試料と希釈液をそれぞれ注入し、分析装置本体100にセットし、液体を移送し、535nmでのヘモグロビン誘導体の吸光度と、625nmでの濁度を測定することにより、ラテックスブランク及び、凝集度合いを吸光度により測定した。ヘモグロビン濃度の決定は、測定吸光度により実施例2のヘモグロビン濃度プロットより図24から変性溶液38に含まれるヘモグロビン濃度を算出した。また糖化ヘモグロビン濃度の決定は、濁度の変化量から、図25から凝集溶液63に含まれる糖化ヘモグロビン濃度を算出した。その結果を(表2)に示す。
(実施例5)
本実施の形態の分析用デバイスを用いた糖化ヘモグロビン/Hbの存在比を測定した場合の測定精度について示す。
(Example 5)
The measurement accuracy when measuring the abundance ratio of glycated hemoglobin / Hb using the analytical device of the present embodiment will be described.
まず、図28〜図30に示す従来構成の分析用デバイスを用いた場合の測定精度を示す。従来構成の分析用デバイスは、ラテックスブランクの測定と糖化ヘモグロビンの測定をそれぞれ別の測定スポットで行う構成となっており、免疫アッセイ室43でラテックスブランクを測定した後、免疫アッセイ溶液62を免疫アッセイ定量室44に移送し、さらに遠心力によって凝集反応室46へ移送することで凝集試薬と反応させ、凝集反応室46内の凝集溶液63の濁度を測定することで糖化ヘモグロビンの濃度を算出している。
First, the measurement accuracy in the case of using the analysis device having the conventional configuration shown in FIGS. The analysis device having a conventional configuration is configured to measure latex blank and glycated hemoglobin at different measurement spots. After measuring the latex blank in the
図26は図28〜図30に示した従来の分析用デバイスを用いた場合の糖化ヘモグロビン濃度の測定結果を示したものである。
横軸はHPLC法を原理とした東ソー社の自動糖化ヘモグロビン分析計(HLC−723GHbV)にて、糖化ヘモグロビン(%)を測定した結果であり、縦軸は従来構成の分析用デバイスにて糖化ヘモグロビン(%)を測定した結果である。また、従来構成の分析用デバイスで測定した場合の測定CVを(表3)に示す。
FIG. 26 shows the measurement results of the glycated hemoglobin concentration when the conventional analytical device shown in FIGS. 28 to 30 is used.
The horizontal axis is the result of measuring glycated hemoglobin (%) with an automated glycated hemoglobin analyzer (HLC-723GHbV) manufactured by Tosoh Corporation based on the principle of the HPLC method, and the vertical axis is glycated hemoglobin with an analysis device having a conventional configuration. It is the result of measuring (%). In addition, Table 3 shows the measurement CV when measured with a conventional analysis device.
次に、本実施の形態の分析用デバイスを用いた場合の測定精度を示す。
本実施の形態の分析用デバイスは、ラテックスブランクの測定と糖化ヘモグロビンの測定を同じ測定スポットで行う構成となっており、免疫アッセイ室43でラテックスブランクを測定した後、免疫アッセイ溶液62を凝集反応室46に移送することで凝集試薬と反応させ、さらに遠心力によって凝集試薬と反応させた凝集溶液63を免疫アッセイ室43に戻し、免疫アッセイ室43内の凝集溶液63の濁度を測定することで糖化ヘモグロビンの濃度を算出している。
Next, the measurement accuracy when the analysis device of the present embodiment is used will be described.
The analysis device of the present embodiment is configured to perform measurement of latex blank and measurement of glycated hemoglobin at the same measurement spot. After measuring the latex blank in the
図27は本実施の形態の分析用デバイスを用いた場合の糖化ヘモグロビン濃度の測定結果を示したものである。横軸はHPLC法を原理とした東ソー社の自動糖化ヘモグロビン分析計(HLC−723GHbV)にて、糖化ヘモグロビン(%)を測定した結果であり、縦軸は本実施の形態の分析用デバイスにて糖化ヘモグロビン(%)を測定した結果である。また、本実施の形態の分析用デバイスで測定した場合の測定CVを(表4)に示す。 FIG. 27 shows the measurement result of the glycated hemoglobin concentration when the analytical device of the present embodiment is used. The horizontal axis is the result of measuring glycated hemoglobin (%) with an automated glycated hemoglobin analyzer (HLC-723GHbV) manufactured by Tosoh Corporation based on the HPLC method, and the vertical axis is the analytical device of the present embodiment. It is the result of measuring glycated hemoglobin (%). In addition, Table 4 shows the measurement CV when measured with the analytical device of the present embodiment.
このように、本実施の形態である同一測定スポットにおいてラテックスブランクの測定と糖化ヘモグロビンの測定とを行うことで、従来構成の分析用デバイスよりもさらに測定精度が改善されることがわかる。 Thus, it can be seen that the measurement accuracy is further improved over the analytical device of the conventional configuration by performing the measurement of the latex blank and the measurement of glycated hemoglobin at the same measurement spot according to the present embodiment.
改善される要因としては、同一の測定スポットで測定を行うことで、測定スポット間の成型精度や接合精度に起因する測定スポットの光路長のばらつきや、素材や表面状態の違いによる透過率のばらつきを無視できるためである。 Factors that can be improved include measurement at the same measurement spot, variation in optical path length of measurement spots due to molding accuracy and bonding accuracy between measurement spots, and variation in transmittance due to differences in materials and surface conditions. This is because it can be ignored.
また、従来構成の分析用デバイスでは、免疫アッセイ室43で測定した後、免疫アッセイ定量室44を介して凝集反応室46に免疫アッセイ溶液62を移送した際に、免疫アッセイ室43に付着して残留する免疫アッセイ溶液62の量のばらつきから、凝集反応室46での凝集試薬との反応濃度もばらついていると考えられため、本実施の形態のように、ラテックスブランクとの測定と糖化ヘモグロビンの測定を同一の液量で試薬と反応させることで、反応濃度のばらつきを抑制できたためと推測できる。
Further, in the analysis device having the conventional configuration, when the
本発明は、別々のタイミングで移送された全ての溶液を同じ場所で保持し、必要なタイミングで次工程へ移送することができるため、溶液を完全に混合した状態で次工程へ移送することが可能となり、分析精度を向上させることができ、生物などから採取した液体の成分分析に使用する分析用デバイスの移送制御手段として有用である。 In the present invention, since all the solutions transferred at different timings can be held at the same place and transferred to the next step at the necessary timing, the solution can be transferred to the next step in a completely mixed state. It is possible to improve the analysis accuracy, and is useful as a transfer control means for an analysis device used for component analysis of a liquid collected from a living organism.
1 分析用デバイス
2 保護キャップ
3 ベース基板
4 カバー基板
5 希釈ユニット
6 開封ボタン
7 開封孔
8 ピン
9 排出孔
10 アルミシール
11 注入口
12,13 キャビティ
14 保持キャビティ
15 連結流路
16 溢流流路
17 毛細管キャビティ
18 分離キャビティ
19 毛細管キャビティ
20a,20b1,20b2,20c〜20h 空気孔
21,24 連結流路
22 溢流流路
23 計量流路
25,26,27 溢流キャビティ
28 毛細管部
29 希釈液溢流室
30 混合室
31 リブ
32 保持キャビティ
33 毛細管部
34 連結流路
35 保持キャビティ
36 溢流流路
37 連結流路
38 変性反応室(測定スポット)
39 変性溶液定量室
40 毛細管キャビティ
41 連結流路
42 リブ
43 免疫アッセイ室43(測定スポット,第1反応室)
44a 免疫アッセイ定量室(第2反応室)
44b 接続部
46 凝集反応室(測定スポット)
56 親水処理位置
57 血液
57a 血漿成分
57b 血球成分
58 キャビティ
59 連結部
61 変性溶液
62 免疫アッセイ溶液(第1反応液)
63 凝集溶液(第2反応液)
100 分析装置
101 蓋
102 軸心
103 分析用デバイス保持部材
104 モータ
105 光源
106 フォトディテクタ
107 回転駆動手段
108 制御手段
109 光学測定手段
110 演算部
111 表示部
150 試料液採取部
151 希釈液保持部
152 分離部
153 希釈液計量部
154 混合部
155 測定部
C1 左回転
C2 右回転
θ 傾斜角度
DESCRIPTION OF
39 Denaturing
44a Immunoassay quantification chamber (second reaction chamber)
56
63 Aggregation solution (second reaction solution)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
分析用デバイスの前記測定スポットにおける反応液に光を透過させて分析するに際し、
第1試薬を有する第1反応室に試料液を供給して前記第1反応室に光を透過させて前記第1試薬と前記試料液との第1反応液の分析を実行する工程と、
第2試薬を有する第2反応室に前記第1反応液を前記第1反応室から供給して反応させる工程と、
前記第2試薬と前記第1反応液が反応した第2反応液を前記第2反応室から前記第1反応室に供給して前記第1反応室の前記第2反応液に光を透過させて分析を実行する工程と
を有する分析用デバイスにおける分析方法。 When analyzing by transmitting light to the reaction solution in the measurement spot of the analytical device having a microchannel structure that transports the solution toward the measurement spot by centrifugal force,
Supplying a sample solution to a first reaction chamber having a first reagent and transmitting light to the first reaction chamber to analyze the first reaction solution of the first reagent and the sample solution;
Supplying the first reaction solution from the first reaction chamber to the second reaction chamber having a second reagent and reacting the second reaction chamber;
A second reaction solution obtained by reacting the second reagent and the first reaction solution is supplied from the second reaction chamber to the first reaction chamber, and light is transmitted through the second reaction solution in the first reaction chamber. An analysis method in an analysis device having a step of performing analysis.
分析用デバイスの前記測定スポットにおける反応液に光を透過させて分析する分析装置であって、
セットされた前記分析用デバイスを回転させて前記遠心力を発生させる回転駆動手段を設け、
前記回転駆動手段を制御してセットされた前記分析用デバイスを揺動させるモードと前記遠心力が発生するように回転させるモードとにプログラムに従って切り換えるとともに、セットされた前記分析用デバイスの前記測定スポットに光を透過させて分析を実行する制御手段を設け、
前記制御手段を、
第1試薬を有する前記分析用デバイスの第1反応室に試料液を供給して前記第1反応室に光を透過させて前記第1試薬と前記試料液との第1反応液の分析を実行し、第2試薬を有する前記分析用デバイスの第2反応室に前記第1反応液を前記第1反応室から供給して反応させ、前記第2試薬と前記第1反応液が反応した第2反応液を前記第2反応室から前記第1反応室に供給して前記第1反応室の前記第2反応液に光を透過させて分析を実行するよう構成した
分析装置。 An analysis apparatus for analyzing light by transmitting light through a reaction solution in the measurement spot of an analytical device having a microchannel structure for transferring a solution toward the measurement spot by centrifugal force,
Rotation driving means for generating the centrifugal force by rotating the set analysis device is provided,
According to the program, the measurement spot of the set analysis device is switched between a mode for controlling the rotation driving means to swing the set analysis device and a mode for rotating the analysis device to generate centrifugal force. A control means for transmitting the light to perform the analysis,
The control means;
The sample solution is supplied to the first reaction chamber of the analytical device having the first reagent, and light is transmitted through the first reaction chamber to analyze the first reaction solution of the first reagent and the sample solution. Then, the first reaction solution is supplied from the first reaction chamber to the second reaction chamber of the analytical device having the second reagent and reacted, and the second reagent and the first reaction solution react with each other. An analyzer configured to perform analysis by supplying a reaction solution from the second reaction chamber to the first reaction chamber and transmitting light to the second reaction solution in the first reaction chamber.
第1試薬がラテックス試薬、
第1反応液が試料液中の糖化ヘモグロビンとラテックス試薬を抗原抗体反応したラテックス溶液、
第2試薬が凝集試薬、
第2反応液がラテックス溶液と凝集試薬を抗原抗体反応したラテックス凝集溶液である
請求項1記載の分析用デバイスにおける分析方法。 The sample solution is a solution obtained by mixing a diluted solution obtained by diluting the blood to be examined and a denaturing reagent,
The first reagent is a latex reagent,
A latex solution in which the first reaction solution is an antigen-antibody reaction of glycated hemoglobin and a latex reagent in the sample solution;
The second reagent is an agglutination reagent,
2. The analysis method for an analytical device according to claim 1, wherein the second reaction solution is a latex agglutination solution obtained by subjecting a latex solution and an agglutination reagent to an antigen-antibody reaction.
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