JP2016183966A - Method for measuring target substance - Google Patents

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本多 信雄
Nobuo Honda
信雄 本多
伸一郎 比企
Shinichiro Hiki
伸一郎 比企
大介 平尾
Daisuke Hirao
大介 平尾
英和 那須
Hidekazu Nasu
英和 那須
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of measuring a target substance specifically with high sensitivity.SOLUTION: Provided is a method for measuring a target substance, the method including: 1) cutting a fluorescent molecule labeled complex including the target substance, a first affinity molecule fixed to a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled by a fluorescent molecule and fixed to a solid phase via a cleavable linker, specifically at a portion of the cleavable linker in a solution, and obtaining an ejected solution including the fluorescent molecule labeled complex that is ejected from the solid phase; 2) measuring a fluorescence signal with a confocal fluorescence detector in the ejected solution; 3) determining the presence or quantity of the fluorescent molecule labeled complex included in the ejected solution on the basis of the characteristic of a fluorescence signal specific to the fluorescent molecule labeled complex that is ejected from the solid phase; and 4) evaluating the presence or quantity of the target substance on the basis of the presence or quantity of the fluorescent molecule labeled complex included in the ejected solution.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、標的物質の測定方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring a target substance.

標的物質の測定方法として、免疫学的方法が従来から行われている。免疫学的方法では、典型的には、標的物質を標識抗体と接触させて標識複合体を形成し、次いで、形成された標識複合体中の標識を利用することにより、標的物質が測定される。このような方法として、固相を用いる測定方法(例、非特許文献1)、および固相を用いることなく、均質な液相系を利用する測定方法(例、特許文献1、非特許文献1)等の先行技術が報告されている。   As a method for measuring a target substance, an immunological method has been conventionally performed. In an immunological method, a target substance is typically measured by contacting the target substance with a labeled antibody to form a labeled complex, and then using the label in the formed labeled complex. . As such a method, a measurement method using a solid phase (eg, Non-Patent Document 1) and a measurement method using a homogeneous liquid phase system without using a solid phase (eg, Patent Document 1, Non-Patent Document 1). ) Etc. have been reported.

また、共焦点蛍光検出が、免疫学的方法による標的物質の高感度測定に利用されている(特許文献1、非特許文献1、2)。   Further, confocal fluorescence detection is used for highly sensitive measurement of a target substance by an immunological method (Patent Document 1, Non-Patent Documents 1 and 2).

特開2005−345311号公報JP-A-2005-345311

Todd et al.,Clin.Chem.,2007,vol.53,No.11,pp.1990−1995Todd et al. , Clin. Chem. , 2007, vol. 53, no. 11, pp. 1990-1995 Fujii et al.,Analytical Biochemistry,2007,vol.370,pp.131−141Fujii et al. , Analytical Biochemistry, 2007, vol. 370, pp. 131-141

本発明者らは、従来の免疫学的方法を利用した共焦点蛍光検出では、必ずしも標的物質を特異的に測定することができていなかった、換言すれば、標的物質の測定精度が十分ではなかったという課題が存在することを見出した。例えば、このような従来の蛍光検出法では、特異シグナルのみならず非特異シグナルもまた計測されるが、これらのシグナルはしばしば識別できないことから、標的物質の測定精度を改善する余地があると考えられた。   The present inventors have not always been able to specifically measure a target substance by confocal fluorescence detection using a conventional immunological method, in other words, the measurement accuracy of the target substance is not sufficient. We found that there was a problem. For example, in such conventional fluorescence detection methods, not only specific signals but also non-specific signals are measured, but these signals are often indistinguishable, so there is room for improving the measurement accuracy of the target substance. It was.

具体的には、非特許文献1に記載される方法では、磁性微粒子に固定された、標的物質を含む蛍光分子標識複合体(磁性微粒子−ストレプトアビジン−ビオチン標識捕捉抗体−標的物質−蛍光分子標識検出抗体)を変性剤(尿素)で処理することにより、蛍光分子標識複合体の各構成因子を無差別に解離させ、換言すれば、蛍光分子標識抗体を磁性微粒子(固相)から溶液(液相)中に放出させ、次いで、放出された蛍光分子標識抗体を含む溶液を共焦点検出器で光学解析することにより、蛍光分子標識抗体から発生する蛍光シグナルを検出している。この方法では、検出された蛍光シグナルのイベント数は、標的物質を含む蛍光分子標識複合体数(すなわち、標的物質数)に相当するという前提下で、標的物質が測定される。   Specifically, in the method described in Non-Patent Document 1, a fluorescent molecule label complex containing a target substance (magnetic fine particle-streptavidin-biotin-labeled capture antibody-target substance-fluorescent molecule label) fixed to magnetic fine particles. By treating the detection antibody) with a denaturing agent (urea), each component of the fluorescent molecule-labeled complex is dissociated indiscriminately. The solution containing the released fluorescent molecule-labeled antibody is optically analyzed with a confocal detector to detect a fluorescent signal generated from the fluorescent molecule-labeled antibody. In this method, the target substance is measured on the assumption that the number of events of the detected fluorescent signal corresponds to the number of fluorescent molecule-labeled complexes containing the target substance (that is, the number of target substances).

しかしながら、この方法では、磁性微粒子に非特異的に結合した蛍光分子標識抗体(非特異物質)もまた、変性剤による磁性微粒子の処理により、磁性微粒子から放出されると考えられる。したがって、この方法では、非特異物質から発生する非特異シグナルが計測されるという課題がある。また、この方法では、計測された蛍光シグナルが、上記複合体由来の蛍光分子標識抗体、または磁性微粒子に非特異的に結合した蛍光分子標識抗体(非特異物質)のいずれに由来するのか識別することができないという課題がある。   However, in this method, it is considered that a fluorescent molecule labeled antibody (non-specific substance) nonspecifically bound to the magnetic fine particles is also released from the magnetic fine particles by the treatment of the magnetic fine particles with a denaturant. Therefore, this method has a problem that a non-specific signal generated from a non-specific substance is measured. Further, in this method, it is discriminated whether the measured fluorescent signal is derived from the fluorescent molecule labeled antibody derived from the complex or the fluorescent molecular labeled antibody (non-specific substance) bound nonspecifically to the magnetic fine particles. There is a problem that it cannot be done.

また、特許文献1および非特許文献2に記載される方法では、磁性微粒子等の固相を利用することなく、均質な液相系で標的物質(プリオンタンパク質)が測定される。これらの方法は、特異シグナルの差別的な計測を可能にする方法論として開発された、蛍光相関法(FCS)/蛍光相互相関法(FCCS)を利用した共焦点蛍光検出において、標的物質を測定することから、一見すると、標的物質および蛍光分子標識抗体を含む蛍光分子標識複合体(特異複合体)から発生する特異シグナルを特異的に計測できそうである。   In the methods described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, the target substance (prion protein) is measured in a homogeneous liquid phase system without using a solid phase such as magnetic fine particles. These methods measure target substances in confocal fluorescence detection using fluorescence correlation method (FCS) / fluorescence cross correlation method (FCCS), developed as a methodology that enables differential measurement of specific signals. Therefore, at first glance, it is likely that a specific signal generated from a fluorescent molecule labeled complex (specific complex) including a target substance and a fluorescent molecule labeled antibody can be specifically measured.

しかしながら、本発明者らは、これらの方法も特異シグナルの特異的計測に十分であるとはいえず、依然として課題が存在することを見出した。   However, the present inventors have found that these methods are not sufficient for specific measurement of specific signals, and still have problems.

第1に、これらの方法では、未反応の蛍光分子標識抗体が液相中に多く残存するため、十分な測定精度を得ることができないという課題(課題I)がある。免疫学的方法により抗原を測定する場合、一般的に、標的物質である抗原の量に比べて、多量の捕捉抗体や標識抗体が使用される。従って、一般的な免疫学的方法では、未反応の蛍光分子標識抗体が液相中に多く残存し、多くの非特異シグナルが検出される。そうすると、検出されるシグナル中の非特異シグナルの比率が高くなり、結果として演算(フィッティング)精度が落ちる。具体的には、FCS/FCCSを利用した共焦点蛍光検出では、例えば、検出されたシグナルの何%が非特異シグナル(NSS)由来で、何%が特異シグナル(SS)由来か(つまり、NSSとSSの割合)がアウトプットとして得られる。そうすると、多量の遊離蛍光分子を含む均質な液相系において、SSを生じる蛍光分子標識複合体が、NSSを生じる遊離蛍光分子に比べてごく微量にしか存在しない場合、SSについての値(シグナル)が、NSSについての値(バックグラウンド)のばらつき内に隠れてしまい、SSの値を特異的に認識することができない。   First, these methods have a problem (Problem I) that sufficient measurement accuracy cannot be obtained because a large amount of unreacted fluorescent molecule-labeled antibody remains in the liquid phase. When measuring an antigen by an immunological method, generally a larger amount of a capture antibody or a labeled antibody is used than the amount of an antigen as a target substance. Therefore, in a general immunological method, many unreacted fluorescent molecule-labeled antibodies remain in the liquid phase, and many nonspecific signals are detected. If it does so, the ratio of the nonspecific signal in the signal detected will become high, and calculation (fitting) precision will fall as a result. Specifically, in confocal fluorescence detection using FCS / FCCS, for example, what percentage of the detected signal is derived from a non-specific signal (NSS) and what percentage is derived from a specific signal (SS) (ie, NSS And SS ratio) are obtained as output. Then, in a homogeneous liquid phase system containing a large amount of free fluorescent molecules, when the fluorescent molecule labeling complex that generates SS is present in a very small amount compared to the free fluorescent molecule that generates NSS, the value (signal) for SS However, it is hidden within the variation in the value (background) of NSS, and the value of SS cannot be specifically recognized.

第2に、これらの方法では、非特異複合体の特性(例、分子量)が特異複合体のものと類似する場合、特異シグナルを十分に識別できないという課題(課題II)がある。具体的には、これらの方法では、蛍光分子標識抗体がサンプル中の夾雑物等と非特異的に結合することがあるため、このような非特異結合により標的物質を含まない非特異複合体が形成され、かつ、非特異複合体の特性(例、分子量)が特異複合体のものと類似する場合、特異複合体から発生する特異シグナルを、非特異複合体から発生する非特異シグナルと十分に識別できず、結果として十分な測定精度を得ることができないと考えられる。   Secondly, in these methods, there is a problem (Problem II) that the specific signal cannot be sufficiently identified when the characteristics (eg, molecular weight) of the non-specific complex are similar to those of the specific complex. Specifically, in these methods, the fluorescent molecule-labeled antibody may bind nonspecifically to contaminants or the like in the sample. Therefore, a nonspecific complex that does not contain a target substance due to such nonspecific binding can be obtained. When a non-specific complex is formed and the characteristics (eg, molecular weight) of the non-specific complex are similar to those of the specific complex, the specific signal generated from the specific complex is sufficiently different from the non-specific signal generated from the non-specific complex. It cannot be identified, and as a result, sufficient measurement accuracy cannot be obtained.

これらの課題はまた、サンプル中において標的物質の量が相対的に少なく、かつサンプル中の夾雑物等の量が相対的に多い場合、特に懸念される。   These problems are also particularly a concern when the amount of target substance in the sample is relatively small and the amount of contaminants and the like in the sample is relatively large.

したがって、本発明の第1の目的は、共焦点蛍光検出による標的物質の高感度測定において測定精度を改善することである。   Therefore, the first object of the present invention is to improve the measurement accuracy in highly sensitive measurement of a target substance by confocal fluorescence detection.

また、従来の免疫学的方法を利用した共焦点蛍光検出では、測定サンプルのマトリクス成分(蛍光を発する成分)由来のノイズ、例えば振動などの測定機器に由来する機械的ノイズ、外部からの電界、熱変動による電子放出、アースからの誘導ノイズといった電気的ノイズ等に起因して、測定サンプル中に蛍光標識が含まれていないゼロ濃度においても非特異シグナルが検出されてしまい、特異シグナルの正確な検出が困難となる場合もある。   In addition, in confocal fluorescence detection using a conventional immunological method, noise derived from a matrix component (fluorescent component) of a measurement sample, for example, mechanical noise derived from a measurement device such as vibration, an electric field from the outside, Due to electrical noise such as electron emission due to thermal fluctuations and induction noise from the ground, non-specific signals are detected even at zero concentration where the fluorescent label is not contained in the measurement sample, and the specific signal is accurate. It may be difficult to detect.

実際、非特許文献1のTable 1には、測定サンプル中の蛍光標識抗体(標的物質)がゼロ濃度である場合であっても信号強度がゼロではないことが示されている。よって非特許文献1に記載される方法では、特に標的物質の濃度が低い場合には、特異シグナルの検出精度に大きな影響を与え、検出精度が低下してしまうという課題もある。   In fact, Table 1 of Non-Patent Document 1 shows that the signal intensity is not zero even when the fluorescently labeled antibody (target substance) in the measurement sample has a zero concentration. Therefore, the method described in Non-Patent Document 1 has a problem that the detection accuracy of the specific signal is greatly affected and the detection accuracy is lowered particularly when the concentration of the target substance is low.

したがって、本発明の第2の目的は、測定サンプルのマトリクス成分(蛍光を発する成分)由来のノイズを排除して、検出精度をより向上させることができる蛍光標識検出システムおよびかかる蛍光標識検出システムを用いた蛍光標識検出方法を提供することにある。   Therefore, the second object of the present invention is to provide a fluorescent label detection system and a fluorescent label detection system that can improve detection accuracy by eliminating noise derived from a matrix component (component that emits fluorescence) of a measurement sample. It is to provide a fluorescent label detection method used.

(第1の目的)
共焦点蛍光検出による高感度測定系では、光学的に検出される被解析物が液相中にあることを要するため、標的物質を含む蛍光分子標識複合体を液相中で形成させ、次いで、この複合体中の蛍光分子から発生するシグナルを計測することが必要であると考えられる。また、特許文献1および非特許文献2に記載されるように、FCS/FCCSを利用した共焦点蛍光検出により、目的の複合体から発生する特異シグナルをより特異的に検出できると考えられる。しかしながら、このような測定系では、上述したように、依然として十分な測定精度を得ることができない事態が想定される。
(First purpose)
In a high-sensitivity measurement system based on confocal fluorescence detection, the analyte to be optically detected needs to be in the liquid phase, so that a fluorescent molecule-labeled complex containing the target substance is formed in the liquid phase, It is considered necessary to measure the signal generated from the fluorescent molecules in this complex. In addition, as described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, it is considered that the specific signal generated from the target complex can be detected more specifically by confocal fluorescence detection using FCS / FCCS. However, in such a measurement system, as described above, it is assumed that sufficient measurement accuracy cannot still be obtained.

先ず、本発明者らは、このような状況の下で鋭意検討した結果、標的物質を含む蛍光分子標識複合体を液相中で形成させるのではなく、一旦固相で形成された当該複合体を、その結合状態を維持したまま固相から液相中に特異的に放出させること(特異的放出)により、共焦点蛍光検出による標的物質の高感度測定において測定精度を改善できることを着想した。   First, as a result of intensive studies under these circumstances, the present inventors have not formed a fluorescent molecule-labeled complex containing a target substance in a liquid phase, but the complex once formed in a solid phase. It was conceived that the measurement accuracy can be improved in high-sensitivity measurement of a target substance by confocal fluorescence detection by specifically releasing the compound from the solid phase into the liquid phase while maintaining the binding state (specific release).

具体的には、本方法論により、課題IおよびIIが以下のとおり解決される。   Specifically, this methodology solves issues I and II as follows.

第1に、標的物質を含む蛍光分子標識複合体を、液相中で形成させるのではなく、一旦固相で形成させることにより、当該固相を、多量の遊離蛍光分子を含む液相系から分離することが可能になる。これにより、非特異シグナルを生じる遊離蛍光分子の割合、ひいてはバックグランド値を低減させることができ、その結果、特異シグナルの認識性を向上させることができる。したがって、このような方法論により、課題Iを解決することができる。   First, the fluorescent molecule-labeled complex containing the target substance is not formed in the liquid phase but once in the solid phase, so that the solid phase is removed from the liquid phase system containing a large amount of free fluorescent molecules. It becomes possible to separate. As a result, the proportion of free fluorescent molecules that generate a non-specific signal, and thus the background value, can be reduced, and as a result, the recognition of specific signals can be improved. Therefore, the problem I can be solved by such a methodology.

第2に、固相で形成された、標的物質を含む蛍光分子標識複合体を、その結合状態を維持したまま固相から液相中に特異的に放出させることにより、特異シグナルの識別性を向上させることができる。標的物質を含む蛍光分子標識複合体(特異複合体)は、一般に、高い分子量を有する。上述したように、蛍光分子標識抗体を含み、かつ標的物質を含まない非特異複合体が形成され、かつ、非特異複合体の分子量が特異複合体のものと類似する場合、非特異複合体もまた、特異複合体に類似する高い分子量を有する。一旦固相で形成された特異複合体を、その結合状態を維持したまま固相から液相中に特異的に放出させ(換言すれば、固相に非特異的に結合した非特異複合体を放出させず)、次いで、液相において、この特異複合体中の蛍光分子から発生する特異シグナルを共焦点蛍光検出器で計測することにより、特異シグナルの認識性を向上させることができる。したがって、このような方法論により、課題IIを解決することができる。   Secondly, by specifically releasing the fluorescent molecule-labeled complex containing the target substance formed in the solid phase from the solid phase into the liquid phase while maintaining the binding state, the specific signal can be distinguished. Can be improved. A fluorescent molecular label complex (specific complex) containing a target substance generally has a high molecular weight. As described above, when a non-specific complex containing a fluorescent molecule-labeled antibody and not containing a target substance is formed, and the molecular weight of the non-specific complex is similar to that of the specific complex, the non-specific complex is also It also has a high molecular weight similar to a specific complex. The specific complex once formed in the solid phase is specifically released from the solid phase into the liquid phase while maintaining its binding state (in other words, the non-specific complex non-specifically bound to the solid phase Next, in the liquid phase, the specific signal generated from the fluorescent molecule in the specific complex is measured with a confocal fluorescence detector, whereby the recognition of the specific signal can be improved. Therefore, the problem II can be solved by such a methodology.

次いで、本発明者らは、かかる着想を実現するため、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、特異的放出のためには、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を固相系として利用すればよいこと、などを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明者らが把握する限り、固相および共焦点蛍光検出を併用することにより、標的物質の高感度測定を実現する方法は知られていない。
Next, the present inventors have intensively studied in order to realize such an idea. As a result, the inventors have made it possible for the specific release to have a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule. The present inventors have found that a fluorescent molecule labeling complex immobilized on a solid phase via a cleavable linker can be used as a solid phase system, and the present invention has been completed.
As far as the present inventors know, there is no known method for realizing high-sensitivity measurement of a target substance by using both solid phase and confocal fluorescence detection.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔1〕以下を含む、標的物質の測定方法:
1)標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を、溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液を得ること;
2)前記放出溶液において、共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定すること;
3)前記固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な蛍光シグナルの特性に基づき、前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること;ならびに
4)前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量に基づき、標的物質の存在または量を評価すること。
〔2〕切断性リンカーが、共有結合性リンカー、または親和性リンカーである、〔1〕の方法。
〔3〕標的物質が抗原であり、かつ、第1親和性分子および第2親和性分子の各々が抗体である、〔1〕または〔2〕の方法。
〔4〕前記第1親和性分子が、抗原の第1エピトープに対する抗体であり、かつ前記第2親和性分子が、抗原の第2エピトープに対する抗体である、〔3〕の方法。
〔5〕標的物質を含むサンプルを、前記第1親和性分子および前記第2親和性分子と接触させて、前記蛍光分子標識複合体を調製することをさらに含む、〔1〕〜〔4〕のいずれかの方法。
〔6〕前記蛍光分子標識複合体の調製の間および/または後に、固相を洗浄することをさらに含む、〔5〕の方法。
〔7〕前記工程1)が以下により行われる、〔1〕〜〔6〕のいずれかの方法:
1−1)前記蛍光分子標識複合体を溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液、および固相を含む二相系を得ること;ならびに
1−2)前記二相系から固相を除去して、蛍光分子標識複合体を含み、かつ固相を含まない放出溶液を得ること。
〔8〕前記工程2)が、フォトンカウンティング法により行われる、〔1〕〜〔7〕のいずれかの方法。
〔9〕前記特性が、分子量または蛍光特性である、〔1〕〜〔8〕のいずれかの方法。
〔10〕前記工程3)が、蛍光相関法、または蛍光相互相関法を利用して行われる、〔1〕〜〔9〕のいずれかの方法。
〔11〕前記固相が磁性ビーズである、〔1〕〜〔10〕のいずれかの方法。
〔12〕以下を含む標的物質の測定方法である、〔1〕〜〔11〕のいずれかの方法:
a1)標的物質を含むサンプルを、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子と液相中で接触させて、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および前記第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体と、液相とを含む第1二相系を得ること;
a2)第1二相系から液相を除去して、前記蛍光分子標識複合体を得ること;
a3)前記蛍光分子標識複合体を溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液、および固相を含む第2二相系を得ること;
a4)前記第2二相系から固相を除去して、蛍光分子標識複合体を含み、かつ固相を含まない放出溶液を得ること;
a5)前記放出溶液において、共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定すること;
a6)前記固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な蛍光シグナルの特性に基づき、前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること;ならびに
a7)前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量に基づき、標的物質の存在または量を評価すること。
That is, the present invention is as follows.
[1] Method for measuring target substance, including:
1) Immobilized to a solid phase via a cleavable linker, including a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule Cleaving the fluorescent molecule labeling complex specifically in the solution at the site of the cleavable linker to obtain a release solution comprising the fluorescent molecule labeling complex released from the solid phase;
2) measuring the fluorescence signal in the release solution with a confocal fluorescence detector;
3) determining the presence or amount of the fluorescent molecular label complex contained in the release solution based on the characteristics of the fluorescent signal specific to the fluorescent molecular label complex released from the solid phase; and 4) Assessing the presence or amount of the target substance based on the presence or amount of the fluorescent molecular label complex contained in the release solution.
[2] The method according to [1], wherein the cleavable linker is a covalent linker or an affinity linker.
[3] The method of [1] or [2], wherein the target substance is an antigen, and each of the first affinity molecule and the second affinity molecule is an antibody.
[4] The method according to [3], wherein the first affinity molecule is an antibody against a first epitope of an antigen, and the second affinity molecule is an antibody against a second epitope of an antigen.
[5] The method according to any one of [1] to [4], further comprising preparing a fluorescent molecule-labeled complex by contacting a sample containing a target substance with the first affinity molecule and the second affinity molecule. Either way.
[6] The method of [5], further comprising washing the solid phase during and / or after the preparation of the fluorescent molecule-labeled complex.
[7] The method according to any one of [1] to [6], wherein the step 1) is performed as follows:
1-1) A release solution containing a fluorescent molecule-labeled complex released from a solid phase by specifically cleaving the fluorescent molecule-labeled complex at a site of a cleavable linker in the solution, and a two-phase containing a solid phase Obtaining the system; and 1-2) removing the solid phase from the two-phase system to obtain a release solution containing the fluorescent molecule-labeled complex and no solid phase.
[8] The method according to any one of [1] to [7], wherein the step 2) is performed by a photon counting method.
[9] The method according to any one of [1] to [8], wherein the property is a molecular weight or a fluorescence property.
[10] The method according to any one of [1] to [9], wherein the step 3) is performed using a fluorescence correlation method or a fluorescence cross-correlation method.
[11] The method according to any one of [1] to [10], wherein the solid phase is a magnetic bead.
[12] The method according to any one of [1] to [11], which is a method for measuring a target substance including:
a1) A sample containing a target substance is brought into contact with a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule in a liquid phase, and the target substance A first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a fluorescent molecule labeling complex immobilized on the solid phase via a cleavable linker, comprising the second affinity molecule, and a liquid phase Obtaining a first two-phase system comprising:
a2) removing the liquid phase from the first two-phase system to obtain the fluorescent molecule-labeled complex;
a3) A release solution containing the fluorescent molecule labeling complex released from the solid phase by specifically cleaving the fluorescent molecule labeling complex at the site of the cleavable linker in the solution, and a second second phase containing the solid phase Obtaining a system;
a4) removing the solid phase from the second two-phase system to obtain a release solution containing a fluorescent molecule-labeled complex and no solid phase;
a5) measuring the fluorescence signal in the release solution with a confocal fluorescence detector;
a6) determining the presence or amount of the fluorescent molecule label complex contained in the release solution based on the characteristics of the fluorescent signal specific to the fluorescent molecule label complex released from the solid phase; and a7) Assessing the presence or amount of the target substance based on the presence or amount of the fluorescent molecular label complex contained in the release solution.

(第2の目的)
本発明者らはまた、測定サンプルのマトリクス成分(蛍光を発する成分)由来のノイズの排除について鋭意検討した結果、パルスカウンティング法と、FCS、FCCSなどの解析方法とを組み合わせることにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
(Second purpose)
The present inventors have also intensively investigated the elimination of noise derived from the matrix component (fluorescent component) of the measurement sample. As a result, by combining the pulse counting method and the analysis method such as FCS and FCCS, the above-described problem can be obtained. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記[1’]〜[8’]を提供する。
[1’]測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出する共焦点検出部と、
前記共焦点検出部に接続されており、該共焦点検出部が生成したパルス信号データに基づいて一次測定データを生成し、蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の存在比率を算出し、前記一次測定データおよび前記存在比率に基づいて蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の数を決定して二次測定データを形成する演算部と
を含む、蛍光標識検出システム。
[2’]前記共焦点検出部が、レーザー光を発生して出力するレーザー光発生部と、該レーザー光発生部に接続されており、レーザー光を前記測定サンプルに照射し、該測定サンプル中で生じた蛍光光子を出射する光学的処理部と、該光学的処理部に接続されており、前記蛍光光子を検出する検出部とを含む、[1’]に記載の蛍光標識検出システム。
[3’]前記検出部が、前記光学的処理部に接続されており、該光学的処理部が出射した前記蛍光光子が入射され、入射された該蛍光光子を光量に基づいて電気信号に変換して出力するセンサー部と、該センサー部に接続されており、該センサー部が出力した電気信号を増幅して電気パルス信号に変換して出力する電気信号処理部とを含む、[2’]に記載の蛍光標識検出システム。
[4’]前記検出部が、前記電気信号処理部に接続されており、該電気信号処理部が出力した電気パルス信号が入力され、入力された電気パルス信号に基づいて計数データを形成し、これを出力する計数部をさらに含む、[3’]に記載の蛍光標識検出システム。
[5’]前記演算部が、前記検出部が出力したパルス信号データを収録し、該パルス信号データを再計数して再計数データを算出し、該再計数データと閾値とを対照して該閾値を超える有効イベント数を計数して一次測定データを生成し、前記パルス信号データに基づいて自己相関関数データを生成し、該自己相関関数データを統計的に処理して蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の存在比率を算出し、前記一次測定データおよび前記存在比率に基づいて蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の数を決定して二次測定データを生成する演算部である、[2’]〜[4’]のいずれか1つに記載の蛍光標識検出システム。
[6’]共焦点検出部が、測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出し、検出された前記蛍光光子の数に基づいてパルス信号データを生成する工程と、
演算部が、前記パルス信号データに基づいて、一次測定値を算出し、一次測定データを生成する工程と、
前記演算部が、前記パルス信号データに基づいて蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の存在比率を算出する工程と、
前記演算部が、前記一次測定データおよび前記存在比率に基づいて蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の数を決定して二次測定データを生成する工程と
を含む、蛍光標識検出方法。
[7’]前記一次測定データを生成する工程が、演算部がパルス信号データを所定のビニング幅で再計数して再計数データを生成し、再計数データの各イベントの信号強度値と閾値とを対照し、該閾値を超えるイベントのみを再計数して一次測定値を算出し、一次測定データを生成する工程を含む、[6’]に記載の蛍光標識検出方法。
[8’]前記存在比率を算出する工程が、前記演算部が前記パルス信号データに基づいて自己相関関数を算出し、自己相関関数データを生成する工程と、前記演算部が前記自己相関関数データを統計的に処理して、蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の存在比率を算出する工程とを含む、[6’]または[7’]に記載の蛍光標識検出方法。
That is, the present invention provides the following [1 ′] to [8 ′].
[1 ′] a confocal detector that detects fluorescent photons generated in the measurement sample;
It is connected to the confocal detection unit, generates primary measurement data based on the pulse signal data generated by the confocal detection unit, calculates the presence ratio of the fluorescent label or the target substance containing the fluorescent label, A fluorescent label detection system including a fluorescent label or a calculation unit that determines the number of target substances including the fluorescent label based on the primary measurement data and the abundance ratio to form secondary measurement data.
[2 ′] The confocal detection unit is connected to the laser beam generation unit that generates and outputs a laser beam, and irradiates the measurement sample with the laser beam. The fluorescent label detection system according to [1 ′], including an optical processing unit that emits the fluorescent photons generated in step 1 and a detection unit that is connected to the optical processing unit and detects the fluorescent photons.
[3 ′] The detection unit is connected to the optical processing unit, the fluorescent photons emitted from the optical processing unit are incident, and the incident fluorescent photons are converted into an electrical signal based on the amount of light. [2 ′] including a sensor unit that outputs and an electrical signal processing unit that is connected to the sensor unit, amplifies the electrical signal output by the sensor unit, converts the electrical signal into an electrical pulse signal, and outputs the electrical pulse signal. The fluorescent label detection system according to 1.
[4 ′] The detection unit is connected to the electrical signal processing unit, the electrical pulse signal output from the electrical signal processing unit is input, and count data is formed based on the input electrical pulse signal, The fluorescent label detection system according to [3 ′], further including a counting unit that outputs the same.
[5 ′] The calculation unit records the pulse signal data output from the detection unit, re-counts the pulse signal data to calculate re-count data, compares the re-count data with a threshold value, The number of valid events exceeding the threshold is counted to generate primary measurement data, autocorrelation function data is generated based on the pulse signal data, and the autocorrelation function data is statistically processed to obtain a fluorescent label or a fluorescent label A calculation unit that calculates the abundance ratio of a target substance containing a fluorescent label based on the primary measurement data and the abundance ratio, or generates a secondary measurement data by determining the number of target substances containing the fluorescence label. The fluorescent label detection system according to any one of [2 ′] to [4 ′].
[6 ′] a step in which the confocal detection unit detects fluorescent photons generated in the measurement sample, and generates pulse signal data based on the number of detected fluorescent photons;
A calculation unit calculates a primary measurement value based on the pulse signal data and generates primary measurement data; and
The calculation unit calculates a fluorescent label based on the pulse signal data or a ratio of the target substance containing the fluorescent label; and
And a step of generating a secondary measurement data by determining the number of fluorescent labels or a target substance containing the fluorescent label based on the primary measurement data and the abundance ratio.
[7 ′] In the step of generating the primary measurement data, the calculation unit re-counts the pulse signal data with a predetermined binning width to generate re-count data, and the signal intensity value and threshold value of each event of the re-count data The method for detecting a fluorescent label according to [6 ′], further comprising a step of re-counting only events exceeding the threshold value to calculate a primary measurement value and generating primary measurement data.
[8 '] The step of calculating the existence ratio includes the step of calculating the autocorrelation function based on the pulse signal data by the calculation unit and generating autocorrelation function data, and the calculation unit calculating the autocorrelation function data. The method for detecting a fluorescent label according to [6 ′] or [7 ′], comprising a step of statistically processing and calculating a fluorescent label or a ratio of a target substance containing the fluorescent label.

本発明の方法は、標的物質を特異的に測定することができるため、標的物質の定性的および定量的測定に有用である。本発明の方法はまた、サンプルが超微量の標的物質しか含まない場合であっても、標的物質を超高感度に検出することができる。
また、本発明によれば、極めて低濃度であってもより精度よく特異的に蛍光標識を検出し、定量することができる蛍光標識検出システムおよびかかる蛍光標識検出システムを用いた蛍光標識検出方法を提供することができる。
Since the target substance can be specifically measured, the method of the present invention is useful for qualitative and quantitative measurement of the target substance. The method of the present invention can also detect a target substance with extremely high sensitivity even when the sample contains only an extremely small amount of the target substance.
Further, according to the present invention, there is provided a fluorescent label detection system capable of detecting and quantifying a fluorescent label more precisely and specifically even at an extremely low concentration, and a fluorescent label detection method using such a fluorescent label detection system. Can be provided.

図1は、標的物質、切断性リンカーを有する第1親和性分子が固定された固相(即ち、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子)、および蛍光分子で標識された第2親和性分子の接触による、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体の調製の一例(サンドイッチ法)を示す模式図である。固相の洗浄は任意の工程であるが、好ましくは固相は洗浄される。FIG. 1 shows labeling with a target substance, a solid phase on which a first affinity molecule having a cleavable linker is immobilized (that is, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker), and a fluorescent molecule. It is a schematic diagram which shows an example (sandwich method) of the preparation of the fluorescent molecule label complex fixed to the solid phase via the cleavable linker by the contact of the made second affinity molecule. The washing of the solid phase is an optional step, but preferably the solid phase is washed. 図2は、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を切断性リンカーの部位で特異的に切断することによる、蛍光分子標識複合体の固相からの放出を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the release of a fluorescent molecule labeling complex from a solid phase by specifically cleaving the fluorescent molecule labeling complex immobilized on the solid phase via a cleavable linker at the site of the cleavable linker. FIG. 図3は、固相から放出された蛍光分子標識複合体中の蛍光分子から発生した蛍光シグナルを、共焦点蛍光検出器で測定する概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of measuring a fluorescence signal generated from a fluorescent molecule in a fluorescent molecule-labeled complex released from a solid phase with a confocal fluorescence detector. 図4は、放出溶液において、固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な特性に基づき、蛍光分子標識複合体中の蛍光分子から発生する特異シグナルを、非特異シグナルとは識別して、共焦点蛍光検出器で計測することの一例〔1分子パルスカウンティングと蛍光相互相関法(FCS)との組合せ〕を示す図である。FCSは、共焦点エリア中の分子のゆらぎ(拡散係数)を計測することで、分子量を判別し、蛍光シグナルに対する、特異シグナルの存在率と非特異シグナルの存在率を識別できる。FIG. 4 shows that a specific signal generated from a fluorescent molecule in a fluorescent molecule labeling complex is distinguished from a nonspecific signal based on characteristics specific to the fluorescent molecule labeling complex released from the solid phase in the release solution. FIG. 2 is a diagram showing an example of measurement with a confocal fluorescence detector [combination of single molecule pulse counting and fluorescence cross-correlation (FCS)]. FCS can determine the molecular weight by measuring the fluctuation (diffusion coefficient) of molecules in the confocal area, and can identify the abundance of specific signals and the abundance of non-specific signals with respect to fluorescent signals. 図5は、蛍光検出システムの構成例を示す概略的な機能ブロック図である。FIG. 5 is a schematic functional block diagram illustrating a configuration example of the fluorescence detection system. 図6は、検出部の構成例を示す概略的な機能ブロック図である。FIG. 6 is a schematic functional block diagram illustrating a configuration example of the detection unit. 図7は、蛍光検出方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining the fluorescence detection method. 図8は、再計数データの一例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of the recount data. 図9は、自己相関関数データの一例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of autocorrelation function data. 図10は、共焦点蛍光検出器で測定された、糖リンカーを介して切断した蛍光分子標識複合体の蛍光シグナルデータを再計数した再計数データの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of recount data obtained by recounting the fluorescence signal data of the fluorescent molecule labeled complex cleaved through a sugar linker, measured by a confocal fluorescence detector. 図11は、従来法(比較例1)におけるAFP濃度(ng/mL)と蛍光標識複合体の存在比率(%)との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the AFP concentration (ng / mL) and the abundance ratio (%) of the fluorescently labeled complex in the conventional method (Comparative Example 1). 図12は、本発明の方法におけるAFP濃度(ng/mL)と二次測定データとの関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between AFP concentration (ng / mL) and secondary measurement data in the method of the present invention.

本発明は、標的物質の測定方法を提供する。
本発明の方法は、以下を含む:
1)標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を、溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液を得ること(切断反応);
2)前記放出溶液において、共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定すること(カウンティング);
3)前記固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な蛍光シグナルの特性に基づき、前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること(検出);ならびに
4)前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量に基づき、標的物質の存在または量を評価すること(評価)。
The present invention provides a method for measuring a target substance.
The method of the present invention includes:
1) Immobilized to a solid phase via a cleavable linker, including a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule Cleaving the fluorescent molecule-labeled complex specifically at the site of the cleavable linker in the solution to obtain a release solution containing the fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase (cleavage reaction);
2) measuring the fluorescence signal in the release solution with a confocal fluorescence detector (counting);
3) determining the presence or amount of the fluorescent molecular label complex contained in the release solution based on the characteristics of the fluorescent signal specific to the fluorescent molecular label complex released from the solid phase (detection); and 4) Evaluating the presence or amount of the target substance based on the presence or amount of the fluorescent molecule-labeled complex contained in the release solution (evaluation).

1)切断反応
本工程では、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体が、溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断される。これにより、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液を得ることができる。
1) Cleavage reaction In this step, a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule are used via a cleavable linker. The fluorescent molecular label complex immobilized on the solid phase is specifically cleaved at the site of the cleavable linker in the solution. Thereby, the release solution containing the fluorescent molecule label complex released from the solid phase can be obtained.

本発明では、切断性リンカーとは、その種類に応じた特異的な処理により特異的に切断され得る分子または分子複合体をいう。切断性リンカーを特異的に切断することにより、固相に非特異的に結合した物質(例、後述するような非特異物質)の放出を抑制しつつ、固相に固定された蛍光分子標識複合体を溶液中に放出させることができる。得られた放出溶液を測定に用いることにより、バックグランドノイズの低減、およびS/N(シグナル/ノイズ)比の向上が可能になる。切断性リンカーとしては、例えば、共有結合性リンカー、および親和性リンカーが挙げられる。   In the present invention, a cleavable linker refers to a molecule or molecular complex that can be cleaved specifically by a specific treatment according to the type. By specifically cleaving the cleavable linker, the release of a substance that is non-specifically bound to the solid phase (eg, a non-specific substance as described below) is suppressed, and the fluorescent molecule-labeled complex immobilized on the solid phase The body can be released into solution. By using the obtained release solution for the measurement, it is possible to reduce the background noise and improve the S / N (signal / noise) ratio. Examples of the cleavable linker include a covalent linker and an affinity linker.

共有結合性リンカーは、その種類に応じた特異的な処理により、共有結合の切断を介して特異的に切断され得る分子であり、共有結合を介して蛍光分子標識複合体を固相に固定するために用いられる。共有結合性リンカーを特異的に切断するための処理としては、例えば、酵素等の切断剤(物質)、および刺激(非物質)による処理が挙げられる。   A covalent linker is a molecule that can be specifically cleaved through cleavage of a covalent bond by a specific treatment according to its type, and the fluorescent molecule-labeled complex is immobilized on the solid phase through the covalent bond. Used for. Examples of the treatment for specifically cleaving the covalent linker include a treatment with a cleaving agent (substance) such as an enzyme and a stimulus (non-substance).

Figure 2016183966
Figure 2016183966

親和性リンカーは、その種類に応じた特異的な処理により、親和性物質の解離を介して特異的に切断(解離)され得る分子複合体であり、親和性物質を介して蛍光分子標識複合体を固相に固定するために用いられる。親和性リンカーを特異的に切断するための処理としては、例えば、競合剤(例、一対の親和性物質のうちの一方、およびその類似物質)による処理が挙げられる。   An affinity linker is a molecular complex that can be specifically cleaved (dissociated) through the dissociation of an affinity substance by a specific treatment according to its type, and a fluorescent molecular label complex through an affinity substance. Is used to fix to the solid phase. The treatment for specifically cleaving the affinity linker includes, for example, treatment with a competitor (eg, one of a pair of affinity substances and similar substances).

Figure 2016183966
Figure 2016183966

蛍光分子標識複合体は、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む。   The fluorescent molecule label complex includes a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule.

本発明の方法で測定されるべき標的物質としては、本発明の方法により測定できる物質である限り特に限定されないが、例えば、アミノ酸重合体(例、オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質)、糖(例、オリゴ糖、多糖)、核酸(例、DNA、RNA)、および低分子物質、ならびにそれらの誘導体が挙げられる。標的物質はまた、免疫学的複合体の構成因子(例、抗原、または抗体)であってもよい。標的物質の好ましい一例は、抗原である。本発明の方法は、サンプル中の抗原を測定することができる。このような抗原としては、例えば、アレルギー原因物質である抗原、病原性微生物由来の抗原、ならびに疾患マーカー(腫瘍マーカー、心疾患マーカーおよび腎疾患マーカー)等のバイオマーカーである抗原が挙げられる。標的物質の好ましい別の例は、抗体である。本発明の方法は、サンプル中の抗体(例、血液中の自己抗体)を測定することができる。   The target substance to be measured by the method of the present invention is not particularly limited as long as it is a substance that can be measured by the method of the present invention. For example, amino acid polymers (eg, oligopeptides, polypeptides, proteins), sugars (eg , Oligosaccharides, polysaccharides), nucleic acids (eg, DNA, RNA), and low molecular weight substances, and derivatives thereof. The target substance may also be a component of an immunological complex (eg, antigen or antibody). A preferred example of the target substance is an antigen. The method of the present invention can measure an antigen in a sample. Examples of such antigens include antigens that are allergenic agents, antigens derived from pathogenic microorganisms, and antigens that are biomarkers such as disease markers (tumor markers, heart disease markers, and kidney disease markers). Another preferred example of the target substance is an antibody. The method of the present invention can measure antibodies in a sample (eg, autoantibodies in blood).

標的物質はまた、分子量の観点から、低分子物質、および高い分子量を有する物質に分類することもできる。
用語「低分子物質(small substance)」とは、1,500未満の分子量を有する化合物をいう。低分子物質は、天然物質または合成物質である。低分子物質の分子量は、1,200未満、1,000未満、800未満、700未満、600未満、500未満、400未満または300未満であってもよい。低分子物質の分子量はまた、50以上、100以上、150以上または200以上であってもよい。低分子物質としては、例えば、ビタミン(例、ビタミンD2、ビタミンD3等のビタミンD)、ホルモン(例、卵胞ホルモン等のステロイドホルモン、甲状腺ホルモン)、アミノ酸化合物、リガンド、脂質、脂肪酸、オピオイド、神経伝達物質(例、カテコールアミン)、ヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、単糖、オリゴ糖、およびオリゴペプチド、あるいは医薬、毒物、および代謝産物が挙げられる。
用語「高い分子量を有する物質」とは、1,500以上の分子量を有する化合物をいう。高い分子量を有する物質は、例えば、2,000以上、3,000以上、5,000以上、10,000以上、15,000以上、20,000以上、30,000以上、または50,000以上の分子量を有していてもよい。高い分子量を有する物質はまた、例えば、1000,000未満、500,000未満、または300,000未満の分子量を有していてもよい。
The target substance can also be classified into a low molecular substance and a substance having a high molecular weight from the viewpoint of molecular weight.
The term “small substance” refers to a compound having a molecular weight of less than 1,500. The low molecular weight substance is a natural substance or a synthetic substance. The molecular weight of the low molecular weight substance may be less than 1,200, less than 1,000, less than 800, less than 700, less than 600, less than 500, less than 400, or less than 300. The molecular weight of the low molecular weight substance may also be 50 or more, 100 or more, 150 or more, or 200 or more. Examples of low molecular weight substances include vitamins (eg, vitamin D such as vitamin D2 and vitamin D3), hormones (eg, steroid hormones such as follicular hormone, thyroid hormone), amino acid compounds, ligands, lipids, fatty acids, opioids, nerves Examples include transmitters (eg, catecholamines), nucleosides, nucleotides, oligonucleotides, monosaccharides, oligosaccharides, and oligopeptides, or pharmaceuticals, toxicants, and metabolites.
The term “substance having a high molecular weight” refers to a compound having a molecular weight of 1,500 or more. A substance having a high molecular weight is, for example, 2,000 or more, 3,000 or more, 5,000 or more, 10,000 or more, 15,000 or more, 20,000 or more, 30,000 or more, or 50,000 or more. It may have a molecular weight. A substance having a high molecular weight may also have a molecular weight of, for example, less than 1,000,000, less than 500,000, or less than 300,000.

第1親和性分子および第2親和性分子は、標的物質、固相に固定された第1親和性分子および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、固相に固定された蛍光分子標識複合体を親和的結合(例、免疫学的反応)により形成できるものである限り特に限定されない。このような親和性分子としては、例えば、免疫学的複合体の構成因子(例、抗体、および抗原)が挙げられる。例えば、標的物質が抗原である場合、第1親和性分子および第2親和性分子として抗体が好適に使用される。一方、標的物質が抗体である場合、第1親和性分子として、抗原が好適に使用され、かつ第2親和性分子として所望の分子を適宜選択することができる。   The first affinity molecule and the second affinity molecule are fluorescent molecules immobilized on a solid phase, including a target substance, a first affinity molecule immobilized on the solid phase, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule. The label complex is not particularly limited as long as it can be formed by affinity binding (eg, immunological reaction). Such affinity molecules include, for example, components of immunological complexes (eg, antibodies and antigens). For example, when the target substance is an antigen, an antibody is suitably used as the first affinity molecule and the second affinity molecule. On the other hand, when the target substance is an antibody, an antigen is suitably used as the first affinity molecule, and a desired molecule can be appropriately selected as the second affinity molecule.

好ましくは、第1親和性分子および第2親和性分子の各々は抗体である。このような場合、第1親和性分子および第2親和性分子としては任意の抗体を使用できるが、これらの親和性分子は、好ましくはモノクローナル抗体である。第1抗体および第2親和性分子はそれぞれ、免疫グロブリン(例、IgG、IgM、IgA、IgD、IgE、IgY)のいずれのアイソタイプであってもよい。第1抗体および第2抗体はまた、全長抗体であってもよい。全長抗体とは、可変領域および定常領域を各々含む重鎖および軽鎖を含む抗体(例、2つのFab部分およびFc部分を含む抗体)をいう。第1抗体および第2抗体はまた、このような全長抗体に由来する抗体断片であってもよい。抗体断片は、全長抗体の一部であり、例えば、定常領域欠失抗体(例、F(ab’)、Fab’、Fab、Fv)が挙げられる。第1抗体および第2抗体はまた、単鎖抗体等の改変抗体であってもよい。 Preferably, each of the first affinity molecule and the second affinity molecule is an antibody. In such a case, any antibody can be used as the first affinity molecule and the second affinity molecule, but these affinity molecules are preferably monoclonal antibodies. Each of the first antibody and the second affinity molecule may be any isotype of immunoglobulin (eg, IgG, IgM, IgA, IgD, IgE, IgY). The first antibody and the second antibody may also be full length antibodies. A full-length antibody refers to an antibody comprising a heavy chain and a light chain comprising a variable region and a constant region, respectively (eg, an antibody comprising two Fab portions and an Fc portion). The first antibody and the second antibody may also be antibody fragments derived from such full-length antibodies. The antibody fragment is a part of a full-length antibody, and examples thereof include constant region deleted antibodies (eg, F (ab ′) 2 , Fab ′, Fab, Fv). The first antibody and the second antibody may also be modified antibodies such as a single chain antibody.

固相としては、例えば、液相を収容または搭載可能な固相(例、プレート、メンブレン、試験管等の支持体、およびウェルプレート、マイクロ流路、ガラスキャピラリー、ナノピラー、モノリスカラム等の容器)、ならびに液相中に懸濁または分散可能な固相(例、ビーズ等の固相担体)が挙げられる。固相の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、金属、カーボンが挙げられる。固相の材料としてはまた、非磁性材料または磁性材料を用いることができるが、操作の簡便性等の観点から、磁性材料が好ましい。固相は、好ましくは固相担体であり、より好ましくは磁性固相担体であり、さらにより好ましくは磁性ビーズである。   Examples of the solid phase include a solid phase that can contain or mount a liquid phase (eg, a support such as a plate, a membrane, or a test tube, and a container such as a well plate, a microchannel, a glass capillary, a nanopillar, or a monolith column). And a solid phase that can be suspended or dispersed in a liquid phase (eg, a solid phase carrier such as beads). Examples of the solid phase material include glass, plastic, metal, and carbon. A non-magnetic material or a magnetic material can also be used as the solid phase material, but a magnetic material is preferred from the viewpoint of ease of operation. The solid phase is preferably a solid phase carrier, more preferably a magnetic solid phase carrier, and even more preferably a magnetic bead.

固相に切断性リンカーを介して固定された第1親和性分子の調製は、公知の方法により行うことができる。
切断性リンカーが共有結合性リンカーの場合、固相に切断性リンカーを固定した後に、切断性リンカーに第1親和性分子を固定化してもよいし、第1親和性分子に切断性リンカーを結合した後に、該切断性リンカーを介して固相に第1親和性分子を固定してもよい。切断性リンカーが親和性リンカーの場合、一対の親和性物質の一方を固相に固定し、他方を第1親和性分子に結合した後に、親和性物質間の親和性により、第1親和性分子を固相に固定することができる。固相への切断性リンカーの固定、及び第1親和性分子と切断性リンカーの結合は、切断性リンカーの特異的切断反応を適宜行うことができれば、どのような結合様式であってもよく、例えば、物理的吸着、共有結合、イオン結合、親和性を利用した結合、およびこれらの組み合わせなどにより行うことができる。例えば、共有結合は、架橋剤を用いて達成することができる。このような架橋剤としては、例えば、マレイミド試薬、カルボジイミド試薬、グルタルアルデヒド、および塩化シアヌリルが挙げられる(ペプチド合成法,丸善株式会社,(昭和50年);酵素免疫測定法,共立出版(1987年);蛋白質核酸酵素 別冊第31号(1987年)参照)。マレイミド試薬としては、例えば、N−サクシニミジルマレイミド酢酸、N−サクシニミジル 4−マレイミド酪酸(GMBS)、N−サクシニミジルマレイミドヘキサン酸、N−サクシニミジル 4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボン酸、N−スルホサクシニミジル 4−マレイミドメチル−シクロヘキサン−1−カルボン酸が挙げられる。カルボジイミド試薬としては、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド(EDC)が挙げられる。カルボジイミド試薬は、反応性基(例、アミド基、エステル基)の導入により、固相への切断性リンカーの固定、及び第1親和性分子と切断性リンカーの結合を達成することができる。
The first affinity molecule immobilized on the solid phase via a cleavable linker can be prepared by a known method.
When the cleavable linker is a covalent bondable linker, the first affinity molecule may be immobilized on the cleavable linker after the cleavable linker is immobilized on the solid phase, or the cleavable linker is bound to the first affinity molecule. Thereafter, the first affinity molecule may be immobilized on the solid phase via the cleavable linker. When the cleavable linker is an affinity linker, after fixing one of the pair of affinity substances to the solid phase and binding the other to the first affinity molecule, the first affinity molecule is determined by the affinity between the affinity substances. Can be immobilized on a solid phase. The fixing of the cleavable linker to the solid phase and the binding of the first affinity molecule and the cleavable linker may be any type of binding as long as a specific cleavage reaction of the cleavable linker can be appropriately performed. For example, it can be performed by physical adsorption, covalent bond, ionic bond, bond utilizing affinity, and combinations thereof. For example, covalent bonding can be achieved using a cross-linking agent. Examples of such cross-linking agents include maleimide reagent, carbodiimide reagent, glutaraldehyde, and cyanuryl chloride (peptide synthesis method, Maruzen Co., Ltd. (Showa 50); enzyme immunoassay, Kyoritsu Shuppan (1987) ); Protein Nucleic Acid Enzyme See the separate volume No. 31 (1987)). Examples of the maleimide reagent include N-succinimidyl maleimide acetic acid, N-succinimidyl 4-maleimidobutyric acid (GMBS), N-succinimidyl maleimide hexanoic acid, N-succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1- Carboxylic acid, N-sulfosuccinimidyl 4-maleimidomethyl-cyclohexane-1-carboxylic acid. Examples of the carbodiimide reagent include dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide (EDC). The carbodiimide reagent can achieve the fixation of the cleavable linker to the solid phase and the binding of the first affinity molecule and the cleavable linker by introducing a reactive group (eg, amide group, ester group).

蛍光分子としては、本技術分野で蛍光標識試薬として一般的に用いられている蛍光分子を用いることができる。例えば、Alexa Fluor(登録商標)化合物(例、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 647)、ATTO化合物(ATTO488、ATTO532、ATTO550、ATTORho6G、ATTO647N)、FITC(フルオレセインイソチオシアネート)、6−FAM(6−カルボキシフルオレセイン)、TET(テトラクロロ−6−カルボキシフルオレセイン)、HEX(ヘキサクロロフルオレセイン)、6−JOE(6−カルボキシ−4’,5’−ジクロロ−2’,7’−ジメトキシフルオレセイン)、ROX(カルボキシ−6−ローダミン)、およびTAMRA((6−テトラメチルローダミン−5(6)−カルボキサミド)ヘキサノエート)等の低分子物質、並びにR−フィコエリスリン(赤色蛍光タンパク質)、およびGFP(緑色蛍光タンパク質)等の蛍光タンパク質が挙げられる。   As the fluorescent molecule, a fluorescent molecule generally used as a fluorescent labeling reagent in this technical field can be used. For example, Alexa Fluor (registered trademark) compounds (eg, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 555, Alexa Fluor 633, Alexa Fluor 647), ATTO compounds (ATTO 488, ATTO 532, ATTOTO N6 Isothiocyanate), 6-FAM (6-carboxyfluorescein), TET (tetrachloro-6-carboxyfluorescein), HEX (hexachlorofluorescein), 6-JOE (6-carboxy-4 ′, 5′-dichloro-2 ′, 7'-dimethoxyfluorescein), ROX (carboxy-6-rhodamine), and TAMRA ((6-tetramethylrhodamine) N-5 (6) -carboxamide) hexanoate), and fluorescent proteins such as R-phycoerythrin (red fluorescent protein) and GFP (green fluorescent protein).

蛍光分子で標識された第2親和性分子の調製は、蛍光分子による抗体の標識を可能にする公知の方法により行うことができる。第2親和性分子と蛍光分子の結合は、切断性リンカーの特異的切断反応を適宜行うことができれば、どのような結合様式であってもよく、例えば、物理的吸着、共有結合、イオン結合、親和性を利用した結合、およびこれらの組み合わせなどにより行うことができる。例えば、上述したような架橋剤を用いて行うことができる。   The second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule can be prepared by a known method that enables the antibody to be labeled with the fluorescent molecule. The binding between the second affinity molecule and the fluorescent molecule may be in any binding mode as long as the specific cleavage reaction of the cleavable linker can be appropriately performed, such as physical adsorption, covalent bond, ionic bond, It can be performed by binding utilizing affinity, a combination thereof, or the like. For example, it can be performed using a crosslinking agent as described above.

具体的には、固相に固定された第1親和性分子の調製、および蛍光分子で標識された第2親和性分子の調製は、特開平3−115862号公報、特開平10−197535号公報等の既報に開示された方法により行われてもよい。   Specifically, the preparation of the first affinity molecule immobilized on the solid phase and the preparation of the second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule are described in JP-A-3-115862 and JP-A-10-197535. It may be performed by a method disclosed in a previously published report.

切断反応で用いられる溶液は、切断性リンカーの部位での切断を阻害せず、かつ、蛍光分子標識複合体の保持(例、標的物質、固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子の親和的結合の維持)を可能にするものであれば特に制限されず、適切な水溶液を用いることができる。このような水溶液としては、例えば、水(例、蒸留水、滅菌水、滅菌蒸留水、純水)、および緩衝液が挙げられる。緩衝液としては、例えば、Tris−HCl、TE(Tris−EDTA)緩衝液等のTrisベースの緩衝液、リン酸緩衝液、炭酸緩衝液が挙げられる。緩衝液のpHは、中性付近のpHが適切である。このようなpHは、例えばpH5.0〜9.0、好ましくは5.5〜8.5、より好ましくは6.0〜8.0、さらにより好ましくは6.5〜7.5である。切断反応で用いられる溶液は、少量の有機溶媒(例、アルコール)、他の成分を含んでいてもよい。   The solution used in the cleavage reaction does not inhibit cleavage at the site of the cleavable linker and retains the fluorescent molecule-labeled complex (eg, target substance, first affinity molecule immobilized on the solid phase, and fluorescence). Any suitable aqueous solution may be used as long as it enables the maintenance of the affinity binding of the molecule-labeled second affinity molecule. Examples of such an aqueous solution include water (eg, distilled water, sterilized water, sterilized distilled water, pure water), and a buffer solution. Examples of the buffer include Tris-based buffers such as Tris-HCl and TE (Tris-EDTA) buffers, phosphate buffers, and carbonate buffers. The pH of the buffer is appropriately near neutral. Such pH is, for example, pH 5.0 to 9.0, preferably 5.5 to 8.5, more preferably 6.0 to 8.0, and even more preferably 6.5 to 7.5. The solution used in the cleavage reaction may contain a small amount of an organic solvent (eg, alcohol) and other components.

切断反応で用いられる溶液の容量は、一般的には、例えば1〜1000μLであり、好ましくは3〜500μLであり、より好ましくは5〜200μLであり、さらにより好ましくは10〜100μLである。   The volume of the solution used in the cleavage reaction is generally, for example, 1-1000 μL, preferably 3-500 μL, more preferably 5-200 μL, and even more preferably 10-100 μL.

特異的な切断反応は、蛍光分子標識複合体中の切断性リンカーの種類に応じた適切な処理により行うことができる(例、表1、2を参照)。例えば、蛍光分子標識複合体を物質(例、切断剤および競合剤)で処理する場合、切断反応は、通常4〜45℃(例えば10〜42℃、好ましくは15〜40℃)で、1秒〜6時間(例えば3秒〜1時間、好ましくは5秒〜10分間)程度で行われる。   The specific cleavage reaction can be performed by an appropriate treatment according to the type of the cleavable linker in the fluorescent molecule labeling complex (for example, see Tables 1 and 2). For example, when a fluorescent molecule-labeled complex is treated with a substance (eg, a cleaving agent and a competitor), the cleavage reaction is usually 4 to 45 ° C. (eg 10 to 42 ° C., preferably 15 to 40 ° C.) for 1 second. For about 6 hours (for example, 3 seconds to 1 hour, preferably 5 seconds to 10 minutes).

一実施形態では、第1親和性分子は、標的物質の第1標的部位に対する親和性分子であり、かつ第2親和性分子は、標的物質の第2標的部位に対する親和性分子である。本発明の方法では、第1親和性分子および第2親和性分子のこのような組合せを用いることにより、蛍光分子標識複合体中の蛍光分子から発生する特異シグナルを計測することができる。好ましくは、第1親和性分子は、抗原の第1エピトープに対する抗体であり、かつ第2親和性分子は、抗原の第2エピトープに対する抗体である。   In one embodiment, the first affinity molecule is an affinity molecule for the first target site of the target substance, and the second affinity molecule is an affinity molecule for the second target site of the target substance. In the method of the present invention, by using such a combination of the first affinity molecule and the second affinity molecule, a specific signal generated from the fluorescent molecule in the fluorescent molecule-labeled complex can be measured. Preferably, the first affinity molecule is an antibody against the first epitope of the antigen and the second affinity molecule is an antibody against the second epitope of the antigen.

別の実施形態では、第1親和性分子は、標的物質の標的部位に対する親和性分子であり、かつ第2親和性分子は、標的物質および第1親和性分子を含む複合体に対する親和性分子である。本発明の方法では、第1親和性分子および第2親和性分子のこのような組合せを用いることにより、蛍光分子標識複合体中の蛍光分子から発生する特異シグナルを計測することができる。好ましくは、第1親和性分子は、抗原のエピトープに対する抗体であり、かつ第2親和性分子は、抗原および第1親和性分子を含む複合体に対する抗体である。このような第2親和性分子の調製は、例えば、WO2013/042426に記載される方法を用いて行うことができる。   In another embodiment, the first affinity molecule is an affinity molecule for the target site of the target substance, and the second affinity molecule is an affinity molecule for the complex comprising the target substance and the first affinity molecule. is there. In the method of the present invention, by using such a combination of the first affinity molecule and the second affinity molecule, a specific signal generated from the fluorescent molecule in the fluorescent molecule-labeled complex can be measured. Preferably, the first affinity molecule is an antibody against an epitope of the antigen and the second affinity molecule is an antibody against a complex comprising the antigen and the first affinity molecule. Such a second affinity molecule can be prepared, for example, using the method described in WO2013 / 042426.

本発明の方法は、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を提供することをさらに含んでいてもよい。例えば、本発明の方法は、標的物質を含むサンプルを、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子と接触させて、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を調製することをさらに含んでいてもよい。このような調製は、例えば、1ステップ法、ディレイ1ステップ法、および2ステップ法等のサンドイッチ法等の公知の方法により行うことができる。接触は、標的物質、第1親和性分子および第2親和性分子を、同時または時間差によりインキュベートすることにより行われる。インキュベートは、通常4〜45℃(例えば10〜42℃、好ましくは15〜40℃)で、1秒〜6時間(例えば3秒〜1時間、好ましくは10秒〜10分間)程度で行われる。   The method of the present invention includes a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule. The method may further comprise providing a fluorescent molecular label complex immobilized on the substrate. For example, the method of the present invention comprises contacting a sample containing a target substance with a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule, It may further comprise preparing a fluorescent molecular label complex immobilized on a solid phase via a cleavable linker. Such preparation can be performed by a known method such as a sandwich method such as a one-step method, a delay one-step method, and a two-step method. The contact is performed by incubating the target substance, the first affinity molecule, and the second affinity molecule simultaneously or with a time difference. Incubation is usually performed at 4 to 45 ° C. (for example, 10 to 42 ° C., preferably 15 to 40 ° C.) for about 1 second to 6 hours (for example, 3 seconds to 1 hour, preferably 10 seconds to 10 minutes).

本発明の方法で用いられるサンプルは、上述したような標的物質を含有するサンプルである。サンプルの由来は特に限定されず、生物由来の生物学的サンプルであってもよく、または環境サンプルなどであってもよい。生物学的サンプルが由来する生物としては、例えば、哺乳動物(例、ヒト、サル、マウス、ラット、ウサギ、ウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ)、鳥類(例、ニワトリ)等の動物、昆虫、微生物、植物、菌類、魚類が挙げられるが、好ましくは哺乳動物であり、さらにより好ましくはヒトである。生物学的サンプルとしてはまた、例えば、血液関連サンプル(例、全血、血清、血漿)、唾液、尿、乳汁、組織および細胞抽出液、ならびにこれらの混合物が挙げられる。環境サンプルとしては、例えば、土壌、海水、淡水由来のサンプルが挙げられる。   The sample used in the method of the present invention is a sample containing the target substance as described above. The origin of the sample is not particularly limited, and may be a biological sample derived from a living organism, or an environmental sample. Examples of organisms from which biological samples are derived include animals such as mammals (eg, humans, monkeys, mice, rats, rabbits, cows, pigs, horses, goats, sheep), birds (eg, chickens), insects, and the like. , Microorganisms, plants, fungi, and fish, preferably mammals, and still more preferably humans. Biological samples also include, for example, blood related samples (eg, whole blood, serum, plasma), saliva, urine, milk, tissue and cell extracts, and mixtures thereof. Examples of the environmental sample include samples derived from soil, seawater, and fresh water.

本発明の方法では、サンプルは、蛍光分子標識複合体の調製前に、予備処理に付されてもよい。このような予備処理としては、例えば、遠心分離、抽出、ろ過、沈殿、加熱、凍結、冷蔵、および攪拌が挙げられる。   In the method of the present invention, the sample may be subjected to pretreatment prior to preparation of the fluorescent molecular label complex. Examples of such pretreatment include centrifugation, extraction, filtration, precipitation, heating, freezing, refrigeration, and stirring.

(洗浄による液相中の非特異物質の除去)
蛍光分子標識複合体が調製される場合、本発明の方法は、蛍光分子標識複合体の調製の間および/または後に、固相を洗浄することをさらに含むことが好ましい。洗浄は、調製中および/または調製後の異なる段階、好ましくは調製中の1以上(例、1〜3)の異なる段階と調製後の段階において行われてもよい。各段階での洗浄回数は、例えば1〜10回、好ましくは2〜8回、より好ましくは3〜6回である。このような洗浄により、固相に付着した微量溶液中の非特異物質などを排除することができる。洗浄液は、固相に固定された蛍光分子標識複合体の保持(例、標的物質、固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子の親和的結合の維持)を可能にするものであれば特に制限されず、適切な水溶液を用いることができる。このような水溶液としては、例えば、水(例、蒸留水、滅菌水、滅菌蒸留水、純水)、および緩衝液が挙げられる。緩衝液としては、例えば、Tris−HCl、TE(Tris−EDTA)緩衝液等のTrisベースの緩衝液、リン酸緩衝液、炭酸緩衝液が挙げられる。緩衝液のpHは、中性付近のpHが適切である。このようなpHは、例えばpH5.0〜9.0、好ましくは5.5〜8.5、より好ましくは6.0〜8.0、さらにより好ましくは6.5〜7.5である。洗浄液は、少量の有機溶媒(例、アルコール)、他の成分を含んでいてもよい。
(Removal of non-specific substances in the liquid phase by washing)
Where a fluorescent molecular label complex is prepared, the method of the present invention preferably further comprises washing the solid phase during and / or after preparation of the fluorescent molecular label complex. Washing may take place at different stages during and / or after preparation, preferably at one or more (eg, 1-3) different stages during preparation and after preparation. The frequency | count of washing | cleaning in each step is 1-10 times, for example, Preferably it is 2-8 times, More preferably, it is 3-6 times. By such washing, non-specific substances and the like in a trace amount solution adhering to the solid phase can be excluded. The washing solution retains the fluorescent molecule-labeled complex immobilized on the solid phase (eg, affinity binding of the target substance, the first affinity molecule immobilized on the solid phase, and the second affinity molecule labeled with the fluorescent molecule). Is not particularly limited as long as it enables the maintenance of the above), and an appropriate aqueous solution can be used. Examples of such an aqueous solution include water (eg, distilled water, sterilized water, sterilized distilled water, pure water), and a buffer solution. Examples of the buffer include Tris-based buffers such as Tris-HCl and TE (Tris-EDTA) buffers, phosphate buffers, and carbonate buffers. The pH of the buffer is appropriately near neutral. Such pH is, for example, pH 5.0 to 9.0, preferably 5.5 to 8.5, more preferably 6.0 to 8.0, and even more preferably 6.5 to 7.5. The cleaning liquid may contain a small amount of an organic solvent (eg, alcohol) and other components.

具体的には、蛍光分子標識複合体の調製は、以下のとおり行われてもよい:
a1)標的物質を含むサンプルを、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子と液相中で接触させて、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体(固相)と、液相とを含む二相系を得ること;ならびにa2)上記二相系から液相を除去して、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体(固相)を得ること。
Specifically, the preparation of the fluorescent molecular label complex may be performed as follows:
a1) A sample containing a target substance is brought into contact with a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule in a liquid phase, and the target substance A fluorescent molecule-labeled complex immobilized on a solid phase via a cleavable linker, comprising: a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker; and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule Obtaining a two-phase system comprising a body (solid phase) and a liquid phase; and a2) removing the liquid phase from the two-phase system and immobilizing the fluorescent molecule labeled complex immobilized on the solid phase via a cleavable linker To obtain a body (solid phase).

a1)は、以下の工程により行われてもよい:
a1−1)標的物質を含むサンプルを、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子と液相中で接触させて、標的物質、および切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された中間複合体(固相)と、液相とを含む第1二相系を得ること;
a1−2)第1二相系から液相を除去して、切断性リンカーを介して固相に固定された中間複合体(固相)を得ること;ならびに
a1−3)切断性リンカーを介して固相に固定された中間複合体(固相)を、蛍光分子で標識された第2親和性分子と液相中で接触させて、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体(固相)と、液相とを含む第2二相系を得ること。
a1) may be performed by the following steps:
a1-1) A sample containing a target substance is brought into contact with a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker in a liquid phase, and the target substance and the solid substance via a cleavable linker are brought into contact with the solid phase. Obtaining a first two-phase system comprising an intermediate complex (solid phase) immobilized on a solid phase via a cleavable linker, comprising an immobilized first affinity molecule, and a liquid phase;
a1-2) removing the liquid phase from the first two-phase system to obtain an intermediate complex (solid phase) fixed to the solid phase via a cleavable linker; and a1-3) via a cleavable linker The intermediate complex (solid phase) immobilized on the solid phase is brought into contact with the second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule in the liquid phase and immobilized on the solid phase via the target substance and a cleavable linker. A fluorescent molecule-labeled complex (solid phase) immobilized on a solid phase via a cleavable linker, comprising a first affinity molecule and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule, and a liquid phase Obtain a second two-phase system.

a1)では、接触は、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子をインキュベートすることにより行われる。接触の条件(例、インキュベート条件)は、上述したものと同様である。   In a1), the contact is carried out by incubating the target substance, a first affinity molecule immobilized on the solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule. The contact conditions (eg, incubation conditions) are the same as those described above.

a1−1)では、接触は、標的物質、および切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子をインキュベートすることにより行われる。接触の条件(例、インキュベート条件)は、上述したものと同様である。   In a1-1), the contact is performed by incubating the target substance and the first affinity molecule immobilized on the solid phase via a cleavable linker. The contact conditions (eg, incubation conditions) are the same as those described above.

a1−2)では、液相を除去することにより、サンプル由来の非特異物質、および切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子の含有液由来の非特異物質を排除することができる。また、a1−2)の後、切断性リンカーを介して固相に固定された中間複合体(固相)を洗浄することが好ましい。このような洗浄により、固相に付着した微量溶液中の非特異物質を排除することができる。洗浄液および洗浄回数等の洗浄条件は、上述したものと同様である。   In a1-2), the non-specific substance derived from the sample and the non-specific substance derived from the liquid containing the first affinity molecule fixed to the solid phase via the cleavable linker are removed by removing the liquid phase. be able to. Further, after a1-2), it is preferable to wash the intermediate complex (solid phase) fixed to the solid phase via a cleavable linker. By such washing, non-specific substances in a trace amount solution adhering to the solid phase can be excluded. Cleaning conditions such as the cleaning liquid and the number of cleanings are the same as those described above.

a1−3)では、接触は、切断性リンカーを介して固相に固定された中間複合体、および蛍光分子で標識された第2親和性分子をインキュベートすることにより行われる。接触の条件(例、インキュベート条件)は、上述したものと同様である。   In a1-3), the contact is carried out by incubating an intermediate complex immobilized on the solid phase via a cleavable linker and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule. The contact conditions (eg, incubation conditions) are the same as those described above.

a2)では、液相を除去することにより、サンプル由来の非特異物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子の含有液由来の非特異物質(又は切断性リンカーを介して固相に固定された中間複合体の含有液由来の非特異物質)、および蛍光分子で標識された第2親和性分子の含有液由来の非特異物質を排除することができる。また、a2)の後、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体(固相)を洗浄することが好ましい。このような洗浄により、固相に付着した微量溶液中の非特異物質を排除することができる。洗浄液および洗浄回数等の洗浄条件は、上述したものと同様である。   In a2), by removing the liquid phase, the non-specific substance derived from the sample, or the non-specific substance derived from the liquid containing the first affinity molecule immobilized on the solid phase via the cleavable linker (or the cleavable linker) The non-specific substance derived from the liquid containing the intermediate complex immobilized on the solid phase) and the non-specific substance derived from the liquid containing the second affinity molecule labeled with the fluorescent molecule can be excluded. Moreover, after a2), it is preferable to wash the fluorescent molecule label complex (solid phase) fixed to the solid phase via a cleavable linker. By such washing, non-specific substances in a trace amount solution adhering to the solid phase can be excluded. Cleaning conditions such as the cleaning liquid and the number of cleanings are the same as those described above.

(固相に非特異的に結合した物質の除去)
1)では、切断反応により、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液が得られる。固相に非特異的に結合した物質は、切断反応後も固相に結合した状態を維持し得るため、切断反応後の系から放出溶液を採取することで(換言すれば、切断反応後の系から固相を除くことで)、固相に非特異的に結合した物質(例、標識分子、標識分子で標識された第2親和性分子)を排除することができる。固相に非特異的に結合した物質の一部は、処理の過程において固相から液相に放出されることがあるので、切断反応後の系から固相を除くことで、固相に非特異的に結合した物質の放出溶液中への混入を回避することができる。
(Removal of non-specifically bound substances on the solid phase)
In 1), a release solution containing the fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase is obtained by the cleavage reaction. Since the substance nonspecifically bound to the solid phase can maintain the state bound to the solid phase even after the cleavage reaction, it is possible to collect the release solution from the system after the cleavage reaction (in other words, after the cleavage reaction). By removing the solid phase from the system, substances that are non-specifically bound to the solid phase (eg, labeled molecules, second affinity molecules labeled with labeled molecules) can be eliminated. Some of the substances that are nonspecifically bound to the solid phase may be released from the solid phase to the liquid phase in the course of treatment. Incorporation of specifically bound substances into the release solution can be avoided.

したがって、処理の過程における固相に非特異的に結合した物質の放出溶液への混入を回避するためには、上記1)の工程は、以下により行われることが好ましい:
1−1)標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液、および固相を含む二相系を得ること;ならびに
1−2)固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液、および固相を含む二相系から固相を除去して、蛍光分子標識複合体を含み、かつ固相を含まない放出溶液を得ること。
Therefore, in order to avoid contamination of the release solution with the substance nonspecifically bound to the solid phase during the treatment, the step 1) is preferably performed as follows:
1-1) Immobilization to a solid phase via a cleavable linker comprising a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule The resulting fluorescent molecule-labeled complex is specifically cleaved at the site of the cleavable linker in the solution to obtain a release solution containing the fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase and a two-phase system containing the solid phase And 1-2) the release solution containing the fluorescent molecule labeled complex released from the solid phase, and the solid phase is removed from the two-phase system including the solid phase, the fluorescent molecule labeled complex is included, and the solid phase To obtain a release solution free of

ところで、蛍光分子標識複合体が調製される場合、上記a1−2)およびa2)の工程で上述したとおり、サンプル等由来の非特異物質を含有し得る液相の除去、および/または非特異物質を含有し得る微量溶液が付着した固相の洗浄により、液相および微量溶液中の非特異物質を排除することができる。したがって、放出溶液は、上述の工程により、液相中に分配され易い非特異物質を含まないように既に処理されている。
一方、上記放出溶液を得る工程〔特に、上記1−1)および1−2)の工程〕では、固相に非特異的に結合した物質の放出溶液中の混入を回避することができる。したがって、放出溶液は、上述の工程により、固相に吸着され易い非特異物質を含まないように既に処理されている。
したがって、本発明の方法によれば、液相中に分配され易い非特異物質、および固相に吸着され易い非特異物質の双方を排除できることから、非特異物質の混入に起因するバックグラウンドノイズを効率的に低減させることができ、また、S/N(シグナル/ノイズ)比を向上させることができる。すなわち、本発明の方法は、液相中に分配され易い非特異物質、および固相に吸着され易い非特異物質の双方を物理的に除去することにより、目的標的物質の高感度測定を実現することができる。
By the way, when a fluorescent molecule labeling complex is prepared, as described above in the steps a1-2) and a2), removal of a liquid phase that may contain a nonspecific substance derived from a sample or the like, and / or a nonspecific substance The non-specific substance in the liquid phase and the trace solution can be eliminated by washing the solid phase to which the trace solution that can contain the liquid is attached. Thus, the release solution has already been treated by the above-described process so as not to contain non-specific substances that are easily distributed in the liquid phase.
On the other hand, in the step of obtaining the release solution [particularly the steps of 1-1) and 1-2), it is possible to avoid contamination of the release solution with a substance nonspecifically bound to the solid phase. Therefore, the release solution has already been processed so as not to contain non-specific substances that are easily adsorbed to the solid phase by the above-described steps.
Therefore, according to the method of the present invention, both non-specific substances that are easily distributed in the liquid phase and non-specific substances that are easily adsorbed to the solid phase can be excluded. It can be reduced efficiently, and the S / N (signal / noise) ratio can be improved. That is, the method of the present invention realizes highly sensitive measurement of a target target substance by physically removing both a non-specific substance that is easily distributed in a liquid phase and a non-specific substance that is easily adsorbed to a solid phase. be able to.

2)共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定する工程(カウンティング)
本工程では、放出溶液において、共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルが測定される。これにより、放出溶液中で生じる光子の数に基づいた蛍光シグナルの測定データ(パルス信号データ)が得られる。
2) Measuring the fluorescence signal with a confocal fluorescence detector (counting)
In this step, the fluorescence signal is measured with a confocal fluorescence detector in the release solution. Thereby, measurement data (pulse signal data) of the fluorescence signal based on the number of photons generated in the release solution is obtained.

共焦点蛍光検出器による蛍光シグナルを測定する工程は、信号を2値化した電気パルス信号に基づいて光子の数を計数するフォトンカウンティング法により行うことができる。これにより、放出溶液中で生じた光子の数に基づいたパルス信号データが得られる。   The step of measuring the fluorescence signal by the confocal fluorescence detector can be performed by a photon counting method in which the number of photons is counted based on an electric pulse signal obtained by binarizing the signal. This provides pulse signal data based on the number of photons generated in the release solution.

フォトンカウンティング法で得られるパルス信号データは、時系列の電気パルス信号に関するデータであり、時系列の電気パルス信号データでもよいし、時系列の電気パルス信号を任意時間あたりの信号数(カウント数/秒、Hz)として計数した計数データでもよい。この計数データは、例えば所定の単位時間(測光ビニング時間)あたりの信号数にかかるデータであり、その単位としては「計数された蛍光光子の数/秒」または「Hz」が用いられる。   The pulse signal data obtained by the photon counting method is data relating to a time-series electric pulse signal, and may be time-series electric pulse signal data, or the time-series electric pulse signal may be converted into a signal number per arbitrary time (count number / Count data counted as seconds, Hz) may also be used. This count data is data relating to the number of signals per predetermined unit time (photometric binning time), for example, and “number of counted fluorescent photons / second” or “Hz” is used as the unit.

3)放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量の決定
本工程では、蛍光分子標識複合体に特異的な蛍光シグナルの特性に基づき、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量が決定される。
3) Determination of the presence or amount of the fluorescent molecule label complex contained in the release solution In this step, based on the characteristics of the fluorescent signal specific to the fluorescent molecule label complex, the fluorescent molecule label complex contained in the release solution The presence or amount of is determined.

上述の放出溶液は、目的の特異シグナル(SS)を発生する、固相から放出された蛍光分子標識複合体のみならず、目的外の非特異シグナル(NSS)を発生する微量の非特異物質を含む可能性がある。このような非特異物質としては、1)遊離蛍光分子、2)蛍光分子で標識された第2親和性分子、3)蛍光分子で標識された第2親和性分子および標的物質を含むが、第1親和性分子を含まない不完全複合体、ならびに4)蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、標的物質を含まない複合体が挙げられる。蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、標的物質を含まない複合体としては、例えば、4a)蛍光分子で標識された第2親和性分子、および第1親和性分子を含むが、標的物質を含まない非特異的複合体、ならびに4b)蛍光分子で標識された第2親和性分子、および夾雑物(例、標的物質を含むサンプル中の夾雑物)を含む非特異的複合体が挙げられる。NSSを発生する非特異物質の完全な排除を目的として上述の方法〔例、上記1)の方法〕が行われ放出溶液が得られたとしても、NSSを発生する非特異物質のごく一部については、放出溶液中に混入する可能性がある。したがって、このような場合にカウンティングを単に行うと、SSのみならずNSSも計測され得るため、標的物質の正確な測定に支障をきたすおそれがある。一方、SSを発生する、固相から放出された蛍光分子標識複合体と、NSSを発生する微量の非特異物質とは分子量等の特性が異なり得る。したがって、固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な蛍光シグナルの特性に基づき、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定することで標的物質のより正確な測定が可能である。   The release solution described above contains not only a fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase that generates a target specific signal (SS), but also a small amount of a non-specific substance that generates a non-target nonspecific signal (NSS). May contain. Such non-specific substances include 1) a free fluorescent molecule, 2) a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule, 3) a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule, and a target substance. Examples include incomplete complexes that do not include one affinity molecule, and 4) complexes that do not include a target substance, including a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule. Examples of the complex that does not include a target substance and includes a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule include 4a) a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule, and a first affinity molecule, A non-specific complex containing no target substance, and 4b) a non-specific complex comprising a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule, and a contaminant (eg, a contaminant in a sample containing the target substance). Can be mentioned. Even if a release solution is obtained by performing the above-mentioned method (eg, the method of 1) above for the purpose of completely eliminating non-specific substances that generate NSS, only a small part of non-specific substances that generate NSS is obtained. Can be mixed into the release solution. Therefore, simply counting in this case can measure not only SS but also NSS, which may hinder accurate measurement of the target substance. On the other hand, characteristics such as molecular weight may be different between a fluorescent molecular label complex released from a solid phase that generates SS and a small amount of non-specific substance that generates NSS. Therefore, based on the characteristics of the fluorescent signal specific to the fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase, the presence or amount of the fluorescent molecule-labeled complex contained in the release solution can be determined to obtain a more accurate target substance. Measurement is possible.

蛍光分子標識複合体の存在または量の決定は、固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な特性を利用して行うことができる。固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な特性は、固相から放出された蛍光分子標識複合体を、非特異シグナルを発生する非特異物質から識別できる特性である。固相から放出された蛍光分子標識複合体は、標的物質、切断性リンカーが切断された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子が親和的に結合した複合体であることから、このような結合状態を評価できる特性を指標として利用することができる。したがって、本発明で利用することができる、固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な特性としては、例えば、分子量(分子サイズ)、蛍光特性(例、2以上の蛍光分子により標識された複合体の標識様式の相違に起因するもの、相互作用による蛍光強度の変化に起因するもの)が挙げられる。   The presence or amount of the fluorescent molecular label complex can be determined by utilizing the characteristics specific to the fluorescent molecular label complex released from the solid phase. The characteristic specific to the fluorescent molecular label complex released from the solid phase is a characteristic that allows the fluorescent molecular label complex released from the solid phase to be distinguished from a non-specific substance that generates a non-specific signal. The fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase is a complex in which the target substance, the first affinity molecule cleaved by the cleavable linker, and the second affinity molecule labeled with the fluorescent molecule are bound to each other. Therefore, it is possible to use a characteristic that can evaluate such a binding state as an index. Therefore, specific characteristics of the fluorescent molecule labeling complex released from the solid phase that can be used in the present invention include, for example, molecular weight (molecular size) and fluorescent characteristics (eg, labeling with two or more fluorescent molecules). Resulting from a difference in the labeling mode of the complex, and due to a change in fluorescence intensity due to interaction).

具体的には、蛍光分子標識複合体の存在または量の決定は、例えば、蛍光相関分光法(FCS)を利用して行うことができる(Analytical Biochemistry,2007,vol.370,pp.131−141;Chem.Phys.,4,390−401,1974;Biopolymers,13,1−27,1974;Physical Rev.A,10:1938−1945,1974;in Topics in Fluorescence Spectyoscopy,1,pp.337−378,Plenum Press,New York and London,1991;R.Rigler,E.S.Elson(Eds.),Fluorescence Correlation Spectyoscopy.Theory and Applications,Springer,Berlin,2001)。FCSによれば、分子量の差異に基づき、計測された蛍光シグナルを解析してSSを得ることができる。FCSは、蛍光で標識した標的分子の媒質中におけるブラウン運動をレーザー共焦点顕微鏡系により微小領域で捉えることによって、自己相関関数を用いて蛍光強度のゆらぎから拡散時間を解析し、標的分子の物理量(分子量、分子数)を測定することにより実行されるもので、このような微小な領域で分子ゆらぎを捕えるFCSによる解析は、高感度で特異的に分子間相互作用を検出する上で有効な手段である。   Specifically, the presence or amount of the fluorescent molecule labeling complex can be determined using, for example, fluorescence correlation spectroscopy (FCS) (Analytical Biochemistry, 2007, vol. 370, pp. 131-141). Chem., Phys., 4, 390-401, 1974; Biopolymers, 13, 1-27, 1974; Physical Rev. A, 10: 1938-19945, 1974; in Topics in Fluorescence Spectroscopy, 1, pp. 337-378. , Plenum Press, New York and London, 1991; R. Rigler, ES Elson (Eds.), Fluorescence Correlation Speciosos. opy.Theory and Applications, Springer, Berlin, 2001). According to FCS, SS can be obtained by analyzing the measured fluorescence signal based on the difference in molecular weight. FCS uses a laser confocal microscope system to capture the Brownian motion of a target molecule labeled with fluorescence in a minute region, and then analyzes the diffusion time from fluctuations in fluorescence intensity using an autocorrelation function. This is performed by measuring (molecular weight, number of molecules), and analysis by FCS that captures molecular fluctuations in such a minute region is effective in detecting intermolecular interactions with high sensitivity. Means.

蛍光分子標識複合体の存在または量の決定はまた、蛍光相互相関法(FCCS)を利用して行うことができる(Analytical Biochemistry,2007,vol.370,pp.131−141;生化学 第82巻 第12号,pp.1103〜1116,2010;生物物理48(5),290〜293,2008)。FCCSが行われる場合、固相に固定された第1親和性分子として、固相に固定された、蛍光分子で標識された第1親和性分子を用いること、および、第1親和性分子の標識に用いられる蛍光分子の波長が、第2親和性分子の標識に用いられる蛍光分子の波長と異なることが必要である。FCCSでは、この2種類の蛍光強度のゆらぎを、相互相関関数を用いて解析し、2種類の蛍光分子の相互作用を検出することができる。2種の蛍光分子を利用するFCCSによれば、SSを発生する蛍光分子標識複合体とNSSを発生する非特異物質との間に分子量(分子サイズ)の差異がない場合であっても、蛍光特性により、計測された蛍光シグナルを解析してSSを得ることができる。   The determination of the presence or amount of fluorescent molecular labeling complexes can also be performed using fluorescence cross-correlation (FCCS) (Analytical Biochemistry, 2007, vol. 370, pp. 131-141; Biochemistry, Vol. 82). No. 12, pp. 1103-1116, 2010; Biophysics 48 (5), 290-293, 2008). When FCCS is performed, the first affinity molecule immobilized on the solid phase is used as the first affinity molecule immobilized on the solid phase, and the first affinity molecule is labeled with the fluorescent molecule. It is necessary that the wavelength of the fluorescent molecule used in the above is different from the wavelength of the fluorescent molecule used for labeling the second affinity molecule. In FCCS, these two types of fluorescence intensity fluctuations can be analyzed using a cross-correlation function, and the interaction between the two types of fluorescent molecules can be detected. According to FCCS using two kinds of fluorescent molecules, even if there is no difference in molecular weight (molecular size) between a fluorescent molecule labeling complex that generates SS and a non-specific substance that generates NSS, Depending on the characteristics, SS can be obtained by analyzing the measured fluorescence signal.

本工程では、具体的には、パルス信号データに基づき、相関値(自己相関値または相互相関値)の算出後、相関関数データ(自己相関関数データまたは相互相関関数データ)を生成し、次いで相関関数データを統計的に処理(フィッティング)する。これにより、放出溶液中に含まれる、蛍光分子標識複合体に相当する分子量を有する分子の数、および/または放出溶液中に含まれる、全蛍光分子に対する蛍光分子標識複合体を構成する蛍光分子の存在比率が算出される。次いで、算出された分子数または存在比率に基づいて、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定する。   Specifically, in this step, after calculating a correlation value (autocorrelation value or cross-correlation value) based on pulse signal data, correlation function data (autocorrelation function data or cross-correlation function data) is generated, and then correlation is performed. Statistically process (fitting) function data. Thereby, the number of molecules having a molecular weight corresponding to the fluorescent molecule labeling complex contained in the release solution and / or the fluorescent molecules constituting the fluorescent molecule labeling complex for all the fluorescent molecules contained in the release solution The existence ratio is calculated. Next, based on the calculated number of molecules or abundance ratio, the presence or amount of the fluorescent molecule label complex contained in the release solution is determined.

好ましい実施形態では、本発明の方法における上記工程2)は、フォトンカウンティング法とパルスカウンティング法との組合せにより行われてもよい。   In a preferred embodiment, step 2) in the method of the present invention may be performed by a combination of a photon counting method and a pulse counting method.

パルスカウンティング法では、パルス信号データから有効イベント数が生成される。具体的には、まず、パルス信号データを、所定のビニング幅で再計数して再計数データを算出する。これにより、各ビニング幅(イベント)に含まれる蛍光信号強度値が得られる。
次いで、所定のビニング幅で再計数された各イベントの信号強度値を予め設定されていた閾値と対照し、信号強度値が予め設定されていた閾値を超えるイベントのみを、有効イベント数としてカウントする。
In the pulse counting method, the number of valid events is generated from pulse signal data. Specifically, first, the pulse signal data is recounted with a predetermined binning width to calculate recount data. Thereby, the fluorescence signal intensity value included in each binning width (event) is obtained.
Next, the signal intensity value of each event recounted with a predetermined binning width is compared with a preset threshold value, and only events whose signal intensity value exceeds the preset threshold value are counted as the number of valid events. .

所定のビニング幅は、好ましくは約10μ秒〜約10m秒、より好ましくは約100μ秒〜約1m秒である。   The predetermined binning width is preferably about 10 μsec to about 10 msec, more preferably about 100 μsec to about 1 msec.

閾値は、任意の信号/雑音比が保たれるように設定されれば、特に限定されない。例えば、蛍光標識を含まない溶液を測定した場合の平均信号強度値の所定のSD値を閾値として設定することができる。好ましくは1SD〜10SD、より好ましくは3SD〜8SDを閾値とすることができる。   The threshold value is not particularly limited as long as an arbitrary signal / noise ratio is maintained. For example, a predetermined SD value of the average signal intensity value when a solution not containing a fluorescent label is measured can be set as the threshold value. The threshold value is preferably 1SD to 10SD, more preferably 3SD to 8SD.

パルスカウンティング法によれば、低レベルのシグナルを排除することができる。また、シグナル高さのバラツキの影響を受けないため、低信号域では、高S/N比での信号計測が実現可能となる。特に、共焦点蛍光検出法により極低濃度の蛍光標識タンパク質を測定する場合などは、数fLレベルの測定体積に蛍光標識分子が通過する時間によりシグナルの高低差が生じる。つまり同じ1分子が測定体積を通過した場合でも、その分子が測定体積を通過する時間(経路)によりシグナル量に差が生じるため、極低濃度域などでの検出法においては、シグナルの高さを計数する方式は、原理的に定量性に欠けてしまう。こういった場合には、シグナルの高さに関係なく、閾値を超える有効イベント数を計数するパルスカウンティング法が非常に有効である。   According to the pulse counting method, a low level signal can be eliminated. Further, since it is not affected by variations in signal height, signal measurement at a high S / N ratio can be realized in a low signal range. In particular, when a very low concentration of fluorescently labeled protein is measured by the confocal fluorescence detection method, the level of the signal varies depending on the time that the fluorescently labeled molecule passes through the measurement volume of several fL level. In other words, even when the same molecule passes through the measurement volume, the amount of signal varies depending on the time (path) that the molecule passes through the measurement volume. In principle, the method of counting the number is not quantitative. In such a case, the pulse counting method for counting the number of effective events exceeding the threshold value is very effective regardless of the signal level.

好ましい別の実施形態では、本発明の方法における上記工程2)および3)は、フォトンカウンティング法と相関法(例、FCS、FCCS)との組合せにより行うことができる。この場合、工程2)および3)はそれぞれ、以下のとおり行われてもよい;
2’)フォトンカウンティング法により共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定して、パルス信号データを得ること;
3a’)パルス信号データに基づき相関関数データ(例、自己相関関数データ、相互相関関数データ)を生成すること;および
3b’)相関関数データに基づき、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること。
In another preferred embodiment, the above steps 2) and 3) in the method of the present invention can be performed by a combination of a photon counting method and a correlation method (eg, FCS, FCCS). In this case, steps 2) and 3) may each be performed as follows:
2 ') Measure the fluorescence signal with a confocal fluorescence detector by the photon counting method to obtain pulse signal data;
3a ′) generating correlation function data (eg, autocorrelation function data, cross-correlation function data) based on the pulse signal data; and 3b ′) a fluorescent molecular label complex contained in the release solution based on the correlation function data. To determine the presence or amount of.

好ましいさらに別の実施形態では、本発明の方法における上記工程2)および3)は、フォトンカウンティング法と相関法(例、FCS、FCCS)との組合せに基づく分子数の算出により、行うことができる。この場合、工程2)および3)はそれぞれ、以下のとおり行われてもよい;
2−1)フォトンカウンティング法により共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定して、パルス信号データを得ること;
3−1a)パルス信号データに基づき相関関数データ(例、自己相関関数データ、相互相関関数データ)を生成すること;
3−1b)相関関数データに基づき、固相から放出された蛍光分子標識複合体に相当する分子量を有する分子の数を算出すること;および
3−1c)算出された分子数から、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること。
In still another preferred embodiment, the above steps 2) and 3) in the method of the present invention can be performed by calculating the number of molecules based on a combination of a photon counting method and a correlation method (eg, FCS, FCCS). . In this case, steps 2) and 3) may each be performed as follows:
2-1) Measure the fluorescence signal with a confocal fluorescence detector by the photon counting method to obtain pulse signal data;
3-1a) generating correlation function data (eg, autocorrelation function data, cross-correlation function data) based on pulse signal data;
3-1b) calculating the number of molecules having a molecular weight corresponding to the fluorescent molecular label complex released from the solid phase based on the correlation function data; and 3-1c) calculating the number of molecules in the release solution from the calculated number of molecules. Determining the presence or amount of a fluorescent molecular labeling complex contained in

好ましいさらに別の実施形態では、本発明の方法における上記工程2)および3)は、フォトンカウンティング法と相関法(例、FCS、FCCS)との組合せに基づく存在比率の算出により行うことができる。この場合、工程2)および3)はそれぞれ、以下のとおり行われてもよい。
2−2)フォトンカウンティング法により共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定して、パルス信号データを得ること;
3−2a)パルス信号データに基づき相関関数データ(例、自己相関関数データ、相互相関関数データ)を生成すること;
3−2b)相関関数データに基づき、蛍光シグナルを発する全蛍光分子に対する、固相から放出された蛍光分子標識複合体の存在比率を算出すること;
3−2c)固相から放出された蛍光分子標識複合体の存在比率に基づき、パルス信号データを補正して、固相から放出された蛍光分子標識複合体数に対応するパルス信号数(光子数)を得ること;
3−2d)パルス信号数(光子数)から、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること。
In still another preferred embodiment, the above steps 2) and 3) in the method of the present invention can be performed by calculating the abundance ratio based on a combination of a photon counting method and a correlation method (eg, FCS, FCCS). In this case, each of steps 2) and 3) may be performed as follows.
2-2) Measure the fluorescence signal with a confocal fluorescence detector by the photon counting method to obtain pulse signal data;
3-2a) generating correlation function data (eg, autocorrelation function data, cross-correlation function data) based on the pulse signal data;
3-2b) Based on the correlation function data, calculating the abundance ratio of the fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase with respect to all fluorescent molecules emitting fluorescent signals;
3-2c) Based on the abundance ratio of the fluorescent molecule label complex released from the solid phase, the pulse signal data is corrected, and the number of pulse signals (number of photons) corresponding to the number of fluorescent molecule label complexes released from the solid phase )
3-2d) From the number of pulse signals (number of photons), determine the presence or amount of the fluorescent molecule-labeled complex contained in the release solution.

さらに別の実施形態では、本発明の方法における上記工程2)および3)は、フォトンカウンティング法とパルスカウンティング法と相関法(例、FCS、FCCS)との組合せにより行うことができる。   In still another embodiment, the above steps 2) and 3) in the method of the present invention can be performed by a combination of a photon counting method, a pulse counting method, and a correlation method (eg, FCS, FCCS).

フォトンカウンティング法とパルスカウンティング法と相関法(例、FCS、FCCS)との組合せが利用される場合、工程2)および3)は、以下のとおり行われてもよい;
2−3)フォトンカウンティング法により共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定して、パルス信号データを得ること;
3−3a)パルス信号データに基づき相関関数データ(例、自己相関関数データ、相互相関関数データ)を生成すること;
3−3b)相関関数データに基づき、蛍光シグナルを発する全蛍光分子に対する、固相から放出された蛍光分子標識複合体の存在比率を算出すること;
3−3c)パルスカウンティング法によりパルス信号データから有効イベント数(一次測定データ)を生成すること;
3−3d)前記比率に基づき、有効イベント数(一次測定データ)を補正して、固相から放出された蛍光分子標識複合体数に対応するイベント数(二次測定データ)を得ること;ならびに
3−3e)固相から放出された蛍光分子標識複合体数に対応するイベント数(二次測定データ)から、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること。
If a combination of photon counting method, pulse counting method and correlation method (eg, FCS, FCCS) is utilized, steps 2) and 3) may be performed as follows:
2-3) Measure the fluorescence signal with a confocal fluorescence detector by the photon counting method to obtain pulse signal data;
3-3a) generating correlation function data (eg, autocorrelation function data, cross-correlation function data) based on pulse signal data;
3-3b) calculating the abundance ratio of the fluorescent molecule-labeled complex released from the solid phase with respect to all fluorescent molecules emitting fluorescent signals based on the correlation function data;
3-3c) generating the number of valid events (primary measurement data) from the pulse signal data by the pulse counting method;
3-3d) correcting the number of effective events (primary measurement data) based on the ratio to obtain the number of events (secondary measurement data) corresponding to the number of fluorescent molecule-labeled complexes released from the solid phase; 3-3e) Determining the presence or amount of the fluorescent molecule-labeled complex contained in the release solution from the number of events (secondary measurement data) corresponding to the number of fluorescent molecule-labeled complexes released from the solid phase.

上記工程2)および3)、ならびに上記具体工程2−1)〜2−3)、3−1a)〜3−1c)、3−2a)〜3−2d)、3−3a)〜3−3e)については、例えば、実施例2の方法を参照することができる。また、これらの工程の少なくとも一部は既知であるので、既報の方法(例、特開2005−345311号公報;Analytical Biochemistry,2007,vol.370,pp.131−141;Journal of Immunological Methods 260,117−124,2002;生化学 第82巻 第12号,pp.1103〜1116,2010;生物物理48(5),290〜293,2008)を参照してもよい。なお、補正は、例えば、パルス信号データ、または有効イベント数(一次測定データ)を、固相から放出された蛍光分子標識複合体の存在比率で乗算することにより行われてもよい。   The above steps 2) and 3) and the above specific steps 2-1) to 2-3), 3-1a) to 3-1c), 3-2a) to 3-2d), 3-3a) to 3-3e For example, the method of Example 2 can be referred to. In addition, since at least a part of these steps are known, a previously reported method (e.g., Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-345311; Analytical Biochemistry, 2007, vol. 370, pp. 131-141; Journal of Immunological Methods 260, 117-124, 2002; Biochemistry, Vol. 82, No. 12, pp. 1103-1116, 2010; Biophysics 48 (5), 290-293, 2008). The correction may be performed, for example, by multiplying the pulse signal data or the number of effective events (primary measurement data) by the abundance ratio of the fluorescent molecule label complex released from the solid phase.

本発明は、上記工程2)および3)に示されるような光学解析により、NSSを除去できるので、NSSを発生する非特異物質に起因するバックグランドノイズを低減させることができ、また、S/N(シグナル/ノイズ)比を向上させることができる。すなわち、本発明では、光学解析において、NSSを光学的に除去することにより、標的物質の高感度測定を実現することができる。   In the present invention, NSS can be removed by optical analysis as shown in the above steps 2) and 3), so that background noise caused by non-specific substances that generate NSS can be reduced. N (signal / noise) ratio can be improved. That is, in the present invention, highly sensitive measurement of the target substance can be realized by optically removing NSS in the optical analysis.

4)評価
本工程では、標的物質の存在または量が、放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量に基づき、評価される。例えば、放出溶液の全部または一部において蛍光分子標識複合体の存在が確認された場合、標的物質が存在すると評価することができる。また、標的物質の量は、放出溶液の全部または一部における蛍光分子標識複合体の量に基づき、評価することができる。例えば、3−2c)または3−3d)において得られる値がパルス信号数(光子数)またはイベント数である場合、別途作成した検量線を用いて標的物質の濃度および分子数を評価することができる。また、例えば、3−1b)においてフィッティングにより標的物質の分子数を算出する場合、検量線を作成することなく、求めた複合体数から標的物質の分子数を評価してもよい。
4) Evaluation In this step, the presence or amount of the target substance is evaluated based on the presence or amount of the fluorescent molecule label complex contained in the release solution. For example, when the presence of the fluorescent molecule-labeled complex is confirmed in all or part of the release solution, it can be evaluated that the target substance is present. Further, the amount of the target substance can be evaluated based on the amount of the fluorescent molecule label complex in the whole or a part of the release solution. For example, when the value obtained in 3-2c) or 3-3d) is the number of pulse signals (number of photons) or the number of events, the concentration and number of molecules of the target substance can be evaluated using a separately prepared calibration curve. it can. For example, when the number of molecules of the target substance is calculated by fitting in 3-1b), the number of molecules of the target substance may be evaluated from the obtained number of complexes without creating a calibration curve.

上記工程2)〜4)は、例えば、FCSユニット(C9413、浜松ホトニクス株式会社製)、FCCSユニット(C10874−01、浜松ホトニクス株式会社製)、共焦点スペクトルイメージャー(LSM880、カールツァイスマイクロスコピー株式会社)、共焦点顕微鏡(Leica TCS SP8 SMD FCS、ライカマイクロシステムズ)、MF20(オリンパス株式会社製)を用いて行うことができる。   The above steps 2) to 4) are, for example, FCS unit (C9413, manufactured by Hamamatsu Photonics), FCCS unit (C10874-01, manufactured by Hamamatsu Photonics), confocal spectrum imager (LSM880, Carl Zeiss Microscopy Co., Ltd.) Company), a confocal microscope (Leica TCS SP8 SMD FCS, Leica Microsystems), MF20 (manufactured by Olympus Corporation).

本発明者らが知る限り、非特異物質の除去(物理的除去)と非特異シグナルの除去(光学的除去)とを組み合わせることによる標的物質の測定方法は報告されていない。本発明の方法は、物理的除去(例、固相の洗浄および/または除去による非特異物質の除去)ならびに光学的除去(例、共焦点蛍光検出器による特異シグナルの差別的な計測、および/またはパルスカウンティングによる非特異シグナルの除去)の双方の実現というコンセプトの下、非特異物質および非特異シグナルの双方に起因するバックグランドノイズを低減させることができ、また、S/N(シグナル/ノイズ)比を向上させることができる。蛍光相関法を用いた従来の方法では、未反応の蛍光分子標識抗体が液相中に多く残存するために、演算(フィッティング)精度が落ち、十分な測定精度を得ることができなかった。特に、サンプル中に標的物質が超微量しか存在しない場合、その標的物質の検出は極めて難しく、事実上不可能であった。また、共焦点蛍光検出法のみを用いた従来の方法では、蛍光シグナルから非特異シグナルを除去できないため、十分な測定感度を得ることができなかった。それに対し、本発明の方法では、光学的除去を行う前に物理的除去を行うことで、非特異シグナルを十分に低減することが可能となり、光学的除去における演算(フィッティング)精度を大幅に改善することができる。したがって、本発明の方法は、サンプルが超微量の標的物質しか含まない場合であっても、標的物質を超高感度に検出することができる点で有用である。   As far as the present inventors know, there has been no report on a method for measuring a target substance by combining non-specific substance removal (physical removal) and non-specific signal removal (optical removal). The methods of the present invention include physical removal (eg, removal of non-specific material by washing and / or removal of the solid phase) and optical removal (eg, differential measurement of specific signals with a confocal fluorescence detector, and / or Under the concept of realizing both non-specific signal removal by pulse counting), background noise caused by both non-specific substance and non-specific signal can be reduced, and S / N (signal / noise) ) Ratio can be improved. In the conventional method using the fluorescence correlation method, since many unreacted fluorescent molecule-labeled antibodies remain in the liquid phase, the calculation (fitting) accuracy is lowered, and sufficient measurement accuracy cannot be obtained. In particular, when there is only a very small amount of the target substance in the sample, the detection of the target substance is extremely difficult and practically impossible. Further, in the conventional method using only the confocal fluorescence detection method, a nonspecific signal cannot be removed from the fluorescence signal, so that sufficient measurement sensitivity cannot be obtained. On the other hand, in the method of the present invention, non-specific signals can be sufficiently reduced by performing physical removal before optical removal, which greatly improves the calculation (fitting) accuracy in optical removal. can do. Therefore, the method of the present invention is useful in that the target substance can be detected with extremely high sensitivity even when the sample contains only an extremely small amount of the target substance.

上述したとおり、工程1)〜4)を必須なものとして本発明の方法の主要な実施形態を説明したが、特定の実施形態では、本発明の方法は、工程1)を省略することもできる。この場合、本発明の方法は、工程2)〜4)(およびその具体的形態)により行うことができ、工程2)〜4)で用いられる「固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液」、「固相から放出された蛍光分子標識複合体」、および「放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体」等の蛍光分子標識複合体に関する用語は、単に「蛍光分子標識複合体」と読み替えることができる。また、このような本発明の方法は、蛍光分子標識複合体に限らず、蛍光分子自体にも適用できる。したがって、工程2)〜4)で用いられる「固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液」、「固相から放出された蛍光分子標識複合体」、および「放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体」等の蛍光分子標識複合体に関する用語は、単に「蛍光分子」と読み替えられてもよい。以下においても同様である。   As described above, the main embodiments of the method of the present invention have been described by assuming steps 1) to 4) as essential, but in certain embodiments, the method of the present invention can also omit step 1). . In this case, the method of the present invention can be carried out by steps 2) to 4) (and specific forms thereof). The “fluorescent molecule label complex released from the solid phase” used in steps 2) to 4) is used. Terms relating to fluorescent molecule labeling complexes such as “containing release solution”, “fluorescent molecular label complex released from solid phase”, and “fluorescent molecular label complex contained in release solution” are simply “fluorescent molecular label complex” It can be read as “body”. Moreover, such a method of the present invention can be applied not only to the fluorescent molecule label complex but also to the fluorescent molecule itself. Therefore, the “release solution containing the fluorescent molecule label complex released from the solid phase”, “the fluorescent molecule label complex released from the solid phase”, and “included in the release solution” used in steps 2) to 4) A term relating to a fluorescent molecule labeling complex such as “fluorescent molecule labeling complex” may simply be read as “fluorescent molecule”. The same applies to the following.

特定の実施形態では、本発明の方法における上記工程2)および3)がフォトンカウンティング法とパルスカウンティング法と相関法との組合せにより行われる場合、上記工程(2)および(3)は、特定の蛍光検出システム、またはそれを用いた蛍光検出方法により行われてもよい。   In a specific embodiment, when the steps 2) and 3) in the method of the present invention are performed by a combination of a photon counting method, a pulse counting method, and a correlation method, the steps (2) and (3) The detection may be performed by a fluorescence detection system or a fluorescence detection method using the fluorescence detection system.

このようなシステムおよび方法としては、例えば、以下が挙げられる。
<1>測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出する共焦点検出部と、前記共焦点検出部に接続されており、該共焦点検出部が生成したパルス信号データに基づいて一次測定データを生成し、蛍光分子標識複合体の存在比率を算出し、前記一次測定データおよび前記存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを形成する演算部とを含む、蛍光検出システム。
<2>前記共焦点検出部が、レーザー光を発生して出力するレーザー光発生部と、該レーザー光発生部に接続されており、レーザー光を前記測定サンプルに照射し、該測定サンプル中で生じた蛍光光子を出射する光学的処理部と、該光学的処理部に接続されており、前記蛍光光子を検出する検出部とを含む、<1>の蛍光検出システム。
<3>前記検出部が、前記光学的処理部に接続されており、該光学的処理部が出射した前記蛍光光子が入射され、入射された該蛍光光子を光量に基づいて電気信号に変換して出力するセンサー部と、該センサー部に接続されており、該センサー部が出力した電気信号を増幅して電気パルス信号に変換して出力する電気信号処理部とを含む、<2>の蛍光検出システム。
<4>前記検出部が、前記電気信号処理部に接続されており、該電気信号処理部が出力した電気パルス信号が入力され、入力された電気パルス信号に基づいて計数データを形成し、これを出力する計数部をさらに含む、<3>の蛍光検出システム。
<5>前記演算部が、前記検出部が出力したパルス信号データを収録し、該パルス信号データを再計数して再計数データを算出し、該再計数データと閾値とを対照して該閾値を超える有効イベント数を計数して一次測定データを生成し、前記パルス信号データに基づいて相関関数データを生成し、該相関関数データを統計的に処理して蛍光分子標識複合体の存在比率を算出し、前記一次測定データおよび前記存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを生成する演算部である、<1>〜<4>のいずれかの蛍光検出システム。
<6>共焦点検出部が、測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出し、検出された前記蛍光光子の数に基づいてパルス信号データを生成する工程と、演算部が、前記パルス信号データに基づいて、一次測定値を算出し、一次測定データを生成する工程と、前記演算部が、前記パルス信号データに基づいて蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する工程と、前記演算部が、前記一次測定データおよび前記存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを生成する工程とを含む、蛍光検出方法。
<7>前記一次測定データを生成する工程が、演算部がパルス信号データを所定のビニング幅で再計数して再計数データを生成し、再計数データの各イベントの信号強度値と閾値とを対照し、該閾値を超えるイベントのみを再計数して一次測定値を算出し、一次測定データを生成する工程を含む、<6>の蛍光検出方法。
<8>前記存在比率を算出する工程が、前記演算部が前記パルス信号データに基づいて相関関数を算出し、相関関数データを生成する工程と、前記演算部が前記相関関数データを統計的に処理して、蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する工程とを含む、<6>または<7>の蛍光検出方法。
以下、このようなシステムおよび方法を具体的に説明する。
Examples of such systems and methods include the following.
<1> A confocal detection unit that detects fluorescent photons generated in a measurement sample, and is connected to the confocal detection unit, and generates primary measurement data based on pulse signal data generated by the confocal detection unit A calculation unit that calculates the abundance ratio of the fluorescent molecule-labeled complex, determines the number of fluorescent molecule-labeled complexes based on the primary measurement data and the abundance ratio, and forms secondary measurement data. Detection system.
<2> The confocal detection unit is connected to a laser light generation unit that generates and outputs laser light, and the laser light generation unit, and irradiates the measurement sample with the laser light. The fluorescence detection system according to <1>, comprising: an optical processing unit that emits the generated fluorescent photons; and a detection unit that is connected to the optical processing unit and detects the fluorescent photons.
<3> The detection unit is connected to the optical processing unit, the fluorescent photons emitted from the optical processing unit are incident, and the incident fluorescent photons are converted into electrical signals based on the light amount. <2> fluorescent light comprising: a sensor unit that outputs the signal; and an electric signal processing unit that is connected to the sensor unit, amplifies the electric signal output from the sensor unit, converts the signal into an electric pulse signal, and outputs the signal. Detection system.
<4> The detection unit is connected to the electrical signal processing unit, the electrical pulse signal output from the electrical signal processing unit is input, and count data is formed based on the input electrical pulse signal, The fluorescence detection system according to <3>, further including a counting unit that outputs.
<5> The calculation unit records the pulse signal data output from the detection unit, re-counts the pulse signal data to calculate re-count data, and compares the re-count data with a threshold value. To generate primary measurement data, and generate correlation function data based on the pulse signal data, and statistically process the correlation function data to determine the abundance ratio of the fluorescent molecule-labeled complex. Fluorescence detection according to any one of <1> to <4>, which is an arithmetic unit that calculates and determines the number of fluorescent molecule-labeled complexes based on the primary measurement data and the abundance ratio to generate secondary measurement data system.
<6> A step in which the confocal detection unit detects fluorescent photons generated in the measurement sample and generates pulse signal data based on the number of the detected fluorescent photons, and a calculation unit adds the pulse signal data to the pulse signal data. On the basis of calculating a primary measurement value, generating primary measurement data, the calculation unit calculating the abundance ratio of the fluorescent molecule label complex based on the pulse signal data, and the calculation unit, Determining the number of fluorescent molecule-labeled complexes based on the primary measurement data and the abundance ratio and generating secondary measurement data.
<7> In the step of generating the primary measurement data, the calculation unit re-counts the pulse signal data with a predetermined binning width to generate re-count data, and determines the signal intensity value and threshold value of each event of the re-count data. In contrast, the fluorescence detection method according to <6>, including a step of re-counting only events exceeding the threshold value to calculate a primary measurement value and generating primary measurement data.
<8> The step of calculating the existence ratio includes the step of calculating the correlation function based on the pulse signal data by the calculation unit and generating correlation function data, and the calculation unit statistically calculating the correlation function data. Processing to calculate the abundance ratio of the fluorescent molecule-labeled complex, and the fluorescence detection method according to <6> or <7>.
Hereinafter, such a system and method will be described in detail.

<蛍光検出システム>
蛍光検出システムは、測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出する共焦点検出部と、共焦点検出部に接続されており、該共焦点検出部が生成したパルス信号データに基づいて一次測定データを生成し、蛍光分子標識複合体の存在比率を算出し、一次測定データおよび存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを得る演算部と含む。
<Fluorescence detection system>
The fluorescence detection system is connected to a confocal detection unit that detects fluorescent photons generated in a measurement sample, and the confocal detection unit, and primary measurement data is obtained based on pulse signal data generated by the confocal detection unit. And a calculation unit that calculates the abundance ratio of the fluorescent molecule labeling complex, determines the number of the fluorescent molecule labeling complex based on the primary measurement data and the abundance ratio, and obtains the secondary measurement data.

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、各図面は、発明が理解でき
る程度に、構成要素の形状、大きさおよび配置が概略的に示されているに過ぎない。本発
明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。以下の説明において、同様の構成要素については同一の符号を付して示し、重複する説明については省略する場合がある。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Each drawing only schematically shows the shape, size, and arrangement of the components to the extent that the invention can be understood. The present invention is not limited to the following description, and each component can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted.

図5を参照して、蛍光検出システムの構成例について説明する。図5は、蛍光検出システム10の構成例を示す概略的な機能ブロック図である。   A configuration example of the fluorescence detection system will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic functional block diagram illustrating a configuration example of the fluorescence detection system 10.

図5に示されるように、蛍光検出システム10は、共焦点検出部12と、共焦点検出部12に接続されている演算部14とを備えている。以下、各部について具体的に説明する。   As shown in FIG. 5, the fluorescence detection system 10 includes a confocal detection unit 12 and a calculation unit 14 connected to the confocal detection unit 12. Hereinafter, each part is demonstrated concretely.

(共焦点検出部)
共焦点検出部12は、測定サンプルにレーザー光を照射して、測定サンプル中の蛍光標識から生じる蛍光光子(蛍光シグナル)を検出し、検出した蛍光シグナルを電気パルス信号として出力することができる機能部である。
(Confocal detection unit)
The confocal detection unit 12 has a function capable of irradiating a measurement sample with laser light, detecting a fluorescent photon (fluorescence signal) generated from a fluorescent label in the measurement sample, and outputting the detected fluorescence signal as an electric pulse signal. Part.

この構成例では共焦点検出部12は、演算部14に電気通信回線により接続されているレーザー光発生部20と、レーザー光発生部20に光学的に接続されている光学的処理部30と、光学的処理部30に光学的に接続されており、かつ演算部14に電気通信回線により接続されている検出部40とを備えている。なお、レーザー光発生部20は、演算部14に接続されず、演算部14による制御を受けない構成としてもよい。   In this configuration example, the confocal detection unit 12 includes a laser light generation unit 20 connected to the calculation unit 14 via an electric communication line, an optical processing unit 30 optically connected to the laser light generation unit 20, A detection unit 40 that is optically connected to the optical processing unit 30 and connected to the calculation unit 14 by an electric communication line is provided. The laser light generation unit 20 may be configured not to be connected to the calculation unit 14 and not controlled by the calculation unit 14.

ここで「光学的に接続されている」とは、直接的に、あるいは光ファイバなどの光導波路により、光データ、光信号等をやりとりできるように接続されていることを意味している。また「電気通信回線により接続されている」とは、電気、光等の媒体による有線または無線による情報回線により、データ、制御信号等をやりとりすることができるように接続されていることを意味している。   Here, “optically connected” means connected so that optical data, an optical signal, and the like can be exchanged directly or through an optical waveguide such as an optical fiber. Further, “connected by a telecommunication line” means that it is connected so that data, control signals, etc. can be exchanged via a wired or wireless information line using a medium such as electricity or light. ing.

レーザー光発生部20は、レーザー光を発生して出力することができる機能部である。レーザー光発生部20が出力するレーザー光は、演算部14による制御、または他の構成による制御あるいは自律的な制御によりその強度等を最適化することができる。   The laser beam generator 20 is a functional unit that can generate and output a laser beam. The intensity or the like of the laser light output from the laser light generation unit 20 can be optimized by control by the calculation unit 14, control by another configuration, or autonomous control.

上述のとおり、レーザー光発生部20が演算部14による制御を受けない場合には、レーザー光発生部20自体が備える電源スイッチのオンオフ、またはメカニカルシャッタ等の開閉によりレーザー光を制御することができ、また光学フィルタ等によってもレーザー光を制御することができる。   As described above, when the laser light generation unit 20 is not controlled by the calculation unit 14, the laser light can be controlled by turning on / off a power switch provided in the laser light generation unit 20 itself or opening / closing a mechanical shutter or the like. The laser beam can also be controlled by an optical filter or the like.

レーザー光発生部20としては、用いられる蛍光標識に適切な波長のレーザー光を発生することができる従来公知の任意好適なレーザー発振器を用いることができる。   As the laser beam generator 20, any conventionally known and suitable laser oscillator capable of generating a laser beam having a wavelength suitable for the fluorescent label to be used can be used.

光学的処理部30は、レーザー光発生部20が出力したレーザー光を測定サンプルに照射し、測定サンプル中の蛍光標識により生じる蛍光光子を検出部40に入射することができる機能部である。光学的処理部30は、従来公知の任意好適な光学要素を含み、共焦点系を構築できる構成とされる。具体的には光学的処理部30は、例えば、測定サンプルと対向するように配置されている対物レンズを含む1または2以上のレンズ、光路上に配置される1または2以上のミラー(ダイクロイックミラーを含む。)、ピンホールなどの任意好適な光学要素を所望の設計に対応した任意好適な配置で備え得る。また、光学的処理
部30は、メカニカルシャッタ、光学フィルタ等を備えていてもよく、メカニカルシャッタの開閉によりレーザー光発生部が出力したレーザー光の特性を制御することができ、また光学フィルタによってもレーザー光の特性を制御することができる。
The optical processing unit 30 is a functional unit that can irradiate the measurement sample with the laser light output from the laser light generation unit 20 and cause the fluorescence photons generated by the fluorescent label in the measurement sample to enter the detection unit 40. The optical processing unit 30 includes a conventionally known arbitrary suitable optical element, and is configured to be able to construct a confocal system. Specifically, the optical processing unit 30 includes, for example, one or two or more lenses including an objective lens arranged to face the measurement sample, and one or two or more mirrors (dichroic mirrors) arranged on the optical path. Any suitable optical elements such as pinholes may be provided in any suitable arrangement corresponding to the desired design. The optical processing unit 30 may include a mechanical shutter, an optical filter, and the like, and can control the characteristics of the laser beam output from the laser beam generation unit by opening and closing the mechanical shutter. The characteristics of the laser beam can be controlled.

検出部40は、レーザー光が照射されることによって生じる、測定サンプル中の蛍光標識により生じる蛍光光子を検出し、時系列の電気パルス信号に変更することができる機能部であって、光学的処理部30から蛍光光子が入射され、入射された蛍光光子を検出し、時系列の電気パルス信号に変更して、パルス信号データを演算部14に出力することができる機能部である。
検出部40から出力されるパルス信号データは、時系列の電気パルス信号データでもよいし、時系列の電気パルス信号を任意時間あたりの信号数(カウント数/秒、Hz)とし
て計数された計数データであってもよい。
The detection unit 40 is a functional unit that can detect a fluorescent photon generated by a fluorescent label in a measurement sample, which is generated by irradiation with laser light, and can change the photon into a time-series electric pulse signal. This is a functional unit that receives fluorescent photons from the unit 30, detects the incident fluorescent photons, changes them to time-series electric pulse signals, and outputs pulse signal data to the calculation unit 14.
The pulse signal data output from the detection unit 40 may be time-series electric pulse signal data, or count data obtained by counting time-series electric pulse signals as the number of signals per arbitrary time (count number / second, Hz). It may be.

図6を参照して、検出部40の構成例について説明する。図6は、検出部40の構成例
を示す概略的な機能ブロック図である。
A configuration example of the detection unit 40 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic functional block diagram illustrating a configuration example of the detection unit 40.

図6に示されるように、検出部40は、光学的処理部30に光学的に接続されているセンサー部42と、センサー部42に電気通信回線により接続されている電気信号処理部44と、電気信号処理部44に電気通信回線により接続されており、かつ演算部14に電気通信回線により接続されている計数部46とを備えている。
後述の工程において、パルス信号データとして電気パルス信号データを用いる場合は、計数部46を省略することができる。
As shown in FIG. 6, the detection unit 40 includes a sensor unit 42 optically connected to the optical processing unit 30, an electrical signal processing unit 44 connected to the sensor unit 42 via an electrical communication line, A counting unit 46 connected to the electrical signal processing unit 44 via an electrical communication line and connected to the arithmetic unit 14 via an electrical communication line is provided.
In the later-described process, when electric pulse signal data is used as pulse signal data, the counting unit 46 can be omitted.

なお、センサー部42と電気信号処理部44と計数部46とは、一体的に構成されていてもよい。   The sensor unit 42, the electric signal processing unit 44, and the counting unit 46 may be integrally configured.

センサー部42は、光学的処理部30から、蛍光標識により生じた蛍光光子が入射され、入射された蛍光光子を光量に基づいて電気信号に(光電)変換して出力することができる機能部である。センサー部42としては、従来公知の任意好適な光電子増倍管(PMT)、フォトンカウンティングヘッド、アバランシェフォトダイオード(APD)、超電導単一光子検出器(SSPD)などを用いることができる。   The sensor unit 42 is a functional unit that receives the fluorescence photons generated by the fluorescent label from the optical processing unit 30, and converts the incident fluorescence photons into an electrical signal (photoelectric) based on the light amount and outputs the electrical signal. is there. As the sensor unit 42, any conventionally known suitable photomultiplier tube (PMT), photon counting head, avalanche photodiode (APD), superconducting single photon detector (SSPD), or the like can be used.

電気信号処理部44は、センサー部42が出力した電気信号を増幅し、所定の信号処理
を行うことにより、電気パルス信号を生成して出力することができる機能部である。電気信号処理部44は従来公知の任意好適な増幅回路(増幅回路を含む装置)、および従来公知の任意好適な波高弁別回路(波高弁別回路を含む装置)等の信号処理回路を備えている。
The electric signal processing unit 44 is a functional unit that can generate and output an electric pulse signal by amplifying the electric signal output from the sensor unit 42 and performing predetermined signal processing. The electric signal processing unit 44 includes a signal processing circuit such as a conventionally known arbitrary suitable amplifier circuit (a device including an amplifier circuit) and a conventionally known arbitrary suitable wave height discrimination circuit (a device including a wave height discrimination circuit).

計数部46は、計数データを生成し、該計数データを出力することができる機能部である。より具体的には、計数部46は、共焦点検出部12、すなわち電気信号処理部44が出力した電気パルス信号が入力され、入力された電気パルス信号に基づいて任意時間あたりの信号数(カウント数/秒、Hz)を計数して計数データを形成し、これを出力することができる機能部である。計数部46は従来公知の任意好適な周波数カウンタ回路(周波数カウンタ回路を含む装置)を用いることができる。計数部46の動作方式は特に限定されない。動作方式としては、例えばゲート方式、レシプロカル方式が挙げられる。動作方式としては、例えば免疫学的測定を想定した場合の光量、分解能等を勘案すると、レシプロカル方式を採用することが好ましい。   The counting unit 46 is a functional unit that can generate count data and output the count data. More specifically, the counting unit 46 receives the electric pulse signal output from the confocal detection unit 12, that is, the electric signal processing unit 44, and counts the number of signals per arbitrary time (counting) based on the input electric pulse signal. It is a functional unit capable of forming count data by counting (number / second, Hz) and outputting it. As the counting unit 46, any conventionally known suitable frequency counter circuit (an apparatus including a frequency counter circuit) can be used. The operation method of the counting unit 46 is not particularly limited. Examples of the operation method include a gate method and a reciprocal method. As the operation method, it is preferable to adopt a reciprocal method in consideration of the light amount, resolution, and the like when immunological measurement is assumed, for example.

(演算部)
演算部14は、検出部40(電気信号処理部44、計数部46)などの外部に直接的または間接的に接続された機能部の動作を統括して制御することができる機能部である。演算部14は、具体的には検出部40が出力したパルス信号データを収録し、このパルス信号データを読み出して、取得したパルス信号データを所定のビニング幅で再計数して再計数データを算出し、再計数データと閾値とを対照し、閾値を超える再計数データのイベントの数(有効イベント数)を計数して一次測定値を算出し、一次測定データを生成したり、パルス信号データに基づいて相関関数(例、自己相関関数、相互相関関数)を算出し、相関関数データを生成したり、相関関数データを統計的に処理して、蛍光分子標識複合体の存在比率を算出したり、一次測定データおよび存在比率等に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを生成したりするなどの機能を有する(詳細は後述する。)。
(Calculation unit)
The calculation unit 14 is a functional unit that can control the operation of functional units directly or indirectly connected to the outside such as the detection unit 40 (electric signal processing unit 44, counting unit 46). Specifically, the calculation unit 14 records the pulse signal data output from the detection unit 40, reads the pulse signal data, re-counts the acquired pulse signal data with a predetermined binning width, and calculates re-count data. The recount data and the threshold value are compared, the number of recount data events exceeding the threshold value (the number of valid events) is counted to calculate the primary measurement value, and the primary measurement data is generated or the pulse signal data is Correlation function (eg, autocorrelation function, cross-correlation function) is calculated based on this, and correlation function data is generated, or the correlation function data is statistically processed to calculate the abundance ratio of the fluorescent molecule-labeled complex. It has a function of determining the number of fluorescent molecule-labeled complexes based on primary measurement data, abundance ratio, etc., and generating secondary measurement data (details will be described later).

演算部14は、例えばマイクロプロセッサ(CPU)、グラフィックプロセッサ(GPU)、外部の機能部、機器とデータをやりとりするための例えばシリアル接続、パラレル接続等のインターフェース、入力されたデータ、形成したデータを収録する記憶装置、キーボードなどの入力インターフェース、データを視覚的に表示できる表示機器、紙媒体などに収録されたデータを出力することができるプリンターなどを備えるコンピュータハードウェア資源、あるいは上記各機能部に対応する機能を発揮できる専用のハードウェア資源により実現することができる。   The calculation unit 14 includes, for example, a microprocessor (CPU), a graphic processor (GPU), an external function unit, an interface such as a serial connection and a parallel connection for exchanging data with the device, input data, and formed data A computer hardware resource including a storage device for recording, an input interface such as a keyboard, a display device that can visually display data, a printer that can output data recorded on a paper medium, etc., or the above function units It can be realized by dedicated hardware resources that can perform the corresponding function.

蛍光検出システム10は、例えばFCSユニット(浜松ホトニクス株式会社製C9413)、共焦点スペクトルイメージャー(カールツァイスマイクロスコピー株式会社製LSM880)、共焦点顕微鏡(ライカマイクロシステムズ製Leica TCS SP8 SMD FCS)、一分子蛍光分析システム(オリンパス株式会社製MF20)を用いて構成することができる。
また、既に説明した上記の各機能部は、適宜組み合わされて一体的に構成されていてもよい。
The fluorescence detection system 10 includes, for example, an FCS unit (C9413 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), a confocal spectrum imager (LSM880 manufactured by Carl Zeiss Microscopy Co., Ltd.), a confocal microscope (Leica TCS SP8 SMD FCS manufactured by Leica Microsystems), It can be configured using a molecular fluorescence analysis system (MF20 manufactured by Olympus Corporation).
In addition, the above-described functional units described above may be combined as appropriate and configured integrally.

<蛍光検出方法>
蛍光検出方法は、上記の蛍光検出システムを用いる蛍光検出方法であって、共焦点検出部が、測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出する工程と、共焦点検出部が、検出された蛍光光子に基づいてパルス信号データを生成し、該パルス信号データに基づいて、演算部が一次測定値(有効イベント数)を算出し、一次測定データを生成する工程と、演算部が、パルス信号データに基づいて蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する工程と、演算部が、一次測定データおよび存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを生成する工程とを含む。
<Fluorescence detection method>
The fluorescence detection method is a fluorescence detection method using the above-described fluorescence detection system, in which the confocal detection unit detects the fluorescence photons generated in the measurement sample, and the confocal detection unit detects the detected fluorescence photons. And generating a primary measurement value (number of valid events) based on the pulse signal data, and generating a primary measurement data. A step of calculating the abundance ratio of the fluorescent molecule labeling complex based on the calculation unit, and a step of generating the secondary measurement data by determining the number of the fluorescent molecule labeling complex based on the primary measurement data and the abundance ratio. Including.

図7を参照して、蛍光検出方法について説明する。図7は、蛍光検出方法を説明するためのフローチャートである。   The fluorescence detection method will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart for explaining the fluorescence detection method.

蛍光検出方法を実施するにあたっては、例えば、既報の方法(例、特開2005−345311号公報;Analytical Biochemistry,2007,vol.370,pp.131−141;Journal of Immunological Methods 260,117−124,2002;生化学 第82巻 第12号,pp.1103〜1116,2010;生物物理48(5),290〜293,2008)を参照し、必要であれば適宜改変して実施することができる。   In carrying out the fluorescence detection method, for example, a previously reported method (eg, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-345311; Analytical Biochemistry, 2007, vol. 370, pp. 131-141; Journal of Immunological Methods 260, 117-124, 2002; Biochemistry, Vol. 82, No. 12, pp. 1103 to 1116, 2010; Biophysics 48 (5), 290 to 293, 2008).

図7に示されるように、蛍光検出方法は、測定サンプルが調製される工程(測定サンプル調製工程)(S1)を含むことが好ましい。   As shown in FIG. 7, the fluorescence detection method preferably includes a step (measurement sample preparation step) (S1) in which a measurement sample is prepared.

蛍光検出方法では、液相の測定サンプルが用いられる。測定サンプルは、好ましくは、上記放出溶液である。   In the fluorescence detection method, a liquid phase measurement sample is used. The measurement sample is preferably the release solution.

蛍光検出方法は、測定ノイズの影響をより効果的に排除することができる。このようなノイズとしては、測定サンプルに由来するノイズ(例、緩衝液、成分、pH、温度)、測定機器に由来する機械的ノイズ(例、振動、測定サンプル注入容器の材料)、電気的ノイズ(例、外部からの電界、熱変動による電子放出、アースからの誘導ノイズ、検出器自体からのアフターパルス)等が挙げられる。ノイズ源となり得る緩衝液としては、例えば、Tris緩衝液(例、Tris−HCl、Tris−EDTA)、リン酸緩衝液、塩酸−塩化カリウム緩衝液、グリシン−塩酸緩衝液、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、クエン酸−
リン酸緩衝液、グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液、炭酸−重炭酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液が挙げられる。ノイズ源となり得る成分としては、ELISA等のイムノアッセイに用いられる成分、生体由来成分等の測定サンプルに混入し得る成分が挙げられる。したがって、本発明で用いられる放出溶液〔例、上記工程1)で用いられる放出溶液〕は、このような条件下にあってもよく、例えば、このような緩衝液または成分を含んでいてもよい。
The fluorescence detection method can more effectively eliminate the influence of measurement noise. Such noise includes noise from the measurement sample (eg, buffer solution, component, pH, temperature), mechanical noise from the measurement equipment (eg, vibration, material of the measurement sample injection container), and electrical noise. (For example, electric field from the outside, electron emission due to thermal fluctuation, induction noise from the ground, after pulse from the detector itself) and the like. Examples of a buffer that can be a noise source include Tris buffer (eg, Tris-HCl, Tris-EDTA), phosphate buffer, hydrochloric acid-potassium chloride buffer, glycine-hydrochloric acid buffer, citrate buffer, acetic acid. Buffer, citrate
Examples include phosphate buffer, glycine-sodium hydroxide buffer, carbonate-bicarbonate buffer, borate buffer, and tartaric acid buffer. Examples of components that can be noise sources include components that can be used in immunoassays such as ELISA, and components that can be mixed into measurement samples such as biological components. Accordingly, the release solution used in the present invention (eg, the release solution used in the above step 1) may be under such conditions, and may contain, for example, such a buffer or component. .

[共焦点検出部が測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出し、蛍光光子の数に基づいたパルス信号データを生成する工程]
この工程は、共焦点検出部12が、測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出し、検出された蛍光光子の数に基づいたパルス信号データを生成し、さらには得られたパルス信号データを演算部に入力する(S2)工程である。
[Confocal detection unit detects fluorescent photons generated in the measurement sample and generates pulse signal data based on the number of fluorescent photons]
In this step, the confocal detection unit 12 detects fluorescent photons generated in the measurement sample, generates pulse signal data based on the number of detected fluorescent photons, and further calculates the obtained pulse signal data. This is a step (S2) of inputting to the part.

この工程は信号を2値化してパルス数によって蛍光光子の数を計数するフォトンカウンティング法により行われる。   This step is performed by a photon counting method in which the signal is binarized and the number of fluorescent photons is counted according to the number of pulses.

具体的には、まず演算部14からの制御信号が入力された共焦点検出部12のレーザー光発生部20がレーザー光を発生させ、発生したレーザー光が光学的処理部30に入射される。次いで光学的処理部30は、導入されたレーザー光を測定サンプルに照射する。測定サンプルに照射されたレーザー光は測定サンプル中の蛍光標識により蛍光光子を放出させる。次に光学的処理部30は、放出された蛍光光子とレーザー光とを分離し、分離された蛍光光子のみを出射して検出部40に入射する。このようにして入射された蛍光光子は検出部40により検出される。   Specifically, first, the laser light generation unit 20 of the confocal detection unit 12 to which the control signal from the calculation unit 14 is input generates laser light, and the generated laser light is incident on the optical processing unit 30. Next, the optical processing unit 30 irradiates the measurement sample with the introduced laser light. The laser light applied to the measurement sample causes fluorescent photons to be emitted by the fluorescent label in the measurement sample. Next, the optical processing unit 30 separates the emitted fluorescent photons and laser light, emits only the separated fluorescent photons, and enters the detection unit 40. The fluorescent photons incident in this way are detected by the detection unit 40.

次いで、共焦点検出部12の検出部40は検出された蛍光光子に基づいてデジタル信号であるパルス信号データを生成し、パルス信号データを演算部14に入力する。演算部14は取得したパルス信号データを一旦収録する。   Next, the detection unit 40 of the confocal detection unit 12 generates pulse signal data that is a digital signal based on the detected fluorescent photons, and inputs the pulse signal data to the calculation unit 14. The computing unit 14 once records the acquired pulse signal data.

ここでパルス信号データは、時系列の電気パルス信号に関するデータであり、時系列の電気パルス信号データでもよいし、時系列の電気パルス信号を任意時間あたりの信号数(カウント数/秒、Hz)として計数した計数データでもよい。   Here, the pulse signal data is data relating to time-series electric pulse signals, and may be time-series electric pulse signal data, or the number of signals per arbitrary time (count number / second, Hz). The counted data may be counted as

パルス信号データとして、計数データを用いる場合には、例えば、計数部46は、電気信号処理部44から入力された電気パルス信号に基づいて蛍光光子の数を計数して計数データを生成する。   When counting data is used as the pulse signal data, for example, the counting unit 46 generates the counting data by counting the number of fluorescent photons based on the electric pulse signal input from the electric signal processing unit 44.

この計数データは、例えば所定の単位時間(測光ビニング時間)あたりの信号数にかかるデータであり、その単位としては「計数された蛍光光子の数/秒」、「Hz」が用いられる。   This counted data is data relating to the number of signals per predetermined unit time (photometric binning time), for example, and “number of counted fluorescent photons / second”, “Hz” is used as the unit.

次いで、計数部46は計数データを演算部14に入力する。   Next, the counting unit 46 inputs the count data to the calculation unit 14.

フォトンカウンティング法における計測周波数は、後に行われるFCS、FCCS等による処理を勘案して、一定の時間分解能以上とすることが好ましく、例えば、5kHz以上、好ましくは80kHzよりも高い周波数とすることが好ましい。   The measurement frequency in the photon counting method is preferably set to a certain time resolution or higher in consideration of processing performed later by FCS, FCCS, etc., for example, 5 kHz or higher, preferably higher than 80 kHz. .

このようにしてフォトンカウンティング法によるパルス信号データが取得される。   In this way, pulse signal data by the photon counting method is acquired.

[演算部が、パルス信号データに基づいて、一次測定値を算出し、一次測定データを生成する工程]
この工程は、パルス信号データに基づいて、演算部14が一次測定値を算出し、一次測定データを生成する工程である。この工程は、具体的には例えばパルスカウンティング法により行われる。以下、具体的に説明する。
[Processing unit for calculating primary measurement value based on pulse signal data and generating primary measurement data]
In this step, the calculation unit 14 calculates a primary measurement value based on the pulse signal data, and generates primary measurement data. Specifically, this step is performed by, for example, a pulse counting method. This will be specifically described below.

まず、演算部14が、パルス信号データを所定のビニング幅で再計数して再計数データを生成する(S3)。   First, the calculation unit 14 re-counts the pulse signal data with a predetermined binning width to generate re-count data (S3).

具体的には、演算部14は、収録されたパルス信号データを読み出して、パルス信号データを所定のビニング幅で再計数して再計数データを算出する。これにより、各ビニング幅(イベント)に含まれる蛍光信号強度値が得られる。「所定のビニング幅」は、好ましくは約10μ秒〜約10m秒であり、より好ましくは約100μ秒〜約1m秒である。   Specifically, the calculation unit 14 reads the recorded pulse signal data, re-counts the pulse signal data with a predetermined binning width, and calculates re-count data. Thereby, the fluorescence signal intensity value included in each binning width (event) is obtained. The “predetermined binning width” is preferably about 10 μsec to about 10 msec, more preferably about 100 μsec to about 1 msec.

次に、演算部14は、再計数データの各イベントの信号強度値と閾値とを対照する(S4)。   Next, the computing unit 14 compares the signal intensity value of each event of the recount data with a threshold value (S4).

具体的には、演算部14は、所定のビニング幅で再計数された各イベントの信号強度値をゼロ濃度試料の測定データから算出した閾値、または予め設定されていた閾値等と対照する。   Specifically, the calculation unit 14 compares the signal intensity value of each event recounted with a predetermined binning width with a threshold value calculated from measurement data of a zero concentration sample, a preset threshold value, or the like.

次いで、演算部14は、閾値を超えるイベントのみをカウントして一次測定値(有効イベント数)を算出し、一次測定データを生成する(S5〜S9)。以下、これらのステップについて具体的に説明する。   Next, the calculation unit 14 counts only events that exceed the threshold, calculates a primary measurement value (number of valid events), and generates primary measurement data (S5 to S9). Hereinafter, these steps will be described in detail.

まず、演算部14は、再計数データの各イベントの信号強度値が予め設定されていた閾値を超えるか、または否かを判定する(S5)。演算部14は、各イベントの信号強度値が閾値を超えていた場合(S5においてYes)のみ該当イベントを有効イベント数としてカウントするパルスカウンティング法による再計数を行う(S6)。演算部14は、イベントの信号強度値が閾値以下であった場合(S5においてNo)、該当イベントをカウントしない(非カウントとする。)(S7)。演算部14は全イベントについてS6またはS7の処理が終了したか否かを判定する(S8)。全イベントについてS6またはS7
の処理が終了した場合(S8においてYes)、演算部14はカウントされたイベントの数(有効イベント数)に基づいて一次測定値を算出し、一次測定データを生成し(S9)、さらに一次測定データを収録する。全イベントについてS6またはS7の処理が終了していない場合(S8においてNo)、終了するまでS5に戻って処理を繰り返す。
First, the calculation unit 14 determines whether or not the signal intensity value of each event of the recount data exceeds a preset threshold value (S5). The calculation unit 14 performs re-counting by the pulse counting method that counts the corresponding event as the number of valid events only when the signal intensity value of each event exceeds the threshold (Yes in S5) (S6). When the signal strength value of the event is equal to or less than the threshold value (No in S5), the calculation unit 14 does not count the event (not counting) (S7). The computing unit 14 determines whether or not the processing of S6 or S7 has been completed for all events (S8). S6 or S7 for all events
When the process is completed (Yes in S8), the calculation unit 14 calculates primary measurement values based on the counted number of events (number of valid events), generates primary measurement data (S9), and further performs primary measurement. Record data. If the process of S6 or S7 has not been completed for all events (No in S8), the process returns to S5 and is repeated until the process is completed.

ここで再計数データの一例を図8に示す。図8は、蛍光標識Alexa Fluor 532を含む溶液に、励起波長532nm、励起光強度1mWの励起レーザーを照射し、生じた蛍光光子を3秒間、80kHzで電気パルス信号として取得し、ビニング幅1m秒で再計数した再計数データを示す。図8では、約2000個のイベントそれぞれに含まれる蛍光信号強度値が得られる。例えば、図8において閾値を、蛍光標識を含まない溶液を測定した場合の平均信号強度値の6SDに設定した場合、有効シグナル数は118である。
ここで閾値は、任意の信号/雑音比が保たれるように設定されれば、特に限定されない。閾値としては、例えば、蛍光標識を含まない溶液を測定した場合の平均信号強度値(SD)の値の所定の倍数値を用いることができる。閾値は、好ましくは1SD〜10SDとすることができ、より好ましくは3SD〜8SDとすることができる。
An example of the recount data is shown in FIG. FIG. 8 shows that a solution containing a fluorescent label Alexa Fluor 532 is irradiated with an excitation laser having an excitation wavelength of 532 nm and an excitation light intensity of 1 mW, and the generated fluorescence photons are acquired as an electric pulse signal at 80 kHz for 3 seconds, and a binning width of 1 ms. The re-count data re-counted in FIG. In FIG. 8, fluorescence signal intensity values included in each of about 2000 events are obtained. For example, in FIG. 8, when the threshold is set to 6SD, which is an average signal intensity value when a solution containing no fluorescent label is measured, the number of effective signals is 118.
Here, the threshold value is not particularly limited as long as an arbitrary signal / noise ratio is maintained. As the threshold value, for example, a predetermined multiple value of the value of the average signal intensity value (SD) when a solution containing no fluorescent label is measured can be used. The threshold value can be preferably 1SD to 10SD, more preferably 3SD to 8SD.

[演算部がパルス信号データに基づいて蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する工程]
この工程は、演算部14がパルス信号データに基づいて蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する工程である。ここで存在比率とは、蛍光分子標識複合体の数にかかる二次測定データを得るためのパラメータである。
[Step of calculating the abundance ratio of the fluorescent molecule labeling complex based on the pulse signal data by the arithmetic unit]
In this step, the calculation unit 14 calculates the abundance ratio of the fluorescent molecule label complex based on the pulse signal data. Here, the abundance ratio is a parameter for obtaining secondary measurement data relating to the number of fluorescent molecule-labeled complexes.

二次測定データを得るために用いられる存在比率を算出するためのデータの例としては、FCSにより算出される自己相関値、およびFCCSにより算出される相互相関値にかかるデータが挙げられる。   Examples of data for calculating the abundance ratio used for obtaining the secondary measurement data include autocorrelation values calculated by FCS and data related to cross-correlation values calculated by FCCS.

演算部14が存在比率を算出する工程の好適な例として、演算部14がパルス信号データに基づいて相関関数を算出し、相関関数データを生成し、演算部14が、相関関数データを統計的に処理して、蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する工程を例にとって具体的に説明する。   As a preferred example of the process in which the calculation unit 14 calculates the existence ratio, the calculation unit 14 calculates a correlation function based on the pulse signal data, generates correlation function data, and the calculation unit 14 statistically calculates the correlation function data. The process of calculating the abundance ratio of the fluorescent molecule-labeled complex after processing in detail will be specifically described as an example.

まず、演算部14が、パルス信号データに基づいて相関関数を算出し、相関関数データを生成する(S10)。
具体的には、この工程はFCSにより行うことが好ましい。以下、FCSによりこの工程を実施する例について説明する。FCSによる自己相関関数の算出は、公知の方法であれば特に限定されない。例えば、マルチプルタウ方式により行うことができる。
以下、マルチプルタウ方式による自己相関関数の算出工程について具体的に説明する。
First, the calculating part 14 calculates a correlation function based on pulse signal data, and produces | generates correlation function data (S10).
Specifically, this step is preferably performed by FCS. Hereinafter, the example which implements this process by FCS is demonstrated. The calculation of the autocorrelation function by FCS is not particularly limited as long as it is a known method. For example, it can be performed by a multiple tau method.
Hereinafter, the calculation process of the autocorrelation function by the multiple tau method will be specifically described.

まず、演算部14は、収録されたパルス信号データを読み出し、このパルス信号データと下記式(1)とに基づいて、自己相関関数を算出して自己相関関数データを生成し、さらには自己相関関数データを収録する。   First, the calculation unit 14 reads the recorded pulse signal data, calculates an autocorrelation function based on the pulse signal data and the following equation (1), generates autocorrelation function data, and further autocorrelation. Record function data.

Figure 2016183966
Figure 2016183966

式(1)中、符号「<>」は調和平均を表し、Iは蛍光強度信号を表し、δI(t)は、蛍光強度信号の揺らぎ成分を表し、δ(t+τ)はτ(時間)後の蛍光強度信号の揺らぎ成分を表す。   In formula (1), the sign “<>” represents the harmonic mean, I represents the fluorescence intensity signal, δI (t) represents the fluctuation component of the fluorescence intensity signal, and δ (t + τ) is after τ (time). Represents the fluctuation component of the fluorescence intensity signal.

ここでマルチプルタウ方式により算出された自己相関関数データ(自己相関値G(t)と時間との関係とを示すデータ)の一例を図9に示す。
具体的には、図9は、タンパク質をAlexa Fluor 532で蛍光標識した分子を試料とし、80kHzでフォトンカウンティングしたパルス信号データから、最小タウ200μ秒で自己相関関数を算出した結果を示している。
FIG. 9 shows an example of autocorrelation function data (data indicating the relationship between the autocorrelation value G (t) and time) calculated by the multiple tau method.
Specifically, FIG. 9 shows a result of calculating an autocorrelation function in a minimum tau of 200 μs from pulse signal data photon-counted at 80 kHz using a molecule obtained by fluorescently labeling a protein with Alexa Fluor 532 as a sample.

次に、演算部14が、自己相関関数データを統計的に処理して、蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する(S11)。   Next, the calculation unit 14 statistically processes the autocorrelation function data to calculate the abundance ratio of the fluorescent molecule label complex (S11).

具体的には、演算部14は、収録された自己相関関数データを読み出し、例えば、下記式(2)を用いて統計的に処理(フィッティング)する。   Specifically, the calculation unit 14 reads the recorded autocorrelation function data and statistically processes (fitting) the data using, for example, the following equation (2).

Figure 2016183966
Figure 2016183966

式(2)中、Tは3重項状態の比率を表し、τtripは3重項状態の並進拡散時間を表し、τはi成分(Index)の並進拡散時間を表し、fはi成分の比率を表し、Nは分子の数を表し、Mは分子種の数を表し、sは観測領域の長軸半径と短軸半径との比を表す。 In Equation (2), T represents the ratio of the triplet state, τ trip represents the translational diffusion time of the triplet state, τ i represents the translational diffusion time of the i component (Index), and f i represents i It represents the ratio of the components, N represents the number of molecules, M represents the number of molecular species, and s represents the ratio of the major axis radius to the minor axis radius of the observation region.

このようにして、T、τtrip、τ、f、N、M、s(算出パラメータという。)が算出され、さらに計数された蛍光光子の総数(イベント数)のうちの蛍光分子標識複合体の存在比率を算出することができる。そして演算部14は、算出された数値(存在比率)を収録する。 In this way, T, τ trip , τ i , f i , N, M, and s (referred to as calculation parameters) are calculated, and the fluorescent molecule labeled complex among the total number of fluorescent photons (number of events) counted. The abundance ratio of the body can be calculated. And the calculating part 14 records the calculated numerical value (existence ratio).

この工程におけるフィッティングは、例えば、レベンバーグマルカドール法により行うことができる。   The fitting in this step can be performed by, for example, the Levenberg Marcadol method.

[演算部が、一次測定データおよび存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを得る工程]
この工程は、演算部14が、一次測定データおよび存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定して二次測定データを得る工程である(S12)。
[Processing section for obtaining secondary measurement data by determining the number of fluorescent molecule-labeled complexes based on primary measurement data and abundance ratio]
This step is a step in which the calculation unit 14 determines the number of fluorescent molecule-labeled complexes based on the primary measurement data and the abundance ratio to obtain secondary measurement data (S12).

具体的には、演算部14が一次測定データ(一次測定値)、および上記の統計的な処理により算出された存在比率を用いて蛍光分子標識複合体の数(濃度)を決定する。このときに用いられる存在比率は、上記のいずれの方法により得られたものであってよく、またはこれらの組み合わせであってもよい。   Specifically, the calculation unit 14 determines the number (concentration) of the fluorescent molecule-labeled complex using the primary measurement data (primary measurement value) and the abundance ratio calculated by the statistical processing. The abundance ratio used at this time may be obtained by any of the above methods, or a combination thereof.

演算部14は、一次測定データと存在比率とから目的の蛍光分子標識複合体の数(濃度)を決定し、得られた決定値(二次測定データ)を収録する。二次測定データは、例えば下記の計算式に基づいて得ることができる。
計算式:一次測定データ(一次測定値)×存在比率=二次測定データ(決定値)
The computing unit 14 determines the number (concentration) of the target fluorescent molecule label complex from the primary measurement data and the abundance ratio, and records the obtained determination value (secondary measurement data). The secondary measurement data can be obtained based on the following calculation formula, for example.
Calculation formula: Primary measurement data (primary measurement value) x abundance ratio = secondary measurement data (decision value)

以上の工程により、測定対象である蛍光分子標識複合体の数(濃度)を精度よく決定することができる。   Through the above steps, the number (concentration) of the fluorescent molecule-labeled complex to be measured can be accurately determined.

なお、上述した蛍光検出方法においてはパルス測定データを得る工程(S2)の次に、一次測定データを得る工程(S3〜S9)を行う例を説明したが、パルス測定データを得る工程(S2)の次に、パルス測定データに基づいて存在比率を得る工程(S10及びS11)を行い、次いで一次測定データを得る工程(S3〜S9)を行ってもよい。   In the fluorescence detection method described above, the example of performing the steps (S3 to S9) of obtaining primary measurement data after the step of obtaining pulse measurement data (S2) has been described. However, the step of obtaining pulse measurement data (S2) Next, the step (S10 and S11) of obtaining the existence ratio based on the pulse measurement data may be performed, and then the steps (S3 to S9) of obtaining the primary measurement data may be performed.

このような蛍光検出方法によれば、フォトンカウンティング法およびパルスカウンティング法を組み合わせることにより、パルス信号の高さのばらつきの影響を受けないため、低レベルのパルス信号域でも、高いS/N比での信号計測を行うことができ、低レベルかつ非特異的なパルス信号のみを精度よく除外することができ、さらには相関法を組み合わせるので、測定サンプルのマトリクス成分由来のノイズ、機械的ノイズ、電気的ノイズ等に起因するバックグラウンドノイズを抑制することができる結果として、極めて低濃度であってもより精度よく特異的に蛍光標識(蛍光標識を含む標的物質)を検出し、定量することができる。   According to such a fluorescence detection method, by combining the photon counting method and the pulse counting method, it is not affected by the variation in the height of the pulse signal. Therefore, even in a low level pulse signal region, it has a high S / N ratio. Signal measurement can be performed, and only low-level and non-specific pulse signals can be excluded with high accuracy. Furthermore, since the correlation method is combined, noise derived from matrix components of the measurement sample, mechanical noise, electrical noise As a result of suppressing background noise caused by static noise, etc., fluorescent labels (target substances containing fluorescent labels) can be detected and quantified more precisely and accurately even at extremely low concentrations. .

本発明はまた、コンピュータに既に説明した蛍光検出システムに上記蛍光検出方法を実行させるためのプログラムにも関する。
かかるプログラムは具体的には、コンピュータハードウェア資源(コンピュータ)である演算部14に例えば下記の工程を実行させるためのプログラムである。
(1)コンピュータが、共焦点検出部12に、測定サンプル中で生じた蛍光光子を検出させる工程
(2)コンピュータが、共焦点検出部12に、検出された蛍光光子に基づいてパルス信号データを生成させ、取得する工程
(3)コンピュータが、取得したパルス信号データを所定のビニング幅で再計数し、再計数データを生成させ、取得する工程
(4)コンピュータが、取得した再計数データの各イベントの信号強度値と閾値とを対照し、該閾値を超えるイベントのみを再計数して一次測定値(有効イベント数)を算出し、一次測定データを生成する工程
(5)コンピュータが、パルス信号データに基づいて自己相関関数を算出し、自己相関関数データを生成する工程
(6)コンピュータが、自己相関関数データを統計的に処理して、蛍光分子標識複合体の存在比率を算出する工程
(7)コンピュータが、一次測定データおよび存在比率に基づいて蛍光分子標識複合体の数を決定する工程
The present invention also relates to a program for causing a computer to execute the fluorescence detection method described above.
Specifically, such a program is a program for causing the calculation unit 14, which is a computer hardware resource (computer), to execute, for example, the following steps.
(1) The step of causing the confocal detection unit 12 to detect fluorescent photons generated in the measurement sample (2) The computer causes the confocal detection unit 12 to output pulse signal data based on the detected fluorescent photons. Step (3) of generating and acquiring Step (4) in which the computer re-counts the acquired pulse signal data with a predetermined binning width to generate and count re-counting data. A step of comparing the signal intensity value of an event with a threshold value, re-counting only events exceeding the threshold value to calculate a primary measurement value (number of valid events), and generating primary measurement data (5) Step of calculating autocorrelation function based on data and generating autocorrelation function data (6) The computer statistically processes the autocorrelation function data, Step of calculating the existence ratio of the labeled complex (7) computer, determining the number of fluorescent molecules labeled complex on the basis of the primary measurement data and proportions

(実施例)
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
(Example)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.

(材料)
1)デキストラン架橋抗αーフェトプロテイン(AFP)モノクローナル抗体固定磁性ビーズの作製
5mgのカルボキシル化磁気ビーズ(ライフテクノロジーズ)に、167μLの0.1M 水溶性カルボジイミド(EDC)を加え、室温にて30分間攪拌した。精製水で洗浄後、167μLのアミノ化デキストランの50mM MES pH5.5溶液を加え、室温にて30分間インキュベートを行った後、精製水で洗浄し、アミノ化デキストラン磁性ビーズを得た。4mgのアミノ化デキストラン磁性ビーズに320μLの1mg/mL GMBS(N−スクシンイミジル−4−マレイミド酪酸)エタノール溶液を加え一時間反応後、ビーズをリン酸緩衝液で洗浄し、200μLの0.4mg/mL 抗AFPモノクローナル抗体Fab’溶液を加え、2時間反応を行った後、ビーズを洗浄し、デキストラン架橋抗AFPモノクローナル抗体固定磁性ビーズを得た。
(material)
1) Preparation of dextran-crosslinked anti-α-fetoprotein (AFP) monoclonal antibody-fixed magnetic beads 167 μL of 0.1 M water-soluble carbodiimide (EDC) was added to 5 mg of carboxylated magnetic beads (Life Technologies) and stirred at room temperature for 30 minutes. did. After washing with purified water, 167 µL of a 50 mM MES pH 5.5 solution of aminated dextran was added, incubated at room temperature for 30 minutes, and then washed with purified water to obtain aminated dextran magnetic beads. After adding 320 μL of 1 mg / mL GMBS (N-succinimidyl-4-maleimidobutyric acid) ethanol solution to 4 mg of aminated dextran magnetic beads and reacting for 1 hour, the beads were washed with phosphate buffer and 200 μL of 0.4 mg / mL. After adding an anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ solution and reacting for 2 hours, the beads were washed to obtain dextran-crosslinked anti-AFP monoclonal antibody-immobilized magnetic beads.

2)抗AFPモノクローナル抗体Fab’の作製
PD−10カラム(GEヘルスケアバイオサイエンス)を使用して、抗AFPモノクローナル抗体溶液をクエン酸緩衝液(pH3.5)に置換し、ペプシンを抗体の1/100(w/w)量加え、37℃にて1時間放置した。この溶液を、Superdex200カラム(GEヘルケアバイオサイエンス)を使用して精製し、F(ab’)を得た。このF(ab’)に0.2Mの2−メルカプトエチルアミンを1/20(v/v)加え、37℃にて3時間放置した後、PD−10カラムで2−メルカプトエチルアミンを除去してFab’断片を得た。
抗AFPモノクローナル抗体Fab’に10等量のAlexa Fluor 532 C5−maleimide(ライフテクノロジーズ)を加え、4℃にて一晩放置した後、PD−10カラムで未反応の色素を除去し、Alexa Fluor 532標識抗AFPモノクローナル抗体Fab’を得た。なお、Alexa Fluor 532を標識する際に用いた抗AFPモノクローナル抗体は、磁性ビーズに固定された抗AFPモノクローナル抗体とは異なる抗体を用いた。
2) Preparation of anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ Using a PD-10 column (GE Healthcare Bioscience), the anti-AFP monoclonal antibody solution was replaced with citrate buffer (pH 3.5), and pepsin was used as the antibody 1 / 100 (w / w) amount was added and left at 37 ° C. for 1 hour. This solution was purified using a Superdex 200 column (GE Hercare Bioscience) to obtain F (ab ′) 2 . After adding 1/20 (v / v) of 0.2M 2-mercaptoethylamine to this F (ab ′) 2 and leaving it at 37 ° C. for 3 hours, 2-mercaptoethylamine was removed with a PD-10 column. Fab ′ fragment was obtained.
10 equivalents of Alexa Fluor 532 C5-maleimide (Life Technologies) was added to the anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ and left at 4 ° C. overnight, then unreacted dye was removed with a PD-10 column, and Alexa Fluor 532 was removed. A labeled anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ was obtained. The anti-AFP monoclonal antibody used when labeling Alexa Fluor 532 was an antibody different from the anti-AFP monoclonal antibody immobilized on the magnetic beads.

3)ビオチン−抗ビオチン抗体架橋抗AFPモノクローナル抗体固定磁性ビーズの作製
3a)抗ビオチン抗体固定磁性ビーズの作製
磁性ビーズに、抗ビオチン抗体を加え、撹拌しながら室温で1時間反応させる。磁力吸引により磁性ビーズを3回洗浄し、抗ビオチン抗体固定磁性ビーズを得る。
3) Production of biotin-antibiotin antibody cross-linked anti-AFP monoclonal antibody-immobilized magnetic beads 3a) Production of anti-biotin antibody-immobilized magnetic beads Anti-biotin antibody is added to the magnetic beads and allowed to react at room temperature for 1 hour with stirring. The magnetic beads are washed three times by magnetic attraction to obtain anti-biotin antibody-immobilized magnetic beads.

3b)ビオチン標識抗AFPモノクローナル抗体の作製
抗AFPモノクローナル抗体溶液に、NHS−ビオチン溶液を加え、得られた溶液を室温で60分間静置する。PD−10カラムによる脱塩精製(未反応ビオチンの除去)により、ビオチン標識抗AFPモノクローナル抗体を得る。
3b) Preparation of biotin-labeled anti-AFP monoclonal antibody An NHS-biotin solution is added to the anti-AFP monoclonal antibody solution, and the resulting solution is allowed to stand at room temperature for 60 minutes. A biotin-labeled anti-AFP monoclonal antibody is obtained by desalting and purification (removal of unreacted biotin) using a PD-10 column.

3c)抗ビオチン抗体固定磁性ビーズとビオチン標識抗AFPモノクローナル抗体との親和性反応
抗ビオチン抗体固定磁性ビーズ溶液 250μLに、ビオチン標識抗AFPモノクローナル抗体溶液 250μLを加えて撹拌し、得られた溶液を37℃で30分間静置する。
これにより、ビオチン−抗ビオチン抗体架橋抗AFPモノクローナル抗体固定磁性ビーズが親和性反応により得られる。
磁力吸引により磁性ビーズを3回洗浄し、ビオチン−抗ビオチン抗体架橋抗AFPモノクローナル抗体固定磁性ビーズ溶液を得る。
3c) Affinity reaction between anti-biotin antibody-immobilized magnetic beads and biotin-labeled anti-AFP monoclonal antibody To 250 μL of anti-biotin antibody-immobilized magnetic beads solution, 250 μL of biotin-labeled anti-AFP monoclonal antibody solution was added and stirred. Leave at 30 ° C. for 30 minutes.
Thereby, biotin-anti-biotin antibody cross-linked anti-AFP monoclonal antibody fixed magnetic beads are obtained by affinity reaction.
The magnetic beads are washed three times by magnetic attraction to obtain a biotin-antibiotin antibody cross-linked anti-AFP monoclonal antibody immobilized magnetic bead solution.

比較例1:均質な液相系を利用する測定方法(従来法)
125μLの876nM 抗AFPモノクローナル抗体に125μLの0.686nM Alexa Fluor 532標識抗AFPモノクローナル抗体Fab’を加え攪拌した。さらに、20μLの濃度既知AFP溶液を添加して攪拌し、室温にて1時間インキュベートを行った後、下記の実施例2と同様の方法にて共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定し、自己相関関数を用いて、抗AFPモノクローナル抗体とAFPとAlexa Fluor 532標識抗AFPモノクローナル抗体Fab’とを含む蛍光標識複合体の存在比率を求めた。
Comparative Example 1: Measuring method using a homogeneous liquid phase system (conventional method)
125 μL of 0.686 nM Alexa Fluor 532 labeled anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ was added to 125 μL of 876 nM anti-AFP monoclonal antibody and stirred. Furthermore, after adding 20 μL of known AFP solution and stirring, and incubating at room temperature for 1 hour, the fluorescence signal was measured with a confocal fluorescence detector in the same manner as in Example 2 below. Using the correlation function, the abundance ratio of the fluorescently labeled complex containing the anti-AFP monoclonal antibody, AFP, and Alexa Fluor 532 labeled anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ was determined.

実施例1:固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液の調製
1−1)磁性ビーズから放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液の調製(1)
I)切断性リンカー(デキストラン)を介して磁性ビーズに固定された蛍光分子標識複合体の調製
250μLのデキストラン架橋抗AFPモノクローナル抗体固定磁性ビーズに、20μLの濃度既知AFP溶液を加え、37℃にて10分間インキュベートを行った。磁気ビーズを3回洗浄し、250μLの5nM Alexa Fluor 532標識抗AFPモノクローナル抗体Fab’を加え、37℃にて10分間インキュベートを行った。これにより、蛍光分子標識複合体、つまり、抗AFPモノクローナル抗体Fab’(第1親和性分子)−AFP(標的物質)−Alexa Fluor 532標識抗AFPモノクローナル抗体Fab’(第2親和性分子)がデキストランを介して磁性ビーズに固定された。
Example 1 Preparation of Release Solution Containing Fluorescent Molecular Label Complex Released from Solid Phase 1-1) Preparation of Release Solution Containing Fluorescent Molecular Label Complex Released from Magnetic Beads (1)
I) Preparation of fluorescent molecule-labeled complex immobilized on magnetic beads via a cleavable linker (dextran) To 20 μL of AFP solution with a known concentration was added to 250 μL of dextran-crosslinked anti-AFP monoclonal antibody-immobilized magnetic beads, and the mixture was incubated at 37 ° C. Incubation was for 10 minutes. The magnetic beads were washed three times, 250 μL of 5 nM Alexa Fluor 532 labeled anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ was added and incubated at 37 ° C. for 10 minutes. Thereby, the fluorescent molecule-labeled complex, that is, the anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ (first affinity molecule) -AFP (target substance) -Alexa Fluor 532 labeled anti-AFP monoclonal antibody Fab ′ (second affinity molecule) is converted into dextran. It was fixed to the magnetic beads via.

II)切断性リンカー(デキストラン)の部位での蛍光分子標識複合体の特異的切断
蛍光分子標識複合体を結合した磁性ビーズを5回洗浄し、200μLの5U/mLデキストラナーゼを加え、37℃にて10分間インキュベートを行った後、磁力吸引により放出された複合体を磁性ビーズから分離し、得られた蛍光分子標識複合体溶液の蛍光シグナルを共焦点蛍光検出器で測定した。
II) Specific cleavage of the fluorescent molecule-labeled complex at the site of the cleavable linker (dextran) The magnetic beads bound with the fluorescent molecule-labeled complex were washed 5 times, 200 μL of 5 U / mL dextranase was added, and 37 ° C. After incubating for 10 minutes, the complex released by magnetic attraction was separated from the magnetic beads, and the fluorescence signal of the resulting fluorescent molecule labeled complex solution was measured with a confocal fluorescence detector.

1−2)磁性ビーズから放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液の調製(2)
I)切断性リンカー(親和性リンカー)を介して磁性ビーズに固定された蛍光分子標識複合体の調製
ビオチン−抗ビオチン抗体架橋抗AFPモノクローナル抗体固定磁性ビーズ上のビオチンおよび抗ビオチン抗体架橋抗AFPモノクローナル抗体を、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子として、およびAlexa Fluor 532標識抗AFPモノクローナル抗体を、蛍光分子で標識された第2親和性分子として用いる。第1親和性分子および第2親和性分子のエピトープは互いに異なり、第1親和性分子および第2親和性分子の双方が1分子のAFPに同時に結合できる。
ビオチン−抗ビオチン抗体架橋抗AFPモノクローナル抗体(第1親和性分子)固定磁性ビーズ溶液 250μLに、標的物質としてのAFPの標準液 10μLを加えて撹拌し、得られた溶液を37℃で10分間静置する。免疫学的反応により、ビオチンおよび抗ビオチン抗体を介して磁性ビーズに固定された複合体(磁性ビーズ−抗ビオチン抗体−ビオチン−第1親和性分子−AFP)が得られる。
磁力吸引により磁性ビーズ(複合体が固定)を3回洗浄した後、洗浄液を全て除去する。
洗浄した磁性ビーズ(複合体が固定)に、Alexa Fluor 532標識抗AFPモノクローナル抗体(第2親和性分子)溶液 250μLを加えて撹拌し、得られた溶液を37℃で10分間静置する。免疫学的反応により、ビオチンおよび抗ビオチン抗体を介して磁性ビーズに固定された蛍光分子標識複合体(磁性ビーズ−抗ビオチン抗体−ビオチン−第1親和性分子−AFP−第2親和性分子−蛍光分子)が得られる。
磁力吸引により磁性ビーズ(蛍光分子標識複合体)を6回洗浄した後、洗浄液を全て除去する。
1-2) Preparation of release solution containing fluorescent molecule-labeled complex released from magnetic beads (2)
I) Preparation of fluorescent molecule-labeled complex immobilized on magnetic beads via a cleavable linker (affinity linker) The antibody is used as the first affinity molecule immobilized on the solid phase via a cleavable linker, and the Alexa Fluor 532 labeled anti-AFP monoclonal antibody is used as the second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule. The epitopes of the first affinity molecule and the second affinity molecule are different from each other, and both the first affinity molecule and the second affinity molecule can simultaneously bind to one molecule of AFP.
Add 250 μL of biotin-anti-biotin antibody cross-linked anti-AFP monoclonal antibody (first affinity molecule) immobilized magnetic bead solution to 250 μL of AFP standard solution 10 μL and stir, and leave the resulting solution at 37 ° C. for 10 minutes. Put. By immunological reaction, a complex (magnetic bead-anti-biotin antibody-biotin-first affinity molecule-AFP) immobilized on magnetic beads via biotin and anti-biotin antibody is obtained.
After washing magnetic beads (complex is fixed) three times by magnetic attraction, all washing liquid is removed.
250 μL of Alexa Fluor 532 labeled anti-AFP monoclonal antibody (second affinity molecule) solution is added to the washed magnetic beads (complex is fixed) and stirred, and the resulting solution is allowed to stand at 37 ° C. for 10 minutes. Fluorescent molecule labeled complex immobilized on magnetic beads via biotin and anti-biotin antibody by immunological reaction (magnetic beads-anti-biotin antibody-biotin-first affinity molecule-AFP-second affinity molecule-fluorescence Molecule) is obtained.
After washing the magnetic beads (fluorescent molecule-labeled complex) 6 times by magnetic attraction, all the washing solution is removed.

II)切断性リンカー(親和性リンカー)の部位での蛍光分子標識複合体の特異的切断
得られた磁性ビーズ(蛍光分子標識複合体)に、ビオチン溶液250μLを加えて撹拌し、得られた溶液を室温で30分間静置する。ビオチン溶液中のビオチンは、蛍光分子標識複合体中のビオチンと競合する。ビオチンおよび抗ビオチン抗体を介して磁性ビーズに固定された蛍光分子標識複合体を、ビオチン溶液中のビオチンにより抗ビオチン抗体−ビオチンの部位で特異的に切断して、磁性ビーズから放出された蛍光分子標識複合体(ビオチン−第1親和性分子−AFP−第2親和性分子−蛍光分子)を含む放出溶液250μLを得る。
II) Specific cleavage of the fluorescent molecule-labeled complex at the site of the cleavable linker (affinity linker) 250 μL of biotin solution was added to the obtained magnetic beads (fluorescent molecule-labeled complex) and stirred, and the resulting solution Let stand at room temperature for 30 minutes. Biotin in the biotin solution competes with biotin in the fluorescent molecular label complex. Fluorescent molecules released from magnetic beads after the fluorescent molecule-labeled complex immobilized on magnetic beads via biotin and anti-biotin antibodies is specifically cleaved at the anti-biotin antibody-biotin site with biotin in the biotin solution Obtain 250 μL of the release solution containing the labeled complex (biotin-first affinity molecule-AFP-second affinity molecule-fluorescent molecule).

実施例2:共焦点蛍光検出器での蛍光シグナルの計測およびその解析
2−1)共焦点蛍光検出器での蛍光シグナルの測定
比較例1と実施例1でそれぞれ得られた測定サンプルの全量もしくはその一部を、ブロッキング剤(日本油脂株式会社製N101)でブロッキング処理した容器(ThermoScientific社製Nunc カバーグラスチェンバー155411)に分注し、次いで、共焦点蛍光検出器で測定サンプルの蛍光シグナルを測定した。
Example 2: Measurement and analysis of fluorescence signal with confocal fluorescence detector 2-1) Measurement of fluorescence signal with confocal fluorescence detector The total amount of measurement samples obtained in Comparative Example 1 and Example 1 or A part of the sample was dispensed into a blocking agent (Nunc cover glass chamber 155411, manufactured by Thermo Scientific) with a blocking agent (N101 manufactured by NOF Corporation), and then the fluorescence signal of the measurement sample was measured with a confocal fluorescence detector. did.

測定条件は、以下のとおりであった。
励起レーザー:コヒレントジャパン株式会社Sapphire532FP、励起波長532nm、励起光強度1mW(試料位置)
対物レンズ:オリンパス株式会社UAPON 40XW340
センサー:浜松ホトニクス株式会社H7421−40、測光ビニング時間:50n秒
測定時間:3.2秒間×10ループを1回の測定として、各サンプルにつき10回の測定を行った。
The measurement conditions were as follows.
Excitation laser: Coherent Japan Co., Ltd. Sapphire 532FP, excitation wavelength 532 nm, excitation light intensity 1 mW (sample position)
Objective lens: Olympus Corporation UAPON 40XW340
Sensor: Hamamatsu Photonics Co., Ltd. H7421-40, photometric binning time: 50 ns measurement time: 3.2 seconds × 10 loops were measured once, and 10 measurements were performed for each sample.

得られた測光ビニング時間50n秒のパルス信号データを、2×10個ごとに積算することにより、ビニング幅1m秒の再計数データを算出した。再計数データの1つのパルスを1つのイベントとし、各イベントに含まれる蛍光信号強度が閾値を超えるイベント数が計数(パルスカウンティング)されることにより一次測定データを得た。閾値は、緩衝液を測定したときの各イベントに含まれる蛍光信号強度の平均値+標準偏差×6として設定した。
図10に80ng/mLのAFPを測定したときの再計数データの一つを示す。このときの閾値は4であった。
The obtained pulse signal data with a photometric binning time of 50 ns was integrated every 2 × 10 4, thereby calculating recount data with a binning width of 1 msec. One pulse of the recount data is regarded as one event, and the number of events in which the fluorescence signal intensity included in each event exceeds a threshold is counted (pulse counting), thereby obtaining primary measurement data. The threshold was set as an average value of fluorescence signal intensity included in each event when measuring the buffer solution + standard deviation × 6.
FIG. 10 shows one of the recount data when measuring 80 ng / mL AFP. The threshold value at this time was 4.

2−2)パルス信号データの解析
計測されたパルス信号データの解析を蛍光相関法により行った。
先ず、式(1)を用いて、得られたパルス信号データからマルチプルタウ演算方式の自己相関値を算出し、自己相関関数データを生成した。図9に200ng/mLのAFPを測定したときの自己相関関数データを示す。
2-2) Analysis of pulse signal data The measured pulse signal data was analyzed by the fluorescence correlation method.
First, the autocorrelation value of the multiple tau calculation method was calculated from the obtained pulse signal data using the formula (1) to generate autocorrelation function data. FIG. 9 shows autocorrelation function data when measuring 200 ng / mL of AFP.

Figure 2016183966
Figure 2016183966

次いで、式(2)を用いて、得られた自己相関関数データからレベンバーグマルカドール法フィッティングを施し、蛍光シグナルを発する全蛍光分子に対する、目的の蛍光分子標識複合体の存在比率を算出した。   Next, using the formula (2), Levenberg-Marcadol method fitting was performed from the obtained autocorrelation function data, and the abundance ratio of the target fluorescent molecule-labeled complex with respect to all fluorescent molecules emitting fluorescent signals was calculated.

Figure 2016183966
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最後に、一次測定値(一次測定データ)および存在比率を用いて、蛍光標識、または蛍光標識を含む標的物質の数(濃度)を二次測定値(二次測定データ)として下記の計算式に基づいて決定した。
計算式:一次測定値×存在比率=二次測定値
Finally, using the primary measurement value (primary measurement data) and the abundance ratio, the number (concentration) of the fluorescent label or the target substance containing the fluorescent label as the secondary measurement value (secondary measurement data) Decided on the basis.
Calculation formula: primary measurement value x existence ratio = secondary measurement value

(本発明の第1の目的に関連する実験結果)
比較例1(従来法)の結果を表3および図11に示す。測定感度を、「ゼロ濃度のサンプルを測定したときの測定データの平均値+2倍の標準偏差(2SD)と、既知濃度のサンプルを測定したときの測定値データの平均値−2SDが重ならない濃度」と定めると、比較例1の測定感度は、AFP濃度200から2,000ng/mLの間である。
本発明の実施例1−1および実施例2の結果を表4および図12に示す。比較例1と同様に測定感度を求めると、測定感度はAFP濃度10から80ng/mLの間にあり、本発明は従来法に比べて高感度であった。
従来法では、未反応の蛍光分子標識体が液相中に多く残存するため、蛍光分子複合体の存在量が未反応の蛍光分子標識体と比較して少量の場合には、両者のシグナルが十分に識別できないが、本発明においては、未反応の蛍光分子標識体を洗浄除去した後、放出された蛍光分子標識複合体を測定しているため、複合体量がより少ない場合であっても、両シグナルの識別が可能になっていることを示している。
(Experimental results related to the first object of the present invention)
The results of Comparative Example 1 (conventional method) are shown in Table 3 and FIG. The measurement sensitivity is “the concentration at which the average value of measurement data when measuring a zero-concentration sample + two standard deviations (2SD) and the average value of measurement value data when measuring a sample of known concentration−2SD do not overlap. ”, The measurement sensitivity of Comparative Example 1 is between AFP concentrations of 200 and 2,000 ng / mL.
The results of Example 1-1 and Example 2 of the present invention are shown in Table 4 and FIG. When the measurement sensitivity was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, the measurement sensitivity was between 10 and 80 ng / mL of the AFP concentration, and the present invention was more sensitive than the conventional method.
In the conventional method, a large amount of unreacted fluorescent molecule label remains in the liquid phase. Therefore, when the amount of the fluorescent molecule complex is small compared to the unreacted fluorescent molecule label, both signals are Although it cannot be sufficiently discriminated, in the present invention, after the unreacted fluorescent molecule label is washed and removed, the released fluorescent molecule label complex is measured, so even if the amount of the complex is smaller , Indicating that both signals can be distinguished.

(本発明の第2の目的に関連する実験結果)
標的物質がゼロ濃度の場合であっても、測定サンプルの緩衝液などマトリックスに由来するノイズや、機械的ノイズ、環境由来のノイズ等の影響によって、非特異シグナルが検出されてしまうことが一般的に知られている。本発明の実施例においても、AFPゼロ濃度の一次測定データとして、平均82.6の有効イベント数が測定されている(表4)。
しかし、本発明では、同時に算出された蛍光分子複合体の存在比率を加味することでノイズ等の影響を低減することが可能である。実施例において、AFPゼロ濃度における蛍光分子複合体の存在比率はゼロと算出されたため、二次測定データもゼロとなり、より特異性の高い測定が実現された(表4)。
(Experimental results related to the second object of the present invention)
Even when the target substance is at zero concentration, it is common for nonspecific signals to be detected due to the effects of matrix-derived noise such as the buffer solution of the measurement sample, mechanical noise, and environmental noise. Known to. Also in the example of the present invention, the average number of effective events of 82.6 is measured as the primary measurement data of the AFP zero concentration (Table 4).
However, in the present invention, the influence of noise or the like can be reduced by taking into account the abundance ratio of the fluorescent molecule complex calculated at the same time. In the examples, since the abundance ratio of the fluorescent molecule complex at zero AFP concentration was calculated to be zero, the secondary measurement data was also zero, and more specific measurement was realized (Table 4).

Figure 2016183966
Figure 2016183966
Figure 2016183966
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本発明の方法は、標的物質の測定(即ち、イムノアッセイ)に有用であり、診断等での応用が期待される。   The method of the present invention is useful for measurement of a target substance (that is, immunoassay) and is expected to be applied in diagnosis and the like.

10 蛍光検出システム
12 共焦点検出部
14 演算部
20 レーザー光発生部
30 光学的処理部
40 検出部
42 センサー部
44 電気信号処理部
46 計数部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fluorescence detection system 12 Confocal detection part 14 Calculation part 20 Laser light generation part 30 Optical processing part 40 Detection part 42 Sensor part 44 Electric signal processing part 46 Counting part

Claims (12)

以下を含む、標的物質の測定方法:
1)標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体を、溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液を得ること;
2)前記放出溶液において、共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定すること;
3)前記固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な蛍光シグナルの特性に基づき、前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること;ならびに
4)前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量に基づき、標的物質の存在または量を評価すること。
Method for measuring target substance, including:
1) Immobilized to a solid phase via a cleavable linker, including a target substance, a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule Cleaving the fluorescent molecule labeling complex specifically in the solution at the site of the cleavable linker to obtain a release solution comprising the fluorescent molecule labeling complex released from the solid phase;
2) measuring the fluorescence signal in the release solution with a confocal fluorescence detector;
3) determining the presence or amount of the fluorescent molecular label complex contained in the release solution based on the characteristics of the fluorescent signal specific to the fluorescent molecular label complex released from the solid phase; and 4) Assessing the presence or amount of the target substance based on the presence or amount of the fluorescent molecular label complex contained in the release solution.
切断性リンカーが、共有結合性リンカー、または親和性リンカーである、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the cleavable linker is a covalent linker or an affinity linker. 標的物質が抗原であり、かつ、第1親和性分子および第2親和性分子の各々が抗体である、請求項1または2記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the target substance is an antigen, and each of the first affinity molecule and the second affinity molecule is an antibody. 前記第1親和性分子が、抗原の第1エピトープに対する抗体であり、かつ前記第2親和性分子が、抗原の第2エピトープに対する抗体である、請求項3記載の方法。   4. The method of claim 3, wherein the first affinity molecule is an antibody against a first epitope of an antigen and the second affinity molecule is an antibody against a second epitope of an antigen. 標的物質を含むサンプルを、前記第1親和性分子および前記第2親和性分子と接触させて、前記蛍光分子標識複合体を調製することをさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。   The sample containing a target substance is further contacted with the first affinity molecule and the second affinity molecule to further prepare the fluorescent molecule-labeled complex. the method of. 前記蛍光分子標識複合体の調製の間および/または後に、固相を洗浄することをさらに含む、請求項5記載の方法。   6. The method of claim 5, further comprising washing the solid phase during and / or after preparation of the fluorescent molecular label complex. 前記工程1)が以下により行われる、請求項1〜6のいずれか一項記載の方法:
1−1)前記蛍光分子標識複合体を溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液、および固相を含む二相系を得ること;ならびに
1−2)前記二相系から固相を除去して、蛍光分子標識複合体を含み、かつ固相を含まない放出溶液を得ること。
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein step 1) is carried out as follows:
1-1) A release solution containing a fluorescent molecule-labeled complex released from a solid phase by specifically cleaving the fluorescent molecule-labeled complex at a site of a cleavable linker in the solution, and a two-phase containing a solid phase Obtaining the system; and 1-2) removing the solid phase from the two-phase system to obtain a release solution containing the fluorescent molecule-labeled complex and no solid phase.
前記工程2)が、フォトンカウンティング法により行われる、請求項1〜7のいずれか一項記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the step 2) is performed by a photon counting method. 前記特性が、分子量または蛍光特性である、請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the property is a molecular weight or a fluorescence property. 前記工程3)が、蛍光相関法、または蛍光相互相関法を利用して行われる、請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the step 3) is performed using a fluorescence correlation method or a fluorescence cross-correlation method. 前記固相が磁性ビーズである、請求項1〜10のいずれか一項記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the solid phase is a magnetic bead. 以下を含む標的物質の測定方法である、請求項1〜11のいずれか一項記載の方法:
a1)標的物質を含むサンプルを、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および蛍光分子で標識された第2親和性分子と液相中で接触させて、標的物質、切断性リンカーを介して固相に固定された第1親和性分子、および前記第2親和性分子を含む、切断性リンカーを介して固相に固定された蛍光分子標識複合体と、液相とを含む第1二相系を得ること;
a2)第1二相系から液相を除去して、前記蛍光分子標識複合体を得ること;
a3)前記蛍光分子標識複合体を溶液中において切断性リンカーの部位で特異的に切断して、固相から放出された蛍光分子標識複合体を含む放出溶液、および固相を含む第2二相系を得ること;
a4)前記第2二相系から固相を除去して、蛍光分子標識複合体を含み、かつ固相を含まない放出溶液を得ること;
a5)前記放出溶液において、共焦点蛍光検出器で蛍光シグナルを測定すること;
a6)前記固相から放出された蛍光分子標識複合体に特異的な蛍光シグナルの特性に基づき、前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量を決定すること;ならびに
a7)前記放出溶液中に含まれる蛍光分子標識複合体の存在または量に基づき、標的物質の存在または量を評価すること。
The method according to any one of claims 1 to 11, which is a method for measuring a target substance comprising:
a1) A sample containing a target substance is brought into contact with a first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker and a second affinity molecule labeled with a fluorescent molecule in a liquid phase, and the target substance A first affinity molecule immobilized on a solid phase via a cleavable linker, and a fluorescent molecule labeling complex immobilized on the solid phase via a cleavable linker, comprising the second affinity molecule, and a liquid phase Obtaining a first two-phase system comprising:
a2) removing the liquid phase from the first two-phase system to obtain the fluorescent molecule-labeled complex;
a3) A release solution containing the fluorescent molecule labeling complex released from the solid phase by specifically cleaving the fluorescent molecule labeling complex at the site of the cleavable linker in the solution, and a second second phase containing the solid phase Obtaining a system;
a4) removing the solid phase from the second two-phase system to obtain a release solution containing a fluorescent molecule-labeled complex and no solid phase;
a5) measuring the fluorescence signal in the release solution with a confocal fluorescence detector;
a6) determining the presence or amount of the fluorescent molecule label complex contained in the release solution based on the characteristics of the fluorescent signal specific to the fluorescent molecule label complex released from the solid phase; and a7) Assessing the presence or amount of the target substance based on the presence or amount of the fluorescent molecular label complex contained in the release solution.
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