JP2017215284A - イムノクロマトグラフィー試験装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偽陽性を抑制しながら高い検出シグナルを得るイムノクロマトグラフィー試験装置の提供を目的とする。
[1] 試験液中の細菌の細胞内抗原を検出するためのイムノクロマトグラフィー試験装置であって
該試験装置は、
(1)試験液滴下部材と、
(2)標識された第1の抗細胞内抗原抗体を保持した標識化抗体保持部材と、
(3)展開用部材と、
(4)被検出物質に対する第2の抗細胞内抗原抗体を固定化した抗体固定化部材と
を少なくとも備え;
各部材はいずれも試験液の流れ方向に長尺な略シート状であり、かつ各部材の一部が隣接する部材の一部と直接的に重なり合うように部材(1)、(2)、(3)、(4)の順に配置しており;
前記部材(2)と部材(4)は直接的にも間接的にも重なり合わない構造であって、
前記部材(3)の、部材(2)及び部材(4)との重なり合わない部分の平均距離L1が、2mm以上、12mm以下であり;
前記部材(2)と前記部材(3)が直接的に重なり合う距離L2とL1との比(L2/L1)が、0.16≦L2/L1≦1であり;
前記部材(3)と前記部材(4)が直接的に重なり合う距離L3とL1との比(L3/L1)が、0.16≦L3/L1≦1であり;
前記部材(3)の厚みT1と部材(3)の上記L1との比(T1/L1)が0.02≦T1/L1≦0.2であり;かつ
部材(3)の目付が49g/m2以上、75g/m2以下のガラス繊維素材である、
イムノクロマトグラフィー試験装置。
[2] 前記L1が8mm以上、12mm以下である、1に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
[3] 前記部材(4)抗体固定化部材のキャピラリーフロータイムが、100秒/4cm以上、140秒/4cm以下である、1又は2に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
[4] 前記第1の抗体の標識に平均粒子径75nm以上、110nm以下の金コロイドを用いる1〜3のいずれかに記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
[5] 前記細菌が、肺炎球菌(ストレプトコッカス・ニューモニエ)、クラミジア・ニューモニエ、レジオネラ・ニューモフィラ、ヘモフィルス・インフルエンザ、ボルデテラ・ペルトゥシス、マイコプラズマ・ニューモニエのいずれかである、1〜4のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
[6] 前記細胞内抗原が、リボソームタンパク質L7/L12抗原である、1〜5のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
[7] 1〜6のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置を含む、細菌の検出のためのキット。
[8] 緩衝液及び界面活性剤を含む抽出液又は希釈液、並びに検体を採取するための用具をさらに含む、7に記載のキット。
本発明では、被検出物質に対する抗体を用いる。
本発明で測定される被検出物質は、イムノクロマトグラフ法で測定できる物質であればいずれでも可能であるが、特に細菌の成分又は細菌が分泌する物質であると本発明の効果を発現することが可能である。
上記の抗体は、国際公開第00/06603号パンフレットに記載の方法で作製することができる。細菌リボソームタンパク質L7/L12を抗原とする場合は、細菌リボソームタンパク質L7/L12の全長タンパク質あるいはその部分ペプチドを抗原として用いて作製することができるが、全長タンパク質であることが好ましい。この部分ペプチドあるいは全長タンパク質をそのまま、又はキャリアタンパク質と架橋した後必要に応じてアジュバントとともに動物へ接種せしめ、その血清を回収することでRibosomal Protein L7/L12タンパク質を認識する抗体(ポリクローナル抗体)を含む抗血清を得ることができる。また抗血清より抗体を精製して使用することもできる。接種する動物としてはヒツジ、ウマ、ヤギ、ウサギ、マウス、ラット等であり、特にポリクローナル抗体作製にはヒツジ、ウサギ等が好ましい。また、抗体としてはハイブリドーマ細胞を作製する公知の方法により取得したモノクローナル抗体を適用することがより好ましいが、この場合はマウスが好ましい。当該モノクローナル抗体として、細菌感染症の原因となる特定の細菌のリボソームタンパク質L7/L12と反応し、前記特定の細菌以外の細菌のリボソームタンパク質L7/L12とは反応しないモノクローナル抗体をスクリーニングすることにより、当該細菌による感染症にかかっているかどうかの診断に役立てることが可能となる。
また、該抗体は、酵素処理あるいは化学処理により、F(ab’)2、Fab’、或いはFab断片として使用してもよい。
本発明のイムノクロマトグラフィー試験装置は、
(1)試験液滴下部材と、
(2)標識された第1の抗細胞内抗原抗体を保持した標識化抗体保持部材と、
(3)展開用部材と、
(4)被検出物質に対する第2の抗細胞内抗原抗体を固定化した抗体固定化部材と
を少なくとも備え、
(5)吸収部材
を備えていてもよい。
試験液滴下部材は、装置に滴下された試験液を吸収し、毛管現象で標識化抗体保持部材への流れ性を確保する役割を持ち、使用する材料は、イムノクロマトグラフ法を行える物であれば特に限定されないが、好ましくは、レーヨンやキュプラ等の再生セルロースもしくはセルロール誘導体を原料に用いた繊維マトリックス、濾紙、ガラス繊維、スポンジ、綿等である。より好ましくはキュプラである。
標識化抗体保持部材は、その内部に標識された抗体を乾燥状態で保持し、イムノクロマトグラフィー試験においては、試験液を毛管現象により移動させながら、標識化抗体を試験液中に溶出させる役割を持つ。
(標識)
本発明において、検出可能な信号を得るために、標識化抗体保持部材に保持される第1の抗体は標識されている。本発明で用いる標識としては、着色粒子、酵素、ラジオアイソトープ等が挙げられるが、特殊な設備不要で目視によって検出可能な着色粒子を使用することが好ましい。着色粒子としては、金や白金等の金属微粒子、非金属粒子、ラテックス粒子等が挙げられる。
着色粒子による抗体の標識化の方法として、物理的な吸着による方法、共有結合による方法、それらの組合せによる方法等があげられる。製造の容易さの観点から、物理的な吸着による標識化方法が好ましい。即ち、所定の濃度に調製した着色粒子の分散液を準備し、緩衝液、抗体を加え、一定時間おくことで着色粒子に抗体を物理吸着させる。その後、さらにブロッキング剤を加え一定時間おくことで、粒子表面のブロッキングを行う。
ブロッキング剤としては、被検出物質や検体、又はそれを希釈する液の組成等に応じて様々な組成を用いることができるが、任意のバッファー組成液に、界面活性剤、糖、タンパク質、水溶性合成高分子等を溶解させたものが好ましい。
展開用部材に使用する材料は、試験液を毛管現象により流すことができるもの、材質としては、試験液滴下部材もしくは標識抗体保持部材と同様のもの、中でも、ガラス繊維素材が好ましい。
本発明では展開用部材が、抗原抗体反応の主たる場を提供して反応時間を確保するとともに、試験液の流れ性の確保にも寄与すると推定している。即ち、試験液中に溶出された標識化抗体と試験液中に含まれる抗原とが抗原抗体反応により複合体を形成する反応が、試験液が展開用部材内を移動しながら進行するため、展開用部材の長さが長いことは反応時間が長いことを意味し、より多くの複合体形成に有利であると推定される。
一方、展開用部材が長すぎると、試験液が展開用部材内に滞留するため、偽陽性が発生しやすくなる。
抗体固定化部材に使用する材料は、イムノクロマトグラフ法を行える物であれば特に限定されないが、好ましくは、ニトロセルロース、混合ニトロセルロースエステル、ポリビニリデンフロライド、ナイロン等である。好ましくは、ニトロセルロースである。
抗体固定化部材への抗体の固定化には、製造の容易さの観点から、物理的な吸着による固定化方法が好ましい。即ち、抗体を含有する溶液を固定化部材の捕捉部位にライン状に塗布した後、乾燥させることで、第2の抗体を部材上に固定化することができる。
吸収部材は抗体固定化部材展開後の試験液を吸収する役割を持ち、使用する材料は、イムノクロマトグラフ法を行える物であれば特に限定されないが、好ましくは、セルロース濾紙等があげられる。
吸収部材の吸水容量が小さいと、試験液を吸収する力が弱くなり、上流側の部材で試験液の停滞を招き、偽陽性が発生しやすくなる。試験装置全体の流れ性の確保の点から、長さは、16mm以上であることが好ましく、18mm以上であることがより好ましく、20mm以上であることがさらに好ましい。また長さは、28mm以下であることが好ましく、26mm以下であることがより好ましく、24mm以下であることがさらに好ましい。幅は、長さがいずれの場合であっても2mm以上であることが好ましく、3mm以上であることがより好ましく、4mm以上であることがさらに好ましい。また幅は、10mm以下であることが好ましく、8mm以下であることがさらに好ましく、6mm以下であることがさらに好ましい。厚みは、長さ及び幅がいずれの場合であっても、0.50mm以上であることが好ましく、1.00mm以上であることがより好ましく、1.0mm以上であることがさらに好ましい。また厚みは、4.00mm以下であることが好ましく、3.00mm以下であることがより好ましく、2.00mm以下であることがより好ましい。吸水容量は、90mg/cm2以上であることが好ましく、150mg/cm2以上であることがより好ましく、200mg/cm2以上であることがさらに好ましい。
(1)試験液滴下部材と、(2)標識化抗体保持部材の重なりは、少なくとも液が連通する長さであり、確実に重なりを得るための製造上の観点から、好ましくは1mm以上である。
標識抗体保持部材と展開用部材の直接的な重なりの長さ(L2)は、他の要件の範囲から自然と制限される範囲内であれば、特に限定されないが、0.5mm以上とすることができ、1.0mm以上とすることが好ましく、1.8mm以上とすることがより好ましい。またL2は、12.0mm以下とすることができ、10.0mm以下とすることが好ましく、9.5mm以下とすることがより好ましい。
(4)抗体固定化部材と、(5)吸収部材の重なりは、少なくとも液が連通する長さであり、確実に重なりを得るための製造上の観点から、好ましくは1mm以上、3mm以下である。
本発明では、各構成部材を基材上で張り合わせたもの(イムノクロマト試験片)をそのまま使用してイムノクロマトグラフィー試験装置としてもよいし、ケースに収納してイムノクロマトグラフィー試験装置としても良い。
本発明は、イムノクロマトグラフィー試験装置を含むキットを提供する。キットは、イムノクロマトグラフィー装置以外に、試験液(希釈液又は抽出液)、検体を採取するための用具、例えば綿棒、及び/又は吸引カテーテルを含んでいてもよい。
試験液について説明する。
本発明は上記した試験装置を用いて被検出物質(細胞内抗原)を検出するが、被検出物質が含まれる試験液は、検体と希釈液とを任意の比率にて混合することで試験液とすることができる。検体としては、尿、血液、血清、血漿、上気道検体(例えば、咽頭ぬぐい液、鼻咽腔ぬぐい液、鼻腔吸引液、唾液、喀痰等)を用いうる。また、患部を擦過した綿棒等の採取具から抽出液にて被検出物質を抽出し、試験装置に提供する試験液とすることもできる。その他、抽出操作後に希釈液を加えても良い。
[1:イムノクロマトグラフィー試験装置における各部材の寸法と重なりの検討]
イムノクロマトグラフィー試験装置を以下のように作製し、各部材の寸法と重なりの検討を行った。
(1)イムノクロマトグラフィー試験装置の作製
(a)標識された抗体を保持した部材の作製
金コロイド標識するStreptococcus pneumoniaeリボソーム蛋白質L7/L12抗体にはREAMSP−8株由来のモノクローナル抗体を使用した。
田中貴金属社製金コロイド溶液(粒径80nm。Malvern社製ゼータナノサイザーナノZSを用いて測定した3回の値の平均値が規格値80.0±4.0のもの)0.9mLに0.1M CHES buffer pH9.0を混合し、金コロイド標識する抗REAMSP−8リボソーム蛋白質L7/L12抗体80μg/mLを加え室温で10分間静置し、この抗体を金コロイド粒子表面に結合させた後、金コロイド溶液における最終濃度が0.1%となるようにカゼイン1%水溶液を加え、この金コロイド粒子の残余の表面をカゼインでブロッキングして、金コロイド標識抗リボソーム蛋白質L7/L12抗体(以下、「金コロイド標識抗体」と記す)溶液を調製した。この溶液を遠心分離(15000×rpm、5分間)して金コロイド標識抗体を沈殿せしめ、上清液を除いて金コロイド標識抗体を得た。この金コロイド標識抗体を0.25%カゼイン、2.5%スクロースを含有する20mmトリス塩酸緩衝液(pH8.2)に懸濁して金コロイド標識抗体溶液を得た。
10mm×150mmの帯状のガラス繊維シート#8975(ポール社製、目付49g/m2)に、金コロイド標識抗体溶液0.63mLを含浸せしめ、これを室温で減圧乾燥させて金コロイド標識抗体保持部材とした。
幅25mm、長さ300mmのニトロセルロース膜UniSart CN95 (ザルトリウス社製、キャピラリーフロータイム100秒/4cm)を抗体固定化部材の原料として用意した。
REAMSP−5株由来のStreptococcus pneumoniaeリボソーム蛋白質L7/L12 モノクローナル抗体 2.0mg/mLが含有されてなる溶液を、この抗体固定化部材におけるクロマト展開開始点側の末端から10mmの位置に1μL/cmでライン状に塗布して、これを50℃で60分間乾燥し、その後、0.1%カゼイン溶液に浸し、一晩室温で乾燥させた。Streptococcus pneumoniaeリボソーム蛋白質 L7/L12抗原と金コロイド標識抗体との複合体の捕捉部位7とした。
上記抗体固定化部材、上記標識抗体保持部材の他に、試験液滴下部材として再生セルロース不織布UR601(旭化成せんい製)と、展開用部材としてガラス繊維シート#8975(ポール社製)、吸収部材としてセルロース濾紙CF7(GEヘルスケア社製)を用意した。そして、これらの部材を基材ARcare9020(Adhesives Research, Inc.製)に貼り合せた後、5mm幅に切断し、図2と同様のイムノクロマトグラフィー試験装置を作製した。
また比較のため、展開用部材を用いない一般的なイムノクロマトグラフィー試験装置として、図1と同様のイムノクロマトグラフィー試験装置を作製した。
イムノクロマトグラフィー試験は、抗原として、肺炎球菌(約1×105 CFU/ml)をPBS にて10倍に希釈した模擬サンプルを用意し、検体希釈液(TritonX−100 0.5%、0.25%カゼイン、0.5%デキストラン、NaCl 0.2M)と1:1混合したものを試験液とした。ここでCFUとは、Colony Forming Unit:コロニー形成単位を示し、対象試料中の生きた細胞数を示す。
テストライン強度は、赤紫色ラインが薄いものから濃いものまでを「+」から「7+」として、半定量的に評価した。
また抗原を含まない試料における試験でもテストラインの発色が見られた場合、偽陽性ありとした。
試験液滴下部材の長さ、展開用部材の長さ、L2、L1の組み合わせを変えた時のイムノクロマトグラフィー試験結果を表1に示す。
2mm以上12mm以下で効果が得られ、8mm以上12mm以下でより高い効果が得られた。
一方、L1が14mm以上の場合、抗原を含まない試料を用いた試験において、試験液の滞留が原因の偽陽性がみられた。
また、展開用部材と標識化抗体保持部材とが直接的に重なり合う部分の長さ(L2)は、2mm以上、9mm以下の範囲で同様の効果を示した。
イムノクロマトグラフィー試験装置を以下のように作製し、各部材の材料の検討を行った。
(1)イムノクロマトグラフィー試験装置の作製
各部材の材料を変更する以外は実施例1と同様の方法でイムノクロマトグラフィー試験装置を作製した。また、各部材の長さと重なりの配置は以下に統一した。
試験液滴下部材の長さ14mm
標識化抗体保持部材の長さ10mm
展開用部材の長さ14mm
L2=2mm、L3=2mm、L1=10mm
イムノクロマトグラフィー試験は、[1]と同様の方法で行った。
展開用部材を変えたときのイムノクロマトグラフィー試験結果を表2に示す。
抗体固定化部材を変えたときのイムノクロマトグラフィー試験結果を表3に示す。
イムノクロマトグラフィー試験装置を以下のように作製し、金コロイド粒径の検討を行った。
(1)イムノクロマトグラフィー試験装置の作製
標識に用いる金コロイドの粒径を変更する以外は実施例1と同様の方法でイムノクロマトグラフィー試験装置を作製した。また、各部材の長さと重なりの配置は以下に統一した。
試験液滴下部材の長さ14mm
標識化抗体保持部材の長さ10mm
展開用部材の長さ14mm
L2=2mm、L3=2mm、L1=10mm
イムノクロマトグラフィー試験は、抗原として、肺炎球菌(約1×105 CFU/ml)をPBS にて段階的に希釈した模擬サンプルを用意し、検体希釈液(TritonX−100 0.5%、0.25%カゼイン、0.5%デキストラン、NaCl 0.2M)と1:1混合したものを試験液とした。抗原濃度は、8×103 CFU/ml、4×103 CFU/ml、2×103 CFU/ml、1×103 CFU/mlのそれぞれで試験を行った。
標識に用いる金コロイドの粒径を変えたときのイムノクロマトグラフィー試験結果を表4に示す。
2.標識抗体保持部材
3.展開用部材
4.抗体固定化部材
5.吸収部材
6.基材
7.捕捉部位
Claims (8)
- 試験液中の細菌の細胞内抗原を検出するためのイムノクロマトグラフィー試験装置であって
該試験装置は、
(1)試験液滴下部材と、
(2)標識された第1の抗細胞内抗原抗体を保持した標識化抗体保持部材と、
(3)展開用部材と、
(4)被検出物質に対する第2の抗細胞内抗原抗体を固定化した抗体固定化部材と
を少なくとも備え;
各部材はいずれも試験液の流れ方向に長尺な略シート状であり、かつ各部材の一部が隣接する部材の一部と直接的に重なり合うように部材(1)、(2)、(3)、(4)の順に配置しており;
前記部材(2)と部材(4)は直接的にも間接的にも重なり合わない構造であって、
前記部材(3)の、部材(2)及び部材(4)との重なり合わない部分の平均距離L1が、2mm以上、12mm以下であり;
前記部材(2)と前記部材(3)が直接的に重なり合う距離L2とL1との比(L2/L1)が、0.16≦L2/L1≦1であり;
前記部材(3)と前記部材(4)が直接的に重なり合う距離L3とL1との比(L3/L1)が、0.16≦L3/L1≦1であり;
前記部材(3)の厚みT1と部材(3)の上記L1との比(T1/L1)が0.02≦T1/L1≦0.2であり;かつ
部材(3)の目付が49g/m2以上、75g/m2以下のガラス繊維素材である、
イムノクロマトグラフィー試験装置。 - 前記L1が8mm以上、12mm以下である、請求項1に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
- 前記部材(4)抗体固定化部材のキャピラリーフロータイムが、100秒/4cm以上、140秒/4cm以下である、請求項1又は2に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
- 前記第1の抗体の標識に平均粒子径75nm以上、110nm以下の金コロイドを用いる請求項1〜3のいずれかに記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
- 前記細菌が、肺炎球菌(ストレプトコッカス・ニューモニエ)、クラミジア・ニューモニエ、レジオネラ・ニューモフィラ、ヘモフィルス・インフルエンザ、ボルデテラ・ペルトゥシス、マイコプラズマ・ニューモニエのいずれかである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
- 前記細胞内抗原が、リボソームタンパク質L7/L12抗原である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のイムノクロマトグラフィー試験装置を含む、細菌の検出のためのキット。
- 緩衝液及び界面活性剤を含む希釈液又は抽出液、並びに検体を採取するための用具をさらに含む、請求項7に記載のキット。
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