JP2020091285A - Subject substance detection sensitization method using colloidal particle - Google Patents

Subject substance detection sensitization method using colloidal particle Download PDF

Info

Publication number
JP2020091285A
JP2020091285A JP2019213491A JP2019213491A JP2020091285A JP 2020091285 A JP2020091285 A JP 2020091285A JP 2019213491 A JP2019213491 A JP 2019213491A JP 2019213491 A JP2019213491 A JP 2019213491A JP 2020091285 A JP2020091285 A JP 2020091285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
colloidal particles
particles
test substance
binding
substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019213491A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7369017B2 (en
Inventor
悠佑 松田
Yusuke Matsuda
悠佑 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Seiken Co Ltd
Original Assignee
Denka Seiken Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denka Seiken Co Ltd filed Critical Denka Seiken Co Ltd
Publication of JP2020091285A publication Critical patent/JP2020091285A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7369017B2 publication Critical patent/JP7369017B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

To provide a signal sensitization method used for subject substance detection of a low concentration.SOLUTION: In the signal sensitization method, regarding colloidal particles binding to a subject substance directly or indirectly, the colloidal particles are bound to each other by a specific binding of a surface modification substance pair, or the operation is repeated, thereby increasing the number of colloidal particles and increasing the detection sensitivity. For detection, by direct optical detection of colloidal particle itself, or by optical, chemical, or electric detection of the subject using a reactant substance that is directly or indirectly bound to colloidal particle, the sensitivity can be increased.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、被検物質の検出方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting a test substance.

疎水コロイド粒子の分散安定性はデリャーギン・ランダウ・フェルウェー・オーバービーク理論(DLVO理論)として知られており、電気二重層によるものと考えられている。これに対し、親水コロイド粒子の分散安定性は水和水による立体障害などによるものと考えられている。 The dispersion stability of the hydrophobic colloidal particles is known as the Deryagin-Landau-Felway-Overbeek theory (DLVO theory) and is considered to be due to the electric double layer. On the other hand, the dispersion stability of hydrocolloid particles is considered to be due to steric hindrance due to hydration water.

ナノサイズのコロイド粒子はその光エレクトロニクス特性や広い表面積、金属コロイドに見られる呈色などの性質により、被検物質検出に多く用いられている。コロイド粒子(分子コロイドを除く)を用いた被検物質の検出方法は数多くあるが、コロイド粒子表面を修飾する被検物質に対する親和性物質を介してコロイド粒子を結合させ、コロイド粒子の直接的あるいは間接的なシグナルを観察するものがほとんどであった。そのため、被検物質濃度が一定以下の場合、検出対象であるコロイド粒子数の不足により、検出に必要な感度が得られないことがあった。 Nano-sized colloidal particles are widely used for detection of test substances because of their optoelectronic properties, large surface area, and coloration found in metal colloids. Although there are many methods for detecting a test substance using colloidal particles (excluding molecular colloids), the colloidal particles can be bound directly or directly by binding them through an affinity substance for the test substance that modifies the surface of the colloidal particles. Most observe indirect signals. Therefore, when the concentration of the test substance is below a certain level, the sensitivity required for detection may not be obtained due to the shortage of the number of colloidal particles to be detected.

コロイド粒子を用いない様々な被検物質検出増感法(分子コロイドを用いたものを含む)では各ステップにおける特異性が問題となるため、ストレプトアビジン-ビオチン結合や、抗原抗体反応、核酸のハイブリダイゼーションなどが用いられてきた。シグナル増感は可能であればシンプルで反復可能であることが好ましい。PCRなどの核酸のハイブリダイゼーションと被検物質複製による被検核酸検出のシグナル増幅はこれを満たす。しかし、PCRなどはその増幅に温度変化が必須であり、専用の機器と長い反応時間を必要とする。これに対し、抗原抗体反応やストレプトアビジン-ビオチン結合によるシグナル増幅は特殊な機器や環境を必要としない。これらは、ELISAやウェスタンブロット等、被検物質がタンパク質であった際に広く用いられてきたが、そのほとんどが一回のみの増感ステップであった。 In various sensitization methods for detecting analytes (including those using molecular colloids) that do not use colloidal particles, specificity at each step poses a problem, so streptavidin-biotin binding, antigen-antibody reaction, and nucleic acid Hybridization and the like have been used. Signal sensitization is preferably simple and repeatable where possible. Hybridization of nucleic acids such as PCR and signal amplification for detection of a test nucleic acid by replication of a test substance satisfy this. However, in PCR and the like, a temperature change is essential for the amplification, and a dedicated device and a long reaction time are required. On the other hand, the signal amplification by the antigen-antibody reaction or streptavidin-biotin bond does not require special equipment or environment. These have been widely used when the test substance was a protein such as ELISA and Western blot, but most of them were only one sensitization step.

粒子を用いた検出系ではこれまでに顕微鏡や電子顕微鏡での観察、抗原に対する凝集反応、ラテラルフローイムノアッセイ法やこれの代替となるマイクロ流路チップ(特許文献1参照)、ブロッティングなどに用いられてきた。 The detection system using particles has been used for observation with a microscope or an electron microscope, an agglutination reaction for an antigen, a lateral flow immunoassay method or a microchannel chip (see Patent Document 1) as an alternative thereto, blotting and the like. It was

非特許文献1のように、ストレプトアビジン-ビオチン結合を組み合わせ、これを繰り返すことによりシグナルを増幅する技術も存在するが、このような分子コロイドによる2液系の手順の繰り返しを用いた場合、その多くがそれまでのステップに用いられた分子に対し結合してしまい、増幅効果が小さくなる。これが分子コロイドを用いたシグナル増幅の問題点だと考えられる。 As in Non-Patent Document 1, there is also a technique of amplifying a signal by combining streptavidin-biotin bonds and repeating the same. However, in the case where such a two-component system using molecular colloids is repeated, Many bind to the molecules used in the steps up to that point, reducing the amplification effect. This is considered to be a problem of signal amplification using molecular colloid.

特許文献2については、ストレプトアビジン-ビオチン結合を組み合わせ、qDOT粒子を用いて増感を行っている。qDOTのサイズは比較的小さく、繰り返し増感に用いる標識分子の種類やサイズや数が限られる。たとえば抗体等の大きな分子は適さない。また、最初のステップで被検物質に対する親和性物質としてビオチン標識した抗体を用いているが、このステップで親和性物質より大きいコロイド粒子上に親和性物質を多数結合させた場合に比べ、続く増感ステップで用いることができる物質・物体のサイズあるいは数が限定される。さらに、最初のステップだけでは被検物質を検出することはできず、被検物質が比較的高濃度であっても、検出には工程を複数要する。 Regarding Patent Document 2, a streptavidin-biotin bond is combined and sensitization is performed using qDOT particles. The size of qDOT is relatively small, and the types, sizes, and numbers of labeling molecules used for repeated sensitization are limited. Large molecules such as antibodies are not suitable. In the first step, a biotin-labeled antibody is used as the affinity substance for the test substance, but the subsequent increase is compared to the case where a large number of affinity substances are bound on the colloid particles larger than the affinity substance in this step. The size or number of substances/objects that can be used in the sensing step is limited. Furthermore, the test substance cannot be detected only by the first step, and even if the test substance has a relatively high concentration, the detection requires a plurality of steps.

特開2017-78664号公報JP 2017-78664 JP 特許第4654414号公報Japanese Patent No. 4654414

J Am Chem Soc. 2005 Jul 6;127(26):9328-9.J Am Chem Soc. 2005 Jul 6;127(26):9328-9.

本発明は、低濃度の被検物質検出に用いるシグナル増感法の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a signal sensitization method used for detecting a low concentration of a test substance.

従来のコロイド粒子を用いる被検物質検出法では、被検物質の濃度が低い場合、十分な感度を得ることができないことに鑑み、本発明者らは感度を上昇させる方法について鋭意検討を行った。 In the conventional method for detecting a test substance using colloidal particles, when the concentration of the test substance is low, sufficient sensitivity cannot be obtained. Therefore, the present inventors have conducted extensive studies on a method for increasing the sensitivity. ..

本発明者らは、被検物質に対し直接的・あるいは間接的に結合したコロイド粒子に対し、コロイド粒子同士を互いの表面修飾物質ペアの特異的な結合により結合させ、あるいはこれを繰り返すことで、コロイド粒子数を増加させ、検出感度の増大を図る方法を発明した。検出にはコロイド粒子自体の直接的な光学的検出、あるいはコロイド粒子に直接的あるいは間接的に結合させた反応物質を用い、光学的、化学的、電気的に被検物質の検出を行うことにより感度を上昇させることができることを見出した。 The present inventors have made it possible to bind colloid particles directly or indirectly to a test substance by specific binding of surface-modifying substance pairs to each other, or by repeating this process. Invented a method for increasing the detection sensitivity by increasing the number of colloidal particles. For the detection, the direct optical detection of the colloidal particles themselves or the reaction substance directly or indirectly bound to the colloidal particles is used to detect the test substance optically, chemically or electrically. It was found that the sensitivity can be increased.

従来の分子コロイド同士を繰り返し結合させる手法では、例えば反応物質の組み合わせ(AとB)が互いに結合するとして、交互に結合させるためには、A及び/又はBがポリマーとして存在する必要があったり、過剰量のA又はBを交互に加える必要があったりした。あるいはAとB以外の物質を次々に用いた場合、これら物質を(AにBを、BにCを、CにDを…という具合に)次々に結合させて行くことができるが、これらの物質の組み合わせに限りがあることや、これら物質間の親和性や結合特異性に問題が出る場合があった。しかし、反応物質に比して十分に大きいコロイド粒子上にこのような反応物質を結合させることで、このような問題を回避できる。たとえば反応物質Aを結合させたコロイド粒子と反応物質Bを結合させたコロイド粒子はそれぞれA又はBの巨大なポリマーとして考えることができる。これらを交互にアプライすると、各ステップにおいて粒子上には必ず未反応なA又はBが残ることにより次ステップの結合が可能である。あるいは複数の物質の組み合わせを同じコロイド粒子に結合させることができる。これにより結合親和性や結合特異性が高いコロイド粒子の組み合わせを作成することができる。さらに、反応物質は分子コロイドの状態に比べ、コロイド粒子上に非常に高い濃度で吸着又は固定されていることにより(pre-concentration)、コロイド粒子表面では高い反応速度が得られる。 In the conventional method of repeatedly binding molecular colloids, for example, assuming that a combination of reactants (A and B) are bound to each other, A and/or B must be present as a polymer in order to be bound alternately. , It was necessary to alternately add an excessive amount of A or B. Alternatively, when substances other than A and B are used one after another, these substances can be combined one after another (A to B, B to C, C to D, and so on). There have been cases where the combinations of substances are limited, and there are problems with the affinity or binding specificity between these substances. However, such problems can be avoided by binding such reactants on colloidal particles that are sufficiently larger than the reactants. For example, the colloidal particles bound with the reactant A and the colloidal particles bound with the reactant B can be considered as giant polymers of A or B, respectively. When these are applied alternately, unreacted A or B always remains on the particles in each step, so that bonding in the next step is possible. Alternatively, a combination of substances can be attached to the same colloidal particle. This makes it possible to create a combination of colloidal particles having high binding affinity and binding specificity. Furthermore, since the reactant is adsorbed or immobilized on the colloid particles at a much higher concentration than in the state of molecular colloid (pre-concentration), a high reaction rate is obtained on the surface of the colloid particles.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1] 被検物質に親和性を有する物質を結合させたコロイド粒子を用いた被検物質の検出方法において、被検物質検出の感度を増加させる方法であって、以下の(i)から(iii)の工程を含み、各工程で添加するコロイド粒子の複合体の形成により被検物質の検出感度が上昇する、被検物質検出の感度を増加させる方法:
(i) 被検物質と第1番目のコロイド粒子を直接的に又は間接的に結合させるBS(Binding Step)工程;
(ii) 被検物質と第1番目のコロイド粒子の複合体に、コロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子(MC)をn回添加するSS(Sensitizing Step)工程[nは自然数]であって、m番目のSS(m)工程で添加する増感用修飾コロイド粒子(Modified colloid particle)MC(m)はコロイド粒子C(m)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)が結合したものであり、SS(m+1)工程で添加するコロイド粒子MC(m+1)はコロイド粒子C(m+1)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m+1)が結合したものであり、M(m)とM(m+1)は親和性があり、MC(m)とMC(m+1)はM(m)とM(m+1)の結合を介して複合体を形成する工程[mは自然数であり、m+1≦nである。];並びに
(iii) 形成されたコロイド粒子から直接的又は間接的に発生するシグナルを検出して、被検物質を検出するDS(Detecting Step)工程。
[2] 被検物質に親和性を有する物質を結合させたコロイド粒子を用いた被検物質の検出方法において、被検物質検出の感度を増加させる方法であって、以下の(i)から(iii)の工程を含み、各工程で添加するコロイド粒子の複合体の形成により被検物質の検出感度が上昇する、被検物質検出の感度を増加させる方法:
(i) 被検物質と第1番目のコロイド粒子[この表面が修飾されたコロイド粒子をMC(0)とし、コロイド粒子C(0)に表面修飾物質M(0)が結合したものとする。]を直接的に又は間接的に結合させるBS(Binding Step)工程;
(ii) 被検物質と第1番目のコロイド粒子の複合体に、コロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子(MC)をn回添加するSS(Sensitizing Step)工程[nは自然数]であって、m番目のSS(m)工程で添加する増感用修飾コロイド粒子(Modified colloid particle)MC(m)はコロイド粒子C(m)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)が結合したものであり、1つ前の工程[m>1であればSS(m-1)工程、m=1であればBS工程]で添加するコロイド粒子MC(m-1)はコロイド粒子C(m-1)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m-1)が結合したものであり、M(m-1)とM(m)は親和性があり、MC(m-1)とMC(m)はM(m-1)とM(m)の結合を介して複合体を形成する工程[mは自然数であり、m≦nである。];並びに
(iii) 形成されたコロイド粒子から直接的又は間接的に発生するシグナルを検出して、被検物質を検出するDS(Detecting Step)工程。
[3] BS工程及び/又はSS工程の少なくとも1つの工程においてコロイド粒子の直接的なシグナルを検出又は測定する[1]又は[2]の方法。
[4] コロイド粒子の直径が10nm以上の[1]〜[3]のいずれかの方法。
[5] nが1〜10である、[1]〜[4]のいずれかの方法。
[6] BS工程において、被検物質が被検物質に対する親和性物質を介して、あるいは介さずに不溶性担体に結合されている、[1]〜[5]のいずれかの方法。
[7] BS工程において、被検物質と被検物質に親和性を有する物質を結合させた第1番目のコロイド粒子を結合させる、[1]〜[6]のいずれかの方法。
[8] SS工程で用いるコロイド粒子が、多種類から構成される、[1]〜[7]のいずれかの方法。
[9] SS工程で用いるコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子MC(n)が、m番目のSS工程で添加する増感用修飾コロイド粒子MC(m)及びm+1番目のSS工程で添加する増感用修飾コロイド粒子MC(m+1)の2種類から構成される、[1]〜[8]のいずれかの方法。
[10] SS工程で用いるコロイド粒子が、m番目のSS工程で用いるコロイド粒子C(m)及びm+1番目のSS工程で用いるコロイド粒子C(m+1)の2種類から構成される、[1]〜[9]のいずれかの方法。
[11] SS工程で用いるコロイド粒子が、1種類から構成される、[1]〜[7]のいずれかの方法。
[12] BS工程で用いる被検物質に親和性を有する物質を結合させた第1番目のコロイド粒子と、SS(m)[mは偶数]工程で用いる増感用修飾コロイド粒子MC(m)が同じである、[1]〜[7]のいずれかの方法。
[13] SS(1)工程で用いる増感用修飾コロイド粒子MC(1)と、SS(m)[mは奇数]工程で用いる増感用修飾コロイド粒子MC(m)が同じである、[1]〜[7]及び[12]のいずれかの方法。
[14] コロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)とM(m+1)の親和性を有する組合せが抗原と抗体の組合せである、[1]〜[13]のいずれかの方法。
[15] 被検物質が生物由来の物質である、[1]〜[14]のいずれかの方法。
[16] 被検物質がウィルスを含む感染性微生物由来の物質である、[1]〜[14]のいずれかの方法。
[17] 検出工程であるDS工程に酵素反応を用いる、[1]〜[16]のいずれかの方法。
[18] 被検物質検出法がイムノクロマト法である、[1]〜[17]のいずれかの方法。
[19] [1]〜[18]のいずれかの方法に用いるための、少なくとも被検物質に結合する物質を結合させたコロイド粒子及びn回のSS工程[nは自然数]で用いるコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子(MC)を含むキットであり、m番目のSS(m)工程で添加する増感用修飾コロイド粒子(Modified colloid particle)MC(m)はコロイド粒子C(m)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)が結合したものであり、SS(m+1)工程で添加するコロイド粒子MC(m+1)はコロイド粒子C(m+1)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m+1)が結合したものであり、M(m)とM(m+1)は親和性があり、MC(m)とMC(m+1)はM(m)とM(m+1)の結合を介して複合体を形成するキット。
[20] イムノクロマト法用キットである、[19]のキット。
That is, the present invention is as follows.
[1] A method for detecting a test substance using colloidal particles to which a substance having an affinity for the test substance is bound, comprising the steps of (i) A method of increasing the sensitivity of detection of a test substance, which comprises the step iii) and the detection sensitivity of the test substance is increased by the formation of a complex of colloidal particles added in each step:
(i) BS (Binding Step) step of directly or indirectly binding the test substance and the first colloidal particles;
(ii) SS (Sensitizing Step) step of adding n times the sensitized modified colloidal particles (MC) to which the surface modification substance for binding the colloidal particles is added to the complex of the test substance and the first colloidal particle [ n is a natural number], and the modified colloid particles for sensitization (Modified colloid particles) MC(m) added in the mth SS(m) step are colloidal particles C(m) and surface modification substances M for binding colloidal particles. (m) are bound to each other, and the colloidal particles MC(m+1) added in the SS(m+1) step are colloidal particles C(m+1) with a surface modifier M(m+1) for binding colloidal particles. ) Are bound together, M(m) and M(m+1) have affinity, and MC(m) and MC(m+1) are bound to M(m) and M(m+1). Step of forming a complex through [m is a natural number and m+1≦n. ]; and
(iii) A DS (Detecting Step) step of detecting a test substance by detecting a signal generated directly or indirectly from the formed colloidal particles.
[2] A method for detecting a test substance using colloidal particles to which a substance having an affinity for the test substance is bound, which is a method for increasing the sensitivity of detection of the test substance. A method of increasing the sensitivity of detection of a test substance, which comprises the step iii) and the detection sensitivity of the test substance is increased by the formation of a complex of colloidal particles added in each step:
(i) Test substance and first colloidal particle [The surface-modified colloidal particle is referred to as MC(0), and the surface modifier M(0) is bound to the colloidal particle C(0). BS (Binding Step) step of directly or indirectly binding
(ii) SS (Sensitizing Step) step of adding n times the sensitized modified colloidal particles (MC) to which the surface modification substance for binding the colloidal particles is added to the complex of the test substance and the first colloidal particle [ n is a natural number], and the modified colloid particles for sensitization (Modified colloid particles) MC(m) added in the mth SS(m) step are colloidal particles C(m) and surface modification substances M for binding colloidal particles. (m) are bound together, colloidal particles MC(m-1) added in the previous step [SS(m-1) step if m>1 and BS step if m=1] Is a surface modification substance M(m-1) for binding colloidal particles to colloidal particles C(m-1).M(m-1) and M(m) have an affinity and MC(m-1) -1) and MC(m) form a complex through the bond of M(m-1) and M(m) [m is a natural number and m≤n. ]; and
(iii) A DS (Detecting Step) step of detecting a test substance by detecting a signal generated directly or indirectly from the formed colloidal particles.
[3] The method of [1] or [2], which detects or measures a direct signal of colloidal particles in at least one of the BS step and/or the SS step.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the colloidal particles have a diameter of 10 nm or more.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein n is 1 to 10.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein in the BS step, the test substance is bound to the insoluble carrier with or without the affinity substance for the test substance.
[7] The method according to any one of [1] to [6], wherein in the BS step, the test substance and the first colloidal particles to which a substance having an affinity for the test substance is bound are bound.
[8] The method according to any one of [1] to [7], in which the colloidal particles used in the SS step are composed of various types.
[9] The modified colloidal particles MC(n) for sensitization to which the surface modifier for bonding colloidal particles used in the SS step is added are the modified colloidal particles MC(m) and m for sensitization added in the m-th SS step. The method according to any one of [1] to [8], which comprises two types of modified colloidal particles MC(m+1) for sensitization added in the +1st SS step.
[10] The colloidal particles used in the SS step are composed of two types, colloidal particles C(m) used in the mth SS step and colloidal particles C(m+1) used in the m+1th SS step. The method according to any one of [1] to [9].
[11] The method according to any one of [1] to [7], wherein the colloidal particles used in the SS step are composed of one type.
[12] First colloidal particles to which a substance having an affinity for the test substance used in the BS process is bound, and SS(m) [m is an even number] modified sensitized colloidal particles MC(m) used in the process Are the same, any one of [1] to [7].
[13] The modified sensitizing colloidal particles MC(1) used in the SS(1) step and the sensitizing modified colloidal particles MC(m) used in the SS(m) [m is an odd number] step are the same. The method according to any one of 1] to [7] and [12].
[14] The method according to any one of [1] to [13], wherein the combination having the affinity of the surface modifier M(m) for binding colloidal particles and M(m+1) is a combination of an antigen and an antibody.
[15] The method according to any one of [1] to [14], wherein the test substance is a biological substance.
[16] The method according to any one of [1] to [14], wherein the test substance is a substance derived from an infectious microorganism including a virus.
[17] The method according to any one of [1] to [16], wherein an enzymatic reaction is used in the DS step which is the detection step.
[18] The method according to any one of [1] to [17], wherein the test substance detection method is an immunochromatography method.
[19] Colloidal particles to which at least a substance that binds to a test substance is bound and colloidal particle binding to be used in n SS steps [n is a natural number] for use in any of the methods of [1] to [18] It is a kit containing modified colloidal particles for sensitization (MC) combined with a surface modification substance for modification, and modified colloidal particles for modified sensitization (MC(m)) added in the mth SS(m) step are The surface modifier M(m) for binding the colloidal particles is bound to the colloidal particles C(m).The colloidal particles MC(m+1) added in the SS(m+1) step are the colloidal particles C(m+ The surface modifier M(m+1) for binding colloidal particles is bound to 1), and M(m) and M(m+1) have affinity, and MC(m) and MC(m+1) ) Is a kit that forms a complex through the binding of M(m) and M(m+1).
[20] The kit of [19], which is a kit for immunochromatography.

コロイド粒子表面修飾物質ペア同士の結合を介し、コロイド粒子同士が結合する。このコロイド粒子間の結合を繰り返すことで、指数関数的に被検物質の検出感度が増加する。 The colloidal particles are bound to each other through the binding between the colloidal particle surface modifier pairs. By repeating the binding between the colloidal particles, the detection sensitivity of the test substance increases exponentially.

本発明の方法の概要を示す図であり、2種類のコロイド粒子を用いる方法の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the method of this invention, and is a figure which shows the outline of the method of using two types of colloidal particles. 本発明の方法の概要を示す図であり、多種類のコロイド粒子を用いる方法の概要を示す図である。It is a figure showing the outline of the method of the present invention, and is a figure showing the outline of the method of using many kinds of colloid particles. ラテックス粒子に金コロイド粒子が表面修飾物質同士の抗原抗体反応を介して結合していることを示す図である。It is a figure which shows that the gold colloid particle has couple|bonded with the latex particle through the antigen-antibody reaction of surface modification substances. 金コロイド粒子にラテックス粒子がビオチン-ストレプトアビジン間の結合を介して結合していることを示す図である。It is a figure which shows that the latex particle has couple|bonded with the gold colloid particle through the bond between biotin and streptavidin. ラテックス粒子を用いたインフルエンザウィルス検出用のイムノクロマトグラフキットによるインフルエンザ検出結果が金コロイド粒子によって増感されていることを示す図である。It is a figure which shows that the influenza detection result by the immunochromatography kit for influenza virus detection using latex particles is sensitized by the gold colloid particles. BS工程、SS(5)工程及びSS(10)工程の増感結果を示す図である。It is a figure which shows the sensitization result of BS process, SS(5) process, and SS(10) process. 親水コロイド粒子同士をコロイド粒子結合用表面修飾物質を介して結合させたときの増感結果を示す図である。It is a figure which shows the sensitization result at the time of making a hydrophilic colloid particle couple|bond together via the surface modifier for colloid particle bonding. SS(1)工程に、2種類のコロイド粒子を用いて増感を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having sensitized using two types of colloidal particles in SS(1) process. 検出工程(DS工程)にECL(enhanced chemiluminescence)による発光反応を用いた結果を示す図である。It is a figure which shows the result which used the luminescence reaction by ECL(enhanced chemiluminescence) for the detection process (DS process).

本発明は、被検物質に結合させたコロイド粒子を用いて検体中の被検物質を検出する方法において、増感用のコロイド粒子を用いて被検物質の検出感度を増加させる増感方法である。 The present invention provides a method for detecting a test substance in a specimen using colloidal particles bound to a test substance, which is a sensitizing method for increasing the detection sensitivity of a test substance using colloidal particles for sensitization. is there.

本発明の方法において、最初に被検物質とコロイド粒子を結合させ、さらに増感用のコロイド粒子を結合させて、コロイド粒子の複合体を形成させる。コロイド粒子は被検物質の検出のためのシグナルを直接的に検出できるコロイド粒子及び/又は検出反応基質を直接的若しくは間接的に結合させ得るか、又は結合させたコロイド粒子であり、コロイド粒子の結合によりコロイド粒子により形成される複合体中のコロイド粒子数を増加させ、コロイド粒子数に応じてシグナル強度が増大する。 In the method of the present invention, the analyte and the colloidal particles are first bound, and further the sensitizing colloidal particles are bound to form a complex of the colloidal particles. The colloidal particle is a colloidal particle which can directly or indirectly bind a colloidal particle and/or a detection reaction substrate capable of directly detecting a signal for detecting a test substance, or is a bound colloidal particle. The binding increases the number of colloidal particles in the complex formed by the colloidal particles, and the signal intensity increases according to the number of colloidal particles.

本発明の方法は、コロイド粒子を添加するn回の増感工程SS(n)工程を含み、m回目の増感工程SS(m)工程のコロイド粒子とm+1回目の増感工程SS(m+1)工程のコロイド粒子同士はコロイド粒子表面の修飾物質を介して結合し、複合体を形成する。増感工程SS(m)工程及びSS(m+1)工程で用いるコロイド粒子を、それぞれ、C(m)及びC(m+1)で表す。 The method of the present invention includes n times of sensitization step SS(n) step of adding colloidal particles, the mth sensitization step SS(m) step colloidal particles and the m+1th sensitization step SS( The colloidal particles in the step (m+1) are bound to each other through the modifier on the surface of the colloidal particles to form a complex. The colloidal particles used in the sensitizing step SS(m) step and SS(m+1) step are represented by C(m) and C(m+1), respectively.

コロイド粒子間の結合を繰り返し生じさせることで、複合体中に含まれるコロイド粒子の数が増加し、その結果、直接的又は間接的に被検物質検出を増感させることができる。 By repeatedly causing the binding between the colloidal particles, the number of colloidal particles contained in the complex increases, and as a result, the detection of the test substance can be directly or indirectly sensitized.

1. コロイド粒子
本発明で用いるコロイド粒子として、ラテックス粒子等の親水コロイド粒子や金属コロイド粒子、シリカコロイド粒子等の疎水コロイド粒子等が挙げられる。疎水コロイド粒子には、保護コロイドが結合したものも含まれる。ここで、保護コロイドとは、親水コロイドであり、疎水コロイドを取り囲むことにより疎水コロイドを保護するコロイドをいう。保護により、加熱や塩類の添加等による溶液の変化に起因するコロイド粒子の凝析を防止することができる。また、疎水コロイド粒子は、表面プラズモン共鳴を起こす粒子であってもよい。表面プラズモン共鳴により特定波長付近の光を吸収する。ラテックス粒子には、着色ラテックス粒子や蛍光色素を含むラテックス粒子等が含まれる。ラテックス粒子とは、コロイド状に水中に分散した乳濁液を形成する粒子をいう。粒子の材質は限定されないが、検査薬等の技術分野で抗体、抗原、リガンド、レセプター等のタンパク質を結合する固相担体の材料に用いられるものを用いることができる。例えば、ポリスチレン、スチレン-アクリル酸共重合体などのスチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリメチレンメタアクリレート(PMMA)、ポリビニルトルエンなどの樹脂、シリカ、セルロース等が挙げられる。この中でも、スチレンをベースとする粒子が好ましい。スチレンをベースとする粒子とは、ポリスチレンやスチレン又はスチレンの誘導体と重合性不飽和カルボン酸や重合性不飽和スルホン酸等との共重合体でできた粒子をいう。スチレンの誘導体としては、クロロメチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、重合性不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ、重合性不飽和スルホン酸としては、スチレンスルホン酸ソーダ等が挙げられる。本発明において、スチレンをベースとするラテックス粒子をポリスチレンラテックス粒子という。ラテックス粒子の直径は、数十nm〜数百nm、好ましくは50nm〜800nm、さらに好ましくは200〜600nmである。金属コロイド粒子は、金属、合金、酸化金属、金属化合物等の種類、形状を問わないが、例えば、金コロイド粒子が挙げられる。また、金属コロイド粒子1つに一層シリカ等でコーティングされているコアシェル型のものも含む。さらに、粒子同士を様々な形で結合させた複合粒子も用い得る。金属コロイド粒子の直径は、10〜200nm、好ましくは10〜100nm、さらに好ましくは10〜50nmである。どのようなコロイド粒子であっても、コロイド粒子表面修飾物質分子とサイズが同程度であるか、あるいは十分に大きい粒子を用いることが、立体障害による未反応なコロイド粒子表面修飾物質を残す上で好ましい。例えば、コロイド粒子表面修飾物質分子として抗体を用いる場合、コロイド粒子の直径は10mm以上が好ましい。
1. Colloid Particles Examples of colloid particles used in the present invention include hydrophilic colloid particles such as latex particles, metal colloid particles, and hydrophobic colloid particles such as silica colloid particles. Hydrophobic colloid particles also include particles to which protective colloid is bound. Here, the protective colloid is a hydrocolloid and refers to a colloid that surrounds the hydrophobic colloid to protect the hydrophobic colloid. By the protection, it is possible to prevent the coagulation of the colloidal particles due to the change of the solution due to the heating or the addition of salts. Further, the hydrophobic colloid particles may be particles that cause surface plasmon resonance. Light near a specific wavelength is absorbed by surface plasmon resonance. The latex particles include colored latex particles and latex particles containing a fluorescent dye. Latex particles refer to particles that form an emulsion that is colloidally dispersed in water. Although the material of the particles is not limited, it is possible to use a material that is used as a material for a solid phase carrier that binds proteins such as antibodies, antigens, ligands and receptors in the technical field of test agents. Examples thereof include polystyrene, styrene copolymers such as styrene-acrylic acid copolymers, polycarbonate, polymethylene methacrylate (PMMA), resins such as polyvinyltoluene, silica, and cellulose. Of these, particles based on styrene are preferred. The styrene-based particles refer to particles made of a copolymer of polystyrene, styrene, or a derivative of styrene and a polymerizable unsaturated carboxylic acid, a polymerizable unsaturated sulfonic acid, or the like. Examples of the styrene derivative include chloromethylstyrene and divinylbenzene, the polymerizable unsaturated carboxylic acid includes acrylic acid and methacrylic acid, and the polymerizable unsaturated sulfonic acid includes styrene sulfonic acid soda. Is mentioned. In the present invention, latex particles based on styrene are referred to as polystyrene latex particles. The diameter of the latex particles is several tens nm to several hundreds nm, preferably 50 nm to 800 nm, more preferably 200 to 600 nm. The metal colloidal particles may be of any type and shape such as metal, alloy, metal oxide, metal compound and the like, and examples thereof include gold colloidal particles. Further, it also includes a core-shell type in which one metal colloid particle is coated with one layer of silica or the like. Furthermore, composite particles in which particles are bonded in various forms can also be used. The diameter of the metal colloid particles is 10 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm, more preferably 10 to 50 nm. Whatever the colloidal particles, the size of the colloidal particle surface modifier is similar to that of the molecule, or it is necessary to use a sufficiently large particle in order to leave unreacted colloidal particle surface modifier due to steric hindrance. preferable. For example, when an antibody is used as a molecule of the colloidal particle surface modifier, the diameter of the colloidal particle is preferably 10 mm or more.

コロイド粒子はBS工程やSS工程に用いるが、必ずしも直接的にシグナルを検出する必要はない。コロイド粒子のシグナルを直接的に検出するとは着色コロイド粒子や金属コロイド粒子自体の光学的な観測(呈色、蛍光、燐光、発光、吸光)を含む、粒子自体の検出により被検物質を検出することを指し、間接的なシグナルの検出とは、被検物質検出にコロイド粒子自体の検出を用いないことを指す。間接的なシグナルの検出として、基質を用いた化学反応などを用いることができる。たとえばコロイド粒子表面にペルオキシターゼを直接結合させたり、コロイド粒子表面に結合させたビオチンを介して間接的にストレプトアビジン結合ホースラディッシュペルオキシターゼなどの酵素を結合させたりすることで、最終的に呈色又は化学発光により被検物質を検出できる。また、直接的にシグナルを検出できるコロイド粒子を用いていても、低濃度の被検物質が検出されない場合に、さらに間接的にシグナルを検出することもできる(実施例7参照)。最終的な被検物質の検出方法が直接的であるか間接的であるかに関係なく、BS工程を含む各工程においてコロイド粒子の直接的なシグナルの有無を確認した上で次の工程に進むことが好ましい。これにより被検物質が比較的高濃度の場合、DS工程までのいずれかの工程において被検物質の検出や測定が可能な場合がある。あるいは、以降の工程の必要性を判断し、不要な場合、試験コストを低減できる場合がある。 Colloid particles are used in the BS and SS steps, but it is not always necessary to directly detect the signal. Detecting the signal of the colloidal particles directly includes detecting the colored substance or the metal colloidal particles themselves, including optical observation (coloring, fluorescence, phosphorescence, luminescence, absorption) of the particles themselves. The indirect signal detection means that the detection of the colloid particles themselves is not used for the detection of the test substance. For indirect signal detection, a chemical reaction using a substrate can be used. For example, by directly binding peroxidase to the surface of the colloidal particles, or indirectly binding an enzyme such as streptavidin-conjugated horseradish peroxidase via biotin bound to the surface of the colloidal particles, the final coloration or chemical The test substance can be detected by luminescence. Further, even if colloidal particles capable of directly detecting a signal are used, it is possible to further indirectly detect a signal when a low-concentration test substance is not detected (see Example 7). Regardless of whether the final detection method of the test substance is direct or indirect, in each step including the BS step, the presence or absence of a direct signal from the colloid particles is confirmed before proceeding to the next step. Preferably. Accordingly, when the test substance has a relatively high concentration, it may be possible to detect or measure the test substance in any step up to the DS step. Alternatively, it may be possible to reduce the test cost by judging the necessity of the subsequent steps and, if unnecessary, if unnecessary.

本発明の方法においては、コロイド粒子同士を結合させるための表面修飾物質を結合させたコロイド粒子を用いる。本発明において、「コロイド粒子同士を結合させるための表面修飾物質」を「コロイド粒子結合用表面修飾物質」と呼ぶ。これらのコロイド粒子結合用表面修飾物質の一方を結合させたコロイド粒子は、他方を結合させたコロイド粒子とコロイド粒子結合用表面修飾物質を介して結合し得る。増感工程SS(m)工程及びSS(m+1)工程で用いるコロイド粒子に結合させたコロイド粒子結合用表面修飾物質を、それぞれ、M(m)及びM(m+1)で表す。 In the method of the present invention, colloidal particles to which a surface modifier for binding the colloidal particles is bound are used. In the present invention, the "surface modifier for binding colloidal particles" is referred to as the "surface modifier for binding colloidal particles". The colloidal particles to which one of these surface modifying substances for binding colloidal particles is bound can be bound to the colloidal particles to which the other one is bound via the surface modifying substance for binding colloidal particles. Sensitization step The colloidal particle binding surface modifier bound to the colloidal particles used in the SS(m) step and SS(m+1) step is represented by M(m) and M(m+1), respectively.

また、コロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させたコロイド粒子を増感用修飾コロイド粒子(Modified colloid particle)と呼び、増感工程SS(m)工程及びSS(m+1)工程で用いる増感用修飾コロイド粒子を、それぞれ、MC(m)及びMC(m+1)で表す。 In addition, colloidal particles to which a surface modifier for binding colloidal particles is bound are called modified colloid particles for sensitization, and are used in the sensitization process SS(m) and SS(m+1) processes. The modified colloidal particles for use are represented by MC(m) and MC(m+1), respectively.

コロイド粒子C(m)に、コロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)を結合させたコロイド粒子が、増感用修飾コロイド粒子MC(m)である。 The colloidal particles in which the surface modifier M(m) for binding colloidal particles is bound to the colloidal particles C(m) are the modified sensitizing colloidal particles MC(m).

1つのコロイド粒子に対し1種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させてもよいし、複数種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させてもよい。コロイド粒子結合用表面修飾物質同士の結合に関与するコロイド粒子結合用表面修飾物質の組合せは、n回目のSS(n)工程とその前の増感工程であるn-1回目のSS(n-1)工程で、同じであっても異なっていてもよい。 One kind of surface modifying substance for bonding colloidal particles may be bonded to one colloidal particle, or plural kinds of surface modifying substances for bonding colloidal particles may be bonded. The combination of surface modifiers for binding colloidal particles, which are involved in the binding between the surface modifiers for binding colloidal particles, is the nth SS(n) step and the n-1th SS(n- In step 1), they may be the same or different.

増感工程SS(m)において、コロイド粒子C(m)は1種類であっても良いし、多種類であっても良い。多種類とは、2種類以上、例えば、3種類、4種類、5種類、6種類、7種類、8種類、9種類又は10種類をいう。例えば、コロイド粒子結合用表面修飾物質M(m-1)に結合可能なM(m)で修飾した、ラテックス粒子とM(m)で修飾した金コロイド粒子の両方を増感工程SS(m)において用いることができる。この時、M(m-1)に結合可能であれば、粒子ごとのM(m)の構成は必ずしも同一である必要はない。また、nを自然数とし、n回の増感工程を行うとすると、SS(1)からSS(n)までのいずれの工程においても、サイズの異なる粒子を併用することができる。このとき、併用とは必ずしも混合させたものである必要はなく、たとえば大きい粒子を先に浸潤させ、その後小さい粒子を浸潤させることを一つの工程とすることができる。 In the sensitization step SS(m), the number of colloidal particles C(m) may be one type or multiple types. The multiple types refer to two or more types, for example, three types, four types, five types, six types, seven types, eight types, nine types, or ten types. For example, sensitization step SS(m) for both latex particles and gold colloid particles modified with M(m), modified with M(m) capable of binding to surface modifier M(m-1) for binding colloidal particles. Can be used in. At this time, the structure of M(m) for each particle is not necessarily the same as long as it can bind to M(m-1). When n is a natural number and the sensitization step is performed n times, particles having different sizes can be used in combination in any step from SS(1) to SS(n). At this time, the combined use does not necessarily have to be a mixture, and for example, infiltrating large particles first and then infiltrating small particles can be one step.

互いに結合する2種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質の組合せとして、抗原と抗体の組合せが挙げられるが、抗体と抗原の組合せだけでなく、例えば、リガンドとレセプター又はレセプターとリガンドの組合せであってもよい。そのような親和性物質として、被検物質に結合し得るポリペプチドやその他の化合物が挙げられる。具体的には、アビジンとビオチンの組合せ、ストレプトアビジンとビオチンの組合せ、タマビジンとビオチンの組合せ等が挙げられる。ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、タマビジン等は、コロイド粒子に直接結合させてもよいし、被検物質に結合する物質とのコンジュゲートを作製し、該コンジュゲートをコロイド粒子に結合させてもよい。ビオチンはマレイミド基等を有するマレイミドビオチン等でもよい。コロイド粒子表面はコロイド粒子結合用表面修飾物質以外に、ブロッキング剤を結合させることで非特異反応を抑制することが好ましい。また、ブロッキング剤がコロイド粒子結合用表面修飾物質を兼ねることができる場合がある。例えば、ビオチン化BSAをブロッキング剤及びコロイド粒子結合用表面修飾物質として用い、次の工程でコロイド粒子結合用表面修飾物質としてストレプトアビジンを結合させることができる。あるいは、コロイド粒子結合用途以外の表面修飾物質として、DS工程に寄与する物質を用いることができる。たとえばM(m)(mは自然数)がストレプトアビジンであった場合、ビオチン化ホースラディッシュペリオキシターゼ(HRP)結合コロイド粒子をMC(m+1)として用い、コロイド粒子結合用表面修飾物質としてはビオチンを機能させ、DS工程にTMBを用いた呈色反応やECLを用いた発光反応を用いる際にHRPを機能させることができる。 Examples of the combination of two kinds of surface modifiers for binding colloidal particles include a combination of an antigen and an antibody. Not only a combination of an antibody and an antigen, but also a combination of a ligand and a receptor or a combination of a receptor and a ligand, for example. Good. Examples of such an affinity substance include a polypeptide capable of binding to a test substance and other compounds. Specific examples include a combination of avidin and biotin, a combination of streptavidin and biotin, a combination of tamavidin and biotin. Biotin, avidin, streptavidin, tamavidin, etc. may be directly bound to the colloid particles, or a conjugate with a substance that binds to the test substance may be prepared and the conjugate may be bound to the colloid particles. The biotin may be maleimide biotin having a maleimide group or the like. It is preferable that a non-specific reaction is suppressed on the surface of the colloid particles by binding a blocking agent in addition to the surface modifier for binding the colloid particles. In some cases, the blocking agent can also serve as the surface modifier for binding colloidal particles. For example, biotinylated BSA can be used as a blocking agent and a surface modifier for binding colloidal particles, and streptavidin can be bonded as a surface modifier for binding colloidal particles in the next step. Alternatively, a substance that contributes to the DS process can be used as a surface modifier other than the purpose of binding to colloidal particles. For example, when M(m) (m is a natural number) is streptavidin, biotinylated horseradish peroxidase (HRP)-bonded colloidal particles are used as MC(m+1), and biotin is used as a surface modifier for binding the colloidal particles. , And HRP can be made to function when a color reaction using TMB or a luminescence reaction using ECL is used in the DS step.

前後する2つの工程のコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)およびM(m+1)は、互いに親和性のある物質の組み合わせを最低1種類用いる。各工程ごとのコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)は1種類でも多種類でもよいが、1種類であることが好ましい。SS(1)工程からSS(n)工程までの全増感工程SS(1)〜SS(n)工程で用いるコロイド粒子結合用表面修飾物質(群)(M(1)〜M(n))の構成は1種類でも多種類でもよいが、2種類を各工程で交互に用いる(任意の0以上の整数mにおいてM(m)とM(m+2)が同じ物質又は構成であることを指す)ことが好ましい。 As for the surface modifying substances M(m) and M(m+1) for binding colloidal particles in the two subsequent steps, at least one combination of substances having affinity for each other is used. The surface modifier M(m) for binding colloidal particles in each step may be one kind or many kinds, but is preferably one kind. Total sensitization process from SS(1) process to SS(n) process Surface modification substance (group) (M(1) to M(n)) for binding colloidal particles used in SS(1) to SS(n) processes The composition may be one kind or multiple kinds, but two kinds are alternately used in each step (in any integer m of 0 or more, M(m) and M(m+2) are the same substance or composition. Preferably).

コロイド粒子への表面修飾物質の固定化方法は物理的結合、電気的結合、化学的結合などを用いることができる。 As a method for immobilizing the surface modifier on the colloidal particles, physical bonding, electrical bonding, chemical bonding or the like can be used.

2. 被検物質及び検体
被検物質は核酸、タンパク質、糖、その他の化合物など何でもよく、生物由来の物質であってもよい。また、これらの複合体、たとえば細菌やウィルスなどの病原性微生物、あるいは生体中あるいは環境中の物質などであってもよい。
2. Test Substance and Specimen The test substance may be any substance such as nucleic acid, protein, sugar, or other compound, and may be a substance of biological origin. Further, it may be a complex thereof, for example, a pathogenic microorganism such as a bacterium or a virus, or a substance in the living body or the environment.

検体としては、主に水相の検体又は検体の緩衝液による希釈液等を用いることができる。検体としては、血清、血漿、血液、尿、唾液、組織液、髄液、咽頭若しくは鼻腔拭い液、咽頭若しくは鼻腔洗浄液、鼻腔吸引液等の体液等、糞便、糞便懸濁液、培養液などが挙げられる。 As the sample, an aqueous phase sample or a diluted solution of the sample with a buffer solution can be mainly used. Examples of the sample include serum, plasma, blood, urine, saliva, interstitial fluid, spinal fluid, pharyngeal or nasal swab, pharyngeal or nasal lavage fluid, body fluids such as nasal aspirate, feces, fecal suspension, and culture fluid. Be done.

3. 検出感度を上昇させる方法
本発明の方法は、コロイド粒子と被検物質を結合させる工程、コロイド粒子同士を結合させて反応を増感させる工程、及びコロイド粒子からのシグナルを検出することにより被検物質を検出する工程を含む。
3. Method for Increasing Detection Sensitivity The method of the present invention comprises a step of binding colloidal particles and a test substance, a step of binding colloidal particles to each other to sensitize the reaction, and detecting a signal from the colloidal particles. The step of detecting a substance is included.

本発明において、コロイド粒子と被検物質を結合させる工程をBS(biding step)工程と呼び、コロイド粒子同士を結合させて反応を増感させる工程をSS(sensitizing step)工程と呼び、コロイドからのシグナルを検出することにより被検物質を検出する工程をDS(detecting step)工程と呼ぶ。SS工程はSS(n)[nは、自然数を表す]と表され、第n番目のコロイド粒子を添加し複合体を形成させる工程はn回目の増感工程であり、この工程をSS(n)工程と呼ぶ。コロイド粒子同士を結合させて反応を増感させるSS工程は、1回でもよいが、好ましくは2回以上繰り返し行われる。上限は限定されないが、好ましくは10回である。すなわち、SS(n)工程において、nは1〜10である。 In the present invention, the step of binding the colloidal particles and the test substance is called the BS (biding step) step, the step of binding the colloidal particles to each other to sensitize the reaction is called the SS (sensitizing step) step, and The step of detecting a test substance by detecting a signal is called a DS (detecting step) step. The SS step is expressed as SS(n) [n represents a natural number], and the step of adding the nth colloidal particle to form a complex is the nth sensitization step. ) Call it a process. The SS step of binding the colloidal particles to each other to sensitize the reaction may be performed once, but is preferably repeated twice or more. The upper limit is not limited, but is preferably 10 times. That is, n is 1 to 10 in the SS(n) step.

BS工程においては、第1番目のコロイド粒子と被検物質を混合し結合させる。BS工程におけるコロイド粒子は直接的又は間接的に被検物質に結合させることができればなんでもよい。ここで、被検物質とコロイド粒子を直接的に結合させるとは、コロイド粒子表面に被検物質に親和性を有する物質を結合させ、その物質を被検物質に結合させることをいい、被検物質とコロイド粒子を間接的に結合させるとは、コロイド粒子表面に結合させた物質に他の物質を介して被験物質を結合させることをいう。例えば、検体の前処理により被検物質に他の物質Aを結合させ、該物質Aに親和性がある物質Bを結合させたコロイド粒子と被検物質を結合させる。好ましくは被検物質に対する親和性物質を表面に結合させ修飾したコロイド粒子を用いて直接的に結合させる。すなわち、第1番目のコロイド粒子には、コロイド粒子同士を結合させるためのコロイド粒子結合用表面修飾物質と被検物質と直接的又は間接的に結合する物質が結合させてある。コロイド粒子結合用表面修飾物質は被検物質と結合する物質と同じで、コロイド粒子結合用表面修飾物質が被検物質と結合する親和性物質を兼ねていてもよい。コロイド粒子に結合させる、被検物質に親和性を有する物質もコロイド粒子結合用表面修飾物質も表面修飾物質と呼ぶことがある。被検物質に対する親和性物質は、被検物質と結合する物質である限り限定されないが、例えば、被検物質が抗原の場合、被検物質に対する抗体であり、被検物質が抗体の場合、その抗体が結合する抗原である。 In the BS process, the first colloidal particles and the test substance are mixed and bonded. Any colloidal particles in the BS process may be used as long as they can be directly or indirectly bound to the test substance. Here, directly binding the test substance to the colloid particles means binding a substance having an affinity for the test substance to the surface of the colloid particles and binding the substance to the test substance. Indirectly binding the substance to the colloidal particles means binding the test substance to the substance bound to the surface of the colloidal particles via another substance. For example, another substance A is bound to the test substance by pretreatment of the sample, and the test substance is bound to the colloidal particles to which the substance B having an affinity for the substance A is bound. Preferably, a substance having an affinity for the test substance is bound to the surface and directly modified using the modified colloidal particles. That is, the first colloidal particles are bound with a colloidal particle binding surface modifying substance for binding the colloidal particles together with a substance that directly or indirectly binds to the test substance. The surface modification substance for binding colloidal particles is the same as the substance that binds to the test substance, and the surface modification substance for binding colloidal particles may also serve as an affinity substance that binds to the test substance. The substance having an affinity for the test substance and the surface modifier for binding to the colloidal particles, which is bound to the colloidal particles, may be referred to as a surface modifier. The affinity substance for the test substance is not limited as long as it is a substance that binds to the test substance, for example, when the test substance is an antigen, it is an antibody against the test substance, when the test substance is an antibody, An antigen to which an antibody binds.

次いで、第2番目のコロイド粒子を、コロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子として添加する。第2番目のコロイド粒子には第1番目のコロイド粒子のコロイド粒子結合用表面修飾物質と結合する他のコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させておく。この結果、第1番目のコロイド粒子と第2番目のコロイド粒子はコロイド粒子結合用表面修飾物質同士の結合により結合し、複合体を形成する。この工程をSS(1)工程と呼ぶ。 Then, the second colloidal particles are added as sensitized modified colloidal particles to which a surface modifying substance for bonding colloidal particles is bound. To the second colloidal particles, another colloidal particle-bonding surface modifying substance that is bonded to the colloidal particle-bonding surface modifying substance of the first colloidal particle is bonded. As a result, the first colloidal particles and the second colloidal particles are bound to each other by the binding of the surface modifiers for binding the colloidal particles to form a complex. This process is called the SS(1) process.

本発明の方法においては、n回の増感工程において、さらに、第3番目のコロイド粒子、第4番目のコロイド粒子、・・・第m番目のコロイド粒子、第(m+1)番目のコロイド粒子を増感用コロイド粒子として添加し、第m番目のコロイド粒子と第(m+1)番目のコロイド粒子をコロイド粒子結合用表面修飾物質同士の結合により結合させて、コロイド粒子の複合体の大きさを増加させる。ここで、mはn回の増感工程のうちの任意の順番の増感工程を示し、mは自然数であり、m+1≦nである。第2番目以降のコロイド粒子、すなわちSS(n)工程で用いるコロイド粒子は、コロイド粒子結合用表面修飾物質が結合させてあり、増感のために用いられるので、増感用修飾コロイド粒子と呼ぶことができる。また、本発明の増感方法は、増感を1段階で行うことも多段階で行うこともできるが、多段階で増感を行う場合、多段階増感方法と呼ぶことができる。m番目の増感工程であるSS(m)工程で用いる増感用修飾コロイド粒子をMC(m)で表す。該増感用修飾コロイド粒子に結合しているコロイド粒子結合用表面修飾物質をM(m)で表す。各工程で用いるコロイド粒子に結合しているコロイド粒子結合用表面修飾物質としては2種類の物質を用いてもよいし、各工程で異なる物質を用いてもよい。 In the method of the present invention, the third colloid particle, the fourth colloid particle, the mth colloid particle, the (m+1)th colloid are further processed in n sensitization steps. The particles are added as sensitizing colloidal particles, and the mth colloidal particle and the (m+1)th colloidal particle are bonded by bonding the surface modifiers for bonding the colloidal particles to each other to form a composite of colloidal particles. Increase the size. Here, m represents a sensitizing process in an arbitrary order among n sensitizing processes, m is a natural number, and m+1≦n. The second and subsequent colloidal particles, that is, the colloidal particles used in the SS(n) step, are referred to as sensitized modified colloidal particles because they are used for sensitization because they have surface-modifying substances for binding colloidal particles. be able to. Further, the sensitizing method of the present invention can be carried out in one stage or in multiple stages, but when performing sensitization in multiple stages, it can be called a multi-stage sensitizing method. The modified colloidal particles for sensitization used in the SS(m) step, which is the m-th sensitization step, are represented by MC(m). The surface modifier for binding the colloidal particles bound to the sensitized modified colloidal particles is represented by M(m). Two kinds of substances may be used as the surface modifying substance for binding the colloidal particles, which is bound to the colloidal particles used in each step, or different substances may be used in each step.

本発明の方法において、コロイド粒子の種類の数は限定されず、1種類又は2種類以上のコロイド粒子を用いることができる。各工程で用いるコロイド粒子は全て同じであってもよいし、全て異なっていてもよい。2種類のコロイド粒子を用いる場合、コロイド粒子C(n)(nは0以上の整数)とその次の次の増感工程に用いるコロイド粒子C(n+2)は同じであってもよい。この場合、ラテックス粒子などの親水コロイドや金属コロイドなどの疎水コロイドを交互に用いて、親水コロイド粒子と疎水コロイド粒子同士を結合させればよい。また、ラテックス粒子などの親水コロイド同士を結合させて複合体を形成させてもよい。また、BS工程で用いる第1番目のコロイド粒子と同じコロイド粒子をSS工程で用いてもよい。 In the method of the present invention, the number of kinds of colloidal particles is not limited, and one kind or two or more kinds of colloidal particles can be used. The colloidal particles used in each step may be the same or different. When two kinds of colloidal particles are used, the colloidal particle C(n) (n is an integer of 0 or more) and the colloidal particle C(n+2) used in the next and subsequent sensitization step may be the same. In this case, hydrophilic colloid particles such as latex particles and hydrophobic colloid such as metal colloid may be alternately used to bond the hydrophilic colloid particles and the hydrophobic colloid particles together. Further, hydrophilic colloids such as latex particles may be bound to each other to form a complex. Also, the same colloidal particles as the first colloidal particles used in the BS step may be used in the SS step.

第1番目のコロイド粒子と被検物質を結合させるBS工程において、被検物質に結合する、あるいは被検物質に結合する物質を結合させた、不溶性担体に被検物質を吸着/固定/結合させても良いし、そのような不溶性担体を用いずに、液系においてコロイド粒子と被検物質を結合させてもよい。被検物質は不溶性担体に直接的又は間接的に結合されていてもよい。不溶性担体として、ELISAプレート等の合成樹脂、他のコロイド粒子、イムノクロマト法のイムノクロマト用試験片等が挙げられる。また、電気泳動やウェスタンブロット等により得られた特定の物質のバンドを含むゲルや物質をトランスファーしたメンブレン等でもよい。また、固相化した核酸とコロイド粒子に結合させた核酸同士のハイブリダイゼーションを利用することもできる。不溶性担体を用いる場合、不溶性担体上でコロイド粒子の複合体が形成され、SS(n)工程のnで表される工程数が進む程複合体の大きさが増大する。また、不溶性担体を用いない場合、液系中でコロイド粒子の複合体が形成され、SS(n)工程のnで表される工程数が進む程複合体の大きさが増大する。どちらの場合も、DS工程において、複合体を形成するコロイド粒子の数に応じてコロイド粒子から発生するシグナル強度が大きくなり、被検物質の検出感度が増感工程回数依存的に上昇する。 In the BS step of binding the first colloidal particles and the test substance, the test substance is adsorbed/fixed/bound to the insoluble carrier, which binds to the test substance or binds to the test substance. Alternatively, the colloidal particles and the test substance may be combined in a liquid system without using such an insoluble carrier. The test substance may be directly or indirectly bound to the insoluble carrier. Examples of the insoluble carrier include synthetic resins such as ELISA plates, other colloidal particles, and immunochromatographic test pieces for immunochromatography. Further, a gel containing a band of a specific substance obtained by electrophoresis or Western blotting, a membrane to which a substance is transferred, or the like may be used. It is also possible to utilize hybridization between the immobilized nucleic acid and the nucleic acids bound to the colloidal particles. When an insoluble carrier is used, a complex of colloidal particles is formed on the insoluble carrier, and the size of the complex increases as the number of steps represented by n in the SS(n) step progresses. When an insoluble carrier is not used, a complex of colloidal particles is formed in the liquid system, and the size of the complex increases as the number of steps represented by n in the SS(n) step progresses. In either case, in the DS step, the signal intensity generated from the colloidal particles increases according to the number of colloidal particles forming the complex, and the detection sensitivity of the test substance increases depending on the number of sensitization steps.

コロイド粒子が着色コロイド粒子の場合、コロイド粒子から発生するシグナルは特定の波長の反射光であり、光の強さを目視又は分光光度計等により測定することによりシグナルの強度を測定することができる。 When the colloidal particles are colored colloidal particles, the signal generated from the colloidal particles is reflected light of a specific wavelength, and the intensity of the signal can be measured visually or by measuring with a spectrophotometer or the like. ..

コロイド粒子が蛍光粒子である場合、コロイド粒子から発生するシグナルは特定の波長の蛍光であり、蛍光の強さを蛍光測定装置により測定することによりシグナルの強度を測定することができる。 When the colloidal particles are fluorescent particles, the signal generated from the colloidal particles is fluorescence of a specific wavelength, and the intensity of the signal can be measured by measuring the fluorescence intensity with a fluorescence measuring device.

コロイド粒子がアルカリフォスファターゼや西洋わさびペルオキシダーゼ等の酵素を結合させた粒子である場合、コロイド粒子から発生するシグナルは酵素反応により生成する特定の物質の特定の波長における発色であり、この発色の強さを分光光度計等により測定することによりシグナルの強度を測定することができる。 When the colloidal particles are particles to which an enzyme such as alkaline phosphatase or horseradish peroxidase is bound, the signal generated from the colloidal particles is the color development at the specific wavelength of the specific substance produced by the enzymatic reaction, and the intensity of this color development. Can be measured with a spectrophotometer or the like to measure the signal intensity.

2種類のコロイド粒子を用い、それぞれのコロイド粒子が、蛍光共鳴エネルギー移動のエネルギー供与体及びエネルギー受容体を結合させたコロイド粒子である場合、コロイド粒子が複合体を形成し、コロイド粒子が密集することにより、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)の変化が生じ、この変化をシグナルとして蛍光測定装置で測定することによりシグナルの強度を測定することができる。 When two kinds of colloidal particles are used, and each colloidal particle is a combination of an energy donor and an energy acceptor for fluorescence resonance energy transfer, the colloidal particles form a complex and the colloidal particles are densely packed. As a result, a change in fluorescence resonance energy transfer (FRET) occurs, and the intensity of the signal can be measured by measuring this change as a signal with a fluorescence measuring device.

以下、図を用いて、本発明の方法の一例を説明する。図1に示す方法は、2種類のコロイド粒子を用い、被検物質2に結合する物質を結合させた不溶性担体1を用いる場合である。すなわち、不溶性担体1に被検物質2を結合させる場合である。被検物質を含む検体を添加すると、不溶性担体1上の被検物質2に結合する物質が被検物質2と結合し捕捉する。また、図1に示す方法において、コロイド粒子結合用表面修飾物質は被検物質と結合する物質と同一であり、コロイド粒子結合用表面修飾物質は被検物質と結合する物質を兼ねている。 Hereinafter, an example of the method of the present invention will be described with reference to the drawings. The method shown in FIG. 1 is a case where two types of colloidal particles are used and an insoluble carrier 1 to which a substance that binds to the test substance 2 is bound is used. That is, this is the case where the test substance 2 is bound to the insoluble carrier 1. When a sample containing the test substance is added, the substance that binds to the test substance 2 on the insoluble carrier 1 binds to the test substance 2 and is captured. In the method shown in FIG. 1, the surface modifying substance for binding colloidal particles is the same as the substance that binds to the test substance, and the surface modifying substance for binding the colloidal particles also serves as the substance that binds to the test substance.

図1において、コロイド粒子は、黒い円で表される第1番目のコロイド粒子と白い円で表される第2番目のコロイド粒子が用いられる。ここで、第n番目のコロイド粒子は、反応系にn番目に添加するコロイド粒子を意味する。図1に示す場合において、第1番目のコロイド粒子は、被検物質に対する親和性物質を結合させたコロイド粒子である。また、増感用コロイド粒子としても用いる。第1番目のコロイド粒子には、被検物質に結合する1種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質のみが結合している。このコロイド粒子結合用表面修飾物質は被検物質に対する親和性物質を兼ねている。第2番目のコロイド粒子には、第1番目のコロイド粒子に結合した被検物質に結合する物質に結合する物質のみが結合している。すなわち、1種類のコロイド粒子に結合するコロイド粒子結合用表面修飾物質は1種類のみである。この被検物質に結合する物質に結合する物質は、被検物質そのものでもよいし、構造の一部あるいは全部が被検物質に類似した物質でもよい。被検物質に構造が類似した物質として、例えば、被検物質がポリペプチドやタンパク質であれば、被検物質の部分的アミノ酸配列と相同性の高いアミノ酸配列を有する物質が挙げられる。 In FIG. 1, as the colloidal particles, the first colloidal particles represented by a black circle and the second colloidal particles represented by a white circle are used. Here, the nth colloidal particles mean the nth colloidal particles added to the reaction system. In the case shown in FIG. 1, the first colloidal particles are colloidal particles having an affinity substance for the test substance bound thereto. It is also used as a sensitizing colloidal particle. To the first colloidal particles, only one type of colloidal particle-binding surface modifier that binds to the test substance is bound. The surface modifier for binding the colloidal particles also serves as an affinity substance for the test substance. Only the substance that binds to the substance that binds to the test substance that has bound to the first colloid particle is bound to the second colloid particle. That is, there is only one type of colloidal particle binding surface modifier that binds to one type of colloidal particle. The substance that binds to the substance that binds to the test substance may be the test substance itself or a substance whose structure is partially or wholly similar to the test substance. As the substance having a structure similar to that of the test substance, for example, when the test substance is a polypeptide or a protein, a substance having an amino acid sequence highly homologous to a partial amino acid sequence of the test substance can be mentioned.

最初にBS工程において、第1番目のコロイド粒子5が担体1上の物質に捕捉された被検物質2に結合する。このとき、被検物質2:第1番目のコロイド粒子5(「:」は結合を示す)で表される複合体が形成される。 First, in the BS step, the first colloidal particles 5 bind to the test substance 2 captured by the substance on the carrier 1. At this time, a complex represented by the test substance 2: the first colloidal particles 5 (“:” indicates binding) is formed.

次いでSS(1)工程において、増感用修飾コロイド粒子である第2番目のコロイド粒子8(MC(1))を添加する。その結果、第1番目のコロイド粒子5に第2番目のコロイド粒子8(MC(1))が結合する。このコロイド粒子同士の結合は、第1番目のコロイド粒子のコロイド粒子結合用表面修飾物質4と第2番目のコロイド粒子8(MC(1))のコロイド粒子結合用表面修飾物質7(M(1))の結合を介して起こる。SS(1)工程において、第1番目のコロイド粒子5と第2番目のコロイド粒子8(MC(1))が結合した複合体が形成される。このとき、被検物質2:第1番目のコロイド粒子5:第2番目のコロイド粒子8(MC(1))(「:」は結合を示す)で表される複合体が形成される。 Next, in the SS(1) step, the second colloidal particles 8 (MC(1)) which are the modified colloidal particles for sensitization are added. As a result, the second colloidal particles 8 (MC(1)) are bonded to the first colloidal particles 5. The binding between the colloidal particles is performed by the surface modification substance 4 for binding the colloidal particles of the first colloidal particle 4 and the surface modification substance 7 for binding the colloidal particles of the second colloidal particle 8 (MC(1)) (M(1 )). In the SS(1) step, a complex in which the first colloidal particles 5 and the second colloidal particles 8 (MC(1)) are bound is formed. At this time, a complex represented by test substance 2: first colloidal particle 5: second colloidal particle 8 (MC(1)) (“:” indicates binding) is formed.

次いで、SS(2)工程において第1番目のコロイド粒子5と同じコロイド粒子を増感用修飾コロイド粒子である第3番目のコロイド粒子11(MC(2))として添加する。さらに、SS(3)工程において、第2番目のコロイド粒子8(MC(1))と同じコロイド粒子を増感用修飾コロイド粒子である第4番目のコロイド粒子14(MC(3))として添加する。この結果、図1のSS(3)に示すように、被検物質2:第1番目のコロイド粒子5:第2番目のコロイド粒子8(MC(1)):第3番目のコロイド粒子11(MC(2)):第4番目のコロイド粒子14(MC(3))(「:」は結合を示す)で表される、2種類のコロイド粒子を含む大きな複合体が形成される。コロイド粒子の数に応じたシグナルが発生し、そのシグナル強度を測定することにより、被検物質を検出することができる。一定量の被検物質に対して、SS(1)工程、SS(2)工程、・・・SS(n)工程と増感工程数を増やすにつれ、複合体がより大きくなり、複合体に含まれるコロイド粒子の数が増加し、その結果発生するシグナルも大きくなるので、被検物質の測定感度が増強される。 Next, in the SS(2) step, the same colloidal particles as the first colloidal particles 5 are added as the third colloidal particles 11 (MC(2)) which are the modified sensitizing colloidal particles. Further, in the SS(3) step, the same colloidal particles as the second colloidal particles 8 (MC(1)) are added as the fourth colloidal particles 14 (MC(3)) which are the modified colloidal particles for sensitization. To do. As a result, as shown in SS(3) of FIG. 1, test substance 2: first colloid particle 5: second colloid particle 8 (MC(1)): third colloid particle 11( MC(2)): A large complex containing two kinds of colloidal particles is formed, which is represented by the fourth colloidal particle 14 (MC(3)) (":" indicates a bond). A signal is generated according to the number of colloid particles, and the test substance can be detected by measuring the signal intensity. As the number of SS(1) step, SS(2) step,... SS(n) step and the number of sensitization steps for a certain amount of the test substance increases, the complex becomes larger and is included in the complex. Since the number of colloidal particles generated increases and the resulting signal also increases, the measurement sensitivity of the test substance is enhanced.

図1は、SS(3)工程まで示してあるが、SS工程の繰返し回数は限定されない。図1に示す方法においては、BS工程で用いる第1番目のコロイド粒子とSS(m)[mは偶数]工程で用いる増感修飾コロイド粒子MC(m)は同じであり、SS(1)工程で用いる増感修飾コロイド粒子MC(1)とSS(m)[mは奇数]工程で用いる増感修飾コロイド粒子MC(m)は同じである。 Although FIG. 1 shows the SS(3) step, the number of times the SS step is repeated is not limited. In the method shown in FIG. 1, the first colloidal particles used in the BS step and the sensitized modified colloidal particles MC(m) used in the SS(m) [m is an even number] step are the same, and the SS(1) step The sensitized modified colloidal particles MC(1) and the sensitized modified colloidal particles MC(m) used in the SS(m) [m is an odd number] step are the same.

図2は、3種類以上の多数種のコロイド粒子を用いる方法であって、1種類のコロイド粒子に1種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた場合の方法を示す。 FIG. 2 shows a method using a large number of three or more kinds of colloidal particles, in which one kind of colloidal particle is combined with one kind of surface-modifying substance for bonding colloidal particles.

最初にBS工程において、第1番目のコロイド粒子5が担体1上の物質に捕捉された被検物質2に結合する。 First, in the BS step, the first colloidal particles 5 bind to the test substance 2 captured by the substance on the carrier 1.

次いでSS(1)工程において、増感用修飾コロイド粒子である第2番目のコロイド粒子8(MC(1))を添加する。その結果、第1番目のコロイド粒子に第2番目のコロイド粒子8(MC(1))が結合する。このコロイド粒子同士の結合は、第1番目のコロイド粒子のコロイド粒子結合用表面修飾物質4と第2番目のコロイド粒子8(CM(1))のコロイド粒子結合用表面修飾物質7(M(1))の結合を介して起こる。SS(1)工程において、第1番目のコロイド粒子5と第2番目のコロイド粒子8(MC(1))が結合した複合体が形成される。 Next, in the SS(1) step, the second colloidal particles 8 (MC(1)) which are the modified colloidal particles for sensitization are added. As a result, the second colloid particles 8 (MC(1)) are bonded to the first colloid particles. The bonding between the colloidal particles is performed by the surface modification substance 4 for bonding the colloidal particles of the first colloidal particle 4 and the surface modification substance 7 for bonding the colloidal particles of the second colloidal particle 8 (CM(1)) (M(1 )). In the SS(1) step, a complex in which the first colloidal particles 5 and the second colloidal particles 8 (MC(1)) are bound is formed.

次いでSS(2)工程において、増感用修飾コロイド粒子である第3番目のコロイド粒子17(MC(2))を添加する。ここで添加する第3番目のコロイド粒子17(MC(2))には、第1番目のコロイド粒子5及び第2番目のコロイド粒子8(MC(1))とは異なるコロイド粒子結合用表面修飾物質15(M(2))が結合している。第3番目のコロイド粒子17(MC(2))は第2番目のコロイド粒子8(MC(1))と結合する。第3番目のコロイド粒子17(MC(2))と第2番目のコロイド粒子8(MC(1)の結合は、第3番目のコロイド粒子17(MC(2))のコロイド粒子結合用表面修飾物質15と第2番目のコロイド粒子8(MC(1))のコロイド粒子結合用表面修飾物質7の結合を介して起こる。 Next, in the SS(2) step, the third colloidal particles 17 (MC(2)), which are modified colloidal particles for sensitization, are added. The third colloidal particles 17 (MC(2)) added here are different from the first colloidal particles 5 and the second colloidal particles 8 (MC(1)) in surface modification for binding to colloidal particles. Material 15 (M(2)) is bound. The third colloidal particle 17 (MC(2)) binds to the second colloidal particle 8 (MC(1)). The third colloidal particle 17 (MC(2)) and the second colloidal particle 8 (MC(1) are bound to each other by modifying the surface of the third colloidal particle 17 (MC(2)) for binding to the colloidal particle. It occurs through the binding of the substance 15 and the surface modification substance 7 for binding the colloidal particles of the second colloidal particles 8 (MC(1)).

さらに、SS(3)工程において、増感用修飾コロイド粒子である第4番目のコロイド粒子20(MC(3))を添加する。ここで添加する第4番目のコロイド粒子20(MC(3))には、第1番目のコロイド粒子5、第2番目のコロイド粒子8(MC(1))及び第3番目のコロイド粒子17(MC(2))とは異なるコロイド粒子結合用表面修飾物質19(M(3))が結合している。第4番目のコロイド粒子20(MC(3))は第3番目のコロイド粒子17(MC(2))と結合する。第4番目のコロイド粒子20(MC(3))と第3番目のコロイド粒子17(MC(2))の結合は、第4番目のコロイド粒子20(MC(3))のコロイド粒子結合用表面修飾物質19(M(3))と第3番目のコロイド粒子17(MC(2))のコロイド粒子結合用表面修飾物質15(M(2))の結合を介して起こる。この結果、図2のSS(3)に示すように、第1番目のコロイド粒子5から第4番目のコロイド粒子20(MC(3))を含む大きな複合体が形成される。コロイド粒子の数に応じたシグナルが発生し、そのシグナル強度を測定することにより、被検物質を検出することができる。一定量の被検物質に対して、S(1)工程、S(2)工程、・・・S(n)工程と工程数を増やすにつれ、複合体がより大きくなり、複合体に含まれるコロイド粒子の数が増加し、その結果発生するシグナルも大きくなるので、被検物質の測定感度が増強される。 Further, in the SS(3) step, the fourth colloidal particles 20 (MC(3)) which are the modified colloidal particles for sensitization are added. The fourth colloidal particles 20 (MC(3)) added here include the first colloidal particles 5, the second colloidal particles 8 (MC(1)) and the third colloidal particles 17 (MC(3)). A surface modifier 19 (M(3)) for binding colloidal particles different from MC(2)) is bound. The fourth colloidal particle 20 (MC(3)) binds to the third colloidal particle 17 (MC(2)). The bonding between the fourth colloidal particle 20 (MC(3)) and the third colloidal particle 17 (MC(2)) is the surface for bonding the fourth colloidal particle 20 (MC(3)). It occurs through the binding of the modifier 19 (M(3)) and the surface modifier 15 (M(2)) for binding the colloidal particles of the third colloidal particles 17 (MC(2)). As a result, as shown in SS(3) of FIG. 2, a large complex containing the first colloid particle 5 to the fourth colloid particle 20 (MC(3)) is formed. A signal is generated according to the number of colloid particles, and the test substance can be detected by measuring the signal intensity. The colloid contained in the complex becomes larger as the number of S(1) process, S(2) process,... Since the number of particles increases and the resulting signal also increases, the measurement sensitivity of the test substance is enhanced.

本発明の方法に用いる反応液はBS工程で生じた結合を阻害することなく、BS工程の反応結果に影響を与えず、コロイド粒子表面修飾物質同士の反応が特異的に起これば何でもよく、緩衝液を使うことが好ましい。緩衝液に塩、界面活性剤、アルコール等を添加してもよい。 The reaction solution used in the method of the present invention does not inhibit the binding generated in the BS step, does not affect the reaction result of the BS step, and may be anything as long as the reaction between the colloidal particle surface modifiers specifically occurs, It is preferable to use a buffer solution. You may add salt, surfactant, alcohol etc. to a buffer solution.

各BS工程、SS(n)工程において、結合できなかったコロイド粒子の除去を目的とした洗浄を各工程間に行うことが好ましい。 In each BS step and SS(n) step, it is preferable to perform washing for the purpose of removing colloidal particles that could not be bound between the steps.

多段階増感を実施する形態はヒト(試験者)が増感の各工程を行うことも可能ではあるが、自動化させることが好ましい。例として自動分析装置、シリンジポンプ、流路が工夫されたイムノクロマト法やマイクロ流路チップなどの毛細管現象を用いた形態があげられる。マイクロ流路チップとは、部材の内部に微細加工技術を利用して作製した微小流路を有するマイクロ流体装置をいい、ポンプ等を用いた2液輸送系やピストン輸送による交互作用系がある。これらを用いた時においても、SS(n)に用いる粒子とSS(n+1)に用いるコロイド粒子を用いる2液系の反応、あるいは、これに洗浄で用いる洗浄液を加えた3液系の反応にすることができる。本発明の方法においては、コロイド粒子の種類数や用いる試薬等の数を少なくすることが好ましい。これにより装置などの小型化や操作手順の単純化が可能になる。また、SS(n)で表される繰返し単位ごとでどの程度増感できるかを示す増幅係数を定めることも可能であり、この場合には、増感係数を利用して提供することも可能である。 Although it is possible for a human (examiner) to perform each step of sensitization, it is preferable to perform multi-step sensitization. Examples include an automatic analyzer, a syringe pump, an immunochromatography method in which a channel is devised, and a mode using a capillary phenomenon such as a microchannel chip. The micro-channel chip refers to a micro-fluidic device having a micro-channel manufactured by using a microfabrication technology inside a member, and includes a two-liquid transport system using a pump or the like and an interaction system by piston transport. Even when these are used, a two-component reaction using particles used for SS(n) and colloidal particles used for SS(n+1), or a three-component reaction in which a cleaning liquid used for cleaning is added Can be In the method of the present invention, it is preferable to reduce the number of types of colloidal particles and the number of reagents used. This makes it possible to downsize the device and simplify the operating procedure. It is also possible to set an amplification factor that indicates how much sensitization can be performed for each repeating unit represented by SS(n).In this case, it is also possible to provide by using the sensitization factor. is there.

本発明は、被検出物の検出感度を増加させて被検出物を検出するための試薬やキットも包含する。該キットは、上記の増感方法に用いるための試薬やキットである。 The present invention also includes reagents and kits for increasing the detection sensitivity of an object to be detected to detect the object to be detected. The kit is a reagent or kit for use in the above sensitization method.

該キットは、少なくとも被検物質に結合する物質を結合させたコロイド粒子、増感のためのコロイド粒子を含む。増感のためのコロイド粒子は、m回目の増感工程であるSS(m)工程で添加する増感用コロイド粒子MC(m)とm+1回目の増感工程であるSS(m+1)工程で添加するコロイド粒子MC(m+1)であり、両者は同じコロイド粒子でも異なるコロイド粒子でもよい。増感用コロイド粒子MC(m)及びMC(m+1)には、それぞれ、コロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)及びM(m+1)が結合している。 The kit includes at least colloidal particles to which a substance that binds to a test substance is bound, and colloidal particles for sensitization. The colloidal particles for sensitization include colloidal particles MC(m) for sensitization added in the SS(m) step, which is the m-th sensitization step, and SS(m+1 The colloidal particles MC(m+1) added in the step (2) may be the same colloidal particles or different colloidal particles. The surface modifiers M(m) and M(m+1) for binding colloidal particles are bound to the sensitizing colloidal particles MC(m) and MC(m+1), respectively.

該キットは例えば、イムノクロマト法用キットであり、コロイド粒子に結合させた被検物質に結合する物質は、被検物質に抗原抗体反応により結合する抗体又は抗原である。該キットは、さらに、イムノクロマト法用の試験片、ブロッシャー、緩衝液等を含む。前記の被検物質に結合する物質を結合させたコロイド粒子は、イムノクロマト用法試験片とは別の試薬として含まれていてもよいし、イムノクロマト法用試験片の標識部位に含まれていてもよい。 The kit is, for example, an immunochromatography kit, and the substance that binds to the test substance bound to the colloidal particles is an antibody or an antigen that binds to the test substance by an antigen-antibody reaction. The kit further includes a test piece for immunochromatography, a blusher, a buffer solution and the like. The colloidal particles to which a substance that binds to the test substance is bound may be contained as a reagent different from the immunochromatographic test strip, or may be contained in the labeling site of the immunochromatographic test strip. ..

本発明を以下の実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
試験方法
被検物質として抗マウス抗体を用いた。本実施例は、不溶性担体に被検物質が結合している場合の実施例である。
<Example 1>
Test method An anti-mouse antibody was used as a test substance. This example is an example in the case where a test substance is bound to an insoluble carrier.

10mg/mlの抗マウス抗体1マイクロリットルをドット状に含浸、乾燥させたメンブレンを用いてイムノクロマト法を行った。 Immunochromatography was carried out using a membrane in which 1 microliter of 10 mg/ml anti-mouse antibody was impregnated in a dot shape and dried.

1液目で粒子結合用表面修飾物質としてマウス由来抗ノロウィルス抗体を結合させた(固相化した)ラテックスコロイド粒子(青)(BS工程展開液)をメンブレンに添加した。この工程はBS工程である。続いて2液目でマウス由来抗ノロウィルス抗体に対する部分抗原ペプチドを粒子結合用表面修飾物質として結合させた金コロイド粒子(赤)(SS(1)工程展開液)を添加した。この工程はSS(1)工程である。ネガティブコントロールは、各コロイド粒子を除いたものを用いた。 In the first liquid, latex colloidal particles (blue) (BS process developing solution) to which a mouse-derived anti-norovirus antibody was bound (immobilized) as a surface-modifying substance for particle binding were added to the membrane. This process is a BS process. Subsequently, gold colloidal particles (red) (SS(1) step developing solution) to which a partial antigen peptide against the mouse-derived anti-Norovirus antibody was bound as a surface-modifying substance for particle binding were added in the second liquid. This process is the SS(1) process. As a negative control, one excluding each colloidal particle was used.

試験結果
図3に示す通り、抗マウス抗体:マウス由来抗ノロウィルス抗体を結合させたラテックス粒子:部分抗原ペプチドを結合させた金コロイド粒子で表される複合体(「:」は結合を示す)の形成を示す紫色のドットが検出された。
Test Results As shown in FIG. 3, a complex represented by anti-mouse antibody: latex particle bound with mouse-derived anti-norovirus antibody: gold colloid particle bound with partial antigen peptide (“:” indicates binding). Purple dots were detected indicating the formation of

考察
本実施例の結果より、コロイド粒子同士の結合に各コロイド粒子の粒子結合用表面修飾物質間の抗原抗体反応を用いることができることが示された。
Discussion From the results of this example, it was shown that the antigen-antibody reaction between the particle-bonding surface-modifying substances of the colloidal particles can be used for binding the colloidal particles together.

また、BS工程で用いたマウス由来抗ノロウィルス抗体に対する部分抗原ペプチドをSS(1)工程において用いるコロイド粒子に結合させるなどの応用が可能であることが示された。 It was also shown that the partial antigen peptide for the mouse-derived anti-norovirus antibody used in the BS step can be applied to the colloidal particles used in the SS(1) step.

紫色のドットから、金コロイド粒子はラテックス粒子に結合しているが、金コロイド粒子同士は凝集(不可逆的な凝集反応による吸収スペクトルの変化を伴う)していないことが示された。 The purple dots showed that the gold colloid particles were bonded to the latex particles, but the gold colloid particles did not aggregate (with a change in absorption spectrum due to an irreversible aggregation reaction).

<実施例2>
試験方法
被検物質としてウシ血清アルブミン(BSA)にビオチンをマレイミド基を介して結合させた物質(以下、ビオチン化BSA)を用いた。本実施例は、不溶性担体に被検物質が結合している場合の実施例である。
<Example 2>
Test Method A substance obtained by binding biotin to bovine serum albumin (BSA) through a maleimide group (hereinafter, biotinylated BSA) was used as a test substance. This example is an example in the case where a test substance is bound to an insoluble carrier.

10mg/mlのビオチン化BSA1マイクロリットルをドット状に含浸、乾燥させたメンブレンを用いてイムノクロマト法を行った。 Immunochromatography was carried out using a membrane in which 1 microliter of 10 mg/ml biotinylated BSA was impregnated in a dot shape and dried.

1液目でストレプトアビジンを粒子結合用表面修飾物質として結合させた金コロイド粒子(赤)(BS工程展開液)をメンブレンに添加し、続いて2液目でマレイミドビオチンを粒子結合用表面修飾物質として結合させたラテックスコロイド粒子(青)(SS(1)工程展開液)を添加した。ネガティブコントロールは、各コロイド粒子を除いたものを用いた。 Gold colloidal particles (red) (Streptavidin-bonded surface-modifying substance for particle binding) (BS process developing solution) were added to the membrane in the first liquid, and then maleimidobiotin was used as a surface-modifying substance for particle bonding in the second liquid. The latex colloidal particles (blue) (SS(1) step developing solution) bound as above were added. As a negative control, one excluding each colloidal particle was used.

試験結果
図4に示す通り、ビオチン化BSA:ストレプトアビジン抗体を結合させた金コロイド粒子:マレイミドビオチンを結合させたラテックスコロイド粒子で表される複合体(「:」は結合を示す)の形成を示す紫色のドットが検出された。
Test results As shown in FIG. 4, formation of a complex (“:” indicates binding) represented by colloidal gold particles bound with biotinylated BSA:streptavidin antibody:latex colloidal particles bound with maleimidobiotin was confirmed. The purple dots shown were detected.

考察
本実施例の結果より、コロイド粒子同士の結合に各コロイド粒子に結合させた粒子結合用表面修飾物質間のアビジン-ビオチン間の結合を用いることができることが示された。
Consideration From the results of this example, it was shown that the binding between the colloidal particles can be achieved by using the avidin-biotin binding between the particle-binding surface modifiers bound to the colloidal particles.

<実施例3>
試験方法
10mg/ml抗インフルエンザウィルス抗体1μlをドット状に結合(固相化)したメンブレンを用い、これに別の抗インフルエンザウィルス抗体をビオチン化したものを結合させたラテックス粒子(青)及びストレプトアビジンを結合させた増感用コロイド粒子(赤)を用い、不活化インフルエンザウィルスの検出及び増感を行った。不活化インフルエンザウィルスをラテックス粒子浮遊液と混合後、速やかに上記メンブレンを含むストリップを含浸させた。この検出工程は、BS工程に相当する。次に、増感用コロイド粒子を用いてSS(1)工程までの増感を行った。具体的には、SS(1)工程としてストレプトアビジンを粒子結合用表面修飾物質として結合させた金コロイド粒子(赤)(SS(1)工程展開液)をBS工程に続いて添加した。BS工程に被検物質であるインフルエンザウィルスVLPを含まないサンプル液(ネガティブコントロール)のSS(1)工程後に得られた発色、とVLPを含むサンプル液を用いた際のBS工程後の発色及びSS(1)工程後の発色について比較を行った。
<Example 3>
Test method
Using a membrane in which 1 μl of 10 mg/ml anti-influenza virus antibody was bound in a dot shape (immobilized), latex particles (blue) and streptavidin bound to another biotinylated anti-influenza virus antibody were bound to this membrane The inactivated influenza virus was detected and sensitized using the sensitized colloidal particles (red). After the inactivated influenza virus was mixed with the latex particle suspension, the strip containing the membrane was immediately impregnated. This detection step corresponds to the BS step. Next, sensitization up to the SS(1) step was performed using the sensitizing colloidal particles. Specifically, colloidal gold particles (red) (SS(1) step developing solution) to which streptavidin was bound as a surface-modifying substance for particle binding in the SS(1) step were added subsequent to the BS step. Color development obtained after the SS(1) step of the sample solution that does not contain the influenza virus VLP that is the test substance in the BS step (negative control), and the color development and SS after the BS step when using the sample solution containing VLP (1) The color development after the process was compared.

試験結果
図5に示す通り、被検物質存在時のみ、インフルエンザウィルス抗体:インフルエンザウィルスVLP:ビオチン化インフルエンザウィルス抗体を結合させたラテックスコロイド粒子:ストレプトアビジンを結合させた金コロイド粒子で表される複合体(「:」は結合を示す)の形成を示す紫色のドットが検出された。
Test results As shown in FIG. 5, only in the presence of the test substance, influenza virus antibody: influenza virus VLP: biotinylated influenza virus antibody-conjugated latex colloid particles: complex represented by gold colloid particles conjugated with streptavidin Purple dots were detected indicating the formation of bodies (":" indicates binding).

考察
本発明がインフルエンザウィルスを被検物質として検出するイムノクロマト法の増感に有用であることが示された。また、本実施例ではコロイド粒子同士の結合を証明するためにBS工程とSS(1)工程とで異なる色のコロイドを用いたが、同系色のコロイドや蛍光粒子を用いることで、同じ種類のシグナルが強くなることにより、さらに高い増感効果が予想される。
Discussion It was shown that the present invention is useful for sensitization of the immunochromatographic method for detecting influenza virus as a test substance. Further, in this example, colloids of different colors were used in the BS step and the SS(1) step in order to prove the binding between the colloid particles, but by using colloids of similar colors and fluorescent particles, the same kind of A stronger signal is expected to result in a higher sensitizing effect.

<実施例4>
試験方法
被検物質としてストレプトアビジンを用いた。本実施例は、不溶性担体に被検物質が結合している場合の実施例である。
<Example 4>
Test method Streptavidin was used as a test substance. This example is an example in the case where a test substance is bound to an insoluble carrier.

ストレプトアビジンを被検物質とし、1000、100、10又は0ナノグラムのストレプトアビジンを含む溶液1マイクロリットルをドット状に含浸、乾燥させたメンブレンを用いてイムノクロマト法において多段階増感を行った。 Multistep sensitization was performed by immunochromatography using a membrane in which 1 microliter of a solution containing 1000, 100, 10 or 0 nanograms of streptavidin was impregnated in a dot shape with streptavidin as a test substance and dried.

最初のBS工程でビオチンを結合させたラテックスコロイド粒子(青)を添加し、増感工程であるSS(1)工程でストレプトアビジンを結合させた金コロイド粒子(赤)を添加した。SS(2)工程以降の工程においては、ビオチンを結合させたラテックスコロイド粒子(青)とストレプトアビジンを結合させた金コロイド粒子(赤)を交互に添加した。BS工程、SS(5)工程及びSS(10)工程後)の呈色の比較を行った。バッファーには1%Tx-100含有トリスバッファーを用いた。各SS工程は前工程から1分以内に行った。 Biotin-bonded latex colloidal particles (blue) were added in the first BS step, and streptavidin-bonded gold colloidal particles (red) were added in the sensitization step SS(1). In the steps after the SS(2) step, latex colloid particles bound with biotin (blue) and gold colloid particles bound with streptavidin (red) were alternately added. The BS, SS(5) and SS(10) steps were compared). As the buffer, Tris buffer containing 1% Tx-100 was used. Each SS step was performed within 1 minute from the previous step.

試験結果
図6に示す通り、BS工程後では、被験体として1000ナノグラムのストレプトアビジンを用いた場合のみ青色のドットが観察された。一方、SS(10)工程後では、100ナノグラムのストレプトアビジンを用いた場合でも紫色のドットが観察された。また増感された紫色の呈色は被検物質の濃度に依存的であった。
Test Results As shown in FIG. 6, after the BS step, blue dots were observed only when 1000 nanograms of streptavidin was used as a test subject. On the other hand, after the SS(10) step, purple dots were observed even when 100 nanograms of streptavidin was used. The sensitized purple coloration was dependent on the concentration of the test substance.

考察
紫色のドットは用いたラテックスコロイド粒子と金コロイド粒子の2種類の粒子が交互に、結合して、大きな複合体を形成した結果であることが示唆された。これは、新たにコロイド粒子を添加する増感工程(SS(n))を繰り返すことにより、検出感度が上昇したことを示す。本発明を用いた増感は、被検物質濃度依存的及び増感工程回数依存的に感度が上昇することが示唆された。また増感工程は非常に短い時間(粒子が検出部位を通過する間)に行われ、時間当たりの増感効果が非常に高いと考えられる。
Discussion It was suggested that the purple dots were the result of the two types of particles, the latex colloid particles and the gold colloid particles used, alternately binding and forming a large complex. This indicates that the detection sensitivity was increased by repeating the sensitization step (SS(n)) in which colloid particles were newly added. It has been suggested that the sensitization using the present invention increases the sensitivity depending on the concentration of the test substance and the number of sensitization steps. Further, the sensitizing step is performed for a very short time (while the particles pass through the detection site), and it is considered that the sensitizing effect per time is very high.

<実施例5>
試験方法
被検物質として0.5mg/mlのストレプトアビジン1μlをメンブレンに含浸、乾燥させ、マレイミドビオチン結合ラテックス(青)を用いてBS工程を行い、次いでストレプトアビジン結合ラテックス(赤)を用いてSS(1)工程を行った。ネガティブコントロールとしてBS工程又はSS(1)工程のラテックス粒子を除いたバッファーを用いた。バッファーには1%Tx-100含有トリスバッファーを用いた。
<Example 5>
Test method As a test substance, 1 μl of 0.5 mg/ml streptavidin was impregnated into the membrane, dried, and a BS step was performed using maleimide-biotin-bonded latex (blue), and then SS (red) was used for streptavidin-bonded latex (red). 1) Process was performed. As a negative control, a buffer excluding latex particles in the BS step or SS(1) step was used. As the buffer, Tris buffer containing 1% Tx-100 was used.

試験結果
図7に示す通り、ストレプトアビジン:マレイミドビオチン結合ラテックス粒子(青):ストレプトアビジン結合ラテックス粒子(赤)で表される複合体(「:」は結合を示す)の形成を示す紫色のドットが観察された。
Test Results As shown in FIG. 7, purple dots indicating the formation of a complex (“:” indicates binding) represented by streptavidin:maleimidobiotin-bonded latex particles (blue):streptavidin-bonded latex particles (red). Was observed.

考察
親水コロイド粒子同士が、コロイド粒子結合用表面修飾物質を介して結合が可能であることが示唆された。
Discussion It was suggested that the hydrocolloid particles can be bound to each other through the surface modifier for binding the colloid particles.

<実施例6>
概要
RSウィルス(respiratory syncytial virus)に対する2種類の抗体を用いたサンドイッチによるラテラルフローイムノアッセイをBS工程とし、SS(1)のみの増感工程をC(1)にラテックスと金コロイドの混合物を用いて行った。
<Example 6>
Overview
The lateral flow immunoassay by sandwich using two kinds of antibodies against RS virus (respiratory syncytial virus) is used as BS step, and the sensitization step of SS(1) only is performed using a mixture of latex and gold colloid as C(1). It was

試験方法
OD280 = 3.0の抗RSウィルス抗体1μlをメンブレンに含浸、乾燥させ、4倍ごとに段階希釈した不活化RSウィルス抗原とビオチン化処理をした抗RSウィルス抗体結合ラテックス(赤、直径350nm)を混合後、速やかに上記メンブレンを含むストリップを含浸させ、BS工程とした。次にストレプトアビジン結合ラテックス(赤、直径350nm)及びストレプトアビジン結合金コロイド(直径40nm)を用いてSS(1)工程を行い、増感の有無による検出感度の比較を行った。ネガティブコントロールとして抗原を含まないものを用いた。バッファーには1%Tx-100含有トリスバッファーを用いた。
Test method
After the membrane was impregnated with 1 μl of anti-RS virus antibody with OD280 = 3.0, dried, and mixed with inactivated RS virus antigen serially diluted 4 times and biotinylated anti-RS virus antibody-bound latex (red, 350 nm in diameter). Immediately, the strip containing the membrane was impregnated into the BS process. Next, the SS(1) step was carried out using streptavidin-bonded latex (red, diameter 350 nm) and streptavidin-bonded gold colloid (diameter 40 nm) to compare the detection sensitivities with and without sensitization. As a negative control, one containing no antigen was used. As the buffer, Tris buffer containing 1% Tx-100 was used.

試験結果
図8に示す通り、SS(1)工程より最小検出濃度が4倍以上となった。
Test results As shown in FIG. 8, the minimum detection concentration was four times or more than that in the SS(1) step.

考察
同じコロイド粒子結合用表面修飾物質で修飾したサイズの異なる2種類以上の粒子を同一の増感工程に用い、感度が著しく上昇した。多段階の増感や、本SS(1)工程後であれば、DS工程としてビオチン化HRPなどを用いた化学発光での検出にも有用だと考えられる。
Discussion Two or more kinds of particles with different sizes modified by the same surface modifier for binding to colloidal particles were used in the same sensitization process, and the sensitivity was significantly increased. It is considered to be useful for multi-step sensitization and detection by chemiluminescence using biotinylated HRP or the like as the DS step if it is after the SS(1) step.

<実施例7>
概要
RSウィルス(respiratory syncytial virus)に対する2種類の抗体を用いたサンドイッチによるラテラルフローイムノアッセイをBS工程とし、SS(2)までの増感を行い、DS工程においてECL(enhanced chemiluminescence)を用いて検出を行った。SS(2)においてビオチン化HRPを表面に修飾したラテックス粒子だけでなく、ビオチン化HRP自体も作用させた。
<Example 7>
Overview
Lateral flow immunoassay by sandwich using two kinds of antibodies against RS virus (respiratory syncytial virus) is used as BS process, sensitization is performed up to SS(2), and detection is performed using ECL (enhanced chemiluminescence) in DS process. It was Not only latex particles whose surface was modified with biotinylated HRP in SS(2), but also biotinylated HRP itself was made to act.

試験方法
OD280 = 3.0の抗RSウィルス抗体1μlをメンブレンに含浸、乾燥させ、不活化RSウィルス抗原とビオチン化抗RSウィルス抗体結合ラテックス(赤、直径350nm)を混合後、速やかに上記メンブレンを含むストリップを含浸させ、BS工程とした。次にストレプトアビジン結合ラテックス(赤、直径350nm)を用いてSS(1)工程を行った。続いて、ビオチン化HRP結合ラテックス(赤、直径350nm)を含浸させ、さらにビオチン化HRPを含浸させた。ここまでをSS(2)工程として行った。ここで、ストリップを切断し、メンブレン部のみを以降の検討に用いた。DS工程にはLuminata forte(Merck Millipore社)を用い、増感の有無による検出感度の比較を行った。ネガティブコントロールとして抗原を含まないものを用いた。バッファーには1%Tx-100含有トリスバッファーを用いた。
Test method
1 μl of anti-RS virus antibody with OD280 = 3.0 was impregnated into the membrane, dried and mixed with inactivated RS virus antigen and biotinylated anti-RS virus antibody-bound latex (red, 350 nm in diameter), and then immediately impregnated with the strip containing the membrane. The BS process was performed. Next, the SS(1) step was performed using streptavidin-bonded latex (red, diameter 350 nm). Subsequently, biotinylated HRP-bonded latex (red, 350 nm in diameter) was impregnated, and further biotinylated HRP was impregnated. The process up to this point was performed as the SS(2) process. Here, the strip was cut, and only the membrane portion was used for the subsequent examination. Luminata forte (Merck Millipore) was used in the DS process, and the detection sensitivities were compared with and without sensitization. As a negative control, one containing no antigen was used. As the buffer, Tris buffer containing 1% Tx-100 was used.

試験結果
図9を参照。SS(2)のHRPを基質としてDS工程においてECLによる化学発光でRSVが検出された。ビオチン化HRPをコロイド粒子表面修飾物質として用いることで被検物質が検出された。また分子コロイドであるビオチン化HRPをSS(2)工程の後、検出工程の前に併せて用いることで、感度がさらに上昇した。
Test results See FIG. RSV was detected by chemiluminescence by ECL in the DS process using HRP of SS(2) as a substrate. The test substance was detected by using biotinylated HRP as a surface modifier for colloidal particles. The sensitivity was further increased by using biotinylated HRP, which is a molecular colloid, after the SS (2) step and before the detection step.

考察
コロイド粒子と分子コロイドの併用はシグナル/ノイズ比を改善できる可能性がある。また、立体障害やM(1)とM(2)の数の違いによる未反応のコロイド粒子表面修飾物質であるストレプトアビジン(本実施例では単位粒子数当たりのM(1)のストレプトアビジン分子数がBS工程のビオチン分子数に比べ2倍以上多い。)を有効に用いることができる可能性がある。逆に未反応のコロイド粒子表面修飾物質のうちビオチンが多ければ、最終増感工程にビオチン化粒子を用い、ストレプトアビジンHRP分子及びストレプトアビジンHRP結合コロイド粒子を反応基質として用いることができる。
Discussion The combined use of colloidal particles and molecular colloids may improve the signal/noise ratio. Further, streptavidin, which is an unreacted colloidal particle surface modifier due to steric hindrance and a difference in the number of M(1) and M(2) (in this example, the number of streptavidin molecules of M(1) per unit number of particles is Is more than twice as many as the number of biotin molecules in the BS process.) may be effectively used. On the contrary, if biotin is large in the unreacted colloidal particle surface modifier, biotinylated particles can be used in the final sensitization step, and streptavidin HRP molecules and streptavidin HRP-bonded colloidal particles can be used as reaction substrates.

本発明により、様々な被検物質検出法について汎用的に感度増加が可能である。 According to the present invention, it is possible to universally increase the sensitivity for various test substance detection methods.

1 担体
2 被検物質
3 第1番目のコロイド粒子
4 コロイド粒子結合用表面修飾物質であって被検物質に対する親和性物質
5 表面修飾物質結合コロイド粒子
6 コロイド粒子C(1)
7 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(1)
8 増感用修飾コロイド粒子MC(1)
9 コロイド粒子C(2)
10 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(2)
11 増感用修飾コロイド粒子MC(2)
12 コロイド粒子C(3)
13 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(3)
14 増感用修飾コロイド粒子MC(3)
15 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(2)
16 コロイド粒子C(2)
17 増感用修飾コロイド粒子MC(2)
18 コロイド粒子C(3)
19 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(3)
20 増感用修飾コロイド粒子MC(3)
1 carrier 2 test substance 3 first colloidal particle 4 surface modifying substance for binding to colloidal particle and affinity for test substance 5 surface modifying substance binding colloidal particle 6 colloidal particle C(1)
7 Surface modifier M(1) for binding colloidal particles
8 Modified colloidal particles for sensitization MC(1)
9 Colloidal particles C(2)
10 Surface modifier M(2) for binding colloidal particles
11 Modified colloidal particles for sensitization MC(2)
12 Colloidal particles C(3)
13 Surface modifier M(3) for binding colloidal particles
14 Modified colloidal particles for sensitization MC(3)
15 Surface modifier M(2) for binding colloidal particles
16 Colloidal particles C(2)
17 Modified colloidal particles for sensitization MC(2)
18 Colloidal particles C(3)
19 Surface modifier M(3) for binding colloidal particles
20 Modified colloidal particles for sensitization MC(3)

Claims (20)

被検物質に親和性を有する物質を結合させたコロイド粒子を用いた被検物質の検出方法において、被検物質検出の感度を増加させる方法であって、以下の(i)から(iii)の工程を含み、各工程で添加するコロイド粒子の複合体の形成により被検物質の検出感度が上昇する、被検物質検出の感度を増加させる方法:
(i) 被検物質と第1番目のコロイド粒子を直接的に又は間接的に結合させるBS(Binding Step)工程;
(ii) 被検物質と第1番目のコロイド粒子の複合体に、コロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子(MC)をn回添加するSS(Sensitizing Step)工程[nは自然数]であって、m番目のSS(m)工程で添加する増感用修飾コロイド粒子(Modified colloid particle)MC(m)はコロイド粒子C(m)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)が結合したものであり、SS(m+1)工程で添加するコロイド粒子MC(m+1)はコロイド粒子C(m+1)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m+1)が結合したものであり、M(m)とM(m+1)は親和性があり、MC(m)とMC(m+1)はM(m)とM(m+1)の結合を介して複合体を形成する工程[mは自然数であり、m+1≦nである。];並びに
(iii) 形成されたコロイド粒子から直接的又は間接的に発生するシグナルを検出して、被検物質を検出するDS(Detecting Step)工程。
In the method for detecting a test substance using colloidal particles having a substance having an affinity for the test substance, a method for increasing the sensitivity of detection of a test substance, comprising the following (i) to (iii) Including the steps, the detection sensitivity of the test substance is increased by forming a complex of colloidal particles added in each step, and a method of increasing the detection sensitivity of the test substance:
(i) BS (Binding Step) step of directly or indirectly binding the test substance and the first colloidal particles;
(ii) SS (Sensitizing Step) step of adding n times the sensitized modified colloidal particles (MC) to which the surface modification substance for binding the colloidal particles is added to the complex of the test substance and the first colloidal particle [ n is a natural number], and the modified colloid particles for sensitization (Modified colloid particles) MC(m) added in the mth SS(m) step are colloidal particles C(m) and surface modification substances M for binding colloidal particles. (m) are bound to each other, and the colloidal particles MC(m+1) added in the SS(m+1) step are colloidal particles C(m+1) with a surface modifier M(m+1) for binding colloidal particles. ) Are bound together, M(m) and M(m+1) have affinity, and MC(m) and MC(m+1) are bound to M(m) and M(m+1). Step of forming a complex through [m is a natural number and m+1≦n. ]; and
(iii) A DS (Detecting Step) step of detecting a test substance by detecting a signal generated directly or indirectly from the formed colloidal particles.
被検物質に親和性を有する物質を結合させたコロイド粒子を用いた被検物質の検出方法において、被検物質検出の感度を増加させる方法であって、以下の(i)から(iii)の工程を含み、各工程で添加するコロイド粒子の複合体の形成により被検物質の検出感度が上昇する、被検物質検出の感度を増加させる方法:
(i) 被検物質と第1番目のコロイド粒子[この表面が修飾されたコロイド粒子をMC(0)とし、コロイド粒子C(0)に表面修飾物質M(0)が結合したものとする。]を直接的に又は間接的に結合させるBS(Binding Step)工程;
(ii) 被検物質と第1番目のコロイド粒子の複合体に、コロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子(MC)をn回添加するSS(Sensitizing Step)工程[nは自然数]であって、m番目のSS(m)工程で添加する増感用修飾コロイド粒子(Modified colloid particle)MC(m)はコロイド粒子C(m)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)が結合したものであり、1つ前の工程[m>1であればSS(m-1)工程、m=1であればBS工程]で添加するコロイド粒子MC(m-1)はコロイド粒子C(m-1)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m-1)が結合したものであり、M(m-1)とM(m)は親和性があり、MC(m-1)とMC(m)はM(m-1)とM(m)の結合を介して複合体を形成する工程[mは自然数であり、m≦nである。];並びに
(iii) 形成されたコロイド粒子から直接的又は間接的に発生するシグナルを検出して、被検物質を検出するDS(Detecting Step)工程。
In the method for detecting a test substance using colloidal particles having a substance having an affinity for the test substance, a method for increasing the sensitivity of detection of a test substance, comprising the following (i) to (iii) Including the steps, the detection sensitivity of the test substance is increased by forming a complex of colloidal particles added in each step, and a method of increasing the detection sensitivity of the test substance:
(i) Test substance and first colloidal particle [The surface-modified colloidal particle is referred to as MC(0), and the surface modifier M(0) is bound to the colloidal particle C(0). BS (Binding Step) step of directly or indirectly binding
(ii) SS (Sensitizing Step) step of adding n times the sensitized modified colloidal particles (MC) to which the surface modification substance for binding the colloidal particles is added to the complex of the test substance and the first colloidal particle [ n is a natural number], and the modified colloid particles for sensitization (Modified colloid particles) MC(m) added in the mth SS(m) step are colloidal particles C(m) and surface modification substances M for binding colloidal particles. (m) are bound together, colloidal particles MC(m-1) added in the previous step [SS(m-1) step if m>1 and BS step if m=1] Is a surface modification substance M(m-1) for binding colloidal particles to colloidal particles C(m-1).M(m-1) and M(m) have an affinity and MC(m-1) -1) and MC(m) form a complex through the bond of M(m-1) and M(m) [m is a natural number and m≤n. ]; and
(iii) A DS (Detecting Step) step of detecting a test substance by detecting a signal generated directly or indirectly from the formed colloidal particles.
BS工程及び/又はSS工程の少なくとも1つの工程においてコロイド粒子の直接的なシグナルを検出又は測定する請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein a direct signal of the colloidal particles is detected or measured in at least one of the BS step and/or the SS step. コロイド粒子の直径が10nm以上の請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the colloidal particles have a diameter of 10 nm or more. nが1〜10である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein n is 1 to 10. BS工程において、被検物質が被検物質に対する親和性物質を介して、あるいは介さずに不溶性担体に結合されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein in the BS step, the test substance is bound to the insoluble carrier with or without a substance having an affinity for the test substance. BS工程において、被検物質と被検物質に親和性を有する物質を結合させた第1番目のコロイド粒子を結合させる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein in the BS step, the test substance and the first colloidal particles to which a substance having an affinity for the test substance is bound are bound. SS工程で用いるコロイド粒子が、多種類から構成される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the colloidal particles used in the SS step are composed of many types. SS工程で用いるコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子MC(n)が、m番目のSS工程で添加する増感用修飾コロイド粒子MC(m)及びm+1番目のSS工程で添加する増感用修飾コロイド粒子MC(m+1)の2種類から構成される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。 The modified colloidal particles for sensitization MC(n), which is combined with the surface modifier for binding the colloidal particles used in the SS step, are the modified colloidal particles for sensitization MC(m) and the m+1st added in the mth SS step. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, which comprises two types of modified sensitizing modified colloidal particles MC(m+1) added in the SS step. SS工程で用いるコロイド粒子が、m番目のSS工程で用いるコロイド粒子C(m)及びm+1番目のSS工程で用いるコロイド粒子C(m+1)の2種類から構成される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。 The colloidal particles used in the SS step are composed of two types, colloidal particles C(m) used in the mth SS step and colloidal particles C(m+1) used in the m+1th SS step. 10. The method according to any one of items 9 to 9. SS工程で用いるコロイド粒子が、1種類から構成される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the colloidal particles used in the SS step are composed of one type. BS工程で用いる被検物質に親和性を有する物質を結合させた第1番目のコロイド粒子と、SS(m)[mは偶数]工程で用いる増感用修飾コロイド粒子MC(m)が同じである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 The first colloidal particles that have a substance that has an affinity for the test substance used in the BS step are the same as the modified sensitizing colloidal particles MC(m) used in the SS(m) [m is an even number] step. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein: SS(1)工程で用いる増感用修飾コロイド粒子MC(1)と、SS(m)[mは奇数]工程で用いる増感用修飾コロイド粒子MC(m)が同じである、請求項1〜7及び12のいずれか1項に記載の方法。 The modified colloidal particles MC(1) for sensitization used in the SS(1) step and the modified colloidal particles MC(m) for sensitization used in the SS(m) [m is an odd number] step are the same. 13. The method according to any one of 7 and 12. コロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)とM(m+1)の親和性を有する組合せが抗原と抗体の組合せである、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。 14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the combination having an affinity for the surface modifier M(m) for binding colloidal particles and M(m+1) is a combination of an antigen and an antibody. 被検物質が生物由来の物質である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the test substance is a biological substance. 被検物質がウィルスを含む感染性微生物由来の物質である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the test substance is a substance derived from an infectious microorganism including a virus. 検出工程であるDS工程に酵素反応を用いる、請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 16, wherein an enzymatic reaction is used in the DS step which is a detection step. 被検物質検出法がイムノクロマト法である、請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 17, wherein the test substance detection method is an immunochromatography method. 請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法に用いるための、少なくとも被検物質に結合する物質を結合させたコロイド粒子及びn回のSS工程[nは自然数]で用いるコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させた増感用修飾コロイド粒子(MC)を含むキットであり、m番目のSS(m)工程で添加する増感用修飾コロイド粒子(Modified colloid particle)MC(m)はコロイド粒子C(m)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m)が結合したものであり、SS(m+1)工程で添加するコロイド粒子MC(m+1)はコロイド粒子C(m+1)にコロイド粒子結合用表面修飾物質M(m+1)が結合したものであり、M(m)とM(m+1)は親和性があり、MC(m)とMC(m+1)はM(m)とM(m+1)の結合を介して複合体を形成するキット。 For use in the method according to any one of claims 1 to 18, for binding colloidal particles to which at least a substance that binds to a test substance is bound, and for colloidal particle binding used in n SS steps [n is a natural number]. A kit containing modified colloid particles for sensitization (MC) to which a surface modifier is bound. Modified colloid particles for sensitization (Modified colloid particles) MC(m) added in the mth SS(m) step are colloids. The surface modifier M(m) for binding colloidal particles is bound to the particles C(m), and the colloidal particles MC(m+1) added in the SS(m+1) step are colloidal particles C(m+1 ) Is bound with a surface modifier M(m+1) for binding colloidal particles, M(m) and M(m+1) have an affinity, and MC(m) and MC(m+1) Is a kit that forms a complex through the binding of M(m) and M(m+1). イムノクロマト法用キットである、請求項19記載のキット。 The kit according to claim 19, which is a kit for immunochromatography.
JP2019213491A 2018-11-26 2019-11-26 Analyte detection sensitization method using colloidal particles Active JP7369017B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018220681 2018-11-26
JP2018220681 2018-11-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020091285A true JP2020091285A (en) 2020-06-11
JP7369017B2 JP7369017B2 (en) 2023-10-25

Family

ID=71013714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019213491A Active JP7369017B2 (en) 2018-11-26 2019-11-26 Analyte detection sensitization method using colloidal particles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7369017B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1062419A (en) * 1996-06-10 1998-03-06 Bayer Corp Amplification method of response signal in sandwich immunoassay
JP4654414B2 (en) * 2005-12-01 2011-03-23 独立行政法人産業技術総合研究所 Immunochemical detection method and reagent kit for the detection
WO2014007034A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Analysis device and analysis method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1062419A (en) * 1996-06-10 1998-03-06 Bayer Corp Amplification method of response signal in sandwich immunoassay
JP4654414B2 (en) * 2005-12-01 2011-03-23 独立行政法人産業技術総合研究所 Immunochemical detection method and reagent kit for the detection
WO2014007034A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Analysis device and analysis method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEI CHEN: "Ultrasensitive Detection of Trace Protein by Western Blot Based on POLY-Quantum Dot Probes", ANAL. CHEM., vol. 81, JPN6023025122, 2009, pages 9194 - 9198, ISSN: 0005086526 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP7369017B2 (en) 2023-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bishop et al. Sensitivity enhancement in lateral flow assays: a systems perspective
CN103443626B (en) Streptavidin-bonded magnetic particles and manufacturing method for same
US8530230B2 (en) Multiplexed assay methods
US20110229913A1 (en) Method for Amplification of Signal in Immunochromatographic Assay and Immunochromatographic Kit Using the Method
Chu et al. based chemiluminescence immunodevice with temporal controls of reagent transport technique
Shen et al. An enhanced centrifugation-assisted lateral flow immunoassay for the point-of-care detection of protein biomarkers
US20210055289A1 (en) Immunoassay for an automated system
JP2008522170A (en) Particle-based binding assays
JP2007024498A (en) Immunoassay method and biochip
JP2012242162A (en) Composite particle as indicator
JP2007523348A (en) Chromatographic exclusion agglutination assays and their use
Lu et al. Dissolution-enhanced luminescence enhanced digital microfluidics immunoassay for sensitive and automated detection of H5N1
JP4783755B2 (en) Substance detection method
Kimura et al. Strategies to simplify operation procedures for applying labeled antibody-based immunosensors to point-of-care testing
Lv et al. A quantum dot microspheres-based highly specific and sensitive three-dimensional microarray for multiplexed detection of inflammatory factors
JP5660035B2 (en) Fusion protein-containing assembly, method for producing the same, and assay method using the assembly
JP7369017B2 (en) Analyte detection sensitization method using colloidal particles
JP2014228385A (en) Immunity test method and immunity test kit
US20120225422A1 (en) Method and device employing a non-receptor ligand interaction with nanoparticles or other solid phase followed by specific detection
KR20130090174A (en) A biosensor using quenching system and a method for detecting using thereof
JP2001033453A (en) Measuring method for ligand
Kawai et al. Inkjet Printing-Based Immobilization Method for a Single-Step and Homogeneous Competitive Immunoassay in Microchannel Arrays
JP2007033378A (en) Method for adjusting sensitivity of labelling reagent
WO2023243694A1 (en) Method for detecting analyte using polynucleotide
JP2001272405A (en) Examination kit

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20200717

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220708

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230620

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230814

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7369017

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150