JP2550428B2 - ホモジニアスアンペロメトリックイムノアッセイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ジゴキシン，テオフィリンクレアチンキナ
ーゼ（CKMB）、およびヒトじゅうもう性ゴナドトロピン
（HCG）のような分析物の存在を検出するために使われ
得る電気化学的イムノアッセイに関する。本発明の改良
点は、ホモジニアスイムノアッセイにおける、電気活性
分子，キャリア分子および対象となる分析物を含む錯体
の使用を包含する。

（従来の技術） 電気化学的検出方法は、臨床診断のマーケットで広く
採用されている。と言うのは、それらの方法が比較的安
価で使用しやすいためである。ヘテロジニアスな電気化
学的イムノアッセイシステムは、10e−6Mより大きい感
度が必要な場合、広範な洗浄ステップおよび複合的な試
薬付加のために、高度のオペレータ関与をしばしば必要
とする。このレベルの高度でさえも、ジゴキシンのよう
な臨床上重要な小さい分析物の検出およびCKMBやHCGの
ようなもっと大きい分析物の検出にとって不十分であ
る。虚血性心不全および他の急性心臓状態を処置するた
めに広く使用される強心グリコシドであるジゴキシン
は、小さい治療指数を伴う1n mol/Lほどの濃度で治療効
果を有する強力な薬品である。しかしながらジゴキシン
は、治療効果を生じるのに必要な投与量による低い濃度
でも有害であり、毒性に対する感度は処置されている特
定の患者に依存する。ナノモル範囲におけるジゴキシン
の迅速な検出は、心臓の患者を扱うために必要とされ、
そして、ジゴキシンのためのあらゆる有益な検出方法
は、速い応答時間によってナノモル濃度を測定すること
が可能でなければならない。これらの問題は、さらに高
い感度の多相システムを採用することによって解決され
るであろうが今までのところ、そのようなシステムの開
発は、わかりにくかった。電気化学的イムノアッセイの
ための非酵素電気活性標識化に基づくそのようなシステ
ムの開発における困難について、Methods of Biochemic
al Analysis,32巻,P345−393（1986年）でW.R.Heineman
等が述べている。

テオフィリンの存在を検出するためのホモジニアス電
気化学的イムノアッセイの使用が、その活性がリポソー
ムの溶解度に直接比例しかつ試料中の自由抗原の濃度に
反比例するエントラップト酵素を含むリポソームを利用
したリポソームイムノセンサーを用いたものとして、An
alytical Biochemistry118巻，ページ286−293（1981
年）においてM.Haga等によって報告された。電流パルス
がサンプルに導入されると、酵素電極により検出される
ところの酵素の消費が酵素によって触媒され、電流を記
録する。リポソーム内の電気活性分子の取込みについ
て、Analytical Chemistry,60巻,P142−147（1988年）
でR.M.Kannuck等が報告しており、信号増幅のためリポ
ソーム内のカリウムフェロシアン化物の封入を記載して
いる。リポソームは、試料中に存在する抗体と結合し、
カプセルに入れられたカリウムフェロシアン化物を解放
し、これによって電極表面に電流が流れる。実際上、理
論的興味のある電気活性リポソーム技術は、利用するの
が難しく、そして、そのようなシステムに使用されたリ
ポソームの不安定性のため、誤読を生じることがあり得
る。

電気活性酵素錯体を包含するヘテロジニアスおよびホ
モジニアスのイムノアッセイシステムの使用は、Journa
l of Immunoassay,7巻,1−15ページ（1986年）,G.A.Rob
inson等、および欧州特許第85303367.8号に記載されて
いる。この技術は、チロキシンおよびフェロセンモノカ
ルボン酸の複合体を使用することによるチロキシンの検
出に関する。この複合体は、グルコースオキシダーゼの
ようなオキシド・レダクターゼ酵素と電極との間の電子
移動メディエイタとして機能する。電子移動メディエイ
タとして機能するための複合体の能力は、複合体に結合
する抗チロキシン抗体の存在によって損なわれ電極への
電流の流れを減じさせる。ホモジニアスモードにおい
て、複合体，抗体，チロキシン，グリコースオキシダー
ゼおよびグルコースを含むシステムの必要な成分の全て
は、初めに存在するか、或いは、試料に加えられる。代
りに、ヘテロジニアスモードは、電極上で共同固定され
る酵素および抗体を含む。このシステムは、システムに
存在し、システムから除去されていない酵素からの干渉
のような干渉を受けること、および副反応生成物として
の過酸化水素の生成などの欠点を持つ。さらに、酵素反
応および拡散の付加的要求は、このシステムに増大され
た応答時間を必要とすると同様、基線活動性および試料
添加後の活動レベルを測定することを必要とする。

同様にM.H.Eggers等、Clinical Chemistry,28巻,1848
−1851ページ（1982年）、およびT.T.Ngo等、Applied B
iochemistry and Biotechnology,11巻,63−70ページ（1
984年）は、それぞれNADHおよびDNP−アミノカプロン酸
の試料中の存在を検出する電気化学的イムノアッセイ技
術を記載している。これらの方法の双方共、前述した方
法と同じ多数の欠点を持ち、そして、さらに、10e−6M
のみの感度しか、これらのアプローチを用いて可能では
ないと考えられる。

酸化／還元反応に直接参加できる化学的に変性された
酵素が、The Jurnal of Physical Chemistry,91巻,P128
5−1289（1986年）、Journal of the American Chemica
l Society,110巻,P2615−2620（1988年）、Y,Degani an
d A.Heller,および欧州特許出願第88300814.6に記載さ
れている。これらの刊行物に示された技術は、レドック
スセンターを含む錯体を形成するためのフェロセンカル
ボン酸とグルコースオキシダーゼおよびＤ−アミノ酸オ
キシダーゼのような酵素の反応を包含する。この錯体
は、電極との直接的な電気的相互作用が可能である。代
りに、グルコースオキシダーゼのチロシン基は、DOPA基
のような電気化学的な活性基に変換でき、同じ相互作用
が可能である。試料におけるグルコースの存在は、グル
コースと変性された酵素の反応によって電極で電流を直
接測定することにより決定される。

欧州特許第88300814.6号に指摘されるように、レドッ
クスセンターまたはカップルを組み込むための酵素の電
解性は、理論的に望ましいが、達成するのが通常難し
い。酵素の試みられた変性は、ウシカルボキシペプチタ
ーゼＡ中のカルボキシル基をＮ−エチル−５−フェニル
イソキサゾリウム−３′−スルホネートによって変性す
るように、容易に不活性化をもたらす。欧州特許出願に
示されるように、レドックスセンターは電子移動を可能
にするように、十分に電極に近くなければならない（一
方、酵素の不活性化を防ぐために化学中心から十分に隔
って）ので、変性された酵素におけるレドックスセンタ
ーの存在は重大である。実際上これが達成されるための
難しい条件であるということが認識されるであろう。

（発明の構成） 本発明によれば、少くとも１つの電気活性分子に共有
結合されたキャリア分子に共有に結合された少くとも１
つの抗原的分析物を含む電気活性錯体が供給される。好
ましくは、分析物はジゴキシンであり、キャリア分子は
ウシの血清アルブミンであり、そして電気活性分子はフ
ェロセンカルボン酸である。電気活性錯体は、分析物に
対する所定量の抗体を同様に含む電解セル中の血液のよ
うな生物体液の試料と組合わされる。試料体液中の錯体
によって生じるピーク電流を所定するために、示差パル
スボルタメトリーが利用される。この電流は、既知量の
分析物，抗体および電気活性錯体を用いて作った標準曲
線と比較され、試料中に存在する抗体の濃度が決定され
る。

本発明によるホモジニアスアンペロメトリックイムノ
アッセイは、試料中の自由抗原と、成分として抗原また
は分析物を含む電気活性複合体または錯体との、前記抗
原に特異的な抗体に対する結合をめぐる競合的結合を伴
う競合イムノアッセイである。電気活性錯体は、これも
電気活性錯体を含むヒト血液または血清などの生物液体
試料に挿入される電極へ電子を移動させることが可能で
ある。しかしながら、試料中の分析物または抗原に特異
的な抗体を導入すると、電気活性錯体は結合され、それ
によって電極への電子移動が妨げられ、あるいは抑制さ
れる。試料中の自由分析物の導入、あるいは試料中の自
由分析物の存在が、抗体に対して錯体結合抗原と競合す
るので、この反応は競合的結合環境中で可逆的である。
抗体により、錯体の立体障害のために錯体が不活性化さ
れるか、抗体結合錯体のサイズ増大のために電極への拡
散が遅くなると考えられている。この点において本発明
のシステムが都合よく電解測定技術に適用できるという
ことを除けば、本発明におけるイムノアッセイ技術は、
従来の競合結合アッセイと同様である。

本発明を実施に際し、３つの電極が適当な容器中の生
物体液の試料と接触させられる。物理的接触は、概して
電極を試料に浸すことによって行われる。作業電極およ
び対抗電極は、概して、金または白金から形成された金
属電極、またはグラファイト電極である。便利な参照電
極には、塩化物イオン含有溶液中のHg/Hg₂Cl₂およびAg/
AgClが含まれる。

試料は、概して、本発明の検出技術を用いて決定され
るべき分析物の未知量を含む。所定量の電気活性錯体お
よび抗原に対する抗体が、固定された量の試料に加えら
れる。電極間に電圧が加えられ、そして試料溶液中を流
れる電流が測定される。電圧は、示差パルスボルタメト
リーを利用して加えられ、それによって電圧の小さい振
幅パルスがある電圧範囲に亘って加えられる。電流はパ
ルスのちょうど前と後の両方でサンプリングされ、出力
信号は電流の差異である。このデータから、電圧範囲に
亘って得られたピーク電流が決定され得る。このピーク
電流は、既知量の抗原と適当なマトリックス中の同所定
量の電気活性錯体および抗体を用いて作られた標準曲線
または基準曲線と比較される。次に、オリジナルの試料
に存在する抗原の量は、標準曲線から都合よく決定され
る。

本発明において、電気活性錯体を調製するため有益で
ありかつ試料液中の測定に適した典型的分析物には、ジ
ゴキシン，テオフィリン,HCGおよびCKMBがあげられる。
これらの分析物は全て、フェロセンカルボン酸などの電
気活性分子に結合されたウシ血清アルブミン（BSA）な
どの適当なキャリア分子に共有結合できる。フェロセン
/BSA複合物へのジゴキシン分子の共有結合について実施
例１で詳述する。実施例１は特定の反応物質についての
ものであるが、この技術は共有結合できる全ての分析物
に適用できることは理解されよう。所望ならば、１つ以
上の分析物を、キャリア分子に結合させることができ、
それによって抗体のための多数の結合部位と電気活性錯
体の向上された抑制および不活性化が得られる。

臨床環境に広く使われており、シッフ塩基を形成し、
その後ジゴキシン分子の還元によりキャリア分子へ共有
結合するように化学変性ができるため、ジゴキシンは、
好ましい分析物である。ジゴキシンは水溶液に大きくは
溶解しないので、１つ以上のジゴキシンの分子を取り込
んだ電気活性錯体がジゴキシンのみと少くとも同程度に
可溶であり、好ましくはジゴキシンのみより可溶である
ことが望ましい。以下の実施例においてはジゴキシンが
特定的に使用されているが、分析物がアミノまたはカル
ボキシル基を含むように化学変性でき、よってキャリア
分子と共有結合でき、この分析物から形成される電気活
性錯体が試料媒体に可溶ならば臨床的に関心のある広範
な分析物に本発明が適用できることは留意されたい。分
析物が、分析物および電気活性錯体の分析成分に結合で
きる対応する抗体を有することも必要である。電気活性
錯体の分析物部分への結合に伴って、錯体から電極への
電子の移動が実質的に妨げられるように、錯体は電気的
に不活性化されなければならない。ジゴキシンに選択的
な抗体は、高い親和力定数を持ち、従って自由ジゴキシ
ンおよび電気活性錯体を含む競合アッセイにおいて有益
である。試料に存在し得る分析物の量は、治療の目的に
使われる分析物の正常な投与量範囲に応じて変化する。
高度に強力な薬品であるジゴキシンは、通常、試料1ml
当り約0.5ナノグラムから試料1ml当り約2.0ナノグラム
の量で存在する。

電気活性分子は、レドックスセンターを含み、そして
電子を電極へ移動させることが可能な分子である。典型
的な電気活性分子には、フェロセンカルボン酸およびフ
ェロセン酢酸などのフェロセン誘導体があげられる。電
気活性分子はまた、それによって電荷を電極へ移動させ
る能力を失うことなく適当なキャリア分子に共有結合で
きなければならない。フェロセンカルボン酸は、特に好
ましい電気活性分子である。所望ならば、単一の電気活
性分子で得られるより高い電流滴定応答となる増幅効果
を生じさせるため、１つ以上の電気活性分子をキャリア
分子に共有結合させることができる。広い潜在的範囲に
亘るレドックス活性，可逆性,pH独立性，非自動酸化，
還元形での低い溶解性および酸化形での高い溶解性を含
む、優れた電気化学的特製を有するので、フェロセン誘
導体は、好ましい電気活性分子である。

電気活性錯体は、電気活性分子、キャリア分子および
抗原分析物の共有結合を与えるあらゆる適当な手段によ
って調製され得る。実施例２は、単一のBSA分子によっ
て連結された多数のフェロセンおよびジゴキシン分子を
含むフェロセン−BSA−ジゴキシン錯体の調製を示して
いる。この実施例において開示された手順において、フ
ェロセン基を最初に、フェロセンカルボン酸を反応物と
して使用してBSAの分子に結合させて複合体を形成し、
そして多数のジゴキシン基を次に複合体のBSA部分に結
合させる。

電気活性錯体を形成するためのBSAのようなキャリア
分子の使用は、本発明の実施において必須であることが
わかった。中間キャリアまたは連結分子の省略は、フェ
ロセンジゴキシン分子合成の間に試みられたが、この合
成の間、試料に不溶解性であることがわかったフェロセ
ン誘導体が生じた。血液の浸透圧を調製する血しょう蛋
白質であるBSAの使用は、固有の緩衝作用を有し、単一
のBSA分子への１つ以上のフェロセンおよびジゴキシン
分子の共有結合形の改質および共有結合を可能にする多
数の親水性アミノ基残留体を含む水溶液中に高度に可溶
であるという利点を有する。BSAは好ましいキャリア分
子であるが、シトクロム4Cまたはリボヌクレアーゼなど
の、関心のある試料に容易に可溶な他のキャリアも同様
に使用し得る。

電気活性錯体および抗体は、緩衝剤および安定剤のよ
うな試料に加えられる付加的成分と相容性がなければな
らない。典型的に、試料液体は、実施すべき個々の試験
に応じて、6.5〜7.5の範囲のpHまで緩衝される。

本発明のホモジニアスアンペロメトリックイムノアッ
セイ（homogeneous amperometric immunoassay）は、今
までは低い感度のイムノアッセイに限定されていた低レ
ベルのオペレータの関与によるものであっても、少量の
分析物の測定に有用な高レベルの感度を達成できること
がわかった。

（実 施 例） 本発明を以下の実施例に基づいてさらに詳細に説明す
る。実施例からの変更および離脱は、本発明の精神およ
び範囲からかい離することなく行われ得ることは容易に
理解されよう。

実施例１ フェロセンBSA複合体を、BSAによってグルコースオキ
ダーゼを代用したということを除けば、Journal of Phy
sical Chemistry（1987年）におけるY.DeganiおよびA.H
ellerによって示された一般的な手順を用いて調製し
た。フェロセンカルボン酸80mgを乳鉢および乳棒で細か
い粉末に粉砕した。次にそれを、最少量の0.15M Na−He
pes緩衝液を一度に数滴加えることによって溶解した。
粉末が細かく粉砕されていれば、２ミリリットルで、通
常、十分であった。Hepes緩衝液は、粉末が溶解される
まで、ペーハー調節されない状態におかれた。フェロセ
ンカルボン酸の溶液を、磁気攪拌バーを含む25ミリリッ
トルサンプルボトルへ移し、そして全ての容器を全体容
量が約４ミリリットルになるまで新鮮な緩衝液ですすい
だ。サンプルボトルを攪拌と共にペーハーモニターしな
がら氷浴に浸し、そして、ペーハーを、0.1M HClを滴下
して加えることによって7.3に調製した。残りの工程の
全ての間、ペーハーは、0.1M HClか0.15M Na−Hepesの
いずれかを滴下して加えることによって7.2−7.3の間に
維持された。［１（３−ジメチルアミノプロピル）−３
−エチルカルボジイミドハイドロクロリド］100mgを加
え、そして溶液を30分の間攪拌した。次に、尿素の810m
gを15分間の付加的攪拌と共に加えた。攪拌スピード
は、250mgのBSAを徐々に加えると共に、可視の渦を造る
よう増加され、各加えられた量が凝集を回避するため
に、次の付加の前に完全に溶解することを可能にした。
溶液は、比較的同質で、粘性のある状態になった。BSA
の全てが溶解された後で、攪拌を30分間続けた。サンプ
ルボトルをパラフィンでカバーし、冷凍されたDewarフ
ラスコ４℃で18時間置いた。あまりにも長い間置かれる
と、反応は続き、そして凝固塊が生じる。混合物を遠心
機管に移動の後、低速で15分間遠心分離された。濁った
上清を、0.2ミクロン孔フィルタを通してわずかな圧力
（2atm）の下でろ過した。

複合物を、1.5cm×20cm sephasex G−15ゲルクロマト
グラフィカラムを通過させることによって出発反応物か
ら純化した。ゲルカラムをナトリウム酸塩緩衝液pH7.0
によって平衡し、溶離した。２ミリリットル容量の画分
を集め、そして、オレンジ複合体を集められた25画分の
13番目付近で溶離した。複合体の識別は、吸光度の極大
によって示された。つまり、BSAは280nmであり、フェロ
センカルボン酸は450nmであった。複合物の電気活性
は、白金対抗電極および作業電極そしてポテンシオスタ
ットと共にAg/AgCl基準電極を用いた標準３電極システ
ム上で得られた周期的そして示差的パルスボルタモグラ
ムによって確認された。

実施例２ フェロセン−BSA−ジゴキシン錯体をV.P.Butler et a
l,Methods in Euzymology（1982年）において示された
一般的な手順を用いて調製した。

ジゴキシン50mgを乳鉢および乳棒を用いて細かい粉末
に粉砕した。次に、この粉末を、最小量の95％エタノー
ル（1ml未満）と混合した。付加的エタノール（1ml）に
よる乳鉢および乳棒のすすぎと共に25mlサンプルボトル
に移した後混合物はマグネシアコンシステンシの乳状液
を有していた。新たに調製した0.1M NaIO₄、2mlを、継
続的攪拌と共に、５分間に亘って滴下するように混合物
に加えた。次に攪拌をさらに30分間続けた。エチレング
リコール0.1mlを加えて反応を止め、そして過剰の未反
応NaIO₄を不活性化し、さらに攪拌を５分間続けた。次
に混合物のペーハーを、５％K₂CO₃の滴下添加によって
9.3−9.5に調製し、そして純化さたフェロセンBSA複合
体を一度に全て加えた。５％K₂CO₃の添加によって9.3−
9.5にペーハーを維持しながら攪拌を45−60分間、或い
はペーハーが20分間安定しつづけるまで続けた。2mlの
脱イオン中に新たに溶解されたNABH₄30mgを混合物に加
え、ボトルを箔でゆるくカバーして、ガスの放出を可能
にし、室温で18時間放置した。この時の終りに、ペーハ
ーが6.5になるまで1Mの蟻酸を加え、次に混合物を室温
に１時間放置した。攪拌を再開し、そしてペーハーが8.
5になるまで1M NH₄OHを滴下添加した。

フェロセン−BSA−ジゴキシン錯体を、フェロセン−B
SA複合体の純化に用いたのと同じタイプのカラムを通過
させて、出発反応物から純化した。各2mlの少なくとも3
5画分を集めた。画分を含むジゴキシンは、1mlのH₂SO₄
に加えた時に各画分の200マイクロリットルの色変化に
よって識別された。ジゴキシンは、濃縮H₂SO₄中で赤み
がかった茶色に変色し、画分21−26はジゴキシンを含む
ことがわかった。前に行ったように、錯体の電気活性を
これらの画分で決定した。

実施例３ ポリクロナール抗ジゴキシン抗体を、0.085M NaHPO₄
緩衝液中（pH7.0）のフェロセン−BSA−ジゴキシンに加
え、37℃で20分間インキュベートした。加えられた抗体
は、カソード電流における40％減少を引き起こした。自
由ジゴキシンの添加によりカソード電流は元の値に戻っ
た。

実施例４ 1mlリン酸塩緩衝液試料容量におけるフェロセン−BSA
−ジゴキシン複合体10e−8Mのピーク酸化電流を示差パ
ルスボルタメトリーによって測定した。ポリクローナル
抗ジゴキシン抗体の10mlアリコートを錯体に加え、そし
て20分間混合した。ピーク酸化電流を再び測定した。次
に、ジゴキシン基準の様々な濃度の50ulを20分間混合し
ながら加え、その後で再びピーク酸化電流を測定した。
加えられた抗体のみによる電流と比較した、加えられた
自由ジゴキシン濃度によって引き起こされたピーク電流
の増加として実験の結果をプロットした。このように行
われた実験は、１×10e−7Mジゴキシンから４×10e−7M
ジゴキシンに相当する100−300mg/mlのジゴキシン濃度
の動的範囲を示す。さらなる実験は、利用可能な電気活
性錯体の量によって制限されたが、更に薄い錯体試料の
使用は、50mg/ml（６×10e−8M）ジゴキシン基準を検出
するのを可能にした。

前述の実験は、約６ケ月古さであり、かつその間４℃
で緩衝液に蓄えられていた錯体を用いて行った。14:1の
BSAに対するフェロセンの比を有することがわかったこ
の錯体によって達成された検出限界とその錯体を用いて
測定された電流をまとめてみた。1:1のBSAに対するフェ
ロセンの比を有する新たに作られた錯体によって達成さ
れた検出限界をまとめてみた。14:1の錯体で得られた電
流は1:1の錯体で得られた電流とほぼ同じであり、また
1:1の錯体での検出限界は100倍低いことがわかった。1
4:1の錯体は1:1錯体のそれと比べるとさらに低い検出限
界を持つと予測されるであろうが、検出限界における現
実の実験的差異は、各試料の新鮮さにおける差異、そし
て14:1錯体の時間外のその後の活性損失に起因する。実
施例において示された電流の検出限界は、多くの治療薬
品がこの技術を用いて分析され得ることを論証している
（表２参照）。５×10e−8Mの濃度範囲を超える全ての
化合物は、この方法によって検出できる。さらに、測定
されている試料におけるジゴキシンの現実の濃度は試料
マトリックスへの基準液50ul添加の希釈ファクターによ
り、投与量応答曲線で示されるより20倍薄くなってい
る。これは、実際の検出限界が５×10e−9Mであること
を意味する。50ulより多い試料が使用できるか、あるい
は分析が非希釈試料について行われることが好ましい。

実施例５ 実施例１および２は適切な官能基を有する分子を結合
させる周知の方法を示す。アミノ基かカルボキシル基の
いずれかを持つキャリア分子は、実施例１に示されたカ
ルボジイミド工程を用いてアミノまたはカルボキシル基
を持つ分析物または対応する電気活性分子に結合でき
る。錯体成分工程の一般的アプリケーションを示すた
め、前記実施例に開示されたBSA錯体に類似した特性を
示す以下の錯体を作った。

表 ３ カソード アノード ピーク ピーク フェロセンカルボン酸 290mV 350mV フェロセン−BGG−ジゴキシン^ａ 280mV 330mV フェロセン−BSA−ジゴキシン 380mV 430mV フェロセン−RNase−ジゴキシン^ｂ 380mV 430mV
a BGGはウシガンマグロブリンである b RNaseはリボヌクレアーゼである 実施例に使用した67,000の分子量のBSAよりキャリア
分子が小さい場合、キャリア分子への電気活性分子の取
込みに関するより多くのコントロールが得られる。従っ
て、シトクロムC,インスリン，リボヌクレアーゼまたは
合成ペプチドなどの分子がキャリア分子のために使用で
きる（表４）。

表４における分子の全ては生理的溶液に溶解すること
が知られた小さい蛋白質である。さらに、更に小さい分
子量のキャリア分子を用いることは、抗体分子（分子量
＝150,000）が錯体の電気活性に大きく作用することを
可能にする。HCGのような蛋白抗原もこれらのアミノお
よびカルボキシル基を含むことができ、従ってカルボジ
イミドプロトコルをへてキャリア分子と結合され得る。
抗原による抗体結合能の維持は、抗原／抗体複合物の解
離が続く結合された特異的抗体の存在下での結合の実行
によって高められ得る。

本発明の実施態様を以下に項分け記載する。

１） 一組の電極を備えた電気化学的セル内に入れられ
た生物体液の試料中に存在する分析物の濃度を決定する
方法であって、 ａ） 電極に電荷を伝達することのできる電気活性分子
に化学的に結合されたキャリア分子に化学的に結合され
た抗原性分析物を含む電気活性錯体を形成し、 ｂ） 生物体液、予定量の電気活性錯体、および分析物
に対する抗体を前記セルに加え、 ｃ） 前記電極間に電圧を加え、異なる電圧レベルにお
いて前記生物体液内の電流を測定して試料体液について
の電圧／電流の関係を導き、 ｄ） その試料体液についての電圧／電流の関係を既知
量の分析物を用いて導き出した基準的電圧／電流の関係
と比較して試料中に存在する分析物の濃度を決定する、 各工程から成ることを特徴とする方法。

２） 前記分析物がテオフィリン，チロキシン，ジゴキ
シン，およびHCGから成る群より選択されることを特徴
とする実施態様１記載の方法。

３） 前記キャリア分子がウシ血清アルブミンであるこ
とを特徴とする実施態様１記載の方法。

４） 前記電気活性分子がフェロセン誘導体であること
を特徴とする実施態様１記載の方法。

５） 前記フェロセン誘導体がフェロセンカルボン酸お
よびフェロセニル酢酸から成る群より選択されることを
特徴とする実施態様４記載の方法。

６） 前記フェロセン誘導体がフェロセンカルボン酸で
あることを特徴とする実施態様５記載の方法。

７） 前記分析物がジゴキシンであり、前記抗体が抗−
ジゴキシン抗体であり、前記キャリア分子がウシ血清ア
ルブミンであり、そして前記電気活性分子がフェロセン
カルボン酸であることを特徴とする実施態様１記載の方
法。

８） 作業電極および対抗電極を白金またはグラファイ
トから作ることを特徴とする実施態様１記載の方法。

９） 前記生物体液が全血，血しょう，血清，または尿
であることを特徴とする実施態様１記載の方法。

10） 緩衝液を生物体液試料に加えることを特徴とする
実施態様１記載の方法。

11） キャリア分子に化学的に結合された少くとも１つ
の抗原性分析物を含む電気活性錯体であって、前記キャ
リア分子もまた少くとも１つの電気活性分子に化学的に
結合されていることを特徴とする電気活性錯体。

12） 前記分析物がテオフィリン，チロキシン，ジゴキ
シンおよびHCGから成る群より選択されることを特徴と
する実施態様11記載の電気活性錯体。

13） 前記キャリア分子がウシ血清アルブミンであるこ
とを特徴とする実施態様11記載の電気活性錯体。

14） 前記電気活性分子がフェロセンカルボン酸である
ことを特徴とする実施態様11記載の電気活性錯体。

15） ジゴキシン，ウシ血清アルブミンおよびフェロセ
ンカルボン酸の錯体であることを特徴とする実施態様11
記載の電気活性錯体。

16） まずフェロセンカルボン酸をウシ血清アルブミン
に共有結合させ、次にジゴキシンをウシ血清アルブミン
に共有結合させることによって調製されることを特徴と
する実施態様15記載の電気活性錯体。

17） 前記化学結合が共有結合であることを特徴とする
実施態様11記載の電気活性錯体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミキ ヒダカ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90025 ロサンジェルス ペルハム ア ヴェニュー 2040 (72)発明者 ローラ スーザン ウレツキ アメリカ合衆国 マラチューセッツ州 01757 ミルフォード シャドーブルッ ク レーン ９‐１ (56)参考文献 特開 昭60−242361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−149971（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−222699（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリア分子に化学的に結合された少くと
   も１つの抗原性分析物を含む電気活性錯体であって、前
   記キャリア分子もまた少くとも１つの電気活性分子に化
   学的に結合されており、 前記キャリア分子は、１つ以上の抗原性分析物を結合す
   るための、および１つ以上の電気活性分子を結合するた
   めの複数の部位を有することを特徴とする電気活性錯
   体。
2. 【請求項２】キャリア分子に共有結合した少なくとも１
   つの抗原性分析物、並びに該キャリア分子に共有結合し
   た少なくとも１つの電気活性分子を含むことを特徴とす
   る電気活性錯体。
3. 【請求項３】前記分析物がテオフィリン，チロキシン，
   ジゴキシンおよびHCGから成る群より選択されることを
   特徴とする請求項１または２記載の電気活性錯体。
4. 【請求項４】前記キャリア分子がウシ血清アルブミン、
   ウシガンマグロブリン、リボヌクレアーゼ、シトクロム
   Ｃ、インシュリン、または合成ペプチドであることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電気活性錯
   体。
5. 【請求項５】前記電気活性分子がフェロセニル酢酸また
   はフェロセンカルボン酸などのフェロセン誘導体である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電
   気活性錯体。
6. 【請求項６】ジゴキシン，ウシ血清アルブミンおよびフ
   ェロセンカルボン酸から成る錯体であることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか１項記載の電気活性錯体。
7. 【請求項７】まずフェロセンカルボン酸をウシ血清アル
   ブミンに結合させ、次にジゴキシンをウシ血清アルブミ
   ンに結合させることによって調製されることを特徴とす
   る請求項６記載の電気活性錯体。
8. 【請求項８】生物体液中に存在する分析物の濃度を決定
   する方法であって、 ａ） 電極に電荷を伝達することのできる電気活性分子
   を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気活性錯
   体を形成し、 ｂ） 必要ならば緩衝剤を含む生物体液の試料、所定量
   の前記電気活性錯体および分析物に対する抗体を一組の
   電極を備えた電気化学的セルに加え、 ｃ） 前記電極間に電圧を加え、異なる電圧において前
   記生物体液内の電流を測定して該生物体液についての電
   圧／電流の関係を導き、 ｄ） その生物体液についての電圧／電流の関係を既知
   量の分析物を用いて導き出した基準的電圧／電流の関係
   と比較して試料中に存在する分析物の濃度を決定する、 各工程から成ることを特徴とする方法。
9. 【請求項９】作業電極および対抗電極を白金またはグラ
   ファイトから作ることを特徴とする請求項８記載の方
   法。
10. 【請求項１０】前記生物体液が全血、血しょう、血清ま
    たは尿であることを特徴とする請求項８または９記載の
    方法。