JP2634219B2 - 乾燥化学試薬及び常磁性粒子を使用する、正確、迅速かつ簡単な凝固アッセイ実施方法 - Google Patents

乾燥化学試薬及び常磁性粒子を使用する、正確、迅速かつ簡単な凝固アッセイ実施方法

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野: 本発明は凝固アッセイ例えば診断用アッセイ(医学的
診断)を手軽に実施する方法に関する。
従来技術: 本明細書中、「凝固アッセイ」という用語は、(i)
血餅形成または血餅生成アッセイ、(ii)血餅溶解アッ
セイ、及び(iii)血餅形成パラメータアッセイを含む
種類のアッセイを表すように用いている。
臨床アッセイとして使用されている血液凝固反応では
一般にフィブリン血餅形成に要する時間を測定する。こ
れら反応の最も一般的なものはプロトロンビン時間テス
トである。
プロトロンビン時間アッセイで血餅形成を測定するに
は沢山の方法がある。これらの血餅形成によるアッセイ
はいずれもトロンボプラスチンを使用して患者血液試料
と反応させる。利用できる方法により、いつ血餅形成が
起こったかを検出するために使用する方法が異なる。ま
た、使用する装置の型並びに試薬の成分及び/または添
加剤も異なる可能性がある。
血液血餅形成アッセイは主としてスクリーニング、診
断及び抗凝血剤投与中の患者のモニターに使用する。多
くの型の凝固アッセイがあり、プロトロンビン時間(P
T)、部分トロンボプラスチン時間(PPT)、活性化トロ
ンボプラスチン時間(APTT)、フィブリノーゲンアッセ
イ、トロンビン血餅形成時間(TCT)、活性化血餅形成
時間(ACT)等を含んでいる。この中で最もよく実施さ
れているのはプロトロンビン時間である。
プロトロンビン時間(PT)測定は主としてワーファリ
ンのような経口の抗凝血剤を投与されている患者のモニ
ターに使用されている。血餅形成(血栓形成)の再発を
予防し、自然の出血を防止に充分活性のある凝固機構を
維持するためには、これらの患者での凝固を正確にモニ
ターすることが重要である。プロトロンビン時間テスト
により薬剤投与量を調整し、薬剤による疾患管理をより
良好にするための情報が得られる。
従来の方法では、血漿試料に液体試薬を添加してPTア
ッセイを実施する。試薬は一般に乾燥した形で供給さ
れ、主として組織トロンボプラスチン及び塩化カルシウ
ムからなる。使用前に測定した蒸留水を乾燥試薬に加え
て再構成する。
これら試薬は熱感受性であり、使用前は冷蔵する必要
がある。乾燥状態の試薬の有効期間は1〜2年である。
しかし、再構成したときには試薬はかなり不安定とな
り、2〜3時間で使用しないときには廃棄しなければな
らない。再構成した試薬を2〜3日冷蔵保存できること
もある。
試料と試薬とを37℃で混合し、知覚できる血餅(また
は「ゲル血餅」)が検出されるまで反応の進展をモニタ
ーすることによってプロトロンビン時間アッセイを実施
する。ゲル血餅の形成が反応の終点である。この終点は
種々の方法、すなわち粘度変化、電極反応及び最も一般
的には光度測定により検出できる。一般に、テスト結果
を正常(対照)血漿を使用した結果と比較する。
テスト実施前に、血液試料を抗凝血剤(クエン酸塩)
含有の試験管またはシリンジに集める。血液試料を遠心
し、血漿を(例えば傾瀉により)赤血球から分離する。
正確に測定した(通常は0.1ml)血漿を反応容器または
キュベットにピペットで入れる。次に、被測定量の試薬
を、ピペットにて手動で、または予め設定した既知量の
試薬を測定できる他の容量分配系で自動的に加える。あ
るいは、試料を直接試薬に加えることもできる。
一般に、0.2mlの試薬を使用する。試薬の添加により
反応が始まる。現存の血液血餅形成アッセイ特にPTアッ
セイのいずれにも次の欠点が少なくとも1つある:実施
の困難さ;高度に訓練した人材の必要性;測定の不正確
さ;試薬の不安定性;試薬の大量消費など。
従って、例えば医療用の、血液血餅形成アッセイを実
施するための簡便、容易かつ正確な方法が非常に必要で
あると感じられる。このような方法は試料または試薬の
いずれかの処理が最少限となるものがよい。このような
方法は臨床検査の集中的訓練を受けていない人でも容易
に使用でき、試料または試薬含有溶液の調整を必要とし
ないのが理想的である。試薬の不安定性の問題がなく、
非常に正確であるべきである。試料と試薬とを効果的に
混合できるとよい。試料はほんの少量しか必要としない
とよい。そして試料を自動的に処理できるとよく、例え
ば、血液試料の遠心分離や他のいずれのオフライン細胞
分離を必要としないとよい。使用可能な血餅溶解アッセ
イや血餅形成パラメータアッセイも同様に顕著な欠点を
有している。
血餅形成パラメータアッセイは、本明細書では、終点
を得るために血餅形成または血餅溶解を使用しない、広
範な凝固診断における、機能及び構造に基づくアッセイ
を意味している。これらアッセイのほとんどは凝固に関
与する分子マーカーまたは特定要素もしくは成分を定量
するために発色性合成物質を使用する。これらは典型的
には官能性反応に基づくアッセイであり、大多数のイム
ノアッセイ、即ち同じ分子を検出できるが構造認識を使
用し、従って機能性のない被阻害成分または欠損成分を
なお検出してしまう可能性のあるアッセイとは対照的で
ある。本発明は限定的にイムノアッセイに関与するもの
ではないが、一般的には均質な発色性及び蛍光性イムノ
アッセイに適用できる。
発明の開示 従って、本発明の目的は血餅形成もしくは血餅溶解ま
たは血餅形成パラメータアッセイを実施する簡便で容易
な方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は血餅形成もしくは血漿溶解
または血餅形成パラメータアッセイを実施する容易で正
確な方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は非常に正確な血餅形成もし
くは血餅溶解または血餅形成パラメータアッセイを実施
する方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は試薬含有溶液の調製を必要
としない凝固アッセイを実施する方法を提供することで
ある。
本発明のもう一つの目的は試薬の不安定性に関係する
問題を最小限にした凝固アッセイを実施する方法を提供
することである。
本発明のもう一つの目的は非常に正確で再現性のある
凝固アッセイを実施する方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は非常に精密な凝固アッセイ
を実施する方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は試料と試薬とを効果的に混
合できる凝固アッセイを実施する方法を提供することで
ある。
本発明のもう一つの目的はほんの少量の試料しか必要
としない凝固アッセイを実施する方法を提供することで
ある。
本発明のもう一つの目的は容易で正確な診断用凝固ア
ッセイの実施を可能にする新規な部材を提供することで
ある。
本発明のもう一つの目的は、乾燥試薬から試薬溶液を
調製する必要のない診断用凝固アッセイに使用できるよ
うな部材を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、最小限の試料操作で、試
料の正確で再現性のある凝固アッセイの実施を可能にす
るような部材を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、最小限の試料操作で、試
料の精密な凝固アッセイの実施を可能にする新規部材を
提供することである。
本発明のもう一つの目的は、アッセイの実施に試料ま
たは試薬の測定を必要としない診断用凝固アッセイを実
施するための新規な部材を提供することである。
本発明のもう一つの目的は最適な精度が得られる診断
用凝固アッセイを実施するための新規な部材を提供する
ことである。
本発明のもう一つの目的は、試料と試薬とを効果的に
混合することができる診断用凝固アッセイを実施するた
めの新規な部材を提供することである。
本発明のもう一つの目的はほんの少量の試料しか必要
としない診断用凝固アッセイを実施するための新規な部
材を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、血漿から赤血球を分離す
ることなく全血についてアッセイを実施できる診断用凝
固アッセイを行うための新規の部材を提供することであ
る。
本発明の目的は凝固アッセイ用の新規な試薬を提供す
ることである。
驚くべきことに、これらの目的そして以下の発明の説
明から明らかになるであろう他の目的の全てが、凝固ま
たは血餅溶解アッセイを実施する本発明方法の発見によ
り満たされた。
本発明は血餅形成時間、血餅溶解時間及び血餅形成パ
ラメータの測定に使用できる。本発明の基本的側面で
は、本発明が提供するアッセイは次のステップからな
る。磁気粒子を有するアッセイの第一成分を、反応保持
手段例えば実質的に平らな表面のもの、反応スライドま
たはマイクロタイタープレート上に置く。次に、第一成
分を、(1)振動(状態の)静止磁場または(2)運動
(状態の)永久磁場または(3)振動磁場と静止永久磁
場の組合せの作用にかける。次に、アッセイの第二成分
を第一成分に加え、磁気粒子に対する磁場または運動性
永久磁石の作用をモニターする。
本発明の一つの面では、本方法を血液凝固アッセイの
実施に使用する。その用途には次の順序のステップを使
用する: (1) 測定した量のアッセイすべき液体試料を、
(i)磁気粒子と(ii)すくなくとも1つの乾燥試薬と
の組合せを載置した反応保持手段例えば実質的に平らな
表面のもの、反応スライドまたはマイクロタイタープレ
ートに加え、ここで、この組合せは実質的に分散したま
たは実質的に平らにした形態で配置されており; (2) 前記組合せを、(1)振動磁場または(2)運
動永久磁場または(3)振動磁場と静止磁場の組合せに
かけ;そして (3) 磁気粒子の動きをモニターする。
もう一つの面では、本発明方法を血餅溶解アッセイに
使用する。この用途では、次の順序のステップを使用す
る: (1) 磁気粒子を有し、反応保持手段例えば実質的に
平らな表面のもの、反応スライド、またはマイクロタイ
タープレート上に載置した試薬に血餅溶解(のための)
成分含有試料を加え、ここで、前記凝固した試料を
(1)振動磁場または(2)運動永久磁場または(3)
振動磁場と静止永久磁場との組合せをかけ;そして (2) 磁気粒子の動きをモニターする。上記の磁気粒
子を有する試薬に血餅溶解成分含有試料を加える第一段
階を実施するには種々の方法がある。従って、磁気粒子
を有する試薬に血餅溶解成分含有試料を加える代わり
に、磁気粒子を有する試薬に、血餅溶解試薬含有試料を
加えることができる。また、血餅溶解成分または血餅溶
解過程の開始剤もしくは阻害剤を含有する試料を磁気粒
子含有試薬に加えることもできる。或は、磁気粒子含有
試薬に、血餅溶解成分または血餅溶解過程開始剤含有試
料を加えて、最初に血餅形成を開始し、次に血餅溶解さ
せることもできる。
本方法は新規な反応スライド中で有利に実施でき、新
規反応スライドも本発明の一部を構成するものである。
本発明は色を発するアッセイ(すなわち発色アッセ
イ)または色の変化が関与するアッセイをモニターする
ための膜を具備する反応スライドも提供する。
このような発色アッセイ例えば血餅形成パラメータア
ッセイを実施するときには、本発明は、互いに接続して
いる試料ウェルと上側表面に膜が結合している反応室と
を規定(領域決定)している導管構造からなり、被測定
量の少なくとも1つの試薬を反応室中に含有している部
材の試料ウェルに、試料を加えることからなる。特定量
の試料を毛細管現象により反応室に引き入れ、膜と試薬
とを接触させて試料と試薬の反応を開始させる。膜の色
の任意の変化をモニターすることにより反応をモニター
する。
図面の簡単な説明 添付図面と関連付けて以下の詳細説明を参照すると、
容易に本発明及び本発明に伴う利点の多くをより完全に
理解できるであろう。参照番号はいくつかの観点を通し
て同じまたは対応の部分を示している。
第1図は、平らな表面に試料を加えた後の磁気粒子と
乾燥試薬との組合わせを100倍の倍率で示しており、磁
気群が配向状態の間を振動していることが示される。磁
場の影響下では粒子は柱状の構造またはスタックス
(山,堆積)を形成する。これがどのようにして起こる
のかは正確には知られていないが、約100倍の倍率の光
学顕微鏡でこれらのスタックスが観察された。スタック
スの各粒子は小さすぎて解像できなかった。各スタック
スは不均一表面を有する円筒状の物体または軸のようで
あり、円筒の縦に沿って直径は幾らか異なる。軸によっ
ては他より細いものである。
第2図は、(A)電磁石波形、(B)試料添加後の磁
気粒子と乾燥試薬の組合せの配向、及び(C)アッセイ
実施時に磁気粒子の振動を反映する光検出器からのAC結
合電気信号の間の関係を示している。
第3図は、磁気粒子の配向状態間の振動の光学信号を
モニターすることにより得た記録を示している。
第4図は、上記第3図に示す記録を時間を拡大して示
した図である。
第5図は、凝固反応測定用に磁気粒子を使用するため
の装置と反応スライドの垂直断面図である。
第6図は、本発明アッセイを実施できる実質的に平ら
な表面と凝固反応を測定すに適した配置の磁場発生手段
との2つの図を示している。
第7図は、1つの永久磁石の単純な直線状運動を使用
して明滅現象を発生させる磁気粒子振動発生法の2つの
図を示している。
第8図は、1つの電磁石を使用して明滅現象を発生さ
せる磁気粒子振動発生法を示している。
第9図は、1つの永久磁石の軌道運動を使用して明滅
現象を発生させる磁気粒子振動発生法の2つの図を示し
ている。
第10図は、血餅溶解アッセイでの磁気粒子の配向状態
間の振動の光学信号をモニターして得た記録と測定に使
用した標準曲線とを示している。
第11図は、化学反応の前または後に種を分離し、必要
に応じて膜内に試薬を含有し、簡便に反射率を測定でき
るように反応容量と一体化した部分としての膜を有する
反応スライドを示している。
第12図は、膜を具備した第11図の反応スライドの断面
図であり、反射率の測定法を示している。
第13図は、本発明反応スライドの第一実施態様のカバ
ーを上から見た図である。
第14図は、第一実施態様の反応スライドの上層を上か
ら見た図である。
第15図は、第一実施態様の反応スライドの基底部を上
から見た図である。
第16図は、組み立てた反応スライドと同様の方向に部
材が向いている、第13〜15図に示す物品の分解組立図で
ある。
第17図は第13図〜第15図の部材の、組立時の上から見
た図である。
第18a、b及びc図は、本発明の反応スライドの断片
の縦断面図であり、反応スライドが上層を含むスペーサ
からなる変更例を示している。
第19図は、本発明の反応スライドの種々の実施態様の
分解組立図である。
第20図は、第19図の実施態様の上から見た図である。
第21図及び第22図は各々、第20図の線X VII−X VII及
びX VIII−X VIIIでの縦断面図である。
第23図は、反応スライド、光源の実施態様及び光検出
器の横断面図を示しており、光源及び光検出器は光の散
乱を測定するために載置してある。
第24図は、光の散乱を測定するためにハウジング中に
置いた反応スライドを上から見た図であり、このときハ
ウジングのカバーは外してある。
第25図は、第24図の線XXI−XXIでの縦断面図であり、
ここではハウジングのカバーも示している。
第26図は、プロトロンビン時間測定用装置の模式図で
ある。
第27図は、粘着層を使用しない修正例である反応スラ
イドの垂直断面図を図式化しており、その実施態様に入
る光を示している。
第28図は、反応スライド(断面ではない)、外部導波
管及び透過/吸収測定装置の使用法を示している。
第29図は、光の散乱と透過/吸収との同時測定を示す
第26図と同様の図である。
第30図は、反射率に基づく測定を行う部分的に一体化
された半球上に載置した反応スライドを示している。
第31図は、反応空間に対流を供給するための反応スラ
イドのカバー上の永久磁石の使用法を示している。
第32図は、反応空間に対流を供給するためのソレノイ
ドの使用法を示している。
第33図は、反応空間内に対流を発生させるためにカバ
ーを局部的に屈曲させる装置を示している。
第34図は、所与の振動磁場で作動するような対流を供
給し、反応室内の磁気粒子による反射率を測定し、選択
的に種を運ぶ膜を有する、反応スライドの縦断面図であ
る。
第35図は、粘度変換器を有する反応スライドの縦断面
図である。
第36図は、反応スライドの基底部にある乾燥・試薬含
有層を示す反応室の部分断片である。
第37図は、2つの反応空間を持つパラレルフロータイ
プの反応スライドを上から見た図であり、光源及び検出
器も示している。
第38図は、第37図を線LX VI−LX VIで切った縦断面図
であり、また第37図及び第38図は同じ試料から2つの異
なるアッセイを実施しうる装置を示している。
第39図(a及びb)及び第40図(a及びb)は反応ス
ライドの種々の2成分組立体を示している。
第41〜48図は、本発明で得たデータを提供する。
第49図は、本発明に使用できる試料アプリケータを示
している。
本発明の最良実施法 一つの一般的な実施態様では、本発明は磁気粒子の動
きをモニターすることによる新規な凝固アッセイモニタ
リング法を提供する。
もう一つの一般的実施態様では、本発明は磁気粒子を
含有する乾燥試薬を提供する。この乾燥試薬は凝固アッ
セイに使用する試薬である。
凝固アッセイへの使用: 本発明は、以下の説明からなる、試料の凝固アッセイ
を実施する方法を提供する。
もう一つの実施態様では、試料の凝固アッセイを実施
する方法は: (i) アッセイに必要な第二成分にアッセイに必要な
第一成分を加え、ここで、前記第二成分は磁気粒子を有
する試薬からなり、前記第二成分を(1a)振動磁場、
(1b)運動永久磁場または(1c)振動磁場と静止永久磁
場の組合せにかけ;そして (ii) 前記振動磁場または運動永久磁場または振動磁
場と静止永久磁場との組合せのいずれかにより磁気粒子
に誘導された動きをモニターして前記アッセイを実施す
る ことからなる。
もう一つの実施態様は: (1) 互いに接続している試料ウェルと反応室とを規
定している導管構造からなる部材であって、反応室は膜
またはゲル層が接合している上部表面で規定されている
部材における、その試料ウェルに試料を加え、ここで、
前記部材は反応室中に少なくとも1つの被測定量の試薬
を含有しており;特定容量の試料は毛細管現象により反
応室中に入り、膜及び試薬と接触して試料と試薬の半納
が始まり;そして (2) 前記反応をモニターする ことからなる凝固反応の実施法である。
もう一つの実施態様では、部材は反応室内に少なくと
も1つの試薬と磁気粒子の組合せを含有している。
本発明は凝固アッセイ用試薬も提供する。この改良点
は試薬が乾燥した形であり、磁気粒子を含有しているこ
とからなる。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がフィ
ブリン血餅アッセイ用試薬である。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がトロ
ンボプラスチンカルシウム試薬である。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬が塩化
カルシウムを含む部分的にトロンボプラスチンの試薬で
ある。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬が塩化
カルシウム及び活性化因子を含む部分的にトロンボプラ
スチンの試薬である。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がトロ
ンビンである。
もう一つの実施態様は、凝固アッセイ用試薬が溶解ア
ッセイ用試薬である。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がフィ
ブリン血餅溶解アッセイ用試薬である。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がプラ
スミノーゲとフィブリンまたはトロンビンのいずれかと
を含むプラスミノーゲン活性化因子アッセイ試薬であ
る。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がフィ
ブリンまたはトロンビンのいずれかを含むプラスミンア
ッセイ試薬である。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がプラ
スミノーゲン活性化因子とフィブリンまたはトロンビン
のいずれかとを含むプラスミノーゲンアッセイ試薬であ
る。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がスト
レプトキナーゼまたはウロキナーゼである。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬が天然
または合成の組織プロスミノーゲン活性化因子である。
もう一つの実施態様では、凝固アッセイ用試薬がフィ
ブリン及びプラスミンを含むα−2−抗プラスミンアッ
セイ試薬である。
血餅形成アッセイへの適用: 本発明は、 (1) アッセイすべき液体試料の被測定量を(i)磁
気粒子及び(ii)少なくとも1つの乾燥試薬からなる組
合せに加え、ここで、前記組合せを試薬保持手段上に置
き、実質的に分散したまたは実質的に平らな(フラット
な)形態に配置し、そして(1a)振動磁場または(1b)
運動永久磁場または(1c)振動磁場と静止永久磁場の組
合せにかけ;そして (2) 前記磁気粒子の動きをモニターする ことからなる血餅形成アッセイを実施する方法を提供す
る。
もう一つの実施態様では、本発明方法は前記アッセイ
を実施する部材中で血餅形成アッセイを実施する方法で
あり、 (1) 液体試料を前記部材に加え、ここで、前記部材
は互いに接続している試料ウェルと反応質とを規定して
いる導管構造からなり、前記導管構造は試料ウェル中の
液体試料を毛細管現象により反応室に引き入れ満たす幾
何学的形態を有し、反応容量を満たした後には液体試料
はそこに静止し、反応容量は(i)磁気粒子及び(ii)
少なくとも1つの乾燥試薬の組合せを有しており、磁気
粒子は(1a)振動磁場または(1b)運動磁場または(1
c)振動磁場と静止永久磁場との組合せにかけ;そして (2) 前記磁気粒子の動きをモニターする ことからなる。
もう一つの実施態様では、部材は外部からの光を反応
容量に伝える手段を含んでいる。
もう一つの実施態様では、部材は反応室から分散され
る光を検出する手段を含んでいる。
もう一つの実施態様では、部材を永久磁石及び電磁石
の近くに置き、電磁石で起こした振動磁場で磁気粒子を
動かす。
もう一つの実施態様では、部材を永久磁石及び電磁石
の近くに置くと共に永久磁石と電磁石の間に位置させ、
電磁石で起こした振動磁場で磁気粒子を動かす。
もう一つの実施態様では、試薬が磁気粒子を含んでい
る。
もう一つの実施態様では、試料は全血からなる。
もの一つの実施態様では、試料は血餅からなる。
もう一つの実施態様では、磁気粒子は振動磁場をかけ
ることにより振動する。
もう一つの実施態様では、磁気粒子は運動永久磁場を
かけることにより動く。
もう一つの実施態様では、乾燥試薬はトロンボプラス
チンカルシウム試薬からなる。
−血餅溶解アッセイへの適用: 本発明は、患者の血液または血漿試料、少なくとも1
つの血餅生成試薬を含有する乾燥試薬及び常磁性粒子を
接触させ、磁場が誘導する粒子の動きを光学的にモニタ
ーし;動きをモニターすることによりその試料の血餅形
成と溶解の終点を測定することからなる血餅溶解アッセ
イを実施する方法も提供する。
もう一つの実施態様では、本発明は血餅溶解または血
餅溶解の活性化もしくは阻害に関与する生化学的成分に
ついてのアッセイを実施する方法を提供する。この方法
は、 (1) 磁気粒子を含む標準化した血餅を含有する試薬
に被測定量の試料を加え、ここで、磁気粒子を含む試薬
は実質的に平らな表面に起き、次いで(1a)振動磁場ま
たは(1b)運動磁場または(1c)振動磁場と静止永久磁
場との組合せにかけ;そして (2) 磁気粒子の動きをモニターする ことからなる。
もう一つの実施態様では、本発明方法は、 (1) 血餅溶解試薬または血餅溶解成分含有試料の被
測定量を磁気粒子を有する血餅形成した試料に加え、こ
こで、磁気粒子を有する血餅形成した試料は実質的に平
らな表面上に置き、次いで(1a)振動磁場または(1b)
運動磁場または(1c)振動磁場と静止永久磁場との組合
せにかけ;そして (2) 磁気粒子の動きをモニターする ことからなる、血餅溶解アッセイの実施法である。
この実施態様では、血餅溶解アッセイは組織プラスミ
ノーゲン活性化因子アッセイとして使用できる。
さらにもう一つの実施態様では、試料自身を添加され
た試薬により作用させることができるが、この場合、試
料が先ず血餅を形成し、次に試料中の血餅溶解開示剤、
成分及び/または薬剤により血餅溶解するように作用さ
せる。血餅形成と血餅溶解の両方の過程をモニターし、
それから診断用の情報を得る。
−血餅形成パラメータアッセイへの適用: 本発明は血餅形成パラメータアッセイを実施する部材
も提供する。部材は互いに接続している試料ウェルと反
応室とを規定する導管構造からなり、反応室は半透過層
例えば膜またはゲル層が結合した上表面により規定され
ており、導管構造は試料ウェル内の液体試料を毛細管現
象で反応室に引き入れ満たす幾何学的形態を有してお
り、反応室を満たした後液体試料はそこに静止したまで
ある。もう一つの実施態様では、光透過層は反応室中の
反応をモニターする手段である。
もう一つの実施態様では、半透過層内に少なくとも1
つの乾燥試薬を含んでいる。
もう一つの実施態様では、少なくとも1つの乾燥試薬
は透明な表面に付着していない半透過層の表面にある。
もう一つの実施態様では、試薬は少なくとも1つの酵
素を含有している。
もう一つの実施態様では、光透過層は複数の積層膜単
位からなり、各膜は少なくとも1つの乾燥試薬を含んで
いる。
もう一つの実施態様では、部材は磁気粒子と少なくと
も1つの乾燥試薬の組合せを有している。
本発明は、永久磁石と、時間調整手段と、常磁性粒子
を有する乾燥試薬少なくとも1つを有する反応スライド
とからなる凝固アッセイを実施するためのキットも提供
する。
もう一つの実施態様では、本発明は、本質的に非トロ
ンボゲン性物質からなり、皮膚の刺点から血液試料を採
取し試料を乾燥試薬含有部材に移送する移送ピペットを
含む。
もう一つの実施態様では、キットは試料特に1滴の試
料を採取し、移送または適用するピペットを含む。第49
図に示すピペットは、採取源(例えば、指の刺点または
試験管でもありうる)から反応スライドの試料ウェルに
試料を移送するポリオレフィンの点眼器型アプリケータ
でありうる。好適アプリケータは毛細管穴802を有する
幹と、孔801のあるバルブ800を含む。毛細管現象により
幹の開いた先端を通って予め記した充填ライン803以上
まで充填するときには孔は覆っていない。孔を例えば指
で覆い、バルブをしごいて試料を出す。好適実施態様で
は、毛細管の内部を表面活性剤で処理してもよい。
本発明は、温度調節用手段、磁気粒子を動かすことの
できる振動磁場または運動永久磁場を生成する手段、照
射手段、常磁性粒子を有する少なくとも1つの乾燥試薬
を含有し、全血または血漿試料を受容できる手段、磁気
粒子の動きを測光的にモニターし、磁気粒子の動きの結
果を解釈してアッセイ測定を行う手段、及び試薬を含有
する部材を含む機器からなる血液凝固測定を実施するシ
ステムも提供する。
磁気粒子運動 本発明では、(1)振動磁場または(2)運動磁場ま
たは(3)振動磁場と静止永久磁場との組合せにかける
ことにより磁気粒子を動かす。アッセイでは次に、粒子
の運動(振動または明滅)をモニターする。
振動磁場は、アッセイを実施する試薬保持手段例えば
実質的に平らな表面のものに対してそれ自身は静止して
いる振動磁場発生手段で発生させる。第1図に示すよう
に、振動磁場と運動永久磁場の両者は平らな表面500上
の磁気粒子を凝集させ柱状の凝集体601及び602とする。
これら凝集体は振動磁場により配向状態601と602の間を
変化し、観察者の裸眼で「明滅」または反射光もしくは
散乱光の明暗の周期的変動と映る状態を生じる。
振動磁場または運動永久磁場の影響下で、拡大して観
察した粒子は円筒状または柱状に凝集し、これは約90゜
の配向変化して、明と暗の反射または散乱光が観察でき
る。
第8図は、試薬と磁気粒子の組合せ501を有する実質
的に平らな表面500及び振動磁場発生手段506を示してい
る。
第7図及び第9図に示すように、運動永久磁場は永久
磁場発生手段で発生する。その永久磁場発生手段は第7
図の線502及び第9図の線504である実質的に平らな表面
の主要面に平行な方向に動く。この運動永久磁場は振動
磁場で観察されたものと同様な磁気粒子の凝集や運動現
象を引き起こす。
本発明の好適実施態様では、第6図に示すように、振
動磁場と静止永久磁場の組合せを使用する。この実施態
様では、永久磁石503及び振動磁場発生手段505の両者、
がアッセイを実施する反応保持手段すなわち実質的に平
らな表面500に対し静止している。
血餅形成反応では、磁気粒子運動の縮小で血餅形成の
終点を同定する。血餅溶解反応では、磁気粒子運動増加
の始まりが血餅溶解の終点である。
反応保持手段: 本発明の血餅形成及び血餅溶解アッセイは反応保持手
段上で実施する。この反応保持手段はアッセイに使用す
る試薬を支持し、磁気粒子運動をモニターできるいずれ
の手段でもよい。このような反応保持手段にはマイクロ
タイターウェル、その均等物、実質的に平らな表面のも
のまたは下記の本発明により提供される反応スライドを
含む。
試 薬: 本発明に使用する試薬は本明細書中に記載のアッセイ
に使用するものである。磁気粒子を良く練られた混合物
中に含有していることが特徴である。乾燥試薬1mlに対
し0.5以下から50mg好ましくは1から10mgの磁気粒子が
存在する。
アッセイ: −血餅形成アッセイ: 血餅形成アッセイ(つまりプロトロンビン時間)を実
施する本発明方法の主要な要素、パラメータ及び特徴の
いくつかを下記に示す。
本発明の重要な特徴の一つは、(i)反応保持手段例
えば実質的にまたは本質的に平らな反応表面のもの及び
(ii)試薬と磁気粒子の平坦状または薄層状の混合物を
使用することである。試薬−試料混合物の表面(または
投影部分)が容積に比べて大きくなるように試薬と磁気
粒子の組成物との表面を配置する。
立方体または球状容量でなく分散したまたは本質的に
平らな形態に配置した乾燥試薬に試料を加えない限り、
常磁性粒子を含有する乾燥試薬に関連する方法論の再現
性はあまり高くなく、従ってあまり有用ではない。分散
しまたは平らな形態により試薬の溶解が促進される。更
に、より重要なことには、分散したまたは平らな形態に
よりモニターすべき血餅の見える部分が大きくなる。
下記に詳細に示す(例えば、第16図参照)反応スライ
ドのような毛細管スライドの幾何学的形態は適当に平ら
な形態を作り、試薬を入れ、試料を測定するには理想的
であるが、常磁性粒子含有乾燥試薬を含む固体表面(例
えば、マイクロタイタープレートウェルまたは実質的に
平らな表面)に予め測定した量の試料を単に加えること
によりアッセイの実施が完全に良好になろう。従って、
許容できる結果が反応スライドなしに得られる。本発明
のこの面では、簡単な一般的な反応保持手段を使用す
る。
乾燥試薬は血液または血漿試料添加後迅速に溶解でき
るよう調製することが重要である。表面上でのさらに好
ましくは毛細管またはほぼ毛細管の間隔で近接した2つ
の表面の間での凍結乾燥物が最も良く作用する。これに
より、試料を迅速に浸透し溶解させる、物質含量の低い
塊が得られる。
乾燥常磁性粒子ベースのPT試薬の調製には凍結乾燥が
最良であるが、室温、真空、乾燥剤、対流その他の乾燥
を使用しても良い結果が得られる。例えば、反応スライ
ド(適所にスペーサがある)の基底部で試薬を室温空気
乾燥させ、カバーをかけると自動測定乾燥試薬含有部材
ができる。
良好なアッセイ結果を得るために使用できる試料と、
試薬と磁気粒子の組合せとの比は種々様々である。磁気
粒子が多すぎると、反応を行う表面は非常に暗く、群集
するだろうし、「明滅」信号の読み取りは難しいかもし
れない。粒子が少なすぎると、明滅信号が弱すぎること
があり、信号−ノイズ比が低くなろう。
典型的なプロトンビン時間反応では、血漿試料0.1ml
に0.2ml(200μ)のトロンビンカルシウム試薬を加え
る。小さな変化がアッセイの再現性に影響することもあ
る。一般に液体試薬を扱う機器では全量300μの反応
混合物を使用して凝固を測定する。より少量の液体試薬
または試料を使用するにはより少量の反応容量をモニタ
ーできるより高価な機器を必要とし、少量になる程度に
応じてピペッティング誤差が生まれることがある。
乾燥試薬反応システム中では、(液体1ml当り約5〜5
0mgの)常磁性粒子を含有するトロンボプラスチン−カ
ルシウム試薬約25μを凍結乾燥させて乾燥試薬を製造
する。しかし、1ml当り0.5〜5mgを使用して良好な試薬
の製造に成功することもあり、実際の反応スライドでは
1ml当り0.5mlよりずっと少量を使用することができる
(下記参照)。この乾燥試薬に約25μの血漿(または
全血)試料を加えてアッセイを実施する。従って、試薬
と血漿の比2:1は所与容量の試料中は1:1の溶質の割合と
なる。
最終反応混合物中の試薬濃度も重要である。乾燥試薬
系では液体試料と反応させる前に試薬を溶解する必要が
あるため、試薬濃度が高すぎることは不可能であり、高
すぎると試料を加えたときに完全には溶解しないであろ
う。試薬濃度が低すぎると終点がはっきりしない。
2つの源からのトロンボプラスチンから得たデータに
基づいて、はっきりした規則はまだ確立されていない。
一つの源では、推奨基準より(2倍まで)高い濃度では
PTアッセイ値は高く、濃度が(通常の4分1まで)下が
るとアッセイ値が下がった。他の源では、より狭い範囲
(推奨基準の4分の1まで希釈)について研究したが反
対の傾向を示した。
試薬のカルシウム成分が特に重要である。カルシウム
がない場合には、抗凝血剤を含まない全血、例えば静脈
穿刺部位からシリンジで集めたまたは指の穿刺部位から
ランセットで集めた血液に対してのみ試薬は良好な作用
を示す。カルシウムがあるときには、クエン酸処理した
血液から調製した血漿と同様、クエン酸塩抗凝血剤を含
む試験管またはシリンジに集めた全血をアッセイするこ
とができる。
カルシウムが存在しないまたはカルシウム濃度が非常
に低いときには、クエン酸添加した血液または血漿のプ
ロトロンビン時間は顕著に長くなる。抗凝血剤の作用に
打ち勝つに充分なカルシウムが存在しなければ、血餅形
成は完全に阻害される。過剰のカルシウムが存在すると
きには、プロトロンビン時間はまた長くなり、極度に過
剰なとき(1当り25mM以上)にはアッセイの有効性が
崩れることがある。しかし、乾燥試薬アッセイで血餅形
成時間が最も短くなる、そしてクエン酸添加血漿、クエ
ン酸添加全血、抗凝血剤なしに静脈穿刺で採取した全血
及び(抗凝固剤なしに)指先から採取した全血について
のプロトロンビン時間測定の実施に効果的なカルシウム
濃度域がある。この試薬では、(カルシウム)の範囲は
約8〜13ミリモル/である。しかし、トロンボプラス
チン試薬により最適なカルシウム濃度は変化しうる。従
って、8〜13ミリモルの範囲は一般的な指標にすぎな
い。
最適カルシウム濃度は1当りおよそ8〜18ミリモ
ル、好ましくは8〜13ミリモル、最も好ましくは約10ミ
リモル付近である。1当り約10ミリモルのカルシウム
濃度では、患者毎のカルシウム濃度の違いからのカルシ
ウムの量変化により、テスト結果が変わることはない。
本発明の新規な方法はプロトロンビン時間アッセイに
のみ好都合に適用できるのではなく、多くの他の型の慣
用の臨床凝固アッセイ、特に終点としてフィブリン血餅
を測定するものにも適用できる。
種々の乾燥試薬を使用して種々の凝固アッセイを実施
するために本発明に従い基本的反応スライド(例えば第
17図に示すスライド)または単に実質的に平らな表面を
使用できる。例えば、本発明方法は下記のものと共に有
利に使用できる: 1.プロトロンビン時間(PT)アッセイ用の、トロンボプ
ラスチンカルシウム試薬及び磁気粒子; 2.部分トロンボプラスチン時間(PTT)アッセイ用の、
塩化カルシウムを含む一部トロンボプラスチン試薬及び
磁気粒子; 3.活性化部分トロンボプラスチン時間(APTT)アッセイ
用の、塩化カルシウムと活性化因子を有する一部トロン
ボプラスチン試薬多び磁気粒子; 4.トロンビン血餅形成時間(TCT)アッセイ用の、トロ
ンビン試薬及び磁気粒子;または 5.フィブリノーゲンアッセイ用に試薬及び試料の濃度を
変化させること。例えば第17図のスライドを使用して、
多くの他の凝固反応も本発明に従って実施できる。
乾燥試薬を使用するプロトロンビン時間アッセイが2
〜3知られている。また、試薬中に磁気粒子を使用する
プロトロンビン時間アッセイも2〜3知られている。乾
燥試薬を磁気粒子の両者を合わせることに成功した例は
なく、本発明により初めて凝固アッセイの面で成功し
た。
磁気粒子に基づく少数の入手可能なシステムで単に試
薬を乾燥または凍結乾燥させようとする試みでは有効に
作用せず、このシステムの目的を損なうことになろう
(これはすべて液体成分の操作による)。極少数の入手
可能な乾燥試薬系に磁気粒子を加える方法は、常磁性粒
子の光学特性を測定するのではなく、また単にそのよう
に適応することもできないであろうことから、更なる改
良は望めはないであろう。
−血漿形成パラメータアッセイ: もう一つの実施態様では、以下に詳細に述べる第11図
及び第12図に示す反応スライドを提供する。この実施態
様では、モニタリング手段の半透過層、例えば膜または
ゲル層を具備するスライドを提供し、広範囲の他のアッ
セイの実施に使用できる。第11図に示すように、本発明
のこの実施態様で得られる反応スライドは反応容量66の
中に半透過層40を具備している。この層はアッセイ試料
から液体と溶解した血液成分もしくは化合物を吸収する
ために使用できる。これにより反射率測定でモニターで
きる層の変化が起こり、アッセイの測定が得られる。
この実施態様を適用できる可能性は非常に多い。血液
凝固に関しては、種々の合成発色性基質を使用する凝固
変数の測定から沢山の新規なアッセイが導かれた。例と
して、抗トロンビンIII、ヘパリン、プラスミノーゲ
ン、2−抗プラスミン及び第X因子がある。これらのよ
り新しいアミド溶解法はキットとして市販されており、
これらの合成基質法に基づく更に新しいアッセイがまだ
増え続けている。これらの一部は、例えばFareedら、Cl
in.Chem.29/2 225−236(1983)及びSvendsenら、Semin
ars in Thrombosis and Hemostasis,9/4,250−262(198
3)に記載されている。
合成基質は酵素切断でp−ニトロアニリンを放出する
分子である。これは淡黄色を発する。最大吸収は405ナ
ノメータ付近であり、ここで一般的に反応を測定する。
この方法を使用すると、一般に、分光光度計、セミマイ
クロキュベット、血液を回転して血漿を分離する遠心
器、37℃の水浴及びストップウォッチを必要とする。初
速度の測定には、37℃に自動温度調節したキュベット容
器を有する光度計が一般に必要である。
第11図の反応スライドを使用すると、予め血漿を分離
する必要なく合成基質アッセイを実施できる。この場
合、光検出器(フォトダイオード)上の400ナノメータ
の光学フィルターと共に、赤血球分離用の適切な膜を使
用する。次のような乾燥試薬と共に、市販の発色性合成
基質S−2251(H−D−Val−Leu−Lys−pNA 2HCl)を
使用して、下記の全血アッセイを実施できる: 1.プラスミノーゲン(利用できるプラスミン全体)アッ
セイ用の組織プラスミノーゲン活性化因子、S−2251及
びバッファ; 2.遊離プラスミンアッセイ用のS−2251及びバッファ; 3.α−2−抗プラスミンアッセイ用のプラスミン及びS
−2251;及び 4.組織プラスミノーゲン活性化因子アッセイ(t−PA)
用のプラスミノーゲン、フィブリン断片、S−2251及び
バッファ。
本発明のこの実施態様には磁気粒子は必要ではない。
しかし、例えば第12図に示す反応空間40中に置くことに
より磁気粒子は好都合に使用でき、それは混合を改良す
るよう作用する。
−血餅溶解アッセイ: 上記のように、本発明は血餅溶解に基づくアッセイの
実施にも有用である。
血餅溶解型のアッセイには種々の型があり、多様な目
的で使用されてきた。これらアッセイの色々なものを下
記に示す。これらのアッセイは全てが同じ生化学的パラ
メータを測定するのではない。他の方法からの結果と相
関しない結果が得られることも多い。
ユーグロンビン溶解時間−このテストは患者の血液血
漿を酸性化してフィブリノーゲン及びフィブリン溶解活
性成分を沈澱させることを基としている。次に、沈澱を
バッファに再溶解させ、血餅形成させる。37℃でこの血
餅が完全に溶解する時間をユーグロンビン溶解時間とい
う。通常のユーグロンビン時間は3〜4時間の範囲であ
り、過剰にフィブリノリシスが起こる患者では2時間
に、臨床的に有意な程度に出血している患者では30分ま
で短縮されよう。
希釈血液または血漿血餅溶解時間−これらの方法は、
患者の血漿または全血を希釈し、トロンビンで試料を血
餅形成し、37℃で血餅溶解について試料を観察すること
を含む。正常人で2〜24時間またはそれ以上にわたる広
範な範囲で変化する。
フィブリンプレート法−この方法は試料として血漿ま
たはそのユーグロンビン画分を使用する。標準化したフ
ィブリン血餅の薄層を含有するプレート上に試料を置
く。17〜20時間インキュベートした後、溶解面積を測定
する。アッセイは正確であると報告されており、フィブ
リン溶解活性、プラスミン及びプラスミノーゲンの測定
に使用されてきた。このテストは血栓溶解療法のモニタ
ーに使用するには時間がかかりすぎる。
標識フィブリン基質の溶解−これらのアッセイはフィ
ブリンの放射活性アイソトープ標識または蛍光標識を使
用する。溶解過程中にフィブリンが消化されると、断片
が放出され、これを定量できる。これらのアッセイは1
〜2時間で実施できる。
トロンボエラストグラフィー−これらの方法は血餅の
剪断弾性を測定する種々の型の装置を使用する。これら
の方法で溶解アッセイを実施するには一般に数時間かか
る。
カゼイン溶解法−ミルク中に見られる蛋白質のカゼイ
ンは酵素プラスミンの基質として使用できる。蛍光また
は放射性標識を使用してカゼインの分解速度を測定する
ことにより、この方法をプラスミノーゲン活性化因子、
プラスミノーゲンまたはプラスミンのアッセイに使用で
きる。
上記の方法はH.C.KwaanによりDisorders of Fibrinol
ysis,Medical Clinics of North America 1972:56,163
−176で検討されている。上記方法の中で使用に便利な
ものはなく、一般にこれらの方法は全血の測定には適用
できない。あるものは非常に時間がかかり、結果を得る
までに数時間かかる。また、高価な装置を必要とするも
のもある。これらの方法は一般には、t−PA、ストレプ
トキナーゼ、ウロキナーゼ等の薬剤の血栓溶解療法を受
けている患者を即時にモニタリングするには適していな
い。
血餅溶解に関連する生化学的成分のより最近のアッセ
イ法はプラスミンの基質として作用するアミノ酸エステ
ルを使用する。これらの合成基質を酵素プラスミンで切
断するとクロモフォアまたはフルオロフォアが放出さ
れ、色(または蛍光)を発し、これをモニターできる。
アミノ酸エステルまたはアミド溶解法そしてカゼイン
分解法は比較的特異的であり、プラスミンの基質が関与
しているが、フィブリンが真の基質であり、従ってフィ
ブリンに基づかないアッセイ法は特異的ではないとの懸
念が科学文献に発表されている。しかし、特にアミド溶
解法は受け入れられている。
本発明は、これらの型の方法では初めて全血アッセイ
を実施する半透過層を有する部材も提供し、このような
アッセイの使用を大いに簡便なものとした。血餅溶解に
関連する他のアッセイにはフィブリン分解産物(FDP)
または血餅溶解に際して分解された断片の測定法が含ま
れる。これらは主としてイムノアッセイである。イムノ
アッセイはフィブリン溶解に関連する他の因子の測定に
も使用できる。しかし、破壊された生化学的に阻害され
た物質もまだ検出される可能性があるので、イムノアッ
セイの結果は分析した生化学物質の代謝的または機能的
活性濃度に対し正確に相関はしないかもしれない。
血餅溶解アッセイを改良するさまざまな努力として、
試験管を数時間前後緩やかに動かして試験管内の血餅の
溶解を助け、その後ロットから放出される液体を、2つ
の電気接触間の回路を完成させて血餅溶解の完了時に終
点の信号を発するようにして、検出するに充分な量集め
られるようにする装置が開発された(H.J.Wilkens及び
N.Back、American Journal of Clinical Pathology 66,
124−131(1976))。20年前に開発された、血餅溶解に
つれて血餅から発生する空気泡の上昇を利用する半自動
的な血餅溶解アッセイはいまでも使用されている:D.Col
lem,G.Tytgat及びM.Verstraete,American Journal of c
linical Pathology 21,705−707(1968)。より最近の
改良には、プレート上の消化されたフィブリンの薄層の
環状部分を正確に測定することによるフィブリンプレー
ト法の精密化が含まれる:J.JespersenとT.Astrup,Haemo
stasis 13:301−315(1983)。
最近、フィブリン溶解アッセイはマイクロタイタープ
レートで行われ、コンピューター互換性のマイクロタイ
タープレートリーダーを使用して自動化されている。そ
れは光学密度を測定し、クロットが消化されたときを検
出できる:D.P.Beebe及びD.L.Aronson,Thrombosis Resea
rch 47:123−128(1987)。R.H.Carlson,R.L.Garnik,A.
J.S.Jones及びA.M.Meunierはより最近、マイクロ遠心分
析器中での標準化血餅の濁度測定(時間に対する吸光
度)を使用してバッファ中のt−PA濃度をアッセイでき
る可能性を示した:Analytical Biochemistry168,428−4
35(1988)。
上記の使用できる方法にはt−PAアッセイ、プラスミ
ノーゲンアッセイ等のような用途で全血の即時モニタリ
ングに好都合に使用できるものはない。本発明の提供す
る方法では、プラスミノーゲン活性化因子(t−PA、ス
トレプトキナーゼ、ウロキナーゼ等);プラスミノーゲ
ン;プラスミン;阻害剤;等のような物質の具体的な濃
度を測定するための、乾燥試薬を使用した簡便、迅速な
全血血餅溶解に基づくアッセイを実施できる。
アッセイは多くの方法で使用できる: 1.外因性血餅溶解を基とする方法−ここでは、フィブリ
ン(フィブリノーゲン−トロンビン反応)からの標準化
血餅を乾燥試薬の形態の常磁性粒子と合わせる。乾燥試
薬は他の要素例えば(プラスミノーゲン活性化因子アッ
セイ用には)高濃度のプラスミノーゲンも含有できる。
前記のように、全血を加え、常磁性粒子の動きをモニタ
ーする。血餅からの粒子の放出は溶解開始を示し、この
開始までの時間及び溶解の初期段階の速度要因はアッセ
イする溶解因子の濃度と比例する。
2.内因性血餅溶解を基とする方法−ここでは、トロンビ
ン(または、トロンビンよりヘパリン感受性の低い、ト
ロンビン様蛇毒素例えばアトロキシン)、常磁性粒子、
及びことによると他の成分を含有する反応スライドを使
用する。患者の血液試料を加える。この血液は患者のフ
ィブリノーゲンに対するトロンビンの作用により血餅を
形成する。次に、標準化した血餅の代わりに患者自身の
血餅について溶解アッセイを行い、患者のフィブリンに
ついての情報例えば既知量のt−PAによる溶解され易さ
を明らかにする。
本発明の新規な面は血餅内に包まれた磁気粒子の使用
である。血餅が溶解するにつれ、より多くの磁気粒子が
自由に動き始め(振動)、明滅信号が増加する。
この方法では、反応スライドと磁気粒子を使用して組
織プラスミノーゲン活性化因子のような血餅溶解促進物
質を測定できる。例えば、第10図に見られるように、予
め形成したフィブリン血餅、プラスミノーゲン及び磁気
粒子を含有する乾燥反応スライドを使用して、第17図に
示した反応スライド配置で簡便にt−PAアッセイを実施
する。表面上の反応スライドなしにまたは適当な容器中
で、同じ乾燥試薬と交番磁場を使用しても実施できるが
かなり困難になる。
第10図に全血t−PAアッセイを示す。終点は明滅信号
がしきい値以上に上昇し始めるかはっきりした傾斜の変
化を示した点である。全時間(出発点から終点まで)は
t−PA濃度に反比例し、非常に再現性がある。較正用に
適切な標準曲線を使用することによって、同じアッセイ
を他のプラスミノーゲン活性化因子の定量に使用でき
る。
全血を使用する、プラスミノーゲンまたは利用できる
全プラスミンを検出するような他のアッセイにも同様の
方法が使用できる。プラスミン検出の場合には、磁気粒
子含有スライド及び予め形成した血餅を使用する。プラ
スミノーゲンの検出には、試薬としてプラスミノーゲン
活性化因子も必要である。
磁気粒子 反磁性物質は磁石に引き付けられることはなく、反発
するかも知れない。常磁性とは、原子または分子全体を
磁石として作用するようにさせる原子または分子中不対
電子の存在により付与される特性である。磁場内に置く
とこれらの微視的磁石は互いに並び、磁場に向かって引
き付けられる。強磁性材料は同じ方向に整列した非常に
多量の常磁性原子を含有する「ドメイン」を形成する常
磁性物質である。強磁性材料の磁場との相互作用の強度
は他の常磁性材料のそれより非常に強い。元素鉄、ニッ
ケル及びコバルトは強磁性材料である。本明細書中を通
し、磁気と常磁性という用語は互いに交換でき、強磁性
材料も含んでいる。
本発明の実施において、適切な常磁性粒子を使用する
ことが重要である。不活性度、磁気特性及び大きさの組
合せが適当なものである。粒子は不活性であり反応に影
響しないことが重要である。
磁気特性の重要さを説明する。マグネタイト(Fe
3O4)はFe2O3よりも非常に磁性が強く、より好適な乾燥
試薬と磁気粒子の組合せを作る。磁気ラテックス粒子
(例えば、Seradyn,Inc.製)も使用できるが、非常に磁
性が弱く、全血アッセイには劣った試薬ができる。
磁気粒子の大きさも重要である。粒子の直径は一般に
5ミクロン未満がよい。(1ミクロン未満の)小さい粒
子はより大きな粒子よりよい作用を持つ傾向にある。例
えば、直径0.7ミクロンの粒子がよい。粒子は容易に沈
澱してはならず、コロイド状の大きさに近くなると最良
の結果が得られる。大きさが小さいと試薬混合物中に粒
子がより簡単に分散され、磁場内に入り、反応の間にモ
ニターされる。
一見、光の波長より小さい粒子は検出可能ではない用
に考えられるため、有効に作用しないように思われる
が、非常に小さい粒子でさえ、使用する磁場の型が適当
であれば容易に目に見える凝集体となる。例えば、平均
粒径0.3ミクロン(フィッシャー法で)の粒子は、875ナ
ノメーター(0.875ミクロン)で最大発光となる赤外LED
からの光を照射するとよく作用する。常磁性電子の濃度
は一般に、乾燥試薬混合物を調製するために使用するト
ロンボプラスチンカルシウム試薬(または他の試薬)1m
l当り約5〜50mgの範囲であるとよい。この場合、この
試薬は常磁性粒子を加える前に凝固テストに使用する充
分な濃度である。
PT試薬中で有効に作用する粒子は酸化鉄(III)鉄(I
I)(Fe3O4)である。ニッケル(Ni)粒子もFe3O4とほ
ぼ同様に作用する。酸化鉄(III)(Fe2O3)もよく作用
する。鉄(Fe)粒子も強度に磁性であるが、弱い終点の
検出にはFe3O4と同等には働かない。既述の新規発明に
使用でき、その用途のために作用する磁気(常磁性また
は超常磁性)粒子の中には全く違う目的で使用されてい
るものもある。例えば、磁気ラテックス球は一般に、典
型的には抗原−抗体反応に関与する凝集アッセイに使用
する。他の磁気粒子(参考文献No.9)は抗原−抗体反応
での分離に使用できるものである。
最良の乾燥試薬を作る酸化鉄(III)鉄(II)粒子の
大きさは平均粒径を決定するフイッシャー法を使用して
製造業者が特定化する。この方法によれば、平均粒径は
0.3ミクロンである。粒子をトロンボプラスチン(また
はトロンボプラスチン−カルシウム)溶液に懸濁した
後、重い粒子は沈み、軽い画分のみを乾燥粒子の製造に
使用する。従って、平均粒径は0.3ミクロン未満と予想
される。
乾燥試薬を処方するために使用できる粒子の濃度範囲
はかなり広いが、上記の粒子は25mg/mlでトロンボプラ
スチン溶液に加えるのが一般的である。軽い画分を除去
した後、粒子全容量の約80%が残り、粒子全容量の約20
%が乾燥試薬中に入ることになる。従って、実際の乾燥
試薬では1ml当り約5mgのFe3O4が使用されると信じる。
乾燥試薬中には、1ml当り0.5〜50mgまたは0.5mgよりず
っと低量で使用できる。
最終的な乾燥(凍結乾燥)試薬を注意深く顕微鏡によ
り、そしてマイクロメーターレベルの測定を行うと、試
薬は水平表面の上側と下側(カバーと基底部)にコーテ
ィングとして反応スライド上に存在することが判った。
ポリエステルのカバー、ポリエステルの基底部及び0.00
7インチの厚さのスペーサでは、下部表面(基底部)を
被覆する乾燥試薬は一般に0.0015インチ厚未満であり、
0.0001インチ程まで薄くてもよい。
上部表面(カバー)上の乾燥試薬コーティングは約0.
0005インチから0.0001インチまたはそれより十分薄い。
この手法を使用して、測定不能な上部表面上のコーティ
ングを作ることもできる。
本質的に全ての酸化鉄粒子が下部表面試薬中にくるこ
とがよくある。粒子が試薬中に現れるときには、バンプ
や山(または浅い石筍もしくは鍾乳石)のようになった
群集で存在する。そうでなければ、試薬は、こすると蝋
状でありうるが、水を加えたときまたは高湿度のときで
さえ直ちに溶ける比較的均質なフィルムを形成する。フ
ィルムの厚さには石筍様または鍾乳石様の分も含む。
分析を行う試薬−試料混合物には比較的平らな表面を
使用することが重要である。混合物をより容易に観察す
ることができ、粒子明滅現象の利点を充分活用できるよ
うに混合物は平らな表面に広げられる。
有利に乾燥試薬を配置し、試料を捕らえるために浅い
ウェルやくぼみを使用することができる。しかし、いず
れにしても、最良の結果を得るためには、試料は正確、
精密に測定し、ピペッティングする必要がある。(試料
を自動測定するように毛細管間隔で配置した平行なプレ
ート配置つまり反応スライダが特に望ましいが、必須で
はない)。
表面の反射能が高い場合には、反射能のより低い表面
より、バックグラウンドの反射率が高いかもしれない。
どちらの表面もよく作用するであろうが、信号が弱いと
きには反射能の低い表面のほうが良いであろう。
試薬の添加前に好適な表面活性剤で表面を予め処理す
ると、表面との接触角度が下がって試薬を広げるために
望ましいかもしれない。そのとき以外は、表面活性試薬
(すなわち、表面活性剤または洗剤)は必要ではない。
液体試薬を乾燥させる前に試薬含有部材として平行なプ
レート配置を使用する場合には、蒸留水中0.1%のTrito
n X−100で表面を予処理すると液体試薬はより速く流れ
るであろう。
本発明で非常に正確な結果を得るためには反応室の広
範な領域を観察することが重要である。平らな反応室の
非常に小さい部分を観察する場合には、結果の再現性は
あまり良くない。
例えば、平らな反応室の全投影域100mm2中5〜10mm2
しかモニターしないと、結果の再現性はあまり良いとは
いえない。例えば、前投影域の20〜50%*という、反応
の広範な代表部分を観察すると、結果は非常に再現性の
あるものとなる。
(*これは25μの反応混合物を含有し、観察すること
のできる反応域(投影域)約100mm2の反応スライドにつ
いて計算した。) 全投影域の範囲については具体的に研究していない。
反応混合物の容量に対する投影域の大きさが投影域自身
の実際の大きさよりも重要と思われる。
反応室が小さいときには投影域は非常に小さくてもよ
いであろうが、見易さ及び観察する粒子の総数の少なさ
が究極的には投影域を限定するであろう。投影域が非常
に大きいと、全域で同時に反応を開始するのは難しい。
明滅パターンを観察して得たデータは重合フィブリンが
部分全体中で均一にそして同時に形成されることは殆ど
ないことを示しており、従って大きな部分を観察するこ
とが最も良い。
反応室の投影部分内にこの観察域が集まると一般に最
良の結果が得られる。究極的な観察域は反応室の前投影
域を観察することである。全投影域を観察すると、同じ
部分の中心の40〜50%を観察するよりもほんの僅かにだ
け良い結果となりうる。
振動する明暗領域として現れる常磁性粒子の時間によ
る配向の変化を生じさせるには運動磁場が必要である。
磁力線配向は平らな反応室の面に直角とその面に低い角
度(または平行)との間を反復するとよい。この角度は
どんな角度でもよいが、粒子の配向の両端については0
゜と90゜で最大の信号が得られる。理論的には、80゜及
び85゜は使用できるが、信号は小さいであろう。
この運動磁場を使用する目的は、粒子配向変化の1回
の全周期中に、固体支持表面に垂直にそして表面に対し
て水平に粒子を動かすことである。上から見ると、最初
の配向はより明るく、後者はより暗く見える。血餅の形
成が始まると振動または光の強度の交互交換は弱まる。
これは、恐らく、凝固反応(フィブリノーゲンの重合)
から形成されたフィブリンポリマー中に粒子の一部が包
まれたためであろう。
磁場の強さは、全血試料を使用するときでさえ、粒子
内で観察可能な配向変化を起こし、凝固の終点を検出す
るに充分強いのであるべきである。全血が存在すると粒
子運動から良好な光学的信号を得ることがより困難にな
る。
明滅現象を得るための磁束密度は、血漿については約
5ガウス、全血については約10ガウスより非常に低くて
はならず、20〜600ガウスが非常に有効であり、ずっと
大きくてもよい。従って、5〜600ガウス以上の磁束密
度を使用できる。
第5図に示す配置で優秀なアッセイが実施できた。こ
こでは、バイアス磁石が反応容量内で約0.030インチの
間隔で+20ガウスと−20ガウスの磁束密度ピークを発生
させた。電流をかけたときには電磁束密度は電磁石核の
中心上にある反応室の中心部で+60から最大の+90ガウ
スの範囲であった。もう一つの電磁石でも同じバイアス
磁石で優れたアッセイ結果が得られた。この電磁石は+
100から最大の+120〜+130ガウスの束密度を作り出し
た。
磁場配向変化の周波数が重要である。周波数が0.25ヘ
ルツ未満では、終点は最も近接しても2秒までしか読め
ないため、終点の精度は低くなるであろう。周波数が約
4ヘルツより高いと、終点検出の感受性は低くなり、従
って、精度も低くなるであろう。約1ヘルツの周波数が
ちょうど良い妥協点である。信号ピークの間隔は0.5秒
とでき、良好な精度が得られる。
反応室が載っている表面の下(または上)の永久磁石
を回転させることにより達成できるような、平らな反応
室の面での磁場方向の回転は、使用した乾燥系ではあま
り再現性のある終点は得られないであろう。例えばAdle
r(米国特許3,650,698及びU.S.Re.27,866)が使用した
ような、回転磁石法は常磁性粒子で渦巻様作用を起こ
し、粒子を中心に近づけるよう動かす。血餅形成時に
「渦巻」はその動きを全部または一部止める。この作用
は固相試薬には余り適さず、本発明の乾燥試薬と共に使
用すると再現性について問題がある。乾燥試薬で終点を
得る試みを繰り返したが、回転磁石法では終点の再現性
は不良であった。さらに、粒子の突然の凝集で示される
ように、終点が得られることもあるが、回転磁場内で凝
集物は回転を続けており、検出はさらに不確実なものと
なる。
時間で変化する磁場は種々の方法で得られる。例え
ば、反応容量を表面上に置くと、次の配置が可能であ
る: A.表面を通る磁力線を有し、表面の下(または上)にあ
る永久磁極または励磁された電磁石は表面に平行な直線
に沿って前後に動く。乾燥試薬と磁気粒子の混合物に液
体試料を加えると、磁石の各通過に伴う「明滅」が観察
される。液体試料がないときには、磁気粒子は乾燥試薬
内で自由に動くことはできないであろうし、本質的に明
滅信号は観察されないようである。これは第7図に示し
ている。第7a及びb図は、試薬と磁気粒子の組合せ501
を有する実質的に平らな反応表面500の図を提供する。
永久磁石503は方向502に移動する。
B.励磁したときに表面を通る磁力線を磁石が生じさせる
ように、(好ましくは強磁性核を有する)電磁石を表面
の下(または上)に置く。磁石をオン・オフとすると、
乾燥試薬と磁気粒子(及び添加した試料)の混合物の明
滅が観察される。しかし、この方法は、第8図に示すよ
うにあまり劇的ではなく、従って直線を前後に動かした
同じ磁石と比べ弱い信号を発する。
C.表面を通る磁力線を有し、表面の下または上にある永
久磁石または電磁石を、環状、長円形または同様の繰り
返し軌道で表面と平行に動かす。この結果、明滅パター
ンが得られる。これは第9図に示している。第9a及びb
図は実質的に平らな表面500に関しての永久磁石503の動
き504を示している。
D.平らで薄いバイアス磁石(例えば、磁石表面に沿って
縞模様の繰り返しとして配置した複数の極を有するスト
リップまたはテープ状永久磁石)を、表面の直接下に置
き、その下にある電磁石を周期的に励磁する。これは第
5図に示している。試料を加えると乾燥試薬は簡単に溶
解し、磁気粒子を放出する。例A,B,C,D及びFの場合の
ように、磁気粒子は微視的な塊または山状に配向する。
粒子はバイアス磁石の磁力線(表面に対して水平)に沿
って向き、電磁石を励磁すると表面に垂直(または急勾
配)になる。これにより、明滅に加えバイアス磁石の磁
力線に沿って粒子が濃くなる傾向にあるA、BまたはC
で生じるものとは幾分異なる特徴的明滅パターンが生じ
る。
E.磁気粒子が存在する表面の下に配された永久バイアス
磁石(平坦な円筒状または他の平坦な幾何学的形状)
と、対向する極を有する電磁石。これは、磁力線が(磁
石が励磁されたときに)磁気粒子を有する表面に平行に
なり、永久磁石からの磁力線の方向に垂直となるよう
に、互いに向かい合っている。これは第6図に示す。第
6a及びb図は実質的に平らな表面500と振動磁場手段505
の近くにある静止永久磁石503を示している。
F.最もはっきりした明滅はAとCで得られる。B、D及
びEでは運動部分を必要とせず、その中でBの効果が最
も低い。明滅パターンを生じさせる配向の基礎原理に従
う限りは他の磁石や幾何学的形状も使用できる。例え
ば、永久磁極は垂直の線に沿って上下に動くことがで
き、軌道の頂点では磁極は、反応混合物が載っている表
面の底の近くに来る。軌道の底部では、磁力線が表面を
横断し、粒子運動を引き起こすことがなくなるほど遠く
まで働く。
粒子運動のモニタリング 光源を使用して磁気粒子の動きをモニターできる。こ
の光源は良好な光学信号すなわち反射及び/または分散
光信号を出すのに充分の光度を有すべきである。充分明
るい部屋または太陽光の当たる部屋での可視的に観察は
満足なものであるが、自動の系には適していない。常磁
性粒子によりバックグラウンド以上に反射または分散さ
れるものであれば、波長はそれほど重要ではない。
ピーク波長635ナノメーターで発光する、リン化ガリ
ウムLED上のHewlett Packard HLMP−3750リン化亜ヒ酸
ガリウムのような超明るいLEDがよく機能する。ピーク
波長875ナノメーターで発光するTRW OP290A亜ヒ酸アル
ミニウムガリウムLEDの様な赤外LEDを選択するとさらに
よい。
光源はD.C.モードまたは動脈モードのいずれで操作し
てもかなり安定であるべきである。粒子の配向周期の
間、「明」と「暗」のピーク信号測定を精密に行い、血
餅形成開始によるピーク間距離の減少を容易に識別でき
るようにし、上記の安定性が重要である。
また、適切な角度で光を測定することも重要である。
反応混合物が載っている表面が透明であれば、反応混合
物を介した透過により明滅効果を測定できる。この場
合、光源と検出器は視野に一列に並び、反応混合物はそ
の間に置く。しかし、この方法では磁石または温度調節
装置の場所が余りない。
より実際的な構成では、第5図に示すように、反応混
合物からの光の反射または分散により明滅効果を測定す
る。この構成では、光が反応混合物を照射して、検出器
が反応混合物を見る角度とは異なる光入射角度(表面に
直角から)を作るように光源を使用する。これにより
(入射角度と等しい)反射角度で発生するぎらぎらを避
ける。一般的な実施法では、反応混合物の上に検出器を
置き、直角に対し約45度の角度から投影した光で反応混
合物を照射する。
おおよその点源からの光の強度は距離の二乗で低下す
る。慣用の発光ダイオードは円錐状の光を出す。この円
錐の最強の部分が反応混合物の照射に望ましい。この強
力な「円錐内の円錐」がちょうど反応室全体を照射する
のが理想的である。反応室からさらにLEDを離すと円錐
が広がり、反応室での光の平均強度が減少する傾向にあ
る.LEDをより近づけると円錐は中心に集まり、反応室の
辺縁部での光の強度が減少し、この部分からの利用でき
る信号は弱くなるであろう。
試薬で起きた明滅現象をモニターするためには、増幅
器に交流的に接続した光検出器からの信号を使用すると
直流接続と、反対に最良の結果を生む。交流接続した増
幅信号からは、大きな変化が起きた瞬間が試薬含有用部
分に試料が入る時間と決定され、これによりアッセイが
始まった時間が同定される。これに先立ち、予め設定し
た周波数で磁場(例えば1または2ヘルツ)は変化して
いる。
アッセイの開始信号の後、観察される次の信号は明滅
反応による振動である。この交流接続信号は小さな所か
ら始まり、次に数秒内に高くなり、これはほぼ一定のま
までありまたはその後ほんの少しだけ成長するが血餅形
成が始まるまで消滅はしない。第3図参照。
次にこの信号の減衰を使用して血餅形成の終点または
瞬間を測定する。交流信号の強度は一般に、1つのピー
ク(例えば、正のピーク)が起きた直後に読み取ること
により測定する。従って、各ピーク(正または負)と次
のピークの差を測定する。第4図はこれを時間を拡大し
て示したものである。
次に、これらの差をモニターして何時差が減少し始め
るかを調べる。これは血餅形成の開始に対応する。次に
は、血餅がより完全に形成されるにつれ差はより急速に
減少する。
しきい値基準を信号に適用し、アッセイの出発点と終
点を決定する。出発点を決定するためには、振動または
通常の部屋の明り変化で起きる信号より大きな信号が必
要となる。周囲の光の変化が、分光検出器から実際には
離れているにもかかわらず、装置のつなぎ目または通機
構からの漏れがあるために、小さい影響を与えるかもし
れない。試料を入れるときの光の分散及び吸収(反射)
によりまだ非常に大きな信号があり、このバックグラウ
ンドより出発点のしきい値を高く設定する。
終点の決定には、少なくとも10秒好ましくは15〜30秒
続く、2〜20%のピーク間の高さの低下を同定する。例
えば、ピーク高の8%の低下と15秒の時間を選択する
と、これらの基準を両方満たすことにより、低下の直前
の最後のピークが血餅形成開始を同定できる最も接近し
た時点であることが決定される。すなわち、15秒の間隔
の間にピークの高さが8%まで低下し、再度上昇しなけ
れば、終点が達成されたのである。
弱い終点の検出には、2%または5%のしきい値を選
択すると15または10%より感受性のある基準となろう。
同様に、30秒の長さを設定すると10秒のものより感受性
が高いであろう。例えば、非常に弱い血餅に伴うピーク
の高さは、10秒で8%は低下しないであろうが15秒では
低下するであろう。
観察された乾燥試薬のプロトロンビン時間を液体試薬
を使用して臨床の研究室で一般に得られる値に対応する
ものに翻訳するためには基準因子も必要である。例え
ば、液体試薬を使用したとき12秒である正規のプロトロ
ンビン時間は乾燥試薬系では24秒として観察されるかも
しれない。液体試薬で25秒である正規でないプロトロン
ビン時間が乾燥試薬系では50秒として観察されることが
ある。
従って、両方の型のアッセイに相関する基準因子また
は直線の式を使用して、液体試薬を使用する今日の研究
室に慣用の表現で乾燥試薬を使用した結果を表す。1つ
以上の基準因子が必要でありうる。クエン酸添加した血
漿またはクエン酸添加した全血の基準因子(または直線
式)が所与の試薬バッチについては本質的に同であるこ
とが観察されているが、抗凝固剤を含まない血液の基準
因子は一般に異なる。従って、試料を同定し、次に適切
な基準因子を選択することが重要である。
従来の分析器での血漿試料と同じ血液試料列の結果に
対してプロットした、(因子を開発する必要のある)試
料タイプを使用したPTの結果を比較して基準因子を得
る。次に2組の値を比較する式または表を得て、基準因
子として使用する。現存のアッセイ技術では複数試料の
選択ができなかったためこのことが問題となったことが
なかった。全ての基準因子情報を試薬含有部材にコード
し、次にその機器メモリーに移すと、基準因子は自動的
に選択される。
この用途で反応をモニターするためにはシリコンの光
ダイオードが理想的な光検出器である。明るく、安価
で、非常に信頼できる光源(LED)がピーク発光を有す
る、かなり長波長の可視及び赤外波長で、この光ダイオ
ードの反応時間は速く、スペクトルの感受性は良好であ
る。光ダイオードは検出した光に対し比例する電気応答
も発する。光ダイオードは周囲の光から隔絶すべきであ
る。物理的な隔絶または(例えば、LEDのピーク発光と
同じ波長の赤外以外の全ての照射を妨げるための)フィ
ルターの使用または2つの方法の組合せで隔絶できる。
検出器は試薬−試料混合物が載っている表面に臨むよ
うに置くことができる。検出器の半導体部材は、この照
射される表面に平行に置くと、通常最も多くの光を捕ら
えるであろう。光源から、試薬−試料混合物(または、
より可能性が高くは、透明なカバー例えば反応スライド
の表面)により反射されたぎらぎらが検出器の部材表面
に当たらないような角度で検出器を置くことが重要であ
る。このぎらぎらはノイズを増加させるであろう。光検
出部材を反応混合物含有表面の近くにすればするほど、
より多くの光を捕らえ、信号とノイズの比がより高くな
る。
光検出器は、光源生成人工物からの漂遊光を受けるこ
となく、実際的であるだけスライドの近くに置くことが
できる。これは0.2インチ以下まで近づくことができ
る。光検出器をさらに(表面から1インチ以上)離すこ
とができるが、最終的には逆二乗減弱により信号はかな
り低下し始めるであろう。同様に、検出器の光活性部材
が大きくなるほど、捕らえる光は大きくなり、増幅前の
信号が大きくなる。Hammamatsu S2386−8K光ダイオード
はこの用途に適しているが、多くの他の検出器も使用で
きる。
a.反応開始のしきい値:PTアッセイの出発点は乾燥試薬
の入っている容量または部分への液体試料の導入と同時
とみなす。現在の光学信号検出回路では光ダイオード
(Hammamatsu S2386−8K)を使用する。光ダイオード増
幅器は499,000のゲインを供給する。交流接続した増幅
器は10のゲインを供給する。選択できるゲイン増幅器は
1〜128のゲインを供給する。最大(5ボルト)の3.9%
以上または0.195ボルト以上の交流接続信号(16倍に増
幅)の確たる変化を捜すことにより試料の添加(または
開始時間)を検出する。
b.明滅現象の確立:試料検出及びアッセイ開始の後の決
まった時間に、ソフトウェアーが適当な交流接続信号ゲ
インを選択する。このゲインは、その後増幅器を満たす
に充分には成長しないであろう最大の許容できる信号を
設定する。実験データから、全てのPT信号の明滅効果は
約7秒後には最大信号の少なくとも50%に達することが
知られている。
c.明滅信号及び終点:第2図は完全な明滅信号を示して
いる。この例では、最大の水平粒子配向を達成するため
のバイアスとして永久磁石を使用する。電磁石のスウィ
ッチを入れたり切ったりして最大の垂直配向を達成す
る。この例では、両方の磁石を粒子の載っている表面の
下に置く。上の信号(A)は磁石への矩形波推進電流に
対応する。最初の矩形波のプラトーは作動させた電流に
ついてのものである。中間信号(B)は、粒子(実際に
は粒子の塊または凝集体)上からの一連の寸見である。
最初のものは励磁した電磁石によるものであり、最大の
垂直配向を示す。二番目のものは励磁していない電磁石
によるもので、最大の水平配向を示す。粒子の微視的な
「山」の各々の支点は基底部または下部表面にある。10
0倍の顕微鏡で観察した粒子の山はこの表面に「根ざ
す」ようであり、磁力線配向の変化につれて前後に揺れ
る。このことから「明滅」効果を生み出す交互(明暗)
の反射または分散光が付与される。
フィブリン凝集が進むにつれ、最大の垂直及び/また
は水平位がもう完全には得られないように粒子の山の運
動は限定されるようである。従って、明滅の強さが低く
なる。これは血餅形成開始の信号である。
この段階では、顕微鏡的に観察すると、僅かに見え、
僅かに識別される空間充填物質に粒子はすぐに結合また
は付着するようである。ここで、山が動くにつれ充填物
質を共に動くようである。血餅形成が進行すると、山の
一部は(曲がった木のように)歪んだり、曲がったり
し、配向の低端(下限)に移行する。この段階では粒子
は確実に血餅内に捕らえられており、血餅を破壊せずに
取り出すことは明らかに不可能である。
低い方の信号(C)は粒子明滅現象による交流接続し
た光学信号である。ピーク間距離の低下は血餅形成開始
の信号である。
d.信号からのその他の情報:血餅検出のしいき値を動か
すと、「より弱い」血餅をより強力な血餅から区分でき
る。弱い血餅は強い血餅に比べより漸進的にピーク間の
信号強度の低下を示すであろう。例えば、Ortho Diagno
stics,Inc.の対照血漿レベルIIIはPacific Hemostasis
Inc.の対照血漿レベルIIIより常に弱い血餅を示す。血
餅強度の差異の物理化学的、生化学的及び臨床的意義は
現在の所判っていない。異なる型(または強度)の血餅
を識別する能力が診断的な価値を持つのかも知れない。
血餅の「強度」が血餅形成に関与する血餅または全蛋
白質量の測定と実際になりえる。プロトロンビン時間を
アッセイする試料中のフィブリノーゲン濃度が顕著に低
いときには、得られるPT値は変化しないかまたは正常よ
り僅かに高くなりえるが、血餅「強度」の効果はより容
易に観察される。この効果は終点開始直前の最大のピー
ク間振幅(A)と終点開始後の所定時間でのピーク間振
幅(B)を測定することにより定量できる。(A−B)
/Aの比が大きくなると血餅も「強くなり」またはより大
きくなる。
e.基準因子の自動入力:基準因子または変換因子を使用
して、乾燥試薬で得たアッセイ結果の血を液体試薬で得
た実験結果に対応する血に変換できる。この因子は、先
ず、PT値の臨床域にわたり、同じ試料について臨床検査
値に対し乾燥試薬での値をプロットすることにより得ら
れる。ここで、式(例えば、直線の形:y=mx+b)を使
用して乾燥試薬アッセイの任意の結果を予期する検査値
に変換できる。4つの利点が得られる: 1)異なる型の試料、すなわち、抗凝血剤なしに得た
試料またはクエン酸塩の抗凝血剤を使用して得た試料の
各々について式を設定できる。2)恐らく、乾燥試薬に
よる結果を特定の湿潤したトロンボプラスチン試薬/機
器に対応させるよう式を微妙に調整できる。病院内また
は地域内で分散しているアッセイ結果を特定の参照法に
よく対応させうるため、これは重要な利点となりえる。
基準化はPT測定の進行中の問題である。3)基準因子の
式を反応スライドとともに導入し、機器のマイクロプロ
セッサに自動的に入力し、所望の結果を得ることができ
る。情報は磁気的にまたは光学的にコードできる。4)
試薬ロット間で起こる可能性のある誤差を自動的に補償
できる。
典型的な基準因子の式は: y=0.4x+6 (式中、 y=試験値に調整したPT x=実際の乾燥試薬PT) でありうる。
本発明の凝固アッセイは、互いに接続している試料ウ
ェルと反応室とを規定する導管構造からなる反応スライ
ド内で有利に実施できる。この反応スライドを使用する
ときには、反応室に(i)磁気粒子と(ii)少なくとも
1つの乾燥試薬の組合せの被測定量を入れる。導管構造
は、試料ウェル内に置いた液体試料を毛細管現象により
反応室に引き入れ満たし、反応室を満たした後には液体
試料は静止する幾何学的形態を有している。この部材に
ついては1987年4月3日に出願した米国特許出願07/03
3,817に完全に記載されており、これは参考のために本
明細書で採用する。
この部材の組立体では、反応スライダは基底部、上層
及びカバーからなる。基底部が主要表面となる。上層は
基底部の上にある。カバーは基底部と反対側の、上層の
上にある。上層は互いに接続している試料ウェルと反応
空間とを規定する導管構造からなる。カバーは分析する
試料を試料ウェルに加える手段からなる。本質的に全ア
ッセイの間静止したままの試料全体と反応室内の試料と
の反応をモニターしてアッセイを実施する。
第13図は本発明の反応スライドの第一の実施態様のカ
バー10を上から見た図である。第14図は第一の実施態様
の上層20を上から見た図を示している。第15図は第一の
実施態様の基底部30を上から見た図を示している。第16
図はカバー10、上層20及び基底部30の相対位置を示す分
解組立図である。第16図では反応スライドが三部品組立
体として示されているが、より少ない部品しか必要とし
ない組立体も可能である。
組立前には第二つまり中間の部品から離れた物質から
反応室が形成されている三部品組立体の代わりに、二部
品構造も使用できる。二部品構造の組立体の場合、反応
室は上部、下部または両部品を圧印(エンボス)加工し
て形成できる*。次に、例えば超音波溶接もしくは他の
ヒートシール加工、溶媒による接着の使用、または特別
な粘着剤(例えば、紫外線硬化性粘着剤)の使用により
部品の1つまたは2つの被選択・部分に適用した感圧性
粘着剤を使用して部品を結合することができる。
(*加圧加工の1つである圧印の代わりに熱形成法を使
用して基底部やカバー材料に凹凸部を作ることができ
る。) 第39a及びb図に2つの可能な被圧印加工カバーを示
す。第39a図では、カバー404の圧印加工された凸部分
に、試料ウェル403、導管、反応室402及び換気領域401
を含んで構成されている。カバーを圧印加工した後、試
料ウェルの穴及び換気孔を開けるかそうでないなら創成
する。ここで、カバーを基底部に結合するために、(孔
の上ではなく)カバーの元来の下面に粘着剤を付けても
よい。また、第39b図に示すように、カバーが試料ウェ
ル及び換気孔を含まない圧印加工領域を有していてもよ
い。この場合、試料ウェルと換気孔を圧印加工の後に作
ることもできるが、圧印加工前の方が好ましい。前記の
場合と同様に、粘着剤をカバーの元来の下面に使用して
カバーを基底部に結合させ、反応スライドを製造するこ
とができる。第39a及びb図に示す例の他に、他の組合
せも可能であり、例えば次のものがある:圧印加工部分
に試料ウェル領域を含むが換気孔は含まないもの;また
は、換気孔は含むが試料ウェルは含まないもの。
第40a及びb図は2つの被圧印加工・基底部を示して
いる。第40a図では、基底部の圧印加工部分に導管、反
応室402及び換気領域を含んでいる。試料ウェル孔403及
び換気孔401はカバーの下にある。カバーの下面は粘着
剤で被覆して基底部と結合している。また、第40b図に
示すように、圧印加工部分に試料ウェル、導管、反応ス
ライド及び換気孔を含むことができる。他の変更も可能
である。
圧印または関連加工の他に、各片の射出成形により部
品片を製造することもできる。すなわち、予め形成した
換気孔と試料ウェルの孔を有するカバーを適当なキャビ
ティ製造を有するかまたは有しない1つの片として射出
成形でき、適当なキャビティ構造を有するかまたは有し
ない基底部は射出成形できよう。成形した片に自動組立
のため指示用の穴またはペグを付けてもよく、さらに迅
速な組立手順を利用するために端の部分を蝶番で結合し
てもよい。同様に、圧印加工したカバー及び基底部を連
続したポリマーフィルム材料から形成し、機械で組立
て、各スライドに切断してもよい。
2つの部品から形成した反応スライドは一般に、サン
ドウィッチ層導波路特性を必要としない光学(または他
の)測定を実施するために最も有用である。中間層が光
学ファイバーコアのように作用し、他の層が被覆用に作
用する三層(以上)を使用して、内部導波路を反応スラ
イド内に形成するのが最も適当である。しかし、これに
より、反応スライド内に光を導入し、分光分析を実施さ
せうるように反応スライドから光を導き出す外部導波路
の使用を制限するものではない。
第17図は組立時のカバー10、上層20及び基底部30を上
から見た図である。
第18a、b及びc図は本発明の反応スライド1の他の
実施態様の縦方向の垂直切断図である。カバー10、上層
20及び基底部30は第17図の線VI−VIに沿って切断してあ
る。下記に詳細に示すように、反応スライド1は第13〜
16図に示した以外の部材も含んでいる。
ここで第13〜18図を一般的に参照すると、カバー10は
典型的には透明な薄いガラスまたはポリマーシートから
なり、試料受け入れ口14とカバーの端16に近い細長い開
口部12とが形成されている。
上層20は、切取り部分が形成されている典型的には透
明な薄いガラスまたはポリマーシートからなる。その切
取り部分は、図示したように、試料受け入れ口22、反応
空間24、及び反応空間と試料受け入れ口とを接続する導
管26を形成する幾何学的形態を有している。(反応空間
24はカバー、上層及び基底部を組み立てると反応室とな
る)。先細壁25は導管26と反応空間24との間の移行部を
形成するのが好都合である。上層の端28は29で示すよう
に閉鎖されている。
基底部30は典型的にはカバー10または上層20より幾分
厚い、典型的には透明な、ガラスまたはポリマー物質の
シートからなる。試料ウェルと反応室を接続する点で導
管26が重要である。その重要性は、機器内にドアーまた
はハッチを開けることなく1つの領域から他の領域へと
試料の流すことのできる機器の内部と外部との連通路で
あることである。導管が短すぎると、機器壁に触ること
なく試料を適正に置くことは困難である。もし広すぎる
と、試料が無駄になり、薄すぎるまたは狭すぎると、流
れが妨げられる。
本発明の好適実施例では、試料中で予備反応を引き起
こすか、または試料を処理する物質を導管26に入れ、変
性された試料を反応空間24に導入させる。
カバー10と基底部30はスペーサ60で分離されており、
そのスペーサ60は2つの粘着層62に挟まれた上層20から
できている。2つの粘着層62は各々、上層20とカバー10
及び上層10と基底部30とを結合している。各粘着層62は
上層20と同じ形をしている。すなわち、各粘着層は、上
層20の試料受け入れ口22、反応空間24及び導管26に、相
当する形状を持つ開口部を有して形成されている。従っ
て、反応スライド中には試料ウェル64と、反応室66と、
反応室66と試料ウェル64をつなぐ導管と、スライドの外
部と反応室66とをつなぐカバー10内の開口部12で形成さ
れた換気孔76と、が形成される。
第18a図では、フィルム層60aは2つの粘着層62に挟ま
れている。第18c図では、一つのより厚い粘着層62を使
用している。
基底部30に面しているカバー10の下側表面は、試料ウ
ェル64中の試料を毛細管現象で反応室66に引き入れるに
充分小さい間隔だけ、基底部30の上側表面と離れてい
る。このような作用は換気孔76が存在するために可能と
なる。この換気孔は、反応容量が液体で一杯になったと
きその1つの境界を確定する空気境界領域となり、反応
スライドの自動測定機能を助ける。
第13〜15図に示すように、カバー10の長さ(図中で左
から右)は上層20の長さと等しく、カバー10の幅と上層
20の幅(図中の上下)とは等しく、一般的に基底部30の
幅よりは小さい。
反応室66中で起こっている化学反応の観察及び測定
は、下記に詳細に述べる多くの方法で実施できる。現在
の所、光学的方法は好ましいが、実施するアッセイ法に
応じて方法を選択するとよい。
第16図に、このような測定や観察を実施するために光
が典型的に進む光路をたくさん示す。これらの光路は単
独または組み合わせて利用できる。
光路40では、光は上層20の面を通って導入され、はじ
めに、閉鎖端29と先細壁25の間の、上層部分を通る。上
層のこの部分と反対側の対応部分は内部導波路27とす
る。その後、光は反応室66を通過し、反対側の導波路27
を通って出ていく。図式的に示したように、この方向で
導波路を通る光は内部で上層20の上部及び下部表面に反
射される。光路40は、反応室66内での流体による光の透
過または吸収に基づく測定を行うのに有用である。この
場合、分散のない状態かまたは分散を除外した状態で、
試料を通過する前と後の光の強度の比を測定する。ベー
ル−ランバート法(Beer−Lambert Law)はこの現象を
説明する。標準検出器は光源と視覚的に一線となるよう
に使用する。
光路41は、光が先ず内部導波路27を介して横向きに導
入され、反応室66に入り、次に試料で散乱され、散乱光
の一部が基底部30を通り下向きに進み、反応スライドか
ら出る、光の散乱に基づく測定を示している。光散乱測
定または比濁分析では次の光、即ち試料に非可逆的に吸
収され、種々の角度で発光し、空間/強度分布は粒子の
大きさ、形及び励起エネルギーの波長に依存する光を測
定する。Rayleigh及びMieの理論は有用なモデルであ
る。
標準検出器を使用する。例としては光学セルまたは光
学増幅器があり、後者は光のレベルが非常に低いときに
使用する。励起源波長は特定値に固定できる。一般に、
検出器は励起方向から予め決めた角度に設定する。
光路42及び43は各々、カバー10及び基底部30の面を通
って横向きに入り、各々反応室の上下を直接通過して全
内部反射を行い、カバーまたは基底部の反対の端を通っ
て出ていく光を示している。参考のために本明細書で援
用する、1987年4月3日出願の米国特許出願07/033,817
により詳細に説明されているように、このような光路は
エバネッセント(凋落)波測定を利用する蛍光の検出に
使用できる。
カバー、反応室及び基底部を通る垂直方向の光路、及
び反応室中の試料から反射率を利用する光路を含め、他
の光路も可能である。それによりカバー10または基底部
30経由で光が反応容量に入りかつ反応室から出ていく。
反応スライドへの入光から漂遊光を除外するのが一般
に望ましい。この目的には、光の伝達に使用しない反応
スライドの外部表面はすべて不透明な塗料を塗布するの
が望ましい。そのように塗布する表面は実施するアッセ
イ及び選択した測定方法に応じて選択する。部品10、20
または30のいずれも光の伝達に使用されないときには、
金属のようなそれ自身不透明な物質で部品を作ることも
できる。
第16図の40及び41にような光路を使用するときには、
内部導波路27の一方または両方でできるだけ多くの光を
伝達し、消失をできるだけ少なくすることが重要であ
る。粘着層26の存在によりスペーサ60に光学ファイバ様
作用をさせることができ、導波路27は光学ファイバのコ
アに、粘着層62は被覆に対応することが発見された。
導波路27と粘着層62の屈折率の不一致により臨界角度
以上の角度で境界に入射する光の全内部反射が生じる。
例示のために、第27図を参照する。第27図では、コア7
0、コア70を取り巻く被覆71及びコア70に当り通過する
入射光72が示される。コア70は上層の内部導波路27に対
応し、被覆71は粘着層62に対応しうる。例えば、コア70
材料の屈折率n1が1.62、被覆71材料の屈折率n2が1.52で
あれば、臨界角度のサイン(正弦)はn2/n1で、1.521/
1.62=0.938である。従って臨界角度は69.8度である。
第19図は本発明反応スライドの種々の実施態様の分解
組立図を提供する。この実施態様の上から見た図は第20
図に示し、選択した垂直断面図を第21及び22図に示す。
挿入物110及び挿入物カバー100が固定した基底部30を
示す。挿入物カバー100は一般的には、外向き下方に曲
がって壁104を形成し、更に横方向に曲がってタブ106を
形成する側面を有する概ね平面の部分101で形成されて
いる。タブ106は挿入物110を有する基底部30に接合して
おり、挿入物110は挿入物カバー100の平面部分101と基
底部30の間にあり、壁104の高さは一般に挿入物110の高
さに相当する。
挿入物110は外に向かって先細の先細壁116で終わる導
管114に接続した試料受け入れ開口部112を含んでいる。
挿入物110の長さは実質的に挿入物カバー100の長さより
短いので、第20図に示すように反応室66は挿入物の右側
に形成する。
従って、反応室66の部分内の壁104は前記実施態様の
内部導波路として作用することが判り、この目的では、
反応室66の近くの壁104の少なくともこの部分は透明材
料で作る。
挿入物110は基底部30に接合していてよいが、変更も
可能である。例えば、挿入物と基底部とを一体に形成
し、成形しまたは機械にかけて適当な形状や導管構造に
することができる。
下記に詳細に示すように、種々の実施態様による組立
て反応スライドは、本発明反応スライドを使用して実施
できる多くのアッセイの内の(任意の)いずれかを実施
するのに具体的に選択した1つ以上の試薬を含んでい
る。例えば、試料ウェルを通して、またはより好ましく
は換気孔を通して充填することにより液体試薬を反応室
中に入れることができる。次に、試薬を凍結乾燥でき
る。凍結乾燥過程の正確な条件は必要な最適条件及び使
用する試薬の型に依存する。従って、予め測定した量の
試薬を配備した、すぐに使用できる反応スライドが製造
される。
一般に、試料または試薬または両者に接触する反応ス
ライドの内部表面を変性させて、その表面の液体/固体
/気体接触角度を変化させること(こうして、表面を処
理して親水性を増すこと)が望ましい。このような処理
により試料ウェルから反応室への試料の流れが容易にな
る。
疎水性(または非極性)表面上の接触角度を減少さ
せ、より親水性にするための方法がたくさんある。湿潤
剤として一般に使用する表面活性剤を使用できる。例え
ば、少量のトライトン(Triton)型の分散剤、ツウィー
ン(Tween)(無水ヘキシトールの脂肪酸部分エステル
のポリオキシエチレン誘導体)型の表面(界面)活性
剤、及びブリジ(Brij)(高級脂肪族アルコールのポリ
オキシエチレンエーテル)型の湿潤剤を使用できる。表
面活性分子を化学誘導して表面変性することにより極性
補充基を生成できる。他の手法には制御した電気放電ま
たはプラズマ処理を使用する表面変性を含む。
反応室の高さは重要であり、スペーサの厚さで規定さ
れることを突起すべきである(第18図参照)。この高さ
は均一でなければならず、(約)0.001〜0.02インチの
範囲であってよい。典型的には、この高さは好ましくは
0.002〜0.008インチであり、最も好ましくは約0.006イ
ンチである。
この大きさは導管中で適切な毛細管作用を行うのに適
当であるばかりでなく、全内部反射による光の最適な導
波路透過に一般的に必要とされるものと等しい。同時
に、この大きさはほぼ、層流条件が持続する間、二層系
(または懸濁液)の懸濁粒子または細胞状物質の流動の
中心を選択的に相分離するのに必要な大きさである。こ
れは参考のために本明細書で援用する、1987年4月3日
に出願の米国特許出願07/033,817に記載されている。
反応スライドの構造上、試料または試薬と接触する全
ての物質が比較的不活性であるべきである。当該物質の
表面特性は、試料により表面が適当に湿って適切な流動
状態を提供するようなものであるべきである。一般に小
さい接触角度が最も良い。
カバー10は常磁性物質の固体薄層からまたは被覆した
常磁性物質からなる積層体から、またはプラスチックも
しくはガラスから製造できる。
常磁性物質は鉄またはニッケルでありうる。化学的に
不活性な薄いコーティング例えばポリ塩化ビニル、アク
リルまたはポリカーボネートを使用できる。封入した酸
化鉄(例えばマグネタイト)を有するポリマーも使用で
きる。
カバーは種々のガラス及び溶融水晶からも製造でき
る。有利にしようできるポリマー物質には次のものを含
む:ポリカーボネート、PET、PETG(グリコール変性し
たポリエチレンテレフタレート)、アセテート、アクリ
ルニトリル及び硝酸セルロース。種々の同時押し出しフ
ィルム、複合体及びポリマーアロイも使用できる。最も
重要なことは大きさの安定性、硬さ、弾力性及び(必要
時の)光学的清澄性である。薄いシートへの材料の加工
能も因子の一つである。メタクリル酸メチル及びポリス
チレンは両方とも非常に適した物質であるが、薄いシー
トに加工するのが難しい。
カバーは典型的には反応室より表面積(または投影面
積)が大きい。カバーは一般にスペーサ(例えば、2イ
ンチ×0.5インチ)と同じ長さと大きさを有すると思わ
れるが、必要に応じて大きくても小さくてもよい。
良好ないし優良な上層の製造に使用できる物質には次
のものを含む:ポリカーボネート、PETG、メタクリル酸
メチル、ポリスチレン及びガラス。しかし、ガラスは所
望の形に加工するのが難しい。良好ないしやや良好の上
層の製造に使用できる物質には次のものを含む:ポリ塩
化ビニル、ナイロン(ポリアミド)、PETまたはポリエ
チレンテレフタレート(例えば、マイラー(mylar))
及びアセテート。容認できる上層の製造に使用できる物
質には次のものを含む:アクリロニトリル、低密度ポリ
エチレンフィルム、PP/EVA同時押し出しフィルム、EVA/
ナイロン/EVA同時押し出しフィルム、PP/EVA/PE/EVA同
時押し出しフィルム及び配向ポリプロピレンフィルム。
何とか容認できる上層を製造できる物質には次のものを
含む:XT及び高密度ポリエチレンフィルム、一般に、よ
り良い物質は光散乱による消失が少なく、最もよく使用
する励起波長のある可視スペクトルで十分伝達されるた
めに、より良い導波路となる。
上層をカバー及び基底部にしっかりとためるために使
用できる多くの粘着剤がある。アクリル粘着剤が一般的
に良い。最良の粘着剤は幾分柔軟性を保持し、透明であ
り、硬化、圧力処理または他の方法で活性化したときの
光散乱消失が低いものである。上層の長さ及び幅は広い
範囲にわたるが、典型的にはおよそ3インチ×0.75イン
チの基底上に2インチ×0.5インチである。スペーサの
厚さは典型的には0.002〜0.010インチの範囲である。ス
ペーサが厚くなると毛細管導管の流れを時には妨害する
ことになる。より大きな直径の導管では毛細管作用が弱
くなるため、スペーサが厚くなると反応室の端に隣接す
る空気界面での液体が失われる傾向にある。
基底部は固体の支持体であり、種々の物質で作られ
る。基底部は反応室の形態を保持し支持するに充分堅
く、(モニタリングが必要であれば)反応室領域は透明
であり、スペーサ/カバー部品に接合できるべきであ
る。フッ素化炭化水素例えばテフロン(Teflon)は接合
が困難なため良好な基底部を形成できない。ガラスは容
認できる材料である。ポリカーボネートまたはメタクリ
ル酸メチルベース材料を使用すると優れた接合が得られ
る。ポリカーボネートの様な物質では、基底部の典型的
な最も薄い厚さは約0.008インチである。(透明度が必
要でなければ)アルミニウム基底部はより薄くすること
ができる。基底部が薄すぎると、容易に曲がりすぎ、ア
ッセイ中の操作の間に意図せずに反応室の容量が変わる
ことがある。基底部が厚すぎると、温度調節されたアッ
セイでは温度を平衡にするのに時間が長くかかりすぎ
る。これは伝熱性の低い物質で特に真実である。基底部
の長さと幅は可変である。
基底部は幅0.25インチ、長さ1インチ(またはそれ以
下)まで小さくできる。一般には、基底部の幅は約0.75
インチ、長さは3インチである。これで、試料ウェル、
接続管、及び端が通気孔になっている反応室に、充分な
余地がある。また、操作や設置のために親指と人指し指
でスライドを握る余地及び使用した分析機器に情報を提
供するための光学的または磁気的に読み取ることのでき
るコードのための部分もある。この情報には、アッセイ
の型、制御のパラメータ、試薬のバッチ等の較正情報等
を含みうる。下記に述べるように、同一試料について複
数のアッセイを実施しようとするときには基底部はより
幅が広くても(より長くても)よい。この場合、試料ウ
ェルと平行に(または順次)つなげて複数の反応空間を
使用することがある。基底部は複合物質からなることが
できる(例えば、2層。例えば、反応容量の下にあり穴
を有する、アルミニウム、鉄または他の金属の下層。こ
の層の上に接合したポリカーボネートのような透明な物
質の上層。上層は反応室の底部を規定し、下層の穴を介
して光を伝達できる)。
反射層を使用して光透過を増強することができる。ア
ルミニウム塗料の厚いフィルムを使用してこのような層
を作ることができる。他の方法には金属銀の化学堆積及
び銀またはアルミニウムの真空蒸着が含まれる。もう一
つの製造法には、金属被覆したヒートシール可能なフィ
ルム例えば、厚さ約20ミクロン(またはそれ未満)の金
属被覆した線状低密度ポリエチレン(LDPE)フィルムの
使用である。ポリ塩化ビニリデンのようなヒートシール
可能な物質で被覆するのであれば、他の金属被覆したポ
リマーフィルムも使用できる。例としては、金属被覆し
たヒートシール可能なポリプロピレンフィルム(ヒート
シール可能な物質と同時押し出ししたポリプロピレン)
がある。ヒートシールできる物質で被覆した金属被覆セ
ロファンも使用できる。金属被覆したフィルムは反応ス
ライドの基底部及びカバーにヒートシールまたは粘着剤
(例えば、シアノアクリレート)で糊付けする。金属被
覆したガラスも使用できる。
第23図には、外部光源120の好適実施態様の垂直断面
図、反応スライド1の代表実施態様の垂直断面図(これ
は反応室66の領域での断面図であり、光検出器121は反
応スライド1の反応室66の部分の下に配置されている)
を示す。乾燥試薬125は反応室66の壁上に置く。
この実施態様では、光源120は、電気リード線134を有
するLED132を支持するプラスティックハウジング130か
らなる。図示したように、ステップ136はハウジング130
の中に形成する。図示したように、カバー10は金属のよ
うな不透明な物質で作ることができる。
作用時には、ステップ136が反応スライドの基底部30
を受け入れ、LED132が基底部30の上に配され反応スライ
ドの内部導波路と接触するかまたは隣接するように、光
源120と反応スライド1とを合わせる。
第21図に示す配置は第16図の41に示すような光路を利
用するように設計してある。反応スライドを通る光の分
散をモニターすることによりこのような測定を遂行する
機器のより詳細な例は、参考のために本明細書で援用す
る、1987年4月3日に出願の米国特許出願07/033,817に
示されており、検討されている。第24及び25図では、反
応スライドカバーを通る光の分散または反射率を測定す
る機器を示している。ハウジング140は下部ハウジング1
42と下部ハウジング142の上にあるかまたはそれと一体
化しているカバー144とからなる。反応スライド1を挿
入するに充分な間隔が、カバー144の壁146の下端と下部
ハウジング142の頂部との間にある。側面ガイド150及び
ストップ152は反応スライド1を測定適当な位置に配す
る。図示したように、光源120及び光検出器121はハウジ
ング140内に置く。反応スライドのカバーを通過する反
射または分散光の角度を阻止するために光検出器121の
すぐ下に開口部154を設ける。
反応開始前にハウジング140に反応スライド1を挿入
できるように、反応スライド1の試料ウェル64をハウジ
ング140の外部に置く。
光検出器121を使用して反応室66へ試料の入る過程と
反応容量内でのその後の反応の進展をモニターできる。
光源120、反応室66及び光検出器121は周囲光から隔絶し
た機器部分に置く。望ましくは、周囲光に曝されている
反応スライド1のこの部分は不透明物質で作るか、また
は反応室66から漂遊光を排除するために塗装する。
部材156として図式的に示した温度調節システムのヒ
ーターにより反応スライドを温度調整する。このような
ヒーターの一つの形態としてはプレート148の下部に留
めた絶縁ヒーターストリップ157がある。使用する温度
調節系の形態に関係なく、少なくともプレート148の温
度を37℃に維持できることが望ましい。
第24及び25図に示す機器は標準の市販型ではないが、
反応スライド中で使用するように設計したものである。
分散テスト法に現在利用できる他の機器の場合と同様
に、較正情報と共に、実施するアッセイ及び使用する特
定の反応スライドの確認を行うために光学または磁気コ
ード読み取り能があると好ましい。このようなコードは
製造中に反応スライドに付与できる。更に、(下記のよ
うに)必要に応じて撹拌用の他の構造があってもよい。
また下記に示すように、図示した機器には、システムマ
イクロプロセッサ、ディスプレーまたは他のデータ表示
手段、アナログからデジタルへ必要な任意の変換器、動
力供給器等もあるのが望ましい。
第25図の考察から判るように、周囲の光を排除するた
めに壁の下端146とプレート148との間の間隔はできるだ
け小さいことが望ましい。
第26図は検出器が受けたアナログ信号の解析の仕方の
簡略化したシステムブロック図式である。光源120は反
応スライド1の反応室を通して光を発信する。反射され
るかまたは分散された光を光検出器172でモニターし、1
76で増幅する。増幅器回路182で更に増幅し、直流信号
をオフセットする。示したように、交流信号増幅器180
はマイクロプロセッサCPU178で選択的に調整する。ボー
ドA/D変換器を使用して178でデジタル化し、CPU178とメ
モリーブロック186でピークと傾斜を検出する。180の出
力から、適当なアルゴリズムを使用して、開始時と終点
検出時の信号を測定する。マイクロプロセッサCPU178に
は他の入力と出力184がある。これらには温度調整、外
部データ入力通の機能を含む。ブロック186はデータ及
びプログラムメモリーを含む。ディスプレー188で結果
を読む。アッセイ速度論的要因の他に反応スライドの幾
何学形態及び構造による反応空間への試料の進入の動力
学及び試薬との初期の相互作用をモニターする。従っ
て、曲線の最初の部分は適正な試料添加を管理するため
の情報を提供する。
上記の機器は光の分散または反射率によりどの様に測
定ができるかの例を示している。この測定法は第5図に
示す反応スライド系に好都合に使用される。第5図で
は、反応スライド1は永久磁石195の上に近接して置か
れているよう示されている。永久磁石195の下には電磁
石196があり、これは所望の周波数で電圧を加えたり切
ったりする動力供給源199で駆動されている。入射光を
提供する光源(図示せず)、反応室66内の試料から反射
された光線を検出するために置いた検出器もある。
光線198として示した反射光は検出器400で検出する。
第5図に示すように、検出器400は理論的には90゜と10
゜の間の任意の位置でよい。しかし、45゜未満の角度で
は、カバーの入射光からの全反射が反応のモニターを妨
げるような臨界角度にずっと達し易い。検出器400は90
゜と45゜の間が好ましく、90゜と75゜の間が最も好まし
い。
このような装置で実施できる測定を以下に説明する。
凝固試薬と試薬に懸濁した不活性な磁気粒子とのスラリ
ーを形成することによって予め反応スライドを製造し
た。凝固試薬はトロンボプラスチン−カルシウムであ
り、磁気粒子はマグネタイトであった。液体試薬1ml当
り約5〜50mgの範囲で使用すると不活性磁気粒子は良好
に作用する。そのスラリーを反応スライドに塗布し、凍
結乾燥させた。
アッセイを実施するために、第5図に示すような位置
に反応スライド1を装置に導入した。光源は発光ダイオ
ードであり、検出器はシリコン光ダイオードであった。
チャートレコーダーは光ダイオード増幅器に交流接続し
た。永久磁石195はシートの形状であった(柔軟なまた
は硬い磁気物質を材料として使用できる)。電磁石への
電力は1ヘルツの周波数であった。血漿試料を試料ウェ
ル64に導入し、反応室66を満たし、乾燥試薬を溶解さ
せ、197で示すように磁気粒子を再懸濁し、凝固反応を
開始させる。永久磁石195は磁気粒子を塊状または山状
で下向きに到し、永久磁石の面と平行な配向で基底部に
対して配する。しかし、電磁石196に供給するエネルギ
ーの各サイクルに応じ、垂直の磁力線に沿った配向で小
さなほほひげのように磁気粒子の山が上向きに立つ。こ
のような各々のエネルギー周期の最後には粒子はまた水
平になる。
検出した反射光198は上記の磁気粒子の配向の変化に
従って、光の強さが時間に応じ変化するパターンを示
す。粒子が立っているときより平なときの方が光の強さ
が弱い。
試料を加えたときに検出光の強さは最初のピークを示
す。その後、検出光の強さは電磁石196のサイクル周波
数に応じて最大値と最少値の間を循環する。血餅形成前
の時期には、検出光の強さの最大値と最少値の差異が増
加する。しかし、血餅形成が始まるとピーク間の光の強
さの振動はその最大値から低下し始めた。この点で、終
点に達した。プロトロンビン時間の場合は、試料添加の
ピークと血餅形成また血餅開始(終点)との間の経過時
間は容易に測定できる。振動周波数が大きくなると解像
が幾分の増加しうる。
血漿と同様全血を使用しても、プロトロンビン時間の
測定に上記方法は優れている。他の型の血液凝固アッセ
イにも良好に作用することが期待される。反射光を使用
する前述の方法の代わりに透過された光を使用して測定
することができる。しかし、透過光より反射光を使用し
た方が好都合と思われる。
ここで、種々の測定のための反応室66へのその他の光
導入法と他の型の光学的測定法とについて述べる。透過
/吸光度、化学発光、光分散、反射率、蛍光及びこれら
の組合せに基づく光学的測定の完全な考察は1987年4月
3日出願の米国特許出願07/033,817に見られ、これも参
考として本明細書で援用する。
透過度/吸光度、すなわち光学密度の測定は、分散光
のない(または排除した)ときの、光が試料を通過する
前後の光の強さの比を測定することが関与している。ベ
ール−ランバート法(Beer−Lambert Law)がこの現象
を説明する。標準検出器は第28図に示すように光源と
「一列の視野になる」配列とする。自然光またはLED光
源を使用できる。
第28図は反応スライドに光を導入してそして反応スラ
イドを出た光を測定する別な方法も示している。特に、
2つの導波路190、191を有しており、これは各々、反応
スライド1の内部導波路27の1つに入射光を運び、他方
の内部導波路27及び導管を通過した光を受け、受けた光
を光検出器121に伝える。外部導波路190、191は、前述
の反応スライドの上層20を製造したものと同じ型の材料
で作ることができる。従って、外部導波路190、191を使
用すると、第23図に示したポリマーハウジング130の代
わりに、反応スライドに光を導入する構造を提供するこ
とが判る。
光学フィルタ192は波長の選択のために使用する。
第28図では、比色または濁度を測定する。光はフィル
タ192を通り、外部導波路190及び内部導波路27を通過し
て、次に反応室66を照射する。光は反応室を通り、右の
内部導波路27を通り、任意的な第二の外部導波路191を
通って透過される。次に、光線は適切な検出器121に向
けられる。
第29図では、分散光を検出する第二の光検出器121及
び検出を90゜付近の光に限定するための開口部194を第2
8図の配置に付け加えた。第29図は、(この場合は90
゜)の分散及び吸収を同時に検出できる実施態様を示し
ている。これは第16図の光路40と41の組合せに基づく。
このモニター法は特徴的な吸収スペクトルを有する沈澱
または大きなポリマーの形成の間に有用であるかもしれ
ない。
第30図は従来の反射率測定に基づく実施態様である。
部分統合(部分的に一体となった)球200に光源120及び
光検出器121がはめ込まれている。部分統合球は反応室6
6とカバー10とを持つ反応スライド1の基底部30の下に
ある。反応スライド内から部分統合球に反射されて戻っ
た光線を測定して反応を測定することができる。透過用
の内部導波路を提供するためにスペーサ60は使用しない
ことに注目すべきである。
より一般的には、このような反射率の測定では表面ま
たは表面層の任意所望の方向に反射した光を捕らえる。
光ダイオードまたは光透過セルを波長選択性フィルター
と共に使用できる。クベルカ−モンク理論(Kubelka−M
onk Theory)が反射系に有用なモデルである。
もう一つの検出法は蛍光に基づくものでよく、蛍光で
あり、そのために紫外線を吸収し、多くは可視域の、よ
り長い波長の光を発する物質の使用が関与する。蛍光定
量法は光学密度測定法と同様に反射モードで使用でき、
例えばクロマトグラム上で試料を定量する。変更も可能
であり、他の検出様式と蛍光法を組み合わせてもよい。
例えば、比濁度計と同様に、試料を通して透過する方向
に対して決まった角度、典型的には90゜に検出器を置く
ことができる。第11及び12図を参照して下記に述べるよ
うに、反応スライドと一体化した部分としての膜または
ゲル層を使用する反射率に基づく測定が容易に得られ
る。
第11図は反射率の測定にどのように反応スライドを使
用するかを示している。図から判るように、反応スライ
ドの反応室66内に半透過層(例えば、膜またはゲル層)
40を置く。反応室66に導入できる液体及び溶解した血液
成分もしくは化合物を吸収するためにこの層を使用でき
るように、この層をカバー10に固定する。層の1つの表
面は反応室の上部内側の平らな表面にしっかりと結合し
ているかまたは近接している。結合または近接させるこ
とにより、液体及び/または液体と溶解した種が、半透
過層の他の部分をはじめに通らずに層表面の結合または
近接部分に接触または透過することを妨げ、実際には、
透明のカバー10と共に窓を設け、層内の色の変化を容易
に観察できるようにする。
層は発色を定量的に測定可能とする既知の反射率の参
考バックグラウンドを提供する。ほとんどの膜、膜様の
層またはゲル層は湿ると、典型的に光の強さの減少で示
される反射光強度のはっきりした変化を示す。従って、
層40は反応容量66に導入したときに試料を直接観察する
ことを妨げるが、膜が湿ったときの反射率の変化により
反応室に試料が入った正確な瞬間に信号を出すであろ
う。適切な水和量(ゲル用)、親水性、厚さ及び孔の大
きさを持つ多くの型の膜またはゲル層への試料の浸透及
び「湿潤」は反応室へ試料が入るのと一致する。場合に
よっては、酸化チタンのような白化剤を膜またはゲルに
添加すると反射能が上昇して性能が改善される。
本実施態様の反応スライドの大きさを第1表に示す。
膜またはゲル層構造は反応空間の最小の大きさよりも小
さな直径を有する丸いシートで作ることができる。ま
た、膜またはゲル層構造をスペーサ/上層に隣接した端
を有する反応空間の形状に合うように形づくることがで
きる。膜またはゲル層構造は、各々が異なる試薬を含有
する複数の円、四角、その他の形からなり複数の反応を
モニターすることができる。
反応スライドへ半透過層を結合させる粘着剤は、結合
部が透光性になることが望まれる、感圧性用途使用型の
ものが最も良い。感圧性粘着剤は孔内に流れ込み膜の機
能を妨げることなく膜またはゲル層に粘着する。両面テ
ープまたはフィルムを使用して膜またはゲル層を反応ス
ライドに固定できるであろうが、フィルム層のない透明
な感圧粘着剤は良好な結合能を有し、使用が簡単で、一
般に両面粘着テープより薄い。剥し取る裏張りのあるロ
ールの形のアクリル転写粘着剤が特に優れている。
懸濁した物質を排除し、液体及び溶解した種または懸
濁した種のみが層の隙間または孔に浸透できるように半
透過膜を構成することができる。溶解または懸濁した種
の場合、孔径に特定の上限を有する層は、浸入すること
のできる最大の分子、イオン、コロイド等を限定するで
あろう。層の表面電荷も荷電種のしきい値を決定する役
割を果たす。このことは全て、例えば膜またはゲル層の
製造の分野で周知であり、標準または通常の処方には多
くの種類の市販の膜が存在する。
全血試料から赤血球を除去するように半透過膜を構成
してもよい。別の装置を必要とし、時間と手間がかか
り、血液種への余分な操作を必要とする遠心のような独
立した分離ステップを行わずに全血アッセイを実施でき
るようになる。従って、血液中のヘモグロビンによる赤
い色は本質的に除外でき、こうして意味あるソレット
(soret)干渉なく、クロモゲンの測定に使用できる広
範囲の波長が得られる。
膜の例を次に示す。
ゲル層はアガロースゲル層、ポリアクリルアミドゲル
層またはゼラチンゲル層であってよい。
試薬及び試薬混合物を(例えば、スライドを組み立て
る前に)半透過層に加えることもできる。場合によって
は、半透過層に直接試薬を接合または固定することが有
利である。半透過層に乾燥試薬を使用できることに加
え、反応スライドの反応室に他の乾燥試薬層を使用する
ことができる。乾燥試薬層は同じかまたは異なる試薬を
含有している。複数の半透過膜からなる多層構造も同様
に使用でき、複数の試薬、分子サイズの選択/除外及び
固定化された試薬を含む広範囲のアッセイを可能とす
る。
第12図は第11図の反応スライドの切断図を示す。半透
過層40は反応室66内にあり、透明な粘着層42でカバー10
に結合してある。光源(図示せず)からカバー10を通し
て投影される光線43は半透過層で反射される。ぎらぎら
を避けるために直角と同じ角度(反射角度)の反射光が
光検出器121に直接当たらないように、光線を投影す
る。光検出器121は反応スライドの半透過層部分に視野
を限定して、層40とスペーサ/上層20の間の反応室66の
投影部分が見えないようにするための開口部204を必要
とすることがある。半透過層用に充分な余地を残し、半
透過層の下の反応室部分を迅速に満たすために、スペー
サ/上層20は半透過層を有さない反応スライド内より幾
分厚くしてもよい。
もう一つの変法は、層40と基底部30の間の反応室66内
に磁気粒子を使用して、経時変化する磁場により磁気粒
子が振動モードで動くときの対流を調整することであ
る。これは下記に詳述し、第34図に示す。
反応スライド1の反応室66内に強制対流を誘導する種
々の例示的方法を第31〜34図を参照して説明する。この
ような強制対流は迅速で完全な撹拌を促進する。
第31図は別の撹拌用配置を示している。この図では、
永久磁石214はカバー10に固定され、212からの電気的駆
動信号が励磁する電磁石210により上下に振動する。カ
バー10は本質的に1つの単位として磁石214と共に動
き、反応室66の容量を周期的に変化させる。液体の出入
りの流れにより撹拌する。ここでの撹拌の結果はカバー
/液体境界の近くで液体を動かすのに非常に適してい
る。この型の撹拌を行うために、カバー10は薄い常磁性
物質で製造して、別の磁石214を不要にすることができ
る。別の磁石を使用するときには、ドーナツ型または円
板型であってもよい。フレキシブルなセラミックの磁性
物質で製造してもよい。
第32図は反応室66内で対流を調整し維持するもう一つ
の配置を示している。この場合、次のソレノイド216を
使用する。ソレノイドはロッド218及びコイルを備え、
適当な断続的な一方向のまたは経時変化する電流源220
で駆動され、ロッド218を押し出してカバー10を押し、
これによってカバー10にたわみを生じさせる。ソレノイ
ドは電源を切った後にロッドを上向きに戻すためにスプ
リングを有していてもよい。
第33図に示すような変法では、軌道ディスク226の穴2
24を通る突出部材222を具備することもできる。張力ス
プリング228は図示したように突出部材222を下向きに付
勢する。ドライブ230は初めにディスク226を下向きに動
かし、突出部材222と反応スライドのカバー10を接触さ
せる。この時点で、突出部材222は、スプリング228によ
る力で、局在的な圧力でカバー10を押す。その後、ドラ
イブ230がディスク226をその軸の回りを回転させ、局在
的に圧力を加えている点がカバー10の上部表面上の円を
辿るようにさせる。従って、カバー10は突出部材222の
位置に従って円状のパターンを描く局部的な歪みを持
つ。このようにカバー10が局部的に歪むことにより反応
容量66内で撹拌が起こる。直径0.100の円状の断面と丸
底を有する突出部材222で3ozs.の力をかけると、ポリカ
カーボネートカバー10内で、0.005インチの歪みが生じ
うることが発見された。
もう一つの撹拌法(図示せず)は、圧電性物質で製造
したまたは付設圧電性物質を含有したカバーを使用する
ことである。この場合、適当な電圧を印加することによ
り圧電的にカバーが動く。
上記したように、本発明の反応スライドは光度測定法
ではない方法を使用して結果を測定するアッセイの実施
に使用できる。すなわち、光エネルギーの変換(例え
ば、光伝導性、光ダイオードまたは光増幅型の変換器)
の他に、反応スライドは他の気孔を使用してエネルギー
を変換することができる。本発明の反応スライドに適用
できる他の型の変換器には、熱量変換器、電気化学的変
換器及び粘度変換器を含む。
第34図には、第12図に示したものと同様であるが、反
応室66内に磁気粒子206を含む反応スライドの代表的な
実施態様の垂直断面図を示している。駆動回路199によ
り電磁石196を振動様式(例えば、矩形波による簡単な
オン−オフ回転)で駆動する。第1図に前述したよう
に、基底部30にまたはその近くにある磁気粒子は振動す
る。これにより制御した対流または撹拌効果が得られ
る。撹拌により半透過層40へのまたからの種の位相が促
進されるであろう。半透過層40で反射され、光検出器12
1で検出される光43は半透過層内での色の生成(または
消失)を示すであろう。光検出器から磁気粒子は直接は
見えないので、膜の介在によって明滅効果の信号は検出
されず、従って、反射率による色の測定に人為因子が導
入されることはない。反射率により測定されるように、
アッセイが進行し、発色(または変色)が起こるにつ
れ、制御した対流によりアッセイはより速い反応速度で
効果的にモニターされる。この制御した対流を最も効果
的にするためには、実施する個々のアッセイに磁場強度
及び周波数を合わせて、半透過層表面への及びからの種
の輸送を最適にする必要があるかもしれない。
第35図は粘度変換器の使用を示している。反応スライ
ド1のカバー10上に載置した張力ゲージ248を示してい
る。張力ゲージ248を使用して、カバー10の曲げまたは
運動の割合を、或は、ソレノイドで駆動する押しロッド
250で下方に押したことからの回復率を測定できる。従
って、粘度のモニタリングを利用して、反応空間内での
凝固反応で起きるように、反応室66内の流体の粘度を測
定できる。
反応室66への及びからの液体の流れが一定となる型の
測定には粘度のモニタリングが有用である。反応室66内
の液体の粘度が上昇すると、カバーの運動の妨害が増
え、運動が遅延する。
粘度測定で張力ゲージ248を使用する代わりに、カバ
ー10上に載置した圧電性部材を使用することができる。
上述のように、半発明の反応スライドは予め測定した
量の試薬を保存できる。試薬を保存させておく1つの方
法は既に述べており、液体試薬を1つの反応室内に置
き、次に、試薬を乾燥させて乾燥試薬が反応室の内部表
面を被覆するようにする。ここで、第36〜38図を参照し
て他の方法を説明しよう。第36図には本発明の反応スラ
イド1の部分縦断面図を示している。反応室66領域内、
基底部30上に試薬含有層254が示してある。所望に応じ
て、試薬含有量254を図示したものより左側に更に広
げ、先細壁25や導管26の領域を占め、さらに試料ウェル
64まで延びてもよい。図示した反応スライドはカバー10
の換気孔を通して換気する型のものである。しかし、試
薬層254はどの実施態様にも使用できる。
第37及び38図は、本発明の反応スライドのもう一つの
実施態様336を示しており、この反応スライド336は平行
配置充填で試料を充填してある試料ウェルを複数固有し
ている。反応スライド336の用途の中で、2つのアッセ
イを同時に実施し、分散光及び透過光をモニターするこ
とは有用である。第37及び38図には、この反応スライド
での実施に有用な機器の使用も示している。
反応スライド336では、338で示すように基底部30、ス
ペーサ及びカバー10が切り離されており、第一及び第二
脚を形成する。カバー10には試料ウェル64用開口部と、
各々第一反応室350及び第二反応室352と接続している換
気口354それぞれのための開口部がある。試料ウェル64
と、第一及び第二分枝回路346、348につながるよう枝分
かれしている共通回路344とを形成するよう、スペーサ
は切り開かれている。分枝回路346、348は各々反応室35
0及び352に続いている。前述の実施態様にあるように、
スペサーは透明であり、反応室に隣接する導波路27を提
供する。試料ウェル64に置いた試料は毛細管作用により
共通回路344に入り、そこで分かれて、分枝回路346、34
8を進み、反応室350、352に入る。
第37及び38図には第一光源356、第二光源358、第一分
散検出器360、第二分散検出器362及び透過検出器364も
示している。光シールド366は第二反応室352が第一光源
356からの放射を受けないように保護する。第一及び第
二光源356、358からの光は各々第一及び第二反応室35
0、352に入り、そこで一部が90゜に分散し、基底部30を
通過し、その後分散光は360及び362で検出することが判
るであろう。透過検出器364は反応室352で分散も吸収も
されなかった光源358からの光の一部を検出する。
本発明を一般的に説明してきたが、具体的な実施例を
参照することによりさらに理解できる。ここに示す実施
例は説明の目的だけのものであり、特記しない限り限定
の意図は有していない。
実 施 例 実施例1 t−PAアッセイ: 成分: (1.)ヒトプラスミノーゲン0.80mg/ml 12μ (2.)ヒトフィブリン断片0.02mg/ml μ (3.)Helena Laboratoriesから入手し、水で希釈した
0.1M S−2251(H−D−Val−Leu−Lys−pNa)10μ 成分を混合し、反応スライドに加え、膜の円形物を有
する反応スライド内で乾燥させた。
10%ポリマー(例えば、ポリエチレングリコール、平
均分子量3,400)溶液で、市販物質(例えば、0.45ミク
ロンの孔径のポリスルフォン(Gelman Sciences Tuffry
n Membrane)を被覆(または含浸)して膜を予め調製し
た。白色剤(例えば、酸化亜鉛Aldrich Chemical Compa
ny)を被覆物に加えてもよい。乾燥(47℃、15分)させ
た膜を粘着剤(例えば、Scotch 3M移動テープの様な市
販の移動テープ)で覆い、次に、紙用の穴開け器で丸い
穴を開けた。これらの膜円形物を反応スライドのカバー
に接着させた。
クエン酸塩を添加した全血、血清または血漿40μを
該反応スライドにかけると、試薬はすぐに溶け込み、試
料の液体部分は迅速に透過した。t−PA濃度に存在する
この色の強さの変化は、時間に対する光検出器増幅器電
圧のプロットから判るように、400ナノメーターの反射
光の減少で検出した。最初の遅延時間の後に下向きの傾
斜となり、これにより第41a図に示すような有用なt−P
A濃度の動力学的測定が得られた。該反応の傾きまたは
測定された反応速度を全血試料中の実際のt−PA濃度に
対してプロットした。第41b図に示すように、ほぼ直線
の標準曲線が得られた。次ぎに、この標準曲線を使用し
て、反応速度を測定した後の全血(または血清または血
漿)試料中のt−PA濃度を測定することができた。
実施例2 t−PAアッセイ: 同様の実験を実施した。この場合、スライドトップに
接着した膜円形物上に0.1MのS−2251 10μ載せて風
乾させてから、スライドトップをスライドに載せた。次
ぎに、残留している試薬をスライド内で凍結乾燥させ
た。得られた結果は実施例1と同様であった。
実施例3 プラスミノーゲン(得られる全プラスミン)アッセイ: 試薬: (1.)5,000IU/ml t−PA 10μ (2.)水で希釈した0.1M S−2251(Helena Labs)18
μ 前記の膜円形物を有する試薬スライド内で試薬を凍結
乾燥させた。
試料中のプラスミノーゲン濃度に応じて、血漿は種々
の強さの黄色を呈した。実施例1と同様に、反応速度の
測定値を得て、これを使用して標準曲線を作成し、第42
図に示した全血試料についてのアッセイデータを解析し
た。
実施例4 遊離プラスミンアッセイ: 試薬: (1.)水で希釈した0.1M S−2251(Helena Labs)28
μ 試薬を反応スライド内で凍結乾燥させた。
試料中の遊離プラスミン濃度に応じ、血漿は種々の強
さの黄色を呈した。結果は実施例3と同様であった。
実施例5 α−2−抗プラスミンアッセイ: 試薬: (1.)2mmol/ HCl中の50%グリセロールに溶解した
0.3CUヒトプラスミン(Ortho)18μ (2.)水に溶解した0.1M S−2251(Helena Labs)10
μ 試薬は試薬スライド中で凍結乾燥させた。
血漿は黄色を呈し、この色の強さは試料中のα−2−
抗プラスミン濃度と逆比的関係にあった。
血餅溶解アッセイ実施例 1.内因性血餅溶解をモニターするために下記の試薬混合
物を含有するスライドを作製した:Owen′s Veronalバッ
ファで希釈したウシトロンビン、25単位/ml(Sigma Che
mical Co.);10mg/ml Fe3O4粒子(Fisher法での平均粒
径0.3ミクロン);及び0.2mg/mlとなるまでトロンビン
と混合したプラスミノーゲン、0.2mg/ml。試薬を標準反
応スライドに加えた。スライドを凍結乾燥させ、ホイル
で包み、使用するまで冷蔵保存した。使用時に、本明細
書に記載したように、該スライドを常磁性粒子の運動を
モニターする機器に入れ、自動的に温度を37℃とした。
治療用量の組織プラスミノーゲン活性化因子(t−PA;1
000IU/ml)を含有する新鮮な、クエン酸塩添加全血を試
料ウェルに加えた。得られた信号は血餅形成及び2〜3
分後の血餅溶解開始を示した。時間に対する随意の信号
サイズ(電圧)単位で、波形全体を第43図に示す。図か
ら判るように、波形は早く非常に圧縮されているため、
第3及び4図に示すような個々のピークを同定すること
はできない。第43図の血餅形成領域(600)は、試料中
のフィブリノーゲン濃度に比例するような負の傾斜
((601)を有する。これを第44a図に示す。血餅形成を
モニターできるばかりでなく、第43図の血餅溶解開始時
間602は第44b図に示すようにt−PA濃度に反比例するこ
とが判った。
2.内因性血餅溶解感受性をモニターするためのスライド
を作製した。使用したスライドは実施例1と同じ標準反
応スライドであり、同じ濃度のトロンビン、常磁性粒子
及びプラスミノーゲンを含有した。さらに、スライド試
薬は組換えt−PA400IUを含有した。スライドを実施例
1と同様に凍結乾燥し、同様の方法で保存した。スライ
ドは前の実施例と同様の機器に使用した。試料は、新鮮
で、クエン酸塩を添加した、血栓溶解療法を行う前の全
血からなった。得られた信号は正常な血餅形成を示し、
これは数分後には血餅溶解開始へと続く。使用したt−
PA濃度では、使用した系でのt−PAによる患者血餅の溶
解のされ易さが明かとなった。この種のアッセイは溶解
され易さの指標またはスクリーニング手段として有用で
ありうる。
3.外因性血餅溶解アッセイ(または標準化した血餅溶解
アッセイ)用のスライドを作製した。このアッセイは第
一段階で反応スライド上で試薬を風乾させ、第二段階で
凍結乾燥させることからなる。第一段階で反応スライド
に添加した試薬は、ウシ−トロンビン30U/ml及びFe3O4
粒子15mg/mlであった。乾燥後、最終溶液中2mg/mlのフ
ィブリノーゲン及び0.02mg/mlのプラスミノーゲンを加
えた。血餅を形成した後で、スライドを凍結乾燥させ
た。次に、前の実施例と同様にスライドを機器内に置
き、t−PA濃度を含有する新鮮で、クエン酸塩を添加し
た全血試料を試料ウェルに加えた。第43図と同様な波形
が得られた。血餅溶解開始時間は、第46a図の標準曲線
に示すように試料中のt−PA濃度に反比例することが判
った。同じクエン酸塩を添加した試料からの血漿を使用
してアッセイを繰り返すと第46b図に示したものと同様
な結果が得られた。
4.プラスミノーゲンを省き、ストレプトキナーゼを第一
段階で加えたことを除き、実施例3と同様にスライドを
作製した。得られたスライドを前の実施例と同様な機器
に配置し、新鮮で、クエン酸塩添加したプラスミノーゲ
ン含有全血試料を試料ウェルに加えた。血餅溶解開始時
間は試料中のプラスミノーゲ濃度に反比例することが判
った。
5.架橋結合したカゼイン分子を使用してプラスミノーゲ
ンまたはプラスミノーゲン活性化因子用の外因性「血
餅」溶解アッセイのためのスライドを作製した。プラス
ミノーゲン活性化因子アッセイ用に、スライド内容物に
プラスミノーゲンを加えた。プラスミノーゲンアッセイ
用に、t−PAまたはストレプトキナーゼを加え、プラス
ミノーゲンを省いた。0.1M重炭酸ナトリウム溶液にカゼ
イン(Eastman Kodak)を最大限溶解し、これにFe3O4
子45mg及びEDC(Sigma Chemical Co.、カルボジイミド
架橋試薬)0.2gを加え、室温で30分間混合した。得られ
た溶液を反応スライドの底に広げてのばし、前の実施例
と同様に、全血アッセイ用にスライドをまとめて空気乾
燥させ、使用すると、常磁性粒子運動として示されるよ
うな溶解時間とプラスミノーゲン活性化因子及びプラス
ミノーゲン濃度との相関関係が見られた。
血液凝固アッセイ実施例 1.前記のように、トロンボプラスチンカルシウム試薬を
使用して第17図に示す反応スライドを作製し、凍結乾燥
させ、プロトロンビン時間アッセイを実施するまで冷蔵
保存した。Coag Iと呼ばれる表現型を用いて機器上でア
ッセイを実施した。機器モニタリング、信号処理及びデ
ータ操作は前に詳しく述べてある。
この研究は凝固不全が疑われる患者を含む59人の患者
からのクエン酸塩添加全血及び血漿の試料について報告
している。参照方法(Coag−A−Mate X2,Organon Tekn
ika;Thromboscreen,Pacific Hemostatis)に対するCoag
Iの相関係数は血漿及び血液について各々0.97及び0.98
であった。Coag Iのデータプロットは一回測定の測定値
を表し、参照方法のプロットは各試料について2回測定
した平均を表す。
第47図は、左側に血漿試料、右側に全血試料について
得た優れた結果を示している。両方のデータを血漿を使
用した参照方法の平均値に対してプロットしている。第
47図の下にまとめたものは得られた統計値を示してい
る。
2.前の実施例のようにして作製した反応スライドを使用
して、さらに迅速でより簡便なPTテストを実施するため
の、指から採取したばかりの試料の使用可能性を調べ
た。第1表に、代表例で得た結果を示す。7個の光学ヘ
ッドを使用してデータを迅速に収集した。「Autolet」
指パンチデバイス(Ulster Scientific)を使用して各
ドナーから全血を得た。複数のフィンガースティックと
複数の指を使用して17個のPTテストを実施した。これら
の研究では、指を絞りすぎることはなく、試料は約20秒
以内に反応スライド上に置いた。これらの条件下で、ド
ナーの組織トロンボプラスチンからは後生物が生じるこ
とはないようである。テスト終了の15分以内に、抗凝固
剤を含有しない滅菌シリンジ内に同じドナーから全静脈
血を採取した。約5分間でこの血液をテストすることが
できた。実験室の3人のチームでPTアッセイを直ちに開
始し、その間に、3.2%の緩衝化クエン酸塩抗凝固剤を
含有する空の試験管にドナーから2個の追加の試料を吸
引採取した。1本のクエン酸塩添加試験管を回転させ、
次のテスト用の血漿を回収した。他はクエン酸塩添加全
血としてテストした。
下表の結果から、4種類の試料平均は12.0〜13.3秒の
範囲であった。%で表す偏差係数は、60回の血漿測定値
についての2.5%から17個のフィンガースティック測定
値についての5.4%までの範囲であった。
3.部分トロンボプラスチン試薬、カルシウム及び粒状の
活性化因子を使用して第17図に示すような反応スライド
を作製し、凍結乾燥させてAPTT乾燥試薬スライドを作製
した。活性化部分トロンボプラスチン時間アッセイの実
施に使用するまでスライドを冷蔵保存した。これらのア
ッセイは、従来の2段階法を使用するアッセイとは異な
り1段階APTTアッセイである。従来方法では、カルシウ
ム添加前に5分間のインキュベーションを行う第一段階
を含んでいる。
第48図はAPTT比較試験のプロットを示している。Coag
−I表現型系を使用する1段階のAPTTアッセイ用の乾燥
試薬スライドをテストし、参照方法と比較した。参照実
験ではAPTT用の同じ参照機器及びPacific Hemostasis試
薬を使用した。データから判るように結果は非常に良好
であった。これらのデータが示すように、1段階法は2
段階の参照方法とよく相関する。1段階法の反応時間は
より長いが、5分間のインキュベーション段階がいらな
いために全体のテスト時間はより短い。1段階法の方が
実施よりも簡便である。所望であれば、前述のように、
1段階法の終点を電子的に調整して2段階法の終点の値
に等しく合せて記録させることもできる。
上記の教示に基づいて本発明の多くの変形や変更が可
能なことは明かである。従って、添付の請求の範囲の範
囲内で、本発明は本明細書に具体的に示したもの以外に
も実施できると理解されたい。

Claims (58)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】凝固アッセイ試薬と全血又は血漿試料を組
    合わせて凝固アッセイ測定値を得ることを含む凝固アッ
    セイにおいて、その改良が、振動磁場又は運動永久磁場
    又は振動磁場と静止永久磁場の組合わせの影響下にある
    全体に実質的に均一に分散した磁気粒子を含有する、実
    質的に平らな形態に配した乾燥凝固アッセイ試薬に、全
    血又は血漿試料を添加し、これによって実質的に同時に
    凝固アッセイ測定を開始し、前記磁気粒子の動きをモニ
    ターしてアッセイ測定値を得ることからなる、前記アッ
    セイ。
  2. 【請求項2】血液凝固カスケード系の成分を含有する線
    維素溶解活性である全血又は血漿試料について血餅溶解
    アッセイを実施する方法であって、 (i)全血又は血漿由来のフィブリン血餅と、全体に実
    質的に均一に分散した磁気粒子とを含有し、実質的に平
    らな形態に配した乾燥試薬に、被測定量の前記試料を添
    加し、これによって実質的に同時にアッセイ測定を開始
    するが、前記磁気粒子含有試薬を(i a)振動磁場又は
    (i b)運動永久磁場又は(i c)振動磁場と静止永久磁
    場の組合わせにかけ;そして (ii)(i a)、(i b)又は(i c)により誘導される
    前記磁気粒子の動きをモニターすることによってアッセ
    イ測定値を得る、ことからなる前記方法。
  3. 【請求項3】血餅溶解アッセイ測定を実施する方法であ
    って、 (i)少なくとも1種の全血もしくは血漿血餅形成試薬
    と、組成物全体に実質的に均一に分散した磁気粒子とを
    含有し、実質的に平らな形態に配した乾燥組成物を、全
    血又は血漿試料と接触させて、磁気粒子を含有する血餅
    を得、 (ii)前記血餅に、全血もしくは血漿血餅溶解アッセイ
    試薬を添加し、これにより実質的に同時に前記血餅溶解
    アッセイ測定を開始し、(i a)振動磁場又は(i b)運
    動永久磁場又は(i c)振動磁場と静止永久磁場の組合
    わせによって誘導される前記磁気粒子の動きを光学的に
    モニターして、血餅溶解アッセイ測定値を得る、 ことからなる前記方法。
  4. 【請求項4】血餅溶解アッセイ測定を実施する方法であ
    って、少なくとも1種の全血もしくは血漿血餅形成試薬
    と、全体に実質的に均一に分散した磁気粒子とを含有
    し、(a)振動磁場又は(b)運動永久磁場又は(c)
    振動磁場と静止永久磁場の組合わせにかけられた、実質
    的に平らな形態に配した乾燥組成物を、全血又は血漿試
    料と接触させ、これにより実質的に同時に前記血餅溶解
    アッセイ測定を開始し、磁気粒子を含有する血餅の形成
    を得、そして実質的に前記血餅の溶解を進行させて、前
    記磁気粒子の動きをモニターすることによって血餅溶解
    アッセイ測定値を得る、ことからなる前記方法。
  5. 【請求項5】前記試料が血餅溶解アッセイ試薬を含有す
    るか又は、前記乾燥組成物がさらに血餅溶解アッセイ試
    薬を含有する、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】血液凝固カスケード系の線維素溶解活性成
    分を含有する全血又は血漿試料について血餅溶解アッセ
    イ測定を実施する方法であって、全体に実質的に均一に
    分散した磁気粒子を含有し、(a)振動磁場または
    (b)運動永久磁場又は(c)振動磁場と静止永久磁場
    の組合わせにかけられた、実質的に平らな形態に配した
    フィブリン血餅を、全血又は血漿と接触させ、これによ
    り実質的に同時に血餅溶解アッセイ測定を開始し、前記
    磁気粒子の動きをモニターすることによって血餅アッセ
    イ測定値を得る、ことからなる前記方法。
  7. 【請求項7】前記全血又は血漿試料が血餅溶解アッセイ
    試薬を含有する、請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】全血又は血漿試料について凝固アッセイを
    実施する方法であって、 (i)アッセイの第1全血もしくは血漿成分を、アッセ
    イの第2成分に添加するが、ここで前記第2成分が、全
    体に実質的に均一に分散した磁気粒子を含有し且つ実質
    的に平らな形態に配した乾燥凝固アッセイ試薬を含有
    し、及び(i a)振動磁場又は(i b)運動永久磁場又は
    (i c)振動磁場と静止永久磁場の組合わせにかけられ
    ており、前記第2成分への前記第1成分の添加によっ
    て、実質的に同時に凝固アッセイ測定を開始し;そして (ii)(i a)又は(i b)又は(i c)によって前記磁
    気粒子内に誘導された動きをモニターして凝固アッセイ
    測定値を得る、 ことからなる前記方法。
  9. 【請求項9】前記凝固アッセイが血餅形成アッセイであ
    る、請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】液体試料が全血である請求項9に記載の
    方法。
  11. 【請求項11】液体試料が血漿である請求項9に記載の
    方法。
  12. 【請求項12】磁気粒子に振動磁場を印加することによ
    り磁気粒子を動かす請求項9に記載の方法。
  13. 【請求項13】磁気粒子に運動永久磁場を印加すること
    により磁気粒子を動かす請求項9に記載の方法。
  14. 【請求項14】乾燥試薬がトロンボプラスチン及びカル
    シウム塩からなる請求項9に記載の方法。
  15. 【請求項15】凝固アッセイを、そのための構成部材中
    で行う方法であって、液体試料を該部材に加え、ここ
    で、該部材は互いに流体連絡している試料ウェルと反応
    室とを規定している導管構造からなり、前記反応室は前
    記第2成分を含み、前記導管構造は試料ウェル中の液体
    試料を毛細管現象により反応室に引き入れ満たす幾何学
    的形態を有し、反応室を満たした後には液体試料はそこ
    に静止する、ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
  16. 【請求項16】前記部材が外部光源から反応室へ光を伝
    える手段を含む請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】反応室からの散乱光または吸収光または
    反射光を検出する手段をさらに含む請求項16に記載の方
    法。
  18. 【請求項18】前記部材を永久磁石及び電磁石に十分近
    接して配置し、これにより、前記永久磁石と電磁石が振
    動磁場と静止永久磁場の組合わせを付与する。請求項15
    に記載の方法。
  19. 【請求項19】前記部材を永久磁石と電磁石の間に配置
    する、請求項18に記載の方法。
  20. 【請求項20】(i)前記凝固アッセイが血餅溶解アッ
    セイであり、(ii)前記第1成分が被測定量の全血もし
    くは血漿血餅溶解試薬であるか又は、全血もしくは血漿
    血餅溶解成分を含有する試料であり、(iii)前記第2
    成分が磁気粒子を含有する全血もしくは血漿血餅であ
    る、請求項8に記載の方法。
  21. 【請求項21】血餅溶解アッセイが組織プラスミノーゲ
    ン活性化因子アッセイである、請求項20に記載の方法。
  22. 【請求項22】液体試料のアッセイを実施するための構
    成部材であって、前記部材は、互いに流体連絡している
    試料ウェルと反応室とを規定する導管構造を含み、ここ
    で前記反応室は、振動磁場又は運動永久磁場又は振動磁
    場と静止永久磁場の組合わせの影響下で可動な全体に実
    質的に均一に分散した磁性粒子を含有し、実質的に平ら
    な形態に配した少なくとも1種の乾燥アッセイ試薬を含
    み、及び半透過性マトリックスからなる反射層を接合し
    た上部表面で規定されており、前記導管構造は、試料ウ
    ェル内に液体試料を入れたとき、その液体試料を毛管現
    象で反応室に引き入れ満たす幾何学的形態を有してお
    り、反応室を満たした後、液体試料はそこに静止したま
    まとなる、前記部材。
  23. 【請求項23】半透過層が反応室内で実施されるアッセ
    イをモニターする手段である、請求項22に記載の部材。
  24. 【請求項24】少なくとも1種の乾燥アッセイ試薬が前
    記半透過性層内部に含まれている、請求項22に記載の部
    材。
  25. 【請求項25】前記部材が、少なくとも1種の乾燥アッ
    セイ試薬層を、前記反射層に固定されていない前記半透
    過性マトリックスの主表面と接触して含んでいる、請求
    項22に記載の部材。
  26. 【請求項26】前記乾燥アッセイ試薬が、血液凝固カス
    ケード系の少なくとも1種の酵素又はチモーゲンを含有
    する、請求項25に記載の部材。
  27. 【請求項27】前記半透過性マトリックスが、ゲル又は
    メンブランの1以上の層で構成され、ここで各ゲル又は
    メンブラン層が少なくとも1種の乾燥アッセイ試薬を含
    有する、請求項22に記載の部材。
  28. 【請求項28】前記半透過性マトリックスが、ゲル層又
    は多層ゲル構造又は、ゲル層もしくは多層ゲル構造を接
    合した非ゲル性メンブランである、請求項22に記載の部
    材。
  29. 【請求項29】前記上部表面が、複数の半透過性反射層
    を接合しており、ここで各反射層が別個に前記上部表面
    に接合され、反応をモニターする個々の手段として使用
    される、請求項22に記載の部材。
  30. 【請求項30】前記半透過性マトリックス又は複数の前
    記半透過性マトリックスが前記上部表面に接合してお
    り、各半透過性マトリックス又は前記複数の半透過性マ
    トリックスの各々が反応をモニターするのに使用可能で
    ある、請求項22に記載の部材。
  31. 【請求項31】凝固アッセイ測定を実施する方法であっ
    て、 (i)全血又は血漿試料を、互いに流体連絡している試
    料ウェルと反応室とを規定する導管構造を含む部材の試
    料ウェルに添加するが、ここで、前記反応室は、これに
    半透過性マトリックスを有する反射層を接合し、及び振
    動磁場又は運動永久磁場又は振動磁場と静止永久磁場の
    組合わせの影響下で可動な全体に実質的に均一に分散し
    た磁気粒子を含み且つ実質的に平らな形態に配した被測
    定量の少なくとも1種の乾燥凝固アッセイ試薬を含み、
    特定量の前記試料を、毛管現象で前記反応室に引き入
    れ、前記半透過性層と共に前記試薬と接触させて実質的
    に同時に前記凝固アッセイ測定を開始し;そして (ii)前記半透過性層の反射率を測定することによっ
    て、前記凝固アッセイ測定を行なう、 ことからなる前記方法。
  32. 【請求項32】振動磁場又は運動永久磁場又は振動磁場
    と静止永久磁場の組合わせの影響下で可動な全体に実質
    的に均一に分散した磁気粒子を含有し、磁場の影響下で
    磁気粒子の動きをモニターして凝固アッセイ測定を実施
    するための乾燥凝固アッセイ試薬であって、下記の群: (1)(i)プロトロンビン時間試薬と、(ii)プロト
    ロンビン時間試薬及びカルシウム塩とからなる群から選
    択される1構成員、 (2)塩化カルシウムを含む部分トロンボプラスチン時
    間試薬、 (3)塩化カルシウムを含む部分トロンボプラスチン時
    間試薬及び血餅形成活性化因子、 (4)トロンビン又は血栓形成活性をもつヘビ毒、 (5)フィブリン又は、プラスミノーゲン及びフィブリ
    ン、 (6)(i)プラスミノーゲンと(ii)フィブリン、血
    栓形成活性をもつヘビ毒又はトロンビンのいずれかとを
    含有するプラスミノーゲン活性化因子アッセイ試薬、 (7)(i)プラスミノーゲン活性化因子と(ii)フィ
    ブリン、血栓形成活性をもつヘビ毒又はトロンビンのい
    ずれかとを含有するプラスミノーゲンアッセイ試薬 (8)天然又は合成プラスミノーゲン活性化因子、 (9)フィブリンとプラスミンを含有するα−2−アン
    チプラスミンアッセイ試薬、並びに (10)前記の組合わせ から選択される、前記アッセイ試薬。
  33. 【請求項33】前記試薬がトロンボプラスチン又は、ト
    ロンボプラスチン及びカルシウム塩である、請求項32に
    記載の試薬。
  34. 【請求項34】前記試薬が、塩化カルシウムを含む部分
    トロンボプラスチン時間試薬である、請求項32に記載の
    試薬。
  35. 【請求項35】前記試薬が、塩化カルシウムを含む部分
    トロンボプラスチン試薬及び血餅形成活性化因子であ
    る、請求項32に記載の試薬。
  36. 【請求項36】前記試薬が、トロンビン又は、血栓形成
    活性をもつヘビ毒である、請求項32に記載の試薬。
  37. 【請求項37】前記試薬が、フィブリン、プラスミノー
    ゲンとフィブリン、トロンビン様活性をもつヘビ毒、又
    はトロンビンである、請求項32に記載の試薬。
  38. 【請求項38】血栓形成活性をもつヘビ毒か又は血栓形
    成活性をもつヘビ毒とトロンビンの組合わせのいずれか
    を含有する、請求項37に記載の試薬。
  39. 【請求項39】前記試薬が、(i)プラスミノーゲン活
    性化因子と、(ii)フィブリン、血栓形成活性をもつヘ
    ビ毒、又はトロンビンのいずれかとを含有するプラスミ
    ノーゲンアッセイ試薬である、請求項32に記載の試薬。
  40. 【請求項40】血栓形成活性をもつ前記ヘビ毒、及び血
    栓形成活性をもつヘビ毒とトロンビンとの組合わせを含
    有する、請求項39に記載の試薬。
  41. 【請求項41】前記試薬が、ストレプトキナーゼとウロ
    キナーゼからなる群から選択される一構成員である、請
    求項32に記載の試薬。
  42. 【請求項42】前記試薬が、天然及び合成組織プラスミ
    ノーゲン活性化因子からなる群から選択される一構成員
    を含有する、請求項32に記載の試薬。
  43. 【請求項43】前記試薬が、フィブリン及びプラスミン
    を含有するα−2−アンチプラスミンアッセイ試薬であ
    る、請求項32に記載の試薬。
  44. 【請求項44】前記試薬が、(4)トロンビン又は、血
    栓形成活性をもつヘビ毒と、(8)天然及び合成プラス
    ミノーゲン活性化因子からなる群から選択される一構成
    員、を含有する、請求項32に記載の試薬。
  45. 【請求項45】前記試薬が、ストレプトキナーゼ、組織
    プラスミノーゲン活性化因子及びウロキナーゼからなる
    群から選択される少なくとも1種の構成員を含有する、
    請求項32に記載の乾燥凝固アッセイ試薬。
  46. 【請求項46】1つ以上の容器中に、永久磁石、時間調
    整手段、全体に実質的に均一に分散した磁気粒子を含有
    し且つ実質的に平らな形態に配した少なくとも1種の乾
    燥凝固アッセイ試薬を含む構成部材、を含む凝固アッセ
    イ実施用キット。
  47. 【請求項47】さらに、移送ピペットを含む、請求項46
    に記載のキット。
  48. 【請求項48】磁場の影響下で磁気粒子の動きをモニタ
    ーして凝固アッセイ測定を実施するためのシステムであ
    って、 (i)温度調節用手段、振動磁場を生成するか又は永久
    磁場を動かすための手段、照射手段、及び磁気粒子をモ
    ニターするための光学的測定手段を備えた装置と、 (ii)互いに流体連絡している試料ウェルと反応室を規
    定する導管構造を含む、前記凝固アッセイを実施するた
    めの構成部材とを含み、但し、前記導管構造が、試料ウ
    ェル中に入れた液体試料を毛管現象により前記反応室に
    引き入れ満たすようにさせる幾何学的形態を有し、及び
    前記反応室が、振動磁場又は運動永久磁場又は振動磁場
    と静止永久磁場の組合わせの影響下で可動な全体に実質
    的に均一に分散した磁気粒子を含み且つ実質的に平らな
    形態に配した少なくとも1種の乾燥凝固アッセイ試薬を
    含んでいる、 前記システム。
  49. 【請求項49】さらに移送ピペットを含む、請求項48に
    記載のシステム。
  50. 【請求項50】前記移送ピペットは、実質的に非血栓形
    成性材料で作られており、湾曲末端を有し、毛管現象に
    よって液体試料で満たすことが可能であり、及び前記湾
    曲末端を覆うか又は密封した後に圧力によって前記液体
    試料を放出することが可能である、請求項49に記載のシ
    ステム。
  51. 【請求項51】前記装置がさらに、抵抗性ヒータースト
    リップと、前記部材に近接して位置するサーミスターと
    からなる加熱手段を含む、請求項48に記載のシステム。
  52. 【請求項52】前記部材が全血凝固アッセイの実施に適
    しており、前記導管構造が、試料ウェル中に入れた血液
    試料を毛管現象により反応室に引き入れ満たすようにさ
    せる幾何学的形態を有しており、前記反応室が満たされ
    た後に血液試料は静止状態にあり、前記部材はさらに、
    光学的もしくは磁気的にコードしうる情報手段又はその
    両手段を含み、この手段は、較正、品質管理、テストパ
    ラメータ及び患者情報のうち少なくとも1つを提供可能
    である、ことを特徴とする請求項48に記載のシステム。
  53. 【請求項53】前記照射手段が、前記部材を照らすため
    の1つ以上の光源を含み、前記の光学的測定によりモニ
    ターするための手段が、前記反応室中に存在する色原体
    もしくは発色媒介物質を光学的測定によりモニターする
    ための1つ以上の検出器を含む、ことを特徴とする請求
    項48に記載のシステム。
  54. 【請求項54】磁場の影響下で磁気粒子の動きをモニタ
    ーして凝固アッセイを実施するためのシステムであっ
    て、 (i)(1)液体試料を受容する試料ウェルと(2)全
    体に実質的に均一に磁気粒子を包埋し且つ実質的に平ら
    な形態に配した乾燥凝固アッセイ試薬を含む反応室とか
    らなる反応用構成部材、 (ii)前記反応室の体積に対応する量の、前記試料ウェ
    ル中に配される液体試料を、試料ウェルから反応室まで
    同時に移送するような幾何学的形態の移送ゾーンを介し
    て流体連絡している、前記試料ウェル及び前記反応室、 (iii)前記反応室を光学的にモニターするための手
    段、 (iv)前記反応室を振動磁場にかけるための手段、 (v)これによって、前記試料を前記反応室に導入した
    ときに、前記乾燥凝固アッセイ試料が溶解され、且つ前
    記磁気粒子が、前記振動磁場により誘導される振動パタ
    ーンで自由に動き、これによって、前記振動磁場に対す
    る前記磁気粒子の動きの度合いの変化に対応する前記凝
    固アッセイの反応速度を測定すること、 からなる前記システム。
  55. 【請求項55】前記乾燥試薬が血液凝固促進試薬であ
    る、請求項54に記載のシステム。
  56. 【請求項56】前記液体ウェルから前記反応室への前記
    液体試料の瞬間移送の開始を制御するための手段を含
    む、請求項54に記載のシステム。
  57. 【請求項57】前記試料ウェルと流体連絡する複数の反
    応室及び、前記複数の反応室の1つから前記複数の反応
    室の他のものへ全血又は血漿試料を移送するための手段
    を含む、請求項54に記載の分析用システム。
  58. 【請求項58】磁場の影響下で磁気粒子の動きをモニタ
    ーして凝固アッセイを実施する方法であって、 (i)(1)全血又は血漿試料を受容する試料ウェル
    と、(2)全体に実質的に均一に磁気粒子を包埋させ、
    且つ実質的に平らな形態に配した乾燥凝固アッセイ試薬
    を含む反応室とを有する反応用構成部材を振動磁場にか
    けるが、但し、前記試料ウェル及び反応室は、反応室の
    体積に対応する量の試料ウェルに配される試料を、前記
    試料ウェルから前記反応室に同時に移送するような幾何
    学的形態の移送ゾーンを介して流体連絡している、段階
    と、 (ii)凝固し易い全血又は血漿試料を前記試料ウェルに
    添加し、これによって前記試料の少なくとも一部が前記
    反応室に同時に導入され、前記試薬が溶解され、前記粒
    子が前記振動磁場により誘導される振動パターンで自由
    に動く、段階と、 (iii)場合により、前記反応室をモニターして、前記
    磁場に対する前記粒子の動きの度合いの変化に対応する
    凝固アッセイの反応速度を測定する段階、 とからなる前記方法。
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