JP3126383B2 - 簡易な分析装置 - Google Patents

簡易な分析装置

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JP3126383B2 JP04506997A JP50699792A JP3126383B2 JP 3126383 B2 JP3126383 B2 JP 3126383B2 JP 04506997 A JP04506997 A JP 04506997A JP 50699792 A JP50699792 A JP 50699792A JP 3126383 B2 JP3126383 B2 JP 3126383B2
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文男 木村
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紘一 松尾
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清美 原川
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 技術分野 本発明は、試料中に分析対象物が存在するか否かを免
疫アッセイなどにより簡易に知ることができる分析装置
に関する。
背景技術 試料中の分析対象物の存在、非存在を、その分析対象
物に特異的に結合する性質を有する物質と接触させ、両
物質の結合反応の有無によって判定することが行われて
いる。例えば、抗原−抗体反応を用いた免疫的な手法
や、オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼイション反
応により目的配列の有無を判定する手法などがある。
免疫的な方法としては、抗原と特異的に結合する抗体
を表面に固定した担体と、液体試料とを接触させ、さら
に標識された抗体を作用させることにより、液体試料中
の抗原の存在を確認する方法が種々知られている。
例えば、特開昭63−127160号公報には、抗体をスポッ
ト状に結合させた膜を円筒上容器の上面に置き、その下
を吸湿性の高い物質で埋めた装置が開示されている。こ
の装置に、まず液体試料を添加し、続いて金コロイド粒
子標識抗体を滴下する。もし、液体試料中に抗原が検出
可能な濃度以上存在すれば、赤紫色のスポットが認めら
れる。
類似の装置が、特表昭61−502214号公報、特開昭63−
25551号公報などに開示されている。
これらの装置は、液体試料を装置の膜部分に添加し吸
収させた後、標識抗体後を滴下するという二つのステッ
プを必要とする。したがって、場合によっては操作が繁
雑となる。また、これらの装置の膜は反応後容易に乾燥
してしまう。反応直後と乾燥後とでは観察される結果に
相違が生じてしまう場合があり、膜が容易に乾燥してし
まうことは好ましくない。さらに、液体試料が尿や便懸
濁液などである場合、反応後も膜表面が露出しているよ
うな装置は不衛生であるといえる。また、膜表面が露出
したままであると持ち運びにも適当でない。
［発明の概要］ 従って本発明は、簡易な分析装置を提供することを目
的としている。
また本発明は、反応後に膜表面が容易に乾燥せず従っ
て反応結果の経時変化が少なく、衛生的で持ち運び容易
な装置を提供することを目的としている。
本発明によるに分析装置は、試料中の分析対象物の存
在、非存在を検出する装置であって、 （ｉ） 液体試料を収容可能な、透明部分を有する容器
と、 （ii） 前記容器に挿入可能な挿入部材であって、 表面と裏面を有し、分析対象物に対して特異的に結合
する物質をその表面に担持した多孔質部材と、 前記多孔質部材の裏面に結合された吸収材とからな
り、 前記多孔質部材は、前記挿入部材が前記容器に挿入さ
れたとき、前記表面が前記容器の透明部分を通して前記
容器の外側から観察可能でありかつ前記液体試料が前記
吸収材に前記多孔質部材を通って吸収されるように挿入
部材中で支持されてなる挿入部材と からなるもの、である。
本発明による分析装置によれば、分析対象物とこの分
析対象物に対して特異的に結合する物質との反応を、装
置の外側から容易に観察することができる。
［図面の簡単な説明］ 第１図は、本発明による分析装置の好ましい実施例の
断面図である。
第２図は、本発明による分析装置の更に別の好ましい
実施例の断面図である。
第３図は、本発明による分析装置の好ましい実施例の
斜視図である。
第４図および第５図は、本発明による分析装置を複数
連結した実施例の図である。
第６図は、本発明による分析装置を複数連結し、さら
に一個ずつ容易に切り離し可能とした実施例の図であ
る。
［発明を実施するための最良の形態］ 本発明による分析装置の好ましい実施例を第１図に示
す。第１図は本発明による分析装置の断面図であり、容
器１は透明な材質、例えば樹脂、からなる円筒形の容器
部とその容器部の開口部に設けられた端部12とからな
る。この容器１は全体が透明であってもよく、また底部
11のみが透明であってもよい。この容器１に挿入可能な
挿入部材２は、挿入部材２のボディーでもある支持部材
22に設けられた開放部26を有する円筒形の筒部に挿入さ
れた膜21と、その膜に物理的に接触された吸収材23と、
この膜21と吸収材23とを固定する通気孔25を有する固定
部材24とからなる。この挿入部材２は容器１に挿入可能
であり、挿入部材２が容器１に挿入された際に両者を安
定に固定するための突起27が挿入部材２に設けられてい
る。この突起27は、容器１に挿入部材２が挿入された際
に容器１の端部12と係合する。
また、本発明による分析装置の好ましい別の実施例を
第２図に示す。第１図に示される実施例と同一の機能を
有する部材には第１図と同一の番号を付した。第２図に
示される装置において、挿入部材２の支持部材22は、円
筒形の筒部28とその開口部に接続される平板部29とから
なり、円筒形の筒部の底部には開放部26が設けられ、ま
た、円筒形の筒部の側面に通気孔25が設けられている。
この筒部28の底部に膜21が挿入され、さらにその膜21に
物理的に接触された吸収材23が挿入されている。膜21と
吸収材23とは支持部材22の筒部28に、固定板24が支持部
材22の平板部に接着されることで固定されている。
膜21は多孔質の材質からなる。ここで「多孔質」とい
う用語は、水が膜21を透過し容易に吸収材23に至ること
が出来る程度の水透過性を、膜21が有している意味に用
いることとする。膜21の材質の好ましい例としては、ニ
トロセルロース、セルロース混合エステル、ポリビニリ
デンフロライド、ナイロン66などが挙げられる。また、
吸収材23は膜21を透過した水を吸収可能な材質からな
る。その好ましい例としては、ろ紙、ろ紙粉末、コース
ター紙、チップボール紙、フェルト、不織布、脱脂綿、
ポリアクリル酸ナトリウム、ゴム、高分子などが挙げら
れる。
第１図の実施例において、膜21の開口部26側の表面に
は、その存在の有無を調べようとする分析対象物に対し
て特異的に結合する物質が担持されている。
本発明による分析装置によってその存在の有無を調べ
ることができる分析対象物は、その分析対象物に対して
特異的に結合する物質が用意でき、さらに分析対象物と
それに対して特異的に結合する物質との結合の存在の有
無を調べることができることを条件に、その種類は限定
されない。分析対象物とそれに対して特異的に結合する
物質の組み合わせの好ましい例としては、抗原と抗体、
ハイブリダイズ可能な二本のヌクレオチド配列などが挙
げられる。
第１図に示される分析装置によって、試料中の分析対
象物の存在、非存在を調べる操作を、第３図を参照しな
がら説明する。
まず、分析しようとする液体試料を容器１に注ぐ。こ
の容器１に、分析対象物に対して特異的に結合する物質
を担持した膜21を備えた挿入部材２を挿入し（第３図
（ａ））、突起27と端部12とを係合させて容器１と挿入
部材２とを連結させる（第３図（ｂ））。挿入部材２が
容器１に挿入されると、容器１内の液体試料が、膜21を
通って吸収材23に吸収される。液体試料中に分析対象物
が存在しているならば、液体試料中の分析対象物は膜21
上の分析対象物に対して特異的に結合する物質と結合し
て、膜21上に止まる。ここで、この結合反応の有無に対
応して信号、好ましくは肉眼で観察できる色、を発する
標識物質を存在させると、この膜21上に分析対象物が存
在しているか否か知ることができる。本発明にあって
は、第３図（ｃ）に示されるように、容器１の全体また
は底部が透明であることから、膜21上でこの標識物質が
発する信号を容器１の外部から容易に観察することがで
きる。
本発明による分析装置は、容器１が膜21を覆うことか
ら、膜21が乾燥することを防ぐことができる。したがっ
て、時間が経過した後にあっても検査結果を判定するこ
とができる。さらに、液体試料は吸収材23に吸収されて
おりかつ容器１と挿入部材２とは安定に連結されている
ことから、液体試料が漏れ出したりすることがなく衛生
的であり、また分析装置を容易に持ち運ぶことも可能で
ある。
以下では、抗原−抗体反応を用いて分析対象物の存
在、非存在を調べる場合を更に詳しく説明する。
抗原−抗体反応を用いる場合、その存在の有無を検出
しようとする分析対象物は抗原、抗体のいずれであって
も良い。分析対象物の具体例としては、ヘモグロビン、
HCG、抗HIV抗体、抗HCV抗体、HBV抗体、HIV抗原、HCV抗
原、HBV抗原、LHなどが挙げられる。
例えば、生体由来の試料（例えば、血液、唾液、尿、
便など）中に、ある抗原が存在するか否かを、いわゆる
サンドイッチ法によって調べようとする場合、膜21には
その抗原に対する第一の抗体を担持させる。膜21への抗
体の担持は、物理的吸着、化学的結合のいずれであって
も良く、また担持の方法は膜21の材質によって適宜選択
されてよい。
さらに、サンドイッチ法による場合、抗原に結合する
第二の抗体を用意する。この第二の抗体は直接または間
接に標識される。この第二の抗体の標識方法は特に限定
されないが、抗体は例えば金属粒子、着色されたラテッ
クス粒子、ブルーデキストラン、菌体粒子、色素、リポ
ソーム、酵素などによって標識されるのが好ましい。本
発明にあっては、特に金コロイドによって抗体を標識す
る手法（Hoisberger and Rossert,J.Histochem,Cytoche
m,25,295−305（1877））、特開昭63−25553号公報、特
開昭64−32169号公報参照）を利用するのが好ましい。
上記した第一の抗体と第二の抗体は、同一の抗体であ
ってもよく、また異なる抗体であってもよい。例えば、
第一の抗体としてポリクローナル抗体を用い、第二の抗
体としてモノクローナル抗体を用いることも可能であ
り、またエピトープの異なるモノクローナル抗体の組み
合わせを用いることも可能である。
第１図に示される分析装置によって、試料中の抗原の
存在の有無を調べる操作は次のようにして行う。まず、
液体試料を生体由来の試料を適宜希釈するなどして調製
し、さらにこの溶液に上記した第二の抗体を加える。こ
うして得た抗体を含む液体試料を容器１に入れる。抗体
を含む液体試料が入れられた容器１に、上記の第一の抗
体を担持した膜21を備えた挿入部材２を挿入する。
液体試料中に目的抗原が存在しているならば、液体試
料中の分析対象物は膜21上の第一の抗体と結合し、さら
に液体試料中の第二の抗体とも結合する。この抗体−抗
原反応の結果、標識物質が膜21上で信号を発する。その
信号を容器１の透明部分を通して容器１の外部から容易
に観察することができる。例えば、第二の抗体を金コロ
イド粒子で標識した場合、抗原が液体試料中に存在する
と膜21が赤紫色に着色する。この着色は容器１の透明部
分を介して容易に観察できる。
本発明による上記操作にあっては、第一の抗体と抗原
が反応した後、サンドイッチ法において通常行われてい
る未反応の抗原の洗浄操作を省略している。無論、液体
試料中に第二の抗体を予め混合せず、膜21と液体試料と
を接触させた後、洗浄のため膜21を洗浄水を接触させ、
さらに第二の抗体を含んだ溶液を膜21に接触させてもよ
い。しかし、第二の抗体の特異性をより選択的なものに
すればこのような洗浄操作を行わなくとも本発明装置に
あっては分析対象物である抗原の存在、非存在を調べる
ことが可能であり、また洗浄操作を省略するのが検査工
程の簡略化の観点からも好ましい。
本発明による分析装置を用いたより好ましい分析例と
しては、糞便中のヘモグロビンの分析が挙げられる。糞
便を50〜1000倍の濃度に懸濁した液を液体試料として用
意する。第一の抗体としてヘモグロビンに対するポリク
ローナル抗体を用い、これを膜21に担持させる。また、
第二の抗体として金コロイド粒子で標識したヘモグロビ
ンモノクローナル抗体を用いる。この第二の抗体を上記
液体試料に混合し、上で説明した方法と同様の操作を行
い、糞便中のヘモグロビンの存在を調べることができ
る。
さらに本発明の好ましい態様によれば、本発明による
分析装置を、容器１と挿入部材２とをそれぞれ複数連結
し一体化したものとして構成してもよい。例えば、第４
図（ａ）および（ｂ）に示されるように、容器１および
挿入部材２を二列に複数連結した本発明による分析装置
の断面図および平面図である。第４図（ｃ）に示される
ように、このような分析装置を用いれば、複数の試料を
同時に分析することができる。また、第５図（ａ）およ
び（ｂ）は、容器１および挿入部材２を一列に複数連結
した実施例である。さらに、第６図に示されるように、
複数連結された容器１および挿入部材２を容易に一個ず
つまたは複数個切り離すことができるように、切れ目あ
るいは線引きを施しておいてもよい。
［実験例］ 本発明を以下の実験例によって更に詳細に説明する
が、本発明はこれらの実験例に限定されるものではな
い。
実験例１ （１） 金コロイド粒子の調製 95℃の蒸留水500mlに、10％塩化金酸溶解液（HAuCl・
4H2O）を撹拌しながら加えた。１分後に２％クエン酸ナ
トリウム溶液5mlを加え、さらに20分間撹拌した後、30
℃に冷却した。冷却後、0.1M炭酸カリウム溶液でpHを7.
0とし、安定剤として１％PEG 20000を1ml加え、10分間
撹拌した後、0.22μｍミリポアフィルターで濾過した。
（２） 金コロイド標識抗ヒトヘモグロビンモノクロナ
ール抗体の調製 抗ヒトヘモグロビンモノクローナル抗体MSU−110（日
本バイオテスト研究所）を、10mM HEPES（pH7.1）で希
釈して200μg/mlの濃度とした。この溶液3mlおよび上記
（１）で調製した金コロイド液30mlを遠沈管に採り、十
分撹拌した。次に、A1バッファー（10mM HEPES、0.3M
Ｄ−マンニトール、0.05％PEG 20000、0.1％BSA、pH7.
1）を3.3ml加え、１時間撹拌した後、10℃、9000rpmで1
0分間遠心分離し、その上清部を別の遠沈管に採取し、1
0℃、15000rpmで30分間遠心分離した。同様の操作を２
回行い得られた沈殿物にA1バッファー10ml加えた。
（３） 抗体結合膜の調製 抗ヒトヘモグロビンウサギポリクロナール抗体（DAKO
PATTS社製）を1mg/mlとなるようにPBS（0.9％NaCl、10m
Mりん酸バッファーpH7.2）で希釈し、それぞれ1cm×1cm
のニトロセルロース膜（Bio Rad社製）に３μｌプロッ
トした。風乾後、１％BSA添加PBSに37℃で１時間浸漬
し、これを風乾した。
（４） ヒトヘモグロビンの測定およびその経時的変化 ヒトヘモグロビン（SIGMA社製）をA1バッファーに溶
解し、濃度０、0.05および0.2μg/mlのヒトヘモグロビ
ン溶液を調製した。これらのヒトヘモグロビン溶液60μ
ｌと、上記（２）で調製した金コロイド標識抗ヒトヘモ
グロビンモノクローナル抗体60μｌを第１図に示すよう
な容器１に添加し混合した。さらに、上記（３）で調製
した抗体結合膜を第１図に示すような挿入部材に膜21と
して担持させたものを用意し、この挿入部材を容器に挿
入し、重ね合わせた。重ね合わせてから３分後に、結合
された容器と挿入部材を反転し、さらに60分間、抗体結
合膜の表面における反応結果を観察した。その結果は第
１表に示される通りである。
また、重ね合わせてから３分後に、挿入部材と容器と
を分離し、抗体結合膜の表面における反応結果を60分間
観察した。その結果は第２表に示される通りである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 実 神奈川県横浜市港北区師岡町760 明治 製菓株式会社 薬品総合研究所内 (72)発明者 原川 清美 東京都中央区京橋２丁目４番16号 明治 製菓株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−189433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−62561（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−25553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173160（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38972（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−502214（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 33/543 G01N 33/48 - 33/52 G01N 33/58 - 33/98 G01N 31/00 - 31/22

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液体試料中の分析対象物の存在、非存在を
    検出する装置であって、 （ａ） 液体試料を収容可能な、透明部分を有する容器
    と、 （ｂ） 前記容器に挿入および連結可能な挿入部材とか
    らなる装置であって、前記挿入部材は、 （ｉ）前記容器中の液体試料と接触する第１の面と、そ
    の第１の面の反対側の第２の面からなる２つの面を有
    し、分析対象物に対して特異的に結合する物質をその第
    １の表面に担持した多孔質部材と、 （ii）前記多孔質部材の第２の面に接触する吸収材とか
    らなり、 前記挿入部材が前記容器に挿入されたとき、前記第１の
    面が前記容器の透明部分を通して前記容器の外側から観
    察可能であり、かつ前記液体試料が前記吸収材に前記多
    孔質部材を通って吸収されてなる、装置。
  2. 【請求項２】前記多孔質部材が膜である、請求項１記載
    の装置。
  3. 【請求項３】前記多孔質部材の第１の面に担持された物
    質が抗原である、請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】前記分析対象物が抗体である、請求項３記
    載の装置。
  5. 【請求項５】前記多孔質部材の第１の面に担持された物
    質が抗体である、請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】前記抗体がポリクローナル抗体である、請
    求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】前記分析対象物が抗原である、請求項５又
    は６記載の装置。
  8. 【請求項８】液体試料中の分析対象物の存在、非存在を
    検出する方法であって、 請求項１記載の装置の容器に液体試料を注ぎ、 前記容器と請求項１記載の装置の挿入部材とを、前記挿
    入部材を前記容器に挿入することにより連結し、そして 前記容器の透明部分を通して前記多孔質部材の表面を観
    察することによって、分析対象物と分析対象物と特異的
    に結合する物質との反応の発生を評価する ことからなる方法。
  9. 【請求項９】前記分析対象物が抗体であり、前記分析対
    象物に対して特異的に結合する物質が抗原である、請求
    項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記分析対象物が抗原であり、前記分析
    対象物に対して特異的に結合する物質が抗体である、請
    求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記液体試料が、前記分析対象物に特異
    的に結合可能な、標識された抗体を更に含むものであ
    る、請求項10記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記分析対象物に対して特異的に結合可
    能な、前記液体試料中の抗体が標識されたモノクローナ
    ル抗体である、請求項11記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記液体試料に含まれる抗体が金属粒
    子、着色されたラテックス粒子、ブルーデキストラン、
    菌体粒子、色素、リポソームまたは酵素によって標識さ
    れたものである、請求項12記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記金属粒子が金コロイドである、請求
    項13記載の方法。
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