JP3320246B2 - 免疫分析用粒子 - Google Patents

免疫分析用粒子

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は免疫分析用粒子に関し、
更に詳しくは、試料中に存在する特定の抗原又は抗体な
ど免疫的に活性な物質を検出又は定量するための免疫分
析用粒子に関する。
【0002】
【従来の技術】免疫分析用粒子は抗原抗体反応により惹
起される凝集現象を利用して、試料中の特定の抗原また
は抗体を検出するためのものである。この目的の為に従
来はポリスチレンラテックス粒子が広く用いられてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】免疫分析に用いられて
いる粒子の形状は、一般には球形である。しかしなが
ら、球状粒子の表面積/体積比は、粒子の形状が多形の
場合の比に比べて小さく、粒子表面を利用する免疫分析
の場合その感度を低下させる原因になっている。
【0004】本発明の目的はその著しく広い表面積を活
用して従来の免疫分析用粒子の形状が球形であることに
よる感度の上限を解消し、検出感度の高い分析を可能に
する免疫分析用粒子を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは先に親水性
高分子ゲルのマイクロスフェアを、親水性の表面を持つ
基板に挟み込み乾燥することによって、柱状でその底面
が複雑な多形の粒子を製造する方法を開発した(特願平
6−127091)。
【0006】この粒子は多形柱状粒子が、直径10nm
から1mm、高さが直径の1/4から1/100であ
り、柱の断面が、分枝を有することがありうる多数の枝
がそれぞれの一端で結合して形成される中心部からそれ
ぞれの他端である外方に延伸してほゞ星状またはヒトデ
状の外形を有し、体積に対して表面積が従来使用されて
いた粒子に比して抜群に大きい。以下この粒子を簡単に
多形柱状粒子と呼ぶ。この広い表面積は免疫分析の基本
である抗原抗体反応を促進させることに極めて有利に利
用できる。すなわち、この多形柱状粒子の表面に、試料
中の抗原又は抗体に対応する抗体又は抗原を固定化する
と、抗原抗体反応による粒子の凝集が従来に比べて鋭敏
になり、免疫分析の感度を向上させることが可能である
ことを見いだし、本発明を完成した。
【0007】本発明に用いられる多形柱状粒子は、親水
性高分子ゲルのマイクロスフェアを、親水性の表面を持
つ基板に挟み込み乾燥することによって調製される。簡
単に説明すれば、大きさとしては10nm〜1mmの径
を有し、径の1/4から1/100の高さを有する、デ
ィスク状の多形粒子である。免疫分析用に用いられる為
に大きさはディスクの径で10nm〜数μmが好まし
い。また水懸濁媒体中における安定性を付与する為に、
親水性高分子ゲルポリマーに少量の硫酸基、カルボキシ
ル基、水酸基、界面活性剤などを導入しても良い。後の
実施例で製法を示したが更に詳細な情報が必要であれば
前記の特許公報に開示してある。
【0008】多形柱状粒子の表面に結合させる免疫的に
活性な物質としては、IgG、IgM、IgEなどの免
疫グロブリン;補体、C反応性タンパク質(CRP)、
フェリチン、α1 マクログロブリン、β2 マクログロブ
リンなど血漿蛋白及びそれらの抗体;α−フェトプロテ
イン、癌胎児性抗原(CEA)、前立腺性酸性ホスファ
ターゼ(PAP)、CA19−9、CA−125などの
腫瘍マーカー及びそれらの抗体;黄体化ホルモン(L
H)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、ヒト絨毛性ゴナド
トロピン(hCG)、エストロゲン、インスリンなどの
ホルモン類及びそれらの抗体;HBV関連抗原(HB
s、HBe、HBc)、HIV、ATLなどウイルス感
染関連物質及びそれらの抗体;ジフテリア菌、ボツリヌ
ス菌、マイコプラズマ、梅毒トレポネーマなどのバクテ
リア類及びそれらの抗体;トキソプラズマ、トリコモナ
ス・リーシュマニア、トリパノゾーマ、マラリア原虫な
どの原虫類及びそれらの抗体;フェニトイン、フェノバ
ルビタールなどの抗てんかん薬、キニジン、ジゴキシニ
ンなどの心血管薬、テオフィリンなどの抗喘息薬、クロ
ラムフェニコール、ゲンタマイシンなどの抗生物質など
の薬物類及びそれらの抗体;その他酵素、菌体外毒素
(ストレリジンOなど)及びそれらの抗体などがあり、
検体中の被測定物質と抗原−抗体反応を起こす物質が検
体の種類に応じて適宜選択されて使用される。
【0009】多形柱状粒子に抗原や抗体を感作させる方
法には、物理吸着法と化学結合法があり、どちらを用い
ても良い。物理吸着法は、蛋白質と多形柱状粒子を混合
するだけで容易に形成される疎水結合を利用するもので
あるが、作り易い多形柱状粒子は基本的に親水性である
ので疎水結合は生じにくい。この点を解決し感作効率を
向上させる目的で、親水性高分子ゲルポリマーに少量の
炭素数3以上のアルキル基やフェニル基を導入しても良
い。ただし多量の疎水性基の導入は粒子の多形性の減少
を惹起し易いので、ポリマー重量の10%以下に抑える
ことが望ましい。
【0010】化学結合法は、多形柱状粒子の表面の官能
基を利用して、蛋白質と共有結合を形成させるものであ
る。代表的なものは、多形柱状粒子表面のカルボン酸を
水溶性カルボジイミドで活性化し、蛋白質のアミノ基と
反応させる方法である。この他にも、グルタルアルデヒ
ドなどのポリアルデヒドを用いたカルバモイル基やアミ
ノ基の架橋固定化、臭化シアンを用いたヒドロキシル基
の架橋固定化、エポキシ基やアルデヒド基を利用した直
接固定化など公知の方法で多形柱状粒子表面に抗原又は
抗体を結合させることができる(固定化酵素、講談社
(1975)、千畑一郎編参照)。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて更に詳細に説
明する。 実施例1 <逆相懸濁重合法による親水性高分子ゲル粒子の作製>
次の水溶液Aを用意した。
【0012】水溶液A:10%アクリルアミド、0.1
%アクリル酸、0.25%メチレンビスアクリルアミ
ド、0.2%N−メチロールアクリルアミド及び2.5
mg/ml過硫酸アンモニウムを含む50mMトリス塩
酸緩衝液(pH8.0) 容量300mlの四頭丸底フラスコにN2 供給口、温度
計、滴下用セプタム栓、および羽根式攪拌機を装備し
た。N2 ガスを掃流しながらベンゼン86.4mlとク
ロロホルム21.6ml、さらに水溶液A12mlをフ
ラスコに入れた。セプタムで密栓後、氷浴上、1,00
0rpmで攪拌した。ドデシル硫酸ナトリウム10%水
溶液を1.5ml注入管に取り、セプタム栓からゆっく
り注入した。界面活性剤の注入により乳化が起こり白濁
した。N2 ガスの掃流により溶存気体を十分置換した
後、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミ
ン300μlをマイクロシリンジに取りセプタム栓から
フラスコに注入した。10分以内に発熱があり、その後
1時間攪拌した。内容物を1lナス型フラスコに移し、
イオン交換水15mlを加え、ロータリーエヴァポレー
ターにより有機溶媒を除去し、ポリアクリルアミドゲル
粒子を水相に移行させ、回収した。イオン交換水でゲル
粒子を懸濁し、遠心分離によってゲル粒子を回収する操
作を繰り返すことにより、ゲル粒子を洗浄し、イオン交
換水中にて保存した。動的光散乱法により粒径を測定す
ると1.5μmであった。 <ガラス基板の親水性処理>光学顕微鏡観察用スライド
グラスおよびカバーガラスを0.1N水酸化ナトリウム
で処理することにより表面を親水性とした。両基板はイ
オン交換水中で保存し、使用直前に窒素ガスをブローし
て水分を払った。 <親水性高分子ゲル粒子の展開>上記アクリルアミドゲ
ル粒子の水懸濁液を適当に希釈し、前記親水性処理した
スライドグラス上に注ぎ、ゲル粒子を25万個/mm2
の粒子密度で吸着させた。浮遊している余分なゲル粒子
を除いた。 <親水性高分子ゲル粒子の乾燥>続いて前記親水性処理
したカバーグラスをかけ展開されたアクリルアミドゲル
粒子を挟んだ。その際カバーグラスの四隅にスペーサー
を挟んで、基板間の距離を5μmに保持した。試料をデ
シケーター中にて希硫酸を乾燥剤として室温で72時間
乾燥した。 <多形柱状粒子の回収>得られた多形柱状粒子を110
℃、3分間の熱処理を施した。カバーグラスを剥し、ス
ライドグラス及びカバーグラスを水に浸漬しながら表面
にある多形柱状粒子を鋭利な刃物でこそげ取り回収し
た。回収された多形柱状粒子の水中での膨潤は観察され
なかった。動的光散乱法によって粒径を測定すると15
0nmであった。 <抗体感作懸濁液の調製>抗ヒトCRPヤギ血清(Bi
o Makor製)をProtein−A Sepha
rose(ファルマシア製)のカラムクロマトグラフィ
ーによりIgG分画に精製し、pH5.5の0.1Mリ
ン酸塩緩衝液に10mg/mlの濃度となるように希釈
した。
【0013】前記多形柱状粒子10%水−懸濁液10m
lに縮合剤として1−シクロヘキシル−3−(2−モル
ホリノエチル)カルボジイミド メソ−p−トルエンス
ルホネート(以下カルボジイミドTa)の1%水溶液2
5mlを加え、更に上述のIgG分画抗体20mlを加
え、室温で3時間攪拌し、感作多形柱状粒子を得た。上
記感作多形柱状粒子を遠心洗浄後、1%牛血清アルブミ
ン3%ショ糖となるように調製したpH7.2のリン酸
塩緩衝液−生理食塩水(以下PBS)を加え、CRP抗
体感作多形柱状粒子懸濁液とした。 <免疫分析−CRPの測定>標準CRP血清(協和油化
製)をトリス塩酸緩衝液で希釈し、0.5mg/dlの
濃度とした。
【0014】上記CRP抗体感作多形柱状粒子懸濁液
を、粒子固形分濃度が0.2%となるようにPBSで希
釈し、ガラス製光学セル(光路長1cm)に入れた。
【0015】更に上記セル中にCRP標準血清(0.5
mg/dl)を10μl加え、ただちに分光光度計で6
33nmの波長における吸光度変化を測定した。
【0016】吸光度測定開始後120秒以内に吸光度は
一定となり、CRP量に比例した凝集比濁現象が観察さ
れた。 実施例2 実施例1と同様にして多形柱状粒子を調製した。 <抗体感作多形柱状粒子の調製>抗hCG抗体(ウサ
ギ)(Bio Makor製)をProtein−A
Sepharose(ファルマシア製)のカラムクロマ
トグラフィーによりIgG分画に精製し、そのIgG分
画をpH7.2のリン酸緩衝液に、10mg/mlの濃
度で希釈した。
【0017】多形柱状粒子10%−水懸濁液4mlにカ
ルボジイミドTaの1%水溶液20ml加え、さらにI
gG分画抗体20mlを加え、室温で2時間攪拌し、固
定化した抗体感作多形柱状粒子を得た。
【0018】上記感作粒子を遠心洗浄後、1%牛血清ア
ルブミン3%ショ糖、2%カルボキシメチルセルロース
ナトリウム塩となるように添加し、PBSを加え再分散
しhCG抗体感作多形柱状粒子懸濁液とした。 <免疫分析−hCGの測定>hCG標準液(日本ケミカ
ルリサーチ製)をPBSで希釈し、10IU/mlの濃
度とした。
【0019】上記hCG抗体感作多形柱状粒子懸濁液
を、粒子固形分濃度が0.2%となるようにPBSで希
釈し、ガラス製光学セル(光路長1cm)に入れた。
【0020】更に上記セル中にhCG標準液(10IU
/ml)を10μl加え、ただちに分光光度計で633
nmの波長における吸光度変化を測定した。
【0021】吸光度測定開始後120秒以内に吸光度は
一定となり、hCG量に比例した凝集比濁現象が観察さ
れた。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、高感度免疫分析に利用
可能な感作多形柱状粒子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる多形柱状粒子の一例の形状を示
す模式図。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多形柱状粒子の表面に免疫的に活性な物
    質が固定された免疫分析用粒子であって、 前記多形柱状粒子は、柱の横断面の中心部から外方に延
    伸された複数の枝を有し、星状またはヒトデ状の外形を
    有する ことを特徴とする免疫分析用粒子。
  2. 【請求項2】 多形柱状粒子は親水性高分子ゲルポリマ
    ーよりなり、ポリマー重量の10%を超えない疎水性基
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の免疫分析用粒
    子。
  3. 【請求項3】 疎水性基は、炭素数3以上のアルキル基
    またはフェニル基のいずれか1以上であることを特徴と
    する請求項に記載の免疫分析用粒子。
  4. 【請求項4】 親水性高分子ゲルポリマーは、カルボキ
    シル基、アミノ基、ヒドロキシル基のいずれか1以上を
    少なくとも多形柱状粒子の表面に有することを特徴とす
    る請求項またはのいずれかに記載の免疫分析用粒
    子。
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