JP3850143B2 - Immune analysis elements - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、酵素免疫測定法を適用した乾式免疫分析要素に関するものである。詳しくは、標識酵素により拡散性物質を生成する非拡散性基質を含有する基質層と、拡散性物質をさらに低分子生成物にする低分子化酵素を含有する試薬層を備える免疫分析要素において、非拡散性基質を、標識酵素とのみ反応し低分子化酵素とは反応しない基質とした免疫分析要素に関するものである。
【0002】
【発明の背景】
血液や尿などの体液に含まれる生体成分、薬物等の分析は、病態の診断や治療経過の判定に非常に有用であり、臨床検査の分野で重要な役割を果たしている。このような微量成分(リガンド)の分析方法として、酵素免疫分析方法(エンザイムイムノアッセイ)がある。酵素免疫分析方法には、B/F分離が必要な非均一系とB/F分離が不要な均一系がある。均一系反応は抗体と抗原(リガンド)が結合すると標識酵素の酵素活性が何らかの干渉を受けることに基づくもので、抗原抗体結合による阻害作用を利用する。一般には、抗原を酵素標識しておいて、これに大分子である抗体が結合することにより、酵素の基質に対する結合が立体障害を受けたり、或いは酵素の立体構造が変化するために生じる酵素活性の抑制を検出する。
【0003】
抗原が高分子である場合には、これとは逆に抗体に酵素標識しておいても、抗原抗体結合反応による酵素活性の抑制を検出できる。
【0004】
一方、多数の検体試料を取扱いルーティン化している臨床検査では、簡便、迅速に分析でき自動操作化もできることが望まれ、このような観点から、乾式分析要素が提案されている(例えば特開昭49-53888(対応US 3,992,158)、特開昭55-90859(US 4,258,001)、特開昭55-164356(US 4,292,272)、特開昭60-222769(EP 0 162 302A)、特開昭59-77356(EP 0 097 952A)、特開昭59-102388(US 4,861,552)、特表昭61-501866(US 4,459,358))。
【0005】
抗体に酵素標識しておいて均一系酵素免疫反応をさせる乾式分析要素は以下のものが知られている(特開平1-321360)。これは
(A) 高分子化抗原(リガンドと高分子化合物との結合物)、
(B) 水不溶性の高分子基質、
(C) リガンドに対する抗体と、基質に対する酵素との結合物、
の3つを多層分析要素の同一層或いは別々の層に含有させたものである。分析要素に点着し供給された抗原は、高分子化抗原と競争して、抗体−酵素結合物に結合する。この抗原−抗体−酵素複合体は、水不溶性高分子基質に反応して、可溶性の低分子生成物を生成する。一方、高分子化抗原と結合してできた高分子抗原−抗体−酵素複合体は、高分子基質に対して酵素活性を示すことができない。従って検体中の抗原量が増えるに従って、酵素反応生成物は増えることになる。この生成物を検出層に移行させて、その量をその有色化学基が与える吸収の光学濃度を測定することにより、検体中の抗原量を分析するというものである。
【0006】
特許第2576910号公報(対応US 5,569,589)記載の免疫分析要素は、これをさらに改良したものである。この分析要素では、標識酵素分解物をさらに低分子化する低分子化酵素を含有する試薬層が設けられ、この低分子化生成物を検出することにより感度の上昇が図られている。
【0007】
測定対象が高分子抗原である場合には、特許第2576913号公報記載の免疫分析要素を使用することができる。この分析要素は、
(A) 水不溶性の高分子基質、
(B) 高分子抗原に対する抗体と、基質に対する酵素との結合物、
の2つを多層分析要素の同一層或いは別々の層に含有させたもので、特許第2576910号公報(対応US 5,569,589)記載の免疫分析要素と同じように、標識酵素分解物をさらに低分子化する低分子化酵素を含有する試薬層を設けて、この低分子化生成物を検出することにより感度の上昇を図っている。
【0008】
いずれの場合でも、非拡散性基質は試薬層へ移行することがない。また、低分子化酵素は試薬層からその上の層である基質層へ逆行することはないものと考えられていた。そのため、非拡散性基質の基質特異性はそれほど厳密ではなく、低分子化酵素、標識酵素のいずれとでも反応しうるものが選ばれていた。
【0009】
しかしながら、試料液を点着した分析要素では、僅かとはいえ下層の試薬層から上層の基質層へ可溶性成分の拡散がある。発明者らがこれを検討したところ、試薬層から上流側の基質層へ移行した低分子化酵素が非拡散性基質と反応して低分子化生成物を産生する場合には、これが無視できないノイズとなることが判明した。このようなノイズは、分析の精度を低める可能性があった。また基質層に非拡散性基質として保持される高分子基質の中に重合度が低いものや粒径の小さいものが僅かでも混在すると、試料液の供給に伴い上層の基質層から下層の試薬層へ移行するものが出てくることになる。移行した微量の高分子基質は、試薬層で低分子化酵素と反応することになり、これもノイズの原因となる。
【0010】
そこで本発明者らが、非拡散性基質として標識酵素とのみ反応し低分子化酵素とは反応しない基質を用いて免疫分析要素を作製し、その性能を検討したところ、従来の免疫分析要素に比べ感度が上昇するばかりでなく、再現性にも優れ、さらに経時安定性(保存性)にも優れていることが判明した。
【0011】
【発明の目的】
本発明は、以上のような知見に基づきなされたものであり、より高精度かつ高再現性で高感度な分析が出来、さらに保存安定性にも優れた免疫分析要素を提供することを目的とする。
【0012】
【発明の構成】
このような本発明の目的は、抗原と酵素標識抗体との反応、もしくは抗原と抗体と酵素標識抗原との反応、もしくは抗原と、抗原と高分子化合物との結合物と、酵素標識抗体との間の反応のいずれかの反応により生じた標識酵素活性の変化を測定することにより抗原の量を分析する免疫分析要素において、前記標識酵素により拡散性物質を生成する非拡散性基質を含有する基質層と、前記拡散性物質をさらに低分子生成物にする低分子化酵素を含有する試薬層を備え、前記標識酵素がα−アミラーゼであり、前記低分子化酵素がグルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼであり、前記非拡散性基質が前記標識酵素とのみ反応し前記低分子化酵素とは反応しない基質であって非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、又はグルコース鎖分岐部位まで、予めエクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解されたカルボキシメチル化澱粉であることを特徴とする免疫分析要素、により達成される。
【0013】
また被検物が抗体である場合には、本発明の目的は、抗体と酵素標識抗原との反応、もしくは抗体と抗原と酵素標識抗体との反応により生じた標識酵素活性の変化を測定することにより抗体の量を分析する免疫分析要素において、前記標識酵素により拡散性物質を生成する非拡散性基質を含有する基質層と、前記拡散性物質をさらに低分子生成物にする低分子化酵素を含有する試薬層を備え、前記標識酵素がα−アミラーゼであり、前記低分子化酵素がグルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼであり、前記非拡散性基質が前記標識酵素とのみ反応し前記低分子化酵素とは反応しない基質であって非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、又はグルコース鎖分岐部位まで、予めエクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解されたカルボキシメチル化澱粉であることを特徴とする免疫分析要素、により達成される。
【0014】
すなわち本発明の分析要素は、抗原(又は抗体)の標識酵素とのみ反応し、試薬層に本来含有される低分子化酵素とは反応しない基質を、非拡散性基質として基質層に含有させたものである。これにより、試料液を点着後、試薬層から上流の基質層へ低分子化酵素が基質層へ拡散しても、この低分子化酵素により非拡散性基質が分解されることがなくなり、ノイズが減少することになる。また使用する非拡散性基質の中に、重合度が低かったり、粒径が小さいため基質層に保持されず試薬層へ移行してしまうような不溶性高分子基質が混在したとしても、試薬層で低分子化酵素と反応することがない。このような非拡散性基質を使用することにより、測定値の再現性、保存安定性も高くなる。
【0015】
抗原(又は抗体)の標識酵素をエンド活性型糖質加水分解酵素として、試薬層中の低分子化酵素をエクソ活性型糖質加水分解酵素とした場合には、基質層の非拡散性基質は、非還元末端グルコースが修飾されたエンド型選択反応性基質とするのが好ましい態様である。
【0016】
或いは、非還元性末端グルコースが修飾されていない場合には、この非還元性末端グルコースがグルコース糖鎖の分枝点に位置しているものであれば、エンド型選択反応性基質として使用することができる。
【0017】
エンド型選択反応性基質としては、非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、又はグルコース鎖分岐部位まで、予めエクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解されたカルボキシメチル化澱粉を使用することができる。限定分解されたカルボキシメチル化澱粉を使用した場合には、標識酵素に対する反応性をさらに高め、測定感度を上げることができる。
【0018】
非拡散性基質として澱粉などの高分子多糖類を用い、抗体又は抗原の標識酵素をエンド活性型の糖質分解酵素としてこの高分子多糖類からグルコースオリゴマーを生成させ、さらにこのオリゴマーをグルコースに変換(分解)する低分子化酵素をエキソ活性型の糖質分解酵素とするのが好ましい態様である。
【0019】
【発明の構成の詳細な説明】
免疫分析要素の層構成
図1に本発明の免疫分析要素の一実施態様を示す。この図1において符号10は光透過性支持体であり、その上には試薬層12、基質層14が積層されている。
【0020】
基質層14は、水浸透性層で構成され、抗体又は抗原に標識として結合された酵素の基質である非拡散性基質を含有する。
【0021】
試薬層12は、水浸透性層で構成され、基質層から拡散・移行して来た拡散性物質をさらに低分子量の生成物にする低分子化酵素を含有する。基質層12はまたこの低分子生成物を検出するための試薬組成物を含有する。
【0022】
この基本構成は、測定対象が低分子抗原であるか、高分子抗原であるか、また抗体であるかを問わず同じである。ただし、測定対象が低分子抗原である場合には、検体と高分子化抗原(抗原と高分子化合物との結合物)と酵素標識抗体とを混合して競争反応をした混合液を、基質層14に点着又は供給することにより分析を行う。或いは、検体と抗体と酵素標識抗原とを混合して競争反応をした混合液を、基質層14に点着又は供給することにより分析を行う。いずれの場合も、リガンド(低分子抗原)の量が多いほど生成される拡散性物質は増大する。
【0023】
これに対して、測定対象が高分子量の抗原である場合には、検体と酵素標識抗体のみを混合して抗原抗体結合反応させ、その反応液を基質層14に点着又は供給すればよい。この場合には、リガンド(高分子抗原)の量が多いほど生成される拡散性物質は減少する。
【0024】
測定対象が抗体である場合には、検体と酵素標識抗原とを混合して反応をした混合液を、基質層14に点着又は供給することにより分析を行う。この場合、被検抗体量が多いほど生成される拡散性物質は減少する。或いは、検体と抗原と酵素標識抗体とを混合して競争反応をした混合液を、基質層14に点着又は供給することにより分析を行う。この場合には被検抗体量が多いほど生成される拡散性物質は増大する。
【0025】
測定対象
本発明の測定対象は検体に含まれる抗原又は抗体である。抗原とは、抗原決定基を有するリガンドである。検体の種類は限定されないが、例えば血液(全血、血漿、血清)リンパ液、尿などがある。血球などの浮遊物がある場合には予め除去しておくのが好ましい。ただし適当な濾過層を分析要素の最上層に設けた場合にはそのまま分析要素に点着・供給してもよい。
【0026】
抗原(リガンド)は抗原性があってその抗体を用意できるものであれば、低分子量物質から高分子量物質までの抗原について本発明の分析要素で分析できる。なお抗原性(antigenecity)があるとは、対応する抗体と反応し得るという意味であり抗原決定基(epitope)を有するものであればよい。それ自体では免疫原性(immunogenecity)がないものでも、ハプテンとして免疫すれば抗体が得られるものであれば、本発明における測定対象のリガンド(抗原)となりうる。
【0027】
低分子量の抗原としては、例えば、ジゴキシン、テオフィリン、フェノバルビタール、フェニトイン、ペニシリン、アミカシン等の薬物の誘導体(例えば薬物と蛋白等の生体物質との結合物)、プロスタグランジン、テストステロン、プロゲステロン、チロキシン等のホルモン等を挙げることができる。
【0028】
高分子量の抗原としては、例えば、各種内分泌腺に由来するホルモン類、免疫グロブリン、アルブミン、フェリチン、HCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピン)、C−反応性蛋白(以下CRPと略す)等の血漿蛋白質、HB抗原等のウイルス、バクテリア類、α−フェトプロティン、癌胎児性抗原(CEA)等の各種臓器あるいは血中、尿中に存在する抗原がある。
【0029】
なお、測定対象であるリガンドが、これを酵素標識した場合に酵素活性への干渉(抑制)作用を示す程度の高分子量の抗原である場合には、後述するように、リガンドと抗原決定基を共通にする他の低分子量物質を酵素標識して、これを酵素標識抗原とすればよい。ここで使用する酵素標識抗原とは、被検物であるリガンド(抗原)を酵素標識したものだけでなく、リガンドと抗原決定基を共通にする物質を酵素標識したものを含む概念である。リガンド誘導体などの化学構造上の類縁体のみならず、抗体に対する免疫応答性においてリガンドと類似の挙動を示す化合物であれば、これを酵素標識して、酵素標識抗原として使用できる。
【0030】
本明細書でいう高分子抗原とは、酵素標識抗体に結合して酵素活性への干渉(抑制)作用を示す程度の高分子量の抗原をいい、例えば分子量2万ダルトン以上、好ましくは約5万ダルトン以上の抗原をいう。これに対して本明細書でいう低分子抗原とは、酵素標識抗体に結合しても酵素活性にあまり影響を与えない程度の分子量の抗原をいい、例えば分子量2万ダルトン以下の抗原をいう。但しこれらの分子量の値はあくまで目安であって、リガンドが低分子抗原であるか高分子抗原であるかの判断は、高分子化合物と結合した結合物(高分子化抗原)との競合反応を利用するか否かでなされる。
【0031】
高分子化抗原
高分子化抗原、即ちリガンド(抗原)と高分子化合物との結合物は、抗体と結合することにより、その抗体を標識する酵素の活性を抑制するものである。測定対象が低分子抗原である場合に使用されるものであり、測定対象が高分子抗原である場合には使用されない。高分子化合物の分子量は分子量5万ダルトン以上のもので、かつ水溶性のものが好ましい。このような高分子化合物として、ゼラチン、ヘモシアニンやフェリチン等の蛋白質、ポリエチレングリコールなどを挙げることができる。これらはリガンドと結合した状態で前述の条件を備えていれば十分であり、例えば牛血清アルブミンのような比較的低分子量のものであっても、それを多量体に自家重合させるなどして高分子化したものでもよい。
【0032】
抗原(リガンド)と高分子化合物との結合方法は双方の官能基を考慮して決定することができる。官能基は、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、チオール基、イミダゾール基、フェニル基などを利用することができる。例えばアミノ基相互間を結合する方法は、イソシアネート法、グルタルアルデヒド法、ジフルオロベンゼン法、ベンゾキノン法等数多く知られている。アミノ基とカルボキシル基とを結合する方法としては、カルボキシル基をサクシニルイミドエステル化する方法の他カルボジイミド法、ウッドワード試薬法等が知られており、アミノ基と糖鎖を架橋する過ヨウ素酸酸化法(Nakane法)も適用できる。チオール基を利用する場合には、例えば一方の側のカルボキシル基をサクシニルイミドエステル化してこれにシスティンを反応させてチオール基を導入し、チオール基反応性二価架橋剤を用いて双方を結合することができる。フェニル基を利用する方法としてはジアゾ化法、アルキル化法などがある。結合方法はこれらの例に限られるものではなく、この他例えば「Method in Immunology and Immunochemistry」Vol.1,(C.A.Williams,M.W.Chase, Academic Press,1967年) あるいは石川、河井、宮井 編「酵素免疫測定法」(医学書院、1978年発行)等の成書に記載されている方法の中から適宜選択して利用することができる。リガンドと高分子化合物との結合比は1:1に限らず、目的に応じて任意の比率とすることができるのはいうまでもない。結合反応後は、ゲル濾過法、イオン交換クロマトグラフィー等により精製し、必要により凍結乾燥法等により乾燥する。
【0033】
また、リガンド自体を重合させて高分子化抗原としてもよい。その場合の重合方法は前述の結合方法に準じて行なうことができ、例えばカルボジイミド、グルタルアルデヒド等の二価性架橋剤で高分子化すればよい。
【0034】
高分子化合物には,リガンドの代わりに、リガンドに対する抗体と交差反応性を有するリガンド誘導体を結合させてもよい。ここでいうリガンド誘導体とは、単に化学構造上の類縁体のみならず、免疫反応性において、リガンドと類似の挙動を示すものを指す。例えば、リガンドであるテオフィリンに対する抗体がカフェインにも交差反応する場合には、カフェインの誘導体も高分子化抗原の材料として用いることができる。
【0035】
なおリガンドまたはリガンド誘導体に高分子化合物と結合させるための適当な官能基がない場合には、これらにアミノ基、カルボキシル基或いはチオール基等を導入してもよい。その際にはスペーサーを介して導入し、高分子化合物と結合し易くしてもよい。例えばリガンドがテオフィリンである場合には、カルボキシル基を導入した8−プロピルカルボキシルテオフィリンを高分子化合物に結合することができる。
【0036】
抗体
抗体は、被検抗原を含む検体と抗体と酵素標識抗原とを混合して競争反応させる場合に使用する。被検物である抗原に対する特異抗体を用いる。酵素標識抗原に抗原(リガンド)の誘導体を用いる場合には、リガンドとリガンド誘導体に共通する抗原決定基に反応するものを用いる。常法により得られるポリクローナル抗体でよいが、モノクローナル抗体を用いれば、より感度が向上する。またこの抗体はF(ab')2、Fab'、Fabなどのフラグメントでもよい。
【0037】
酵素標識抗原
酵素標識抗原は、被検抗原を含む検体と抗体と酵素標識抗原とを混合して競争反応させる場合に使用する。また被検抗体を含む検体を酵素標識抗原と混合して結合反応させ、標識酵素の活性変化から被検抗体量を分析する場合にも使用する。
【0038】
被検物が抗原(リガンド)である場合には、酵素標識抗原は、リガンド(或いはこのリガンドと抗原決定基を共通にするリガンド様物質)と酵素との結合物である。リガンドが薬物のような低分子量物質である場合には、酵素と直接結合させてもよい。リガンドがタンパク質などのようにこのまま酵素と結合させた場合に酵素活性に干渉する程度に大きな大分子量物質である場合には、タンパク質をフラグメント化して、これを酵素標識してもよい。このフラグメント化して低分子量としたタンパク質が、フラグメント化していないタンパク質(すなわちリガンド)と抗原決定基を共通にしていればよい。
【0039】
リガンドと酵素との結合方法は、前記した抗原(リガンド)と高分子化合物との結合方法と同じように行うことができる。
【0040】
酵素には,リガンドの代わりに、リガンドに対する抗体と交差反応性を有するリガンド誘導体を結合させてもよい。ここでいうリガンド誘導体とは、単に化学構造上の類縁体のみならず、免疫反応性において、リガンドと類似の挙動を示すものを指す。例えば、リガンドであるテオフィリンに対する抗体がカフェインにも交差反応する場合には、カフェインの誘導体も抗原の材料として用いることができる。
【0041】
なおリガンドまたはリガンド誘導体に酵素と結合させるための適当な官能基がない場合には、これらにアミノ基、カルボキシル基或いはチオール基等を導入してもよい。その際にはスペーサーを介して導入し、酵素と結合し易くしてもよい。例えばリガンドがテオフィリンである場合には、カルボキシル基を導入した8−プロピルカルボキシルテオフィリンを酵素に結合することができる。
【0042】
酵素標識抗体
酵素標識抗体は、被検抗体を含む検体と抗原と酵素標識抗体とを混合して競争反応させる場合に使用する。また被検抗原を含む検体を酵素標識抗体と混合して結合反応させ、標識酵素の活性変化から被検抗原量を分析する場合にも使用する。被検抗原が低分子量物質である場合には、被検抗原を含む検体と高分子化抗原と酵素標識抗体とを混合して競争反応させる場合に使用する。
【0043】
被検抗体と抗原と酵素標識抗体との間の競争反応を行わせる反応系では、酵素標識される抗体は、被検抗体が認識するのと同じ抗原上の同じ抗原決定基を認識するものを使用する。
【0044】
被検抗原と高分子化抗原と酵素標識抗体との間の競争反応を行わせる反応系では、酵素標識される抗体は、抗原と高分子化抗原に共通する抗原決定基に反応するものを用いる。
【0045】
抗体と酵素との結合方法は、前記した抗原(リガンド)と高分子化合物との結合方法と同じように行うことができる。
【0046】
酵素−非拡散性基質−低分子化酵素
抗原或いは抗体に標識として結合された酵素は、高分子からなる非拡散性基質を分解して、低分子化酵素によりさらに低分子の生成物(グルコース)を生じるような拡散性生成物を生成する。非拡散性基質は、水性検体液に対して非拡散性でそれ自体は基質層14から試薬層12に拡散・移行しない。低分子化酵素は、抗原(又は抗体)に標識として結合された酵素により非拡散性基質より生成した拡散性生成物を、さらに検出可能な低分子生成物にするものであり、本発明の分析要素の試薬層12に含有される。
【0047】
これらの組合わせは、酵素が非拡散性基質に作用して拡散性物質を生成し、さらにこの拡散性生成物が、後記低分子化酵素によりさらに低分子の生成物を生じて容易に検出できるような組合わせから選ぶことができる。
【0048】
酵素
このような酵素としては重合体からなる非拡散性基質から拡散性オリゴマーを生成するような分解酵素があり、例えば、糖質加水分解酵素を挙げることができる。このような糖質加水分解酵素として、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、デキストラナーゼ等のエンド活性型加水分解酵素がある。
【0049】
これらの酵素はいずれの検体中に存在する妨害因子で影響されないものが好ましく、また検体中には競合する同種の酵素がないことが好ましい。ただし、標識酵素と同種の酵素が検体中に含まれている場合には、この酵素阻害剤を用いてもよい。この酵素阻害剤は、検体中の酵素を阻害する程度が標識酵素の活性を阻害する程度より大きいものであればよい。酵素阻害剤は検体中の酵素を完全に失活させるが、標識酵素を全く阻害しないものが最も好ましい。しかし実用上は単に測定時においてブランク値を上昇させなければよく、測定後には酵素阻害剤が失活するなどして検体中の酵素活性が回復しても構わない。なお酵素阻害剤は、酵素標識リガンド(又は抗体)の酵素を阻害しないものであればよく、遊離状態の酵素を阻害することは構わない。この酵素阻害剤は、公知の酵素阻害剤から上記のような特異性を持つものを選んで用いればよい。或いは検体中の問題となる酵素に対する抗体を作って、これを酵素阻害剤として用いてもよい。
【0050】
非拡散性基質
前述のα−アミラーゼ、β−アミラーゼ、デキストラナーゼ等に対する基質の例として、カルボキシメチル化澱粉、澱粉、アミロース、アミロペクチン等がある。ただし本発明では、抗原(又は抗体)の標識酵素とのみ反応し、試薬層に本来含有される低分子化酵素とは反応しない基質を、非拡散性基質として使用する。これにより、試料液を点着後、試薬層から上流の基質層へ低分子化酵素が基質層へ拡散しても、この低分子化酵素により非拡散性基質が分解されることがなくなり、ノイズが減少することになる。また非拡散性基質の中に、重合度が低かったり、粒径が小さいため基質層に保持されず試薬層へ移行してしまうような不溶性高分子基質が混在したとしても、試薬層で低分子化酵素と反応することがない。
【0051】
標識酵素としてα−アミラーゼ、低分子化酵素として後述するグルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼを用いる場合には、非還元末端グルコースをカルボキシメチル基などの修飾基で修飾した澱粉などの不溶性多糖類を用いてもよい。これらの修飾基質はα−アミラーゼの基質とはなるが、グルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼの基質とはならない。非還元末端グルコースの修飾基は、標識酵素や低分子化酵素の活性に影響を与えない非反応性官能基が望ましい。また乾式分析要素内での反応性を上げるためには、親水性修飾基が望ましい。このような修飾基としてカルボキシメチル基やヒドロキシプロピル基、ヒドロキシエチル基などの親水性基がある。或いは末端グルコースをリン酸エステル化、硫酸エステル化、又は硝酸エステル化してもよい。
【0052】
或いは、この非還元性末端グルコースが、隣接するグルコース単位とα-1,4グルコシド結合以外の結合様式(例えば、α-1,6結合、α-1,3結合)で結合していて、グルコース糖鎖の分枝点に位置しているものであれば、本発明の非拡散性基質として使用することができる。グルコアミラーゼなどのエクソ活性型糖質加水分解酵素は、一般に糖鎖の直鎖部分のα-1,4結合或いはα-1,6結合を非還元性末端からグルコース単位に分解する酵素であるので、分枝点(主にα-1,6結合、まれにα-1,3結合)のグルコシド結合を分解できない。従って、非還元性末端グルコースが糖鎖から分枝する位置にある場合にも、水解することができない。
【0053】
α−アミラーゼはグルコース4単位以上の糖鎖のα-1,4グルコシド結合を水解するエンド活性型糖質加水分解酵素であり、末端グルコースの修飾の有無、分枝の有無を問わず、基質分子内で水解することができる。
【0054】
例えば、糖鎖途中のグルコース単位にカルボキシメチル基が導入されたカルボキシメチル化澱粉を、非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、エクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解することにより、非還元末端グルコースがカルボキシメチル基で修飾された基質とすることができる。ここで使用するエクソ活性型糖質加水分解酵素としては、グルコアミラーゼやα−グルコシダーゼがある。
【0055】
このように末端グルコースを限定分解することによりカルボキシメチル化度を高めたカルボキシメチル化澱粉は、乾式分析要素内ではα−アミラーゼなどのエンド活性型酵素に対する反応性が増大する。後述の実施例でも述べるように、このことは本願発明者による新たな知見である。澱粉などの不溶性多糖類のカルボキシメチル化度(導入率)を上げることにより、なぜ酵素活性が上昇するのかその詳細は不明であるが、以下のように推測できる。
【0056】
カルボキシメチル基は親水性基であり、この官能基の導入率が上昇することにより不溶性多糖類の水和性は高まり、水性溶媒中で膨潤しやすくなる。しかし、乾式分析要素での反応は微量の試料液(通常100μL以下)を点着して行うものであり、供給される水の量は極めて少ない。また供給された水(試料液)は、層内で展開すると共にすぐに隣接する層へも移行するので、酵素反応の場である層内は極めて水の量が限られた環境である。このような限界的な水の量しか持たない層内では、基質は十分に膨潤して酵素と十分に反応することができない。しかし、基質の膨潤度が僅かでも上昇すると、このような限界的環境では微視的な構造変化により酵素に対する反応部位を暴露しやすくなる。このことが、乾式分析要素内での酵素に対する反応性を増大させ、感度上昇につながるものと思われる。
【0057】
これに対し、水溶液中で基質を酵素と反応させる場合には、基質はすでに十分膨潤して酵素に対する反応性を確保している。これは、十分な量の水が存在する環境下では、基質は反応に必要な程度にはすでに十分膨潤することが可能であり、基質のカルボキシメチル化度を上げて親水性を上げて多少膨潤度が上昇しても、酵素に対する反応性をさらに上げることはないからであると思われる。
【0058】
低分子化酵素
この低分子化酵素は標識酵素と同じ種類の酵素であってもよい。この場合には標識酵素は分子内部から切断してオリゴマーを生成するエンド(endo)活性の酵素であり、低分子化酵素は分子の端から作用して単量体を生成するエクソ(exo) 活性を持つものとするのが好ましい。例えば、非拡散性基質が重合体(例えば澱粉)である場合に、標識酵素により生成される拡散性オリゴマー(例えばマルトース)を単量体(例えばグルコース)にまで分解できるものが用いられる。このような低分子化酵素の例として糖加水分解酵素、より具体的には、α−アミラ−ゼ、β−アミラーゼ、デキストラナーゼ、グルコアミラーゼ、α−グルコシダ−ゼ等があげられる。
【0059】
非拡散性基質と標識酵素として、カルボキシメチルセルロースとセルラーゼを用いた場合には、低分子化酵素としてC1エンザイムを用いることができる。また同様にガラクタンとガラクタナーゼを用いた場合にはβ−ガラクトシダーゼ、RNAとリボヌクレアーゼを用いた場合にはエクソリボヌクレアーゼをそれぞれ低分子化酵素として用いることができる。
これらの標識酵素、非拡散性基質、低分子化酵素の組合せは、公知文献(例えば、「酵素ハンドブック」(丸尾文治、田宮信雄監修、朝倉書店1982年発行)、「生化学ハンドブック」(井村伸正、他編、丸善1984年発行)に記載された酵素、基質から選ぶことができる。
【0060】
低分子生成物検出系
試薬層において低分子化酵素により生成された低分子生成物は、公知の検出系試薬により光学的に検出することができる。前記低分子化酵素により最終的に生成したグルコースを検出する方法としては、例えば、
(1)グルコースをグルコースオキシダーゼ存在下に酸化し生成した過酸化水素を検出する方法として、例えば、
(1-1) Ann.Clin.Biochem., 6, 24(1964) 、J.Clin.Pathol., 22, 246(1969)に記載のTrinder 試薬を用いる方法;
(1-2) 特開昭49-50991号(対応米国特許3,886,045)、 米国特許3,992,158、 特開昭55-164356号(対応米国特許4,292,272)等に記載のTrinder試薬を用いる方法;
(1-3) 特開昭53-26188号(対応米国特許4,089,747)、特開昭58-45557号等に記載のトリアリール置換イミダゾールロイコ色素を含む試薬を用いる方法;
(1-4) 特開昭59-193352号(対応欧州特許公開 EP 0122641A)、特開昭60-224677号(対応米国特許4,665,023)等に記載のジアリール−モノアラルキル置換イミダゾールロイコ色素を含む試薬を用いる方法;
(2)グルコースデヒドロゲナーゼとNADの存在下に生成するNADHを検出する方法;
(3)ヘキソキナーゼ存在下に生成するグルコース-6-リン酸を検出する方法;
等、公知の方法を用いることができる。これらの検出方法の中で、グルコースオキシダーゼ存在下にグルコースを酸化し生成した過酸化水素をペルオキシダーゼとロイコ色素を用いて検出する方法が、感度の点で最も望ましい。
【0061】
これらの検出試薬は分析要素の試薬層12に低分子化酵素と一緒に含有させてもよいが、試薬層12の下層に設けた別の層(例えば第2試薬層又は検出層等)に含有させてこの層で検出するようにしてもよい。なお、ロイコ色素を使用する場合には、水非混和性溶媒の溶液として、これを親水性バインダー中へ分散させるのが生成した色素の安定性の上で好ましい。
【0062】
分析要素の層構成
本発明の乾式免疫分析要素は、公知の多種の乾式分析要素と同様の層構成とすることができる。要素は、基質層、試薬層の他、支持体、展開層、検出層、光遮蔽層、接着層、吸水層、下塗り層その他の層を含む多重層としてもよい。このような分析要素として、例えば特開昭49-53888号(対応米国特許 3,992,158)、特開昭51-40191号(対応米国特許 4,042,335)、 及び特開昭55-164356号(対応米国特許 4,292,272)、 特開昭61-4959(対応EPC公開特許0166365A)の各明細書に開示されたものがある。
【0063】
光透過性水不透過性支持体を用いる場合には、本発明の乾式免疫分析要素は、実用的に次のような構成を取り得る。ただし本発明の内容はこれに限定はされない。
(1) 支持体上に試薬層、その上に基質層を有するもの。
(2) 支持体上に試薬層、接着層、基質層をこの順に有するもの。
(3) 支持体上に検出層、試薬層、基質層をこの順に有するもの。
(4) 支持体上に試薬層、光反射層、基質層をこの順に有するもの。
(5) 支持体上に検出層、試薬層、光反射層、基質層をこの順に有するもの。
(6) 支持体上に検出層、光反射層、試薬層、基質層をこの順に有するもの。
(7) 支持体上に第2試薬層、光反射層、第1試薬層、基質層をこの順に有するもの。
(8) 支持体上に検出層、第2試薬層、光反射層、第1試薬層、基質層をこの順に有するもの。
【0064】
上記(1) ないし(6) において試薬層は異なる複数の層から成ってもよい。また基質層は後述するように免疫反応し得る成分を含む免疫反応層としてもよい。支持体と試薬層又は検出層との間には吸水層を設けてもよい。また各層の間には濾過層を設けてもよい。また基質層の上には展開層を設けてもよく、又は基質層に展開作用を持たせ展開層として機能させてもよい。
【0065】
基質層
基質層14は、水浸透性層で構成され、抗原又は抗体を標識する酵素の基質である非拡散性基質を含有する。基質層の水浸透性を確保するためには、多孔性媒体からなる多孔性層とするか、親水性ポリマーバインダーからなる層とするのが好ましい。
【0066】
多孔性層は繊維質であってもよいし、非繊維質であってもよい。繊維質材料としては、例えば濾紙、不織布、織物布地(例えば平織布地)、編物布地(例えばトリコット編物布地)、ガラス繊維濾紙等を用いることができる。非繊維質材料としては、特開昭49-53888等に記載の酢酸セルロース等からなるメンブランフィルター;特開昭49-53888、特開昭55-90859(対応米国特許 4,258,001)、特開昭58-70163(対応米国特許 4,486,537)等に記載の無機物又は有機物微粒子からなる連続空隙含有粒状構造物層;等のいずれでもよい。特開昭61-4959(対応欧州公開 EP 0166365A)、特開昭62-116258 、特開昭62-138756(対応欧州公開 EP 0226465A)、特開昭62-138757(対応欧州公開 EP 0226465A)、特開昭62-138758(対応欧州公開 EP 0226465A)等に記載の部分接着された複数の多孔性層の積層物も好適である。
【0067】
多孔性層は供給される液体の量にほぼ比例した面積に液体を展開する、いわゆる計量作用を有する展開層であってもよい。展開層としては、これらのうち織物布地、編物布地などが好ましい。織物布地などは特開昭57-66359号に記載されたようなグロー放電処理をしてもよい。展開層には、展開面積、展開速度等を調節するため、特開昭60-222770(対応: EP 0162301A)、特開昭63-219397(対応ドイツ特許公開 DE 37 17 913A)、特開昭63-112999(対応: DE 37 17 913A)、特開昭62-182652(対応: DE 37 17 913A)に記載したような親水性高分子あるいは界面活性剤を含有させてもよい。
【0068】
例えば紙、布、高分子からなる多孔質膜等に基質を予め含浸又は塗布した後、支持体上に設けた他の水浸透性層、例えば試薬層の上に、特開昭55-164356 号のような方法で接着させるのも有用な方法である。また別の方法として多孔質層を他の水浸透性層(例えば試薬層)に前記のような方法で接着させた後、基質を含む組成物を多孔質層に塗布してもよい。多孔質層への含浸又は塗布には公知の方法を利用できる。塗布には例えばディップ塗布、ドクター塗布、ホッパー塗布、カーテン塗布等を適宜選択して用いる。
【0069】
こうして作られる基質層の厚さは特に制限されないが、塗布層として設ける場合には、1μm〜50μm程度、好ましくは2μm〜30μmの範囲が適当である。ラミネートによる積層など、塗布以外の方法による場合、厚さは数十μmから数百μmの範囲で大きく変化し得る。
【0070】
親水性ポリマーバインダーからなる水浸透性層で基質層を構成する場合、使用できる親水性ポリマーとしては、例えば、以下のものがある。ゼラチン及びこれらの誘導体(例えばフタル化ゼラチン)、セルロース誘導体(例えばヒドロキシエチルセルロース)、アガロース、アルギン酸ナトリウム、アクリルアミド共重合体、メタアクリルアミド共重合体、アクリルアミド又はメタアクリルアミドと各種ビニル性モニマーとの共重合体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸と各種ビニル性モノマーとの共重合体などである。
【0071】
親水性ポリマーバインダーで構成される基質層は、特公昭53-21677号(対応米国特許 3,992,158)、特開昭55-164356号(対応米国特許 4,292,272)、特開昭54-101398号(対応米国特許 4,132,528)、特開昭61-292063号(Chemical Abstracts, 106; 210567y) 等の明細書に記載の方法に従って、基質その他の試薬組成物と親水性ポリマーを含む水溶液又は水分散液を支持体又は検出層等の他の層の上に塗布し乾燥することにより設けることができる。親水性ポリマーをバインダーとする基質層の乾燥時厚さは約2μm〜約50μm 、好ましくは約4μm〜約30μmの範囲、被覆量では約2g/m2〜約50g/m2、好ましくは約4g/m2〜約30g/m2の範囲である。
【0072】
基質層には非拡散性基質の他に、塗布特性、拡散性化合物の拡散性、反応性、保存性等の諸性能の向上を目的として、酵素の活性化剤、補酵素、界面活性剤、pH緩衝剤組成物、微粉末、酸化防止剤、その他、有機物あるいは無機物からなる各種添加剤を加えることができる。基質層に含有させることができる緩衝剤の例としては、日本化学会編「化学便覧 基礎編」(東京、丸善(株)、1966年発行)1312-1320頁、R.M.C.Dawson et al編、「Data for Biochemical Research」第2版(Oxford at the Clarendon Press,1969 年発行) 476-508頁、「Biochemistry」 5, 467-477頁(1966年)、「Analytical Biochemistry」 104, 300-310頁(1980年)に記載のpH緩衝剤系がある。pH緩衝剤の具体例としてトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)を含む緩衝剤;燐酸塩を含む緩衝剤;硼酸塩を含む緩衝剤;クエン酸又はクエン酸塩を含む緩衝剤;グリシンを含む緩衝剤;ビシン(Bicine)を含む緩衝剤;HEPESを含む緩衝剤;MES(2-モルホリノエタンスルホン酸)を含む緩衝剤などのグッド緩衝剤等がある。
【0073】
試薬層
試薬層12は、低分子化酵素、及び必要に応じて、低分子化酵素により生じた低分子生成物を検出するための検出試薬組成物を含有する。試薬層12は、水浸透性層で構成され、前記基質層の説明で述べた水浸透性層のうち、親水性ポリマーバインダーからなる連続層とするのが好ましい。用いる親水性ポリマーバインダーは基質層で生成される拡散性生成物や、試薬層内に含有する発色試薬などを考慮して決められる。
【0074】
支持体
支持体10としては光不透過性(不透明)、光半透過性(半透明)、光透過性(透明)のいずれのものも用いることができるが、一般的には光透過性で水不透過性の支持体が好ましい。光透過性水不透過性支持体の材料として好ましいのものはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンである。親水性層を強固に接着させるため通常、下塗り層を設けるか、親水化処理を施す。
【0075】
免疫反応層
図1の基質層14には、拡散性基質のみならず、免疫反応に必要な分子種を含有させてもよい。例えば、
(1) 被検抗原と酵素標識抗体とを反応させて、被検抗原量を分析する場合には、酵素標識抗体を;
(2) 被検抗原と抗体と酵素標識抗原とを反応させて、被検抗原量を分析する場合には、抗体と酵素標識抗原とを;
(3) 被検抗原と高分子化抗原と酵素標識抗体とを反応させて、被検抗原量を分析する場合には、高分子化抗原と酵素標識抗体とを;
(4) 被検抗体と酵素標識抗原とを反応させて、被検抗体量を分析する場合には、酵素標識抗原を;
(5) 被検抗体と抗原と酵素標識抗体とを反応させて、被検抗体量を分析する場合には、抗原と酵素標識抗体とを;
基質層に含有させる。これにより、基質層は、その層内で免疫反応を併せて行なわせる免疫反応層として機能する。この場合には、要素に検体を点着するだけで、要素内で均一系の酵素免疫反応を進行させることができる。
【0076】
或いは基質層にこれらいずれかを含有させて残りの方は基質層の上層に積層された水浸透性層に含有させてもよい。又は、基質層の上に1つ又は複数の層からなる水浸透性層を設け、これらに免疫反応に必要な分子種を含有させてもよい。これら免疫反応層の層構成は、その免疫反応の反応様式に応じて、任意に決めることができる。
【0077】
例えば、上記(2)の場合では、基質層とは別の複数の層に抗体と酵素標識抗原を別々に含有させてもよい。例えば図2に示すように、基質層14の上に抗体を含有する水浸透性層16を設け、さらにその上に酵素標識抗原を含有する水浸透性層18を設けて免疫分析要素を構成してもよい。この場合には、検体中の抗原(リガンド)は、層18の酵素標識抗原と共に、層16に拡散・浸透する。層16では、抗原と酵素標識抗原とはそれぞれ抗体と結合し、さらに基質層14に移行する。
【0078】
これとは逆に、水浸透性層16に酵素標識抗原を含有させ、その上の水浸透性層18には抗体を含有させて、免疫分析要素を構成してもよい。この場合には、検体中の抗原(リガンド)は、層18の抗体と結合し、層16に移行する。層16では、抗原に結合していなかった抗体が酵素標識抗原と結合し、さらに基質層14に移行する。
【0079】
また、基質層とは別の1つの層に抗体と酵素標識抗原を実質的な乾燥状態又は実質的に水の不存在状態で一緒に含有させてもよい。例えば、図3に示すように、基質層14の上に抗体と酵素標識抗原を実質的な乾燥状態又は実質的に水の不存在状態で含有する水浸透性層20を設けて免疫分析要素を構成してもよい。この場合には、水が溶媒である被検液が層20に点着供給された時に、層20の中で被検液に由来する水の中で、検体中のリガンド(抗原)と酵素標識抗原とは、それぞれ抗体と結合し、基質層14に移行する。1つの層に抗体と酵素標識リガンドを実質的な乾燥状態又は実質的に水の不存在状態で一緒に含有させるには、抗体と酵素標識抗原の一方又は両者をアルコール(例、エタノール)等の非水溶媒に溶解又は分散させて水浸透性層に含浸させればよい。
【0080】
なお、免疫反応層を設けない場合には、本発明の分析要素は、基質層14に含有される非拡散性基質を分解する酵素の分析にも使用することができる。例えば、非拡散性基質としてカルボキシメチル化澱粉、澱粉、アミロース、アミロペクチンなどを使用する場合には、α−アミラーゼや、β−アミラーゼなどのエンド活性型糖質加水分解酵素の分析に使用することができる。
【0081】
免疫分析要素の製造方法
本発明の乾式免疫分析要素は前述の諸特許明細書に記載の公知の方法により調製することができる。本発明の分析要素は一辺約15mmから約30mmの正方形またはほぼ同サイズの円形等の小片に裁断し、特公昭57-28331(対応米国特許 4,169,751)、実開昭56-142454(対応米国特許 4,387,990)、特開昭57-63452、実開昭58-32350、特表昭58-501144(対応国際公開: WO 83/00391)等に記載のスライド枠に収めて化学分析スライドとして用いることが、製造,包装,輸送,保存,測定操作等の観点で好ましい。使用目的によっては、長いテープ状でカセットまたはマガジンに収めて用いたり、または小片を開口のあるカードに貼付または収めて用いることなどもできる。
【0082】
免疫分析要素による分析方法
本発明の分析要素は前述の諸特許明細書等に記載の操作と同様の操作により液体試料中の被検物である抗原又は抗体の定量分析ができる。例えば約5μL〜約30μL、好ましくは8〜15μLの範囲の血漿、血清、尿などの水性液体試料液を基質層14に点着する。点着した分析要素を約20℃〜約45℃の範囲の一定温度で、好ましくは約30℃〜約40℃の範囲内の一定温度で1〜10分間インキュベーションする。要素内の発色又は変色を光透過性支持体側から反射測光し、予め作成した検量線を用いて比色測定法の原理により検体中のリガンドの量を求めることができる。点着する液体試料の量、インキュベーション時間及び温度を一定にすることにより定量分析を高精度に実施できる。
【0083】
測定操作は特開昭60-125543、同60-220862、同61-294367、同58-161867(対応米国特許 4,424,191)などに記載の化学分析装置により極めて容易な操作で高精度の定量分析を実施できる。なお、目的や必要精度によっては、目視により発色の度合いを判定して、半定量的な測定を行なってもよい。
【0084】
分析要素が免疫反応層を有さない場合、すなわち、分析要素内に被検物である抗原又は抗体との免疫反応系に必要な分子種を含有させていない場合には、分析要素外の適当な反応溶液中で必要な免疫反応を行わせた後、その反応液を要素に点着すれば標識酵素活性の変化として被検物を分析することができる。例えば、抗原を分析する場合には、要素に点着する前に、水性試料液を抗体及び酵素標識リガンドを含む溶液と混和して、結合反応を十分行なわせてから、基質層に点着すればよい。
【0085】
【実施例1】
エンド型選択反応性基質の調製
カルボキシメチル化澱粉(エキスプロタブ、Edward Mendel Company Inc.製)10gを1Lの0.1 Mホウ酸緩衝液(pH10)に分散し1時間撹拌した。これを、塩酸とリン酸でpH5.5に調整した後、グルコアミラーゼ(東洋紡製)1000Uを添加し、37℃で16時間反応させた。反応後、約1万Gで高速遠心機にかけ、遠心上層液の電気電導度が20μS/cm以下になるまで遠心精製を繰り返して可溶性成分を除去した。分散物をよく撹拌しながらエタノール10 Lを加え、沈澱してきた白色物質を減圧濾過で集めた。これを30℃で10時間乾燥し、5.2g(収率52%)のエンド型酵素反応特異的なカルボキシメチル化澱粉を得た。
【0086】
【実施例2】
分析要素の作製
ゼラチン下塗層が設けられている厚さ180μmの無色透明ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(支持体)上に下記の被覆量になるように架橋剤含有試薬溶液を塗布し、乾燥して試薬層を設けた。

Figure 0003850143
【0087】
この試薬層の表面に下記の被覆量になるように下記試薬含有水溶液を塗布し、ゼラチン層を膨潤させ、その上に50デニール相当のPET 紡績糸36ゲージ編みした厚さ約250μmのトリコット編物布地をほぼ一様に軽く圧力をかけてラミネートして多孔性展開層を設けた。
Figure 0003850143
【0088】
次に、実施例1で得られたエンド型酵素反応特異的なカルボキシメチル化澱粉を用いて、下記の被覆量になるように基質を塗布、乾燥して基質層を設けてCRP分析用多層分析要素を調製した。
カルボキシメチル化澱粉 3.5 g/m2
マンニトール 3.0 g/m2
MES(2-モルホリノエタンスルホン酸) 2.0 g/m2
【0089】
次いでこの分析要素を14mm×13mm四方のチップに裁断し、特開昭57-63452に記載のスライドの枠に収めて、本実施例のCRP分析用多層乾式スライド1とした。
【0090】
比較例として、エンド型酵素反応特異的なカルボキシメチル化澱粉の代わりに、未処理のカルボキシメチル化澱粉(エキスプロタブ)を基質として用いた他は、実施例スライド1と全く同様な構成の比較用スライド2を作製した。
【0091】
【実施例3】
50mMグリセロ燐酸緩衝溶液(pH7)の10μLを実施例2の乾式スライド1及び、比較例の乾式スライド2に点着した。この後、各スライドを37℃に保って、PET支持体側から中心波長650nmの反射光学濃度を経時的に測定した。点着後の反射光学濃度の時間変化を図4に示す。
【0092】
未処理のカルボキシメチル化澱粉を非拡散性基質として使用した比較例のスライド2では、緩衝溶液点着後から経時的に反射光学濃度の増加が見られる(図中、-○-)。このことは、未処理カルボキシメチル化澱粉が、試薬層から移行したエキソ反応型酵素であるグルコアミラーゼ(低分子化酵素)により分解されて、グルコースを生成していることを示している。
【0093】
一方、予めグルコアミラーゼ処理によりエンド型酵素反応特異的にしたカルボキシメチル化澱粉を使用した実施例2のスライド1では、反射光学濃度は一定値で増加することはなかった。(図4、-●-)。
【0094】
【実施例4】
アミラーゼ標識抗CRP−IgG(0.1mg/mL)を含み、既知量のCRPを含有する50mMグリセロ燐酸緩衝溶液(pH7)10μLを、実施例2のスライド1と、比較用スライド2に点着した。37℃に保って、中心波長650nmの可視光でPET支持体側から各スライド1,2の反射光学濃度を測定した。点着から4分後および6分後の反射光学濃度の差(ΔOD6-4)を図5に示す。図5の検量線より、エンド型酵素反応特異的にしたカルボキシメチル化澱粉を使用した本発明の乾式免疫分析要素(図5,-●-)は、CRPの定量が精度良く行えることが明らかである。また比較例(図5、-○-)に比べ、CRP濃度変化に対するΔOD6-4の変化が大きく、感度が上昇していた。
【0095】
【実施例5】
実施例2と全く同様の手順、構成で、多層分析要素を作成し、その基質層兼展開層であるトリコット編物布地層に、さらにアミラーゼ標識CRP−IgGを3mg/m2の被覆量となるようにしてエタノール溶液を塗布し含浸させ乾燥させてCRP分析用多層免疫スライド3(実施例5)を作成した。同様に、実施例2で作成した比較用スライド2の多層分析要素のトリコット編物布地層に、アミラーゼ標識CRP−IgGを3mg/m2の被覆量となるようにしてエタノール溶液を塗布し含浸させ乾燥させて比較用のCRP分析用多層免疫スライド4を作成した。
【0096】
【実施例6】
このスライド3及びスライド4に、各種濃度のCRPを含有する50mMグリセロ燐酸緩衝溶液(pH7)を10μLを点着し、37℃に保って、支持体側から650nmの反射光学濃度を測定し、点着から4分後および6分後の反射光学濃度の差(ΔOD6-4)を求めた。図6の検量線に示すように、エンド型反応特異的カルボキシメチル化澱粉を使用した本発明の乾式免疫分析要素(図6、-●-)は、比較例(-○-)に比べ、より高感度にCRPを定量分析できることが示された。
【0097】
【実施例7】
実施例5のスライド3と比較用スライド4の再現性(CV)を比較検討した。スライド3及びスライド4に、CRP含有ヒト標準血清4検体(L-1,L-2,M、H)を10μLを点着し、37℃に保って、支持体側から650nmの反射光学濃度を測定し、点着から4分後および6分後の反射光学濃度の差(ΔOD6-4)を求めた。実施例5のスライド3の場合の検量線と、比較用スライド4の場合の検量線を別途求めておき、得られた各検体のΔOD6-4からCRP濃度(測定値)を換算した。この測定を各検体について10回行い、その平均値、標準偏差及びCV値を求めた。結果を下記の表1,2に示す。
【0098】
【表1】
Figure 0003850143
【0099】
【表2】
Figure 0003850143
【0100】
表1,2に示すように、従来の比較用スライド4では、測定値(濃度)のバラツキが大きいのに対して、本発明のエンド反応特異的基質を使用した実施例5のスライド3はバラツキが小さく、同時再現性に優れていた。特に低濃度域(検体L−1,L−2)と高濃度域(検体H)において、実施例スライド3のCV値は比較用スライド4のそれに比べ1/3程度まで減少し、本発明による免疫分析要素は再現性に優れ精度が高いことが示された。
【0101】
【実施例8】
実施例5のスライド3と比較用スライド4の保存安定性を比較検討した。乾式分析要素は通常4℃程度で1ヶ月間程度安定であるが、ここでは加速試験として25℃でスライドを保存し、スライド作製後1日、3日及び7日目の測定値をスライド作製直後(0日)の測定値と比較した。作製後各日におけるスライド3(実施例5)及びスライド4(比較例)にCRP含有標準試料CP1(1.4mg/dL)、 CP2(4.2mg/dL)、CP3(10.0mg/dL)をそれぞれ10μL点着し、37℃に保って、支持体側から650nmの反射光学濃度を測定し、点着から4分後および6分後の反射光学濃度の差(ΔOD6-4)を求めた。結果を下記の表3,4に示す。
【0102】
【表3】
Figure 0003850143
【0103】
【表4】
Figure 0003850143
【0104】
従来の未処理のカルボキシメチル化澱粉を基質としたスライド4(比較例)では、25℃保存により日が経つにつれΔOD6-4の値は減少しており、3日目には5〜10%の減少が見られ、7日目には15〜20%程度の大きな減少が見られた。これに対し、本発明によるエンド型反応特異的基質としたカルボキシメチル化澱粉を使用したスライド3(実施例5)では、ΔOD6-4値の変動は3日目では2〜4%の減少とわずかであり、保存7日目でも3〜5%程度の減少しか認められなかった。このように本発明による免疫分析要素は保存安定性に優れていることが示された。
【0105】
【実施例9】
エンド型選択反応性基質の調製(その2)
カルボキシメチル化澱粉(エキスプロタブ、Edward Mendel Company Inc.製)453gに8960gの超純水を加え、約4時間攪拌して膨潤させた。これに1139gの0.5 N NaOH を加えて約1時間攪拌することによりアルカリ処理した。この後、酢酸32gを添加してpH7に戻した。これをMES(2-モノホリノエタンスルホン酸)緩衝液でpH5.7に調整した後、80gのグルコアミラーゼ酵素液(東洋紡製、320 k Unit/L, 5mM MES, pH6.0)を添加し、37℃で12〜20時間反応させた。反応後、純水を加えて総量を140Lにしてから、この懸濁液をセラミック膜フィルター(日本ガイシ製、CEFILT-MF(登録商標)、モノリスタイプ、孔径2μm、膜面積 0.24m2)で濾過した。透過した水の電気伝導度が20μS/cm以下になるまで、このセラミック膜フィルターに純水を循環させて、可溶性成分を除去した。フィルターからCM化澱粉残査を集め、純水を加えて100Lとした。その内の約3.6 L を7500rpm、10分間の遠心にかけ、残査を集めた。これにイソプロピルアルコール約18Lを加えて、沈殿してきた白色物質を減圧濾過で集めた。この遠心からイソプロピルアルコール沈殿までの操作を約26回行い、これを集めて35℃で24時間乾燥した。以上の操作により、220gのエンド型酵素反応特異的なグルコアミラーゼ処理CM化澱粉(以下、GA処理CMSともいう)を得た。
【0106】
グルコアミラーゼ処理をしなかった他は全て上記と同じに処理したCM化澱粉を比較例(グルコアミラーゼ未処理CM化澱粉:以下、未処理CMSともいう)とした。
【0107】
【実施例10】
実施例9で得られたGA処理CMSと未処理CMSのカルボキシメチル化度と、水に分散したときの膨潤度を調べた。カルボキシメチル化度は、全グルコース単位中、カルボキシメチル基で修飾されたグルコース単位の割合を13C−NMRで調べた。膨潤度は、各CMSの0.7%水溶液10mLを調製し、試験管に入れて、25℃、30分間静置した後に、沈降したCMSの体積(mL)を膨潤度と定義した。
【0108】
下記の表5に示すように、グルコアミラーゼ処理したCM化澱粉ではカルボキシメチル化度が増加しており、全構成グルコース単位中の28%がカルボキシメチル基を有することが分かった。このことはグルコアミラーゼ処理により非還元性末端からカルボキシメチル化部位の直前までグルコシド結合が水解されたため、CM化澱粉中の非CM化グルコース単位の量が減少し、結果としてCM化グルコース単位の割合が増加したことを示している。また親水性基であるカルボキシメチル基の導入率が高くなったことにより、水和されやすくなり膨潤度が高まったものと考えられる。
【0109】
【表5】
Figure 0003850143
【0110】
【実施例11】
GA処理CMSのグルコアミラーゼとの反応性
実施例9で得たグルコアミラーゼ処理CM化澱粉と、比較例のグルコアミラーゼ未処理CM化澱粉を、それぞれ5mM MES緩衝液(pH 6.0、0.5%ブロックエース(雪印乳業社製)、68μM CaCl2含有)に分散し、0.2%(W/V)分散液とした。この0.2%CMS分散液に70μLのグルコアミラーゼ溶液(東洋紡製、320 k Unit/L, 5mM MES, pH6.0)を加えて37℃、60分間、120rpmで振盪させながら反応させた。反応後、10%リン酸70μLを添加し、氷冷して反応を停止させた。反応液を12,000rpmで4分遠心して未反応のCMSを沈降させた。生成グルコースを含んでいる遠心上清100μLを、下記組成の反応液Aの3mLに添加し、37℃、30分間、120rpmで振盪して発色反応を行わせ、波長727nmの吸光度を測定した。検量線は、既知濃度のグルコース溶液100μLを反応液3mLに加え、同様の発色反応を行うことにより作成した。
【0111】
Figure 0003850143
【0112】
測定は、GA処理CMSについて5回、未処理CMSについて2回行った。表6に示すように、グルコアミラーゼ処理をしていないCM化澱粉では、1グラム当たり約33μgのグルコースを生成したのに対し、予めグルコアミラーゼ処理したCM化澱粉では、平均0.1μg以下のグルコースしか生成しなかった。このことは、本発明のGA処理CMSの非還元性末端グルコースの殆どが修飾されているか糖鎖分枝点にあり、エキソ反応型酵素であるグルコアミラーゼの基質とはならないことを示している。
【0113】
【表6】
Figure 0003850143
【0114】
【実施例12】
GA処理CMSのα−アミラーゼとの反応性(湿式法)
実施例9で得たグルコアミラーゼ処理CM化澱粉と、比較例のグルコアミラーゼ未処理CM化澱粉を、それぞれ5mM MES緩衝液(pH 6.0、0.5%ブロックエース(雪印乳業社製)、68μM CaCl2含有)に分散し、0.2%(W/V)分散液とした。この0.2%CMS分散液7mLに、各種濃度のα−アミラーゼ溶液70μLを加えて37℃、60分間、120rpmで振盪させながら反応させた。反応後、10%リン酸70μLを添加し、氷冷して反応を停止させた。反応液を12,000rpmで4分遠心して未反応のCMSを沈降させた。生成オリゴ糖を含んでいる遠心上清100μLを、下記組成の反応液Bの3mLに添加し、37℃、30分間、120rpmで振盪して発色反応を行わせ、波長727nmの吸光度を測定した。既知濃度のオリゴ糖(マルトテトラオース)溶液100μLを反応液Bの3mLに加え、同様の発色反応を行うことにより作成した検量線を用いて、生成オリゴ糖に換算してグラフを作成した(図7)。
【0115】
Figure 0003850143
【0116】
図7に示すように、グルコアミラーゼ処理したCM化澱粉では、エンド活性型酵素であるα−アミラーゼに対する反応性(図中、検量線の傾き)は、未処理のCM化澱粉に比べ約半分に減少していた。しかし、未処理CMSではバックグランド値が約1.3ppmであったのに対し、GA処理CMSではバックグランド値をほぼゼロにすることができた。
【0117】
α−アミラーゼ量がゼロであるのに未処理CMSからの生成オリゴ糖がゼロとはならないのは以下の理由によるものと思われる。図7縦軸はオリゴ糖濃度で表現しているが、この実施例の反応系では最終的に生成するグルコース量を定量している。α−アミラーゼと反応した後の各CMSは遠心により除去しているが、微量のCMS粒子は上清に残る。生成オリゴ糖として上清を採取したときに、この微量CMSが混入すると、CMS粒子もその後発色反応液B中に含まれるグルコアミラーゼの攻撃を受けることになる。未処理CMSでは、末端グルコースが除かれていないので、グルコアミラーゼによって末端グルコースが水解され検出されることになる。この量は使用したα−アミラーゼ量に依存せずほぼ一定なので、図7でバックグランド値として検量線全体を上に押し上げることになる。
【0118】
これに対し、予めグルコアミラーゼ処理したCM化澱粉では、エクソ活性型酵素であるグルコアミラーゼと反応する非修飾グルコース末端が存在しない。このため、たとえCMS粒子が発色反応系に混入してもバックグランド値を押し上げることがない。
【0119】
CM化澱粉のα−アミラーゼに対する反応性は、グルコアミラーゼ処理により低下するのは以下の理由によるものと思われる。α−アミラーゼはグルコース鎖長4分子以上の多糖類に対して反応性を示し、重合度の高い(鎖長の長い)ものほど反応性が高い。糖鎖中のグルコースがアトランダムにカルボキシメチル化されると、α−アミラーゼが高い反応性を示すグルコース分子連続部分が減少することになる。この結果、本来、澱粉はカルボキシメチル化することによりα−アミラーゼに対する反応性が低下する。さらにグルコアミラーゼ処理すると、CM化澱粉のそれぞれの枝鎖は非還元末端から分解されて除かれる。枝鎖の途中にCM化部位があれば、その部位まで非還元末端からグルコース単位で水解・除去される。このため、グルコアミラーゼ処理CM化澱粉は一種の限界デキストリンとなり、α−アミラーゼが高い反応性を示すグルコース分子連続部分は見かけ上さらに少なくなる。図7はこのことを示している。
【0120】
このように、α−アミラーゼに対する反応性が低下しているグルコアミラーゼ処理CM化澱粉であるが、以下の実施例13,14に示すように乾式分析要素内の環境では、α−アミラーゼに対する反応性が増大している。
【0121】
【実施例13】
GA処理CMSのα−アミラーゼとの反応性(乾式法)
実施例9で得たグルコアミラーゼ処理CM化澱粉を用いて、実施例5と全く同様の手順、構成で、多層分析要素を作製した。
【0122】
すなわち、実施例2で用いたカルボキシメチル化澱粉の代わりに実施例9で得たグルコアミラーゼ処理CM化澱粉を基質層に使用した以外は実施例2と全く同様な構成のスライドを作製し、その後実施例5と同様に、その基質層兼展開層であるトリコット編物布地層に、さらにアミラーゼ標識CRP−IgGを3mg/m2の被覆量となるようにしてエタノール溶液を塗布し含浸させ乾燥させてCRP分析用多層免疫スライド5(実施例13)を作製した。
【0123】
比較例として、グルコアミラーゼ処理カルボキシメチル化澱粉の代わりに、未処理のカルボキシメチル化澱粉を基質として用いた他は、実施例13と全く同様な構成の比較用スライド6を作製した。
【0124】
【実施例14】
このスライド5及びスライド6に、0, 1.4, 4.2, 10 mg/dLの各濃度のCRPを含有すると50 mMグリセロ燐酸緩衝溶液(pH7)を10μLを点着し、37℃に保って、支持体側から625 nmの反射光学濃度を経時的に測定した。CRP溶液点着後の反射光学密度の時間変化を図8に示す。
【0125】
0 mg/dLのCRP溶液を点着した場合、標識抗体中のα−アミラーゼは抗原(CRP)との結合による立体障害を受けないから、非拡散性基質であるCM化澱粉に対する水解活性は最大となる。このようにα−アミラーゼが最大活性を示すCRP濃度 0 mg/dLのときの活性は、GA処理CMSを使用したスライド5(実施例14、図8右側)では、比較例(未処理CMSを使用したスライド6、第8図左側)に比べ、大きく上昇していた。反射光学密度の計時変化の傾きを指標にすると、グルコアミラーゼ処理したCM化澱粉では、未処理のものに比べ約2倍程度までα−アミラーゼに対する反応性が増大していた。
【0126】
抗原であるCRP濃度を増加させるに従い、α−アミラーゼに対する立体障害が増大すると、α−アミラーゼに対する反応性の低下はGA処理CMSを使用したスライド5(実施例14、図8右側)の方が著しかった。このことは、乾式分析要素内でのα−アミラーゼのCM化澱粉に対する反応性は、予めグルコアミラーゼ処理してエンド活性型酵素反応特異的にすることにより、CRP濃度変化に対する反射光学密度の変化が大きく、感度が鋭敏になることを示している。
【0127】
最後に本発明に好ましい態様をまとめると、以下の通りである。
(1) 抗原と酵素標識抗体との反応、もしくは抗原と抗体と酵素標識抗原との反応、もしくは抗原と、抗原と高分子化合物との結合物と、酵素標識抗体との間の反応のいずれかの反応により生じた標識酵素活性の変化を測定することにより抗原の量を分析する免疫分析要素において、
前記標識酵素により拡散性物質を生成する非拡散性基質を含有する基質層と、前記拡散性物質をさらに低分子生成物にする低分子化酵素を含有する試薬層を備え、前記非拡散性基質が前記標識酵素とのみ反応し前記低分子化酵素とは反応しない基質であることを特徴とする免疫分析要素。
(2) 前記非拡散性基質が高分子多糖類であり、前記標識酵素がエンド活性型の糖質分解酵素であり、前記変換酵素がエキソ活性型の糖質分解酵素であることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(3) 前記標識酵素はエンド活性型糖質加水分解酵素であり、前記低分子化酵素はエクソ活性型糖質加水分解酵素であって、前記非拡散性基質は非還元末端グルコースが修飾されたエンド型選択反応性基質であることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(4) 前記エンド型選択反応性基質は、非還元末端グルコースがカルボキシメチル基で修飾されていることを特徴とする(3)記載の免疫分析要素。
(5) 前記標識酵素がα−アミラーゼであり、前記低分子化酵素がグルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼであり、前記非拡散性基質が非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、又はグルコース鎖分岐部位まで、予めエクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解されたカルボキシメチル化澱粉であることを特徴とする(3)記載の免疫分析要素。
(6) 前記試薬層は親水性ポリマーをバインダとして含有する層で形成されていることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(7) 前記基質層は多孔性媒体からなる多孔性層であることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(8) 前記酵素標識抗体が、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(9) 前記抗体が、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(10) 前記酵素標識抗原が、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(11) 前記抗体と、前記酵素標識抗原とが、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする請求項(1)記載の免疫分析要素。
(12) 抗原と高分子化合物との前記結合物と、前記酵素標識抗体とが、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする請求項(1)記載の免疫分析要素。
(13) 前記低分子生成物と反応して可視吸収を有する色素を生成する試薬組成物を、前記試薬層又は他の水浸透性層に含有していることを特徴とする(1)記載の免疫分析要素。
(14) 前記試薬組成物が、酸化により発色するロイコ色素を含む(13)記載の免疫分析要素。
(15) 前記試薬組成物が、ロイコ色素の水不溶性溶媒からなる溶液の水性液中への分散物を含む(14)記載の免疫分析要素。
(16) 前記試薬組成物が、ペルオキシダーゼ及びロイコ色素を含む(15)記載の免疫分析要素。
(17) 抗体と酵素標識抗原との反応、もしくは抗体と抗原と酵素標識抗体との反応により生じた標識酵素活性の変化を測定することにより抗体の量を分析する免疫分析要素において、
前記標識酵素により拡散性物質を生成する非拡散性基質を含有する基質層と、前記拡散性物質をさらに低分子生成物にする低分子化酵素を含有する試薬層を備え、前記非拡散性基質が前記標識酵素とのみ反応し前記低分子化酵素とは反応しない基質であることを特徴とする免疫分析要素。
(18) 前記非拡散性基質が高分子多糖類であり、前記標識酵素がエンド活性型の糖質分解酵素であり、前記変換酵素がエキソ活性型の糖質分解酵素であることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(19) 前記標識酵素はエンド活性型糖質加水分解酵素であり、前記低分子化酵素はエクソ活性型糖質加水分解酵素であって、前記非拡散性基質は非還元末端グルコースが修飾されたエンド型選択反応性基質であることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(20) 前記エンド型選択反応性基質は、非還元末端グルコースがカルボキシメチル基で修飾されていることを特徴とする(19)記載の免疫分析要素。
(21) 前記標識酵素がα−アミラーゼであり、前記低分子化酵素がグルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼであり、前記非拡散性基質が非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、又はグルコース鎖分岐部位まで、予めエクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解されたカルボキシメチル化澱粉であることを特徴とする(19)記載の免疫分析要素。
(22) 前記試薬層は親水性ポリマーをバインダとして含有する層で形成されていることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(23) 前記基質層は多孔性媒体からなる多孔性層であることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(24) 前記酵素標識抗体が、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(25) 前記抗体が、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(26) 前記酵素標識抗原が、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(27) 前記抗体と、前記酵素標識抗原とが、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする請求項(17)記載の免疫分析要素。
(28) 抗原と高分子化合物との前記結合物と、前記酵素標識抗体とが、前記基質層、又は基質層の上に積層された層に含有されていることを特徴とする請求項(17)記載の免疫分析要素。
(29) 前記低分子生成物と反応して可視吸収を有する色素を生成する試薬組成物を、前記試薬層又は他の水浸透性層に含有していることを特徴とする(17)記載の免疫分析要素。
(30) 前記試薬組成物が、酸化により発色するロイコ色素を含む(29)記載の免疫分析要素。
(31) 前記試薬組成物が、ロイコ色素の水不溶性溶媒からなる溶液の水性液中への分散物を含む(30)記載の免疫分析要素。
(32) 前記試薬組成物が、ペルオキシダーゼ及びロイコ色素を含む(29)記載の免疫分析要素。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の免疫分析要素の一実施態様例の構成図である。
【図2】本発明の免疫分析要素の他の実施態様例の構成図である。
【図3】本発明の免疫分析要素のさらに他の実施態様例の構成図である。
【図4】実施例4の結果を示す図であり、実施例スライド1及び比較例スライド2の免疫分析要素に標識酵素非含有緩衝液を点着した場合の反射光学濃度の経時変化を示す図である。
【図5】実施例4の結果を示す図であり、実施例スライド1及び比較例スライド2の免疫分析要素の検量線を示す図である。
【図6】実施例6の結果を示す図であり、実施例スライド3及び比較例スライド4のCRP分析用免疫分析要素の検量線を示す図である。
【図7】実施例12の結果を示す図であり、実施例9で得たグルコアミラーゼ処理CM化澱粉と、比較例のグルコアミラーゼ未処理CM化澱粉の、分散液中でのα−アミラーゼに対する反応性を調べたものである。
【図8】実施例14の結果を示す図であり、実施例13で作成した実施例スライド5と比較例スライド6に各種濃度のCRP溶液を点着した後の、反射光学濃度の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
10 透光性支持体
12 試薬層
14 基質層
16 抗体(又は酵素標識抗原)を含有する水浸透性層
18 酵素標識抗原(又は抗体)を含有する水浸透性層
20 抗体と酵素標識抗原とを含有する水浸透性層[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a dry immunoassay element to which an enzyme immunoassay is applied. Specifically, in an immunoassay element comprising a substrate layer containing a non-diffusible substrate that generates a diffusible substance with a labeling enzyme, and a reagent layer containing a depolymerizing enzyme that further converts the diffusible substance into a low-molecular product, The present invention relates to an immunoassay element in which a non-diffusible substrate is a substrate that reacts only with a labeling enzyme and does not react with a low molecular weight enzyme.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Analysis of biological components, drugs, and the like contained in body fluids such as blood and urine is very useful for diagnosing pathological conditions and determining the course of treatment, and plays an important role in the field of clinical tests. As a method for analyzing such a trace component (ligand), there is an enzyme immunoassay method (enzyme immunoassay). Enzyme immunoassay methods include non-homogeneous systems that require B / F separation and homogeneous systems that do not require B / F separation. The homogeneous reaction is based on the fact that the enzyme activity of the labeled enzyme is subjected to some interference when the antibody and the antigen (ligand) are bound to each other, and utilizes the inhibitory action by the antigen-antibody binding. In general, the enzyme activity that occurs when an antigen is labeled with an enzyme and an antibody, which is a large molecule, binds to it, resulting in steric hindrance to the binding of the enzyme to the substrate or a change in the three-dimensional structure of the enzyme. Detect suppression of
[0003]
In contrast, when the antigen is a polymer, suppression of enzyme activity due to the antigen-antibody binding reaction can be detected even if the antibody is labeled with an enzyme.
[0004]
On the other hand, in clinical examinations in which a large number of specimen samples are handled and routineed, it is desired that analysis can be performed easily and quickly and automatic operation can be performed. 49-53888 (corresponding to US 3,992,158), JP 55-90859 (US 4,258,001), JP 55-164356 (US 4,292,272), JP 60-222769 (EP 0 162 302A), JP 59-77356 (EP 0 097 952A), JP 59-102388 (US 4,861,552), JP 61-501866 (US 4,459,358)).
[0005]
The following dry analysis elements are known that allow enzyme-labeled antibodies to undergo a homogeneous enzyme immunoreaction (JP-A-1-321360). this is
(A) Polymerized antigen (ligand / polymer compound conjugate),
(B) a water-insoluble polymer substrate,
(C) a conjugate of an antibody against a ligand and an enzyme against a substrate,
Are included in the same layer or separate layers of the multilayer analytical element. The antigen spotted and supplied to the analytical element competes with the polymerized antigen and binds to the antibody-enzyme conjugate. This antigen-antibody-enzyme complex reacts with a water-insoluble polymeric substrate to produce a soluble small molecule product. On the other hand, a polymer antigen-antibody-enzyme complex formed by binding to a polymerized antigen cannot exhibit enzyme activity for a polymer substrate. Therefore, as the amount of antigen in the sample increases, the enzyme reaction product increases. This product is transferred to a detection layer, and the amount of antigen in the sample is analyzed by measuring the optical density of the absorption given by the colored chemical group.
[0006]
The immunoassay element described in Japanese Patent No. 2576910 (corresponding to US Pat. No. 5,569,589) is a further improvement of this. This analytical element is provided with a reagent layer containing a low molecular weight enzyme that further reduces the molecular weight of the labeled enzyme degradation product, and the sensitivity is increased by detecting this low molecular weight product.
[0007]
When the measurement target is a high molecular antigen, the immunoassay element described in Japanese Patent No. 2576913 can be used. This analytic element is
(A) a water-insoluble polymer substrate,
(B) a conjugate of an antibody against a macromolecular antigen and an enzyme against a substrate;
Are included in the same layer or separate layers of the multilayer analytical element, and the labeled enzyme degradation product is further reduced in molecular weight as in the case of the immunological analytical element described in Japanese Patent No. 2576910 (corresponding to US Pat. No. 5,569,589). A reagent layer containing a depolymerizing enzyme is provided, and the sensitivity is increased by detecting the demolecularized product.
[0008]
In either case, the non-diffusible substrate will not migrate to the reagent layer. Moreover, it was thought that the low molecular-weight enzyme does not reverse from the reagent layer to the substrate layer, which is a layer above it. For this reason, the substrate specificity of the non-diffusible substrate is not so strict, and one that can react with either the low molecular weight enzyme or the labeling enzyme has been selected.
[0009]
However, in the analytical element spotted with the sample solution, there is a slight diffusion of soluble components from the lower reagent layer to the upper substrate layer. The inventors examined this and found that when a low molecular weight enzyme transferred from the reagent layer to the upstream substrate layer reacts with a non-diffusible substrate to produce a low molecular weight product, this cannot be ignored. Turned out to be. Such noise could reduce the accuracy of the analysis. In addition, if a polymer substrate held as a non-diffusible substrate in the substrate layer contains a small amount of a polymer having a low degree of polymerization or a particle having a small particle size, the upper reagent layer is changed to the lower reagent layer as the sample solution is supplied. There will be something that will shift to. The transferred trace amount of the polymer substrate reacts with the depolymerizing enzyme in the reagent layer, which also causes noise.
[0010]
Therefore, the present inventors prepared an immunoassay element using a substrate that reacts only with a labeling enzyme and does not react with a low molecular weight enzyme as a non-diffusible substrate, and examined its performance. It was found that not only the sensitivity increased, but also the reproducibility was excellent and the temporal stability (storability) was also excellent.
[0011]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made on the basis of the above-described findings, and aims to provide an immunoassay element capable of performing highly accurate, reproducible and highly sensitive analysis and having excellent storage stability. To do.
[0012]
[Structure of the invention]
  Such an object of the present invention is to react a reaction between an antigen and an enzyme-labeled antibody, or a reaction between an antigen and an antibody and an enzyme-labeled antigen, or a conjugate of an antigen, an antigen and a polymer compound, and an enzyme-labeled antibody. A substrate containing a non-diffusible substrate that produces a diffusible substance with the labeled enzyme in an immunoassay element that analyzes the amount of antigen by measuring a change in the labeled enzyme activity caused by any of the reactions between And a reagent layer containing a low molecular weight enzyme that further converts the diffusible substance into a low molecular product,The labeling enzyme is α-amylase, and the depolymerizing enzyme is glucoamylase or α-glucosidase,Substrate in which the non-diffusible substrate reacts only with the labeling enzyme and does not react with the depolymerizing enzymeCarboxymethylated starch that has been limitedly degraded by exo-active carbohydrate hydrolase in advance from the non-reducing terminal glucose site to the carboxymethyl-modified glucose unit site or the glucose chain branch siteAchieved by an immunoassay element, characterized in that
[0013]
  When the test substance is an antibody, the object of the present invention is to measure the change in the labeled enzyme activity caused by the reaction between the antibody and the enzyme-labeled antigen or the reaction between the antibody, the antigen and the enzyme-labeled antibody. In the immunoassay element for analyzing the amount of the antibody, a substrate layer containing a non-diffusible substrate that generates a diffusible substance by the labeling enzyme, and a low molecular weight enzyme that further converts the diffusible substance into a low molecular product. Comprising a reagent layer containing,The labeling enzyme is α-amylase, and the depolymerizing enzyme is glucoamylase or α-glucosidase,Substrate in which the non-diffusible substrate reacts only with the labeling enzyme and does not react with the depolymerizing enzymeCarboxymethylated starch that has been limitedly degraded by exo-active carbohydrate hydrolase in advance from the non-reducing terminal glucose site to the carboxymethyl-modified glucose unit site or the glucose chain branch siteAchieved by an immunoassay element, characterized in that
[0014]
  That is, the analysis element of the present invention uses, as a non-diffusible substrate, a substrate that reacts only with an antigen (or antibody) labeling enzyme and does not react with a low molecular weight enzyme originally contained in the reagent layer.SubstrateIt is contained in the layer. As a result, even if the low molecular weight enzyme diffuses from the reagent layer to the upstream substrate layer after the sample solution is spotted, the non-diffusible substrate will not be decomposed by this low molecular weight enzyme, and noise Will decrease. Even if the non-diffusible substrate used contains an insoluble polymer substrate that has a low degree of polymerization or is not retained in the substrate layer due to its small particle size and moves to the reagent layer, Does not react with low molecular weight enzymes. By using such a non-diffusible substrate, the reproducibility of measured values and storage stability are also improved.
[0015]
When the antigen (or antibody) labeling enzyme is an endoactive carbohydrate hydrolase and the low molecular weight enzyme in the reagent layer is an exoactive carbohydrate hydrolase, the non-diffusible substrate in the substrate layer is In a preferred embodiment, the non-reducing terminal glucose is a modified endo-type reactive substrate.
[0016]
Alternatively, if the non-reducing terminal glucose is not modified, the non-reducing terminal glucose can be used as an endo-type selective reactive substrate if it is located at the branching point of the glucose sugar chain. Can do.
[0017]
  Endoselective reactive substrates include non-reducing terminal glucose sitesCarboxymethylLimited to the modified glucose unit site or glucose chain branch site in advance by exo-active carbohydrate hydrolaseCarboxymethylModified starch can be used. Limited decompositionCarboxymethylWhen the modified starch is used, the reactivity with the labeling enzyme can be further increased and the measurement sensitivity can be increased.
[0018]
  A high-molecular polysaccharide such as starch is used as a non-diffusible substrate, a glucose oligomer is generated from this high-molecular polysaccharide using an antibody or antigen labeling enzyme as an endoactive saccharide-degrading enzyme, and this oligomer is converted to glucose. (Disassemble)Low molecular weightIn a preferred embodiment, the enzyme is an exoactive glycolytic enzyme.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE STRUCTURE OF THE INVENTION
Layer structure of immunoassay elements
FIG. 1 shows an embodiment of the immunoassay element of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a light-transmitting support, on which a reagent layer 12 and a substrate layer 14 are laminated.
[0020]
The substrate layer 14 is composed of a water-permeable layer, and contains a non-diffusible substrate that is a substrate for an enzyme bound as a label to an antibody or an antigen.
[0021]
The reagent layer 12 is composed of a water-permeable layer, and contains a low molecular weight enzyme that converts the diffusible substance that has diffused and migrated from the substrate layer into a product with a lower molecular weight. The substrate layer 12 also contains a reagent composition for detecting this low molecular product.
[0022]
This basic configuration is the same regardless of whether the measurement target is a low molecular weight antigen, a high molecular weight antigen, or an antibody. However, when the measurement target is a low molecular antigen, a mixed solution in which a sample, a polymerized antigen (a conjugate of an antigen and a high molecular compound) and an enzyme-labeled antibody are mixed and subjected to a competitive reaction is used as a substrate layer. Analysis is performed by spotting or feeding 14. Alternatively, the analysis is performed by spotting or supplying a mixed solution obtained by mixing the specimen, the antibody, and the enzyme-labeled antigen and performing a competitive reaction onto the substrate layer 14. In any case, the diffusible material produced increases as the amount of the ligand (small molecule antigen) increases.
[0023]
On the other hand, when the measurement target is a high molecular weight antigen, only the specimen and the enzyme-labeled antibody are mixed to cause an antigen-antibody binding reaction, and the reaction solution is spotted or supplied to the substrate layer 14. In this case, the amount of diffusible material produced decreases as the amount of ligand (polymer antigen) increases.
[0024]
When the measurement target is an antibody, analysis is performed by spotting or supplying a mixed solution obtained by mixing and reacting the specimen and the enzyme-labeled antigen to the substrate layer 14. In this case, the diffusible substance produced decreases as the amount of the test antibody increases. Alternatively, the analysis is performed by spotting or supplying a mixed solution obtained by mixing a specimen, an antigen, and an enzyme-labeled antibody and performing a competitive reaction onto the substrate layer 14. In this case, the diffusible substance produced increases as the amount of the test antibody increases.
[0025]
Measurement target
The measurement object of the present invention is an antigen or antibody contained in a specimen. An antigen is a ligand having an antigenic determinant. The type of specimen is not limited, and examples thereof include blood (whole blood, plasma, serum) lymph and urine. If there are suspended substances such as blood cells, it is preferable to remove them beforehand. However, when an appropriate filtration layer is provided in the uppermost layer of the analysis element, it may be spotted and supplied to the analysis element as it is.
[0026]
  As long as the antigen (ligand) is antigenic and the antibody can be prepared, antigens from low molecular weight substances to high molecular weight substances can be analyzed by the analytical element of the present invention. Note that the presence of antigenicity means that it can react with the corresponding antibody, and the antigenic determinant (epitope). Even if there is no immunogenicity by itself, it can be a ligand (antigen) to be measured in the present invention as long as an antibody can be obtained by immunization as a hapten.
[0027]
Examples of low molecular weight antigens include, for example, drug derivatives such as digoxin, theophylline, phenobarbital, phenytoin, penicillin, amikacin (for example, a conjugate of a drug and a biological substance such as protein), prostaglandin, testosterone, progesterone, thyroxine And hormones.
[0028]
Examples of high molecular weight antigens include plasma proteins such as hormones derived from various endocrine glands, immunoglobulins, albumin, ferritin, HCG (human chorionic gonadotropin), C-reactive protein (hereinafter abbreviated as CRP), and HB. There are various antigens such as viruses such as antigens, bacteria, α-fetoprotein, carcinoembryonic antigen (CEA), and antigens present in blood and urine.
[0029]
In addition, when the ligand to be measured is an antigen having a high molecular weight that exhibits an interference (suppression) action on the enzyme activity when it is enzyme-labeled, the ligand and the antigenic determinant are added as described later. What is necessary is just to carry out enzyme labeling of the other low molecular weight substance made common and to make this into an enzyme labeled antigen. The enzyme-labeled antigen used here is a concept including not only an enzyme-labeled ligand (antigen) which is a test substance but also an enzyme-labeled substance having a common ligand and antigenic determinant. Not only analogs on the chemical structure, such as ligand derivatives, but also compounds that exhibit similar behavior to ligands in immune responsiveness to antibodies can be used as enzyme-labeled antigens by labeling them.
[0030]
As used herein, a high molecular weight antigen refers to a high molecular weight antigen that binds to an enzyme-labeled antibody and exhibits an interference (suppression) action on enzyme activity. For example, the molecular weight is 20,000 daltons or more, preferably about 50,000. It refers to antigens of Dalton or higher. On the other hand, a low molecular antigen as used herein refers to an antigen having a molecular weight that does not significantly affect enzyme activity even when bound to an enzyme-labeled antibody, for example, an antigen having a molecular weight of 20,000 daltons or less. However, these molecular weight values are only a guideline. The determination of whether a ligand is a low molecular weight antigen or a high molecular weight antigen is based on a competitive reaction with a conjugate (polymerized antigen) bound to a high molecular compound. It depends on whether you use it.
[0031]
Polymerized antigen
A polymerized antigen, that is, a conjugate of a ligand (antigen) and a polymer compound, binds to an antibody, thereby suppressing the activity of an enzyme that labels the antibody. It is used when the measurement target is a low molecular antigen, and is not used when the measurement target is a high molecular antigen. The molecular weight of the polymer compound is preferably a molecular weight of 50,000 daltons or more and water-soluble. Examples of such a polymer compound include proteins such as gelatin, hemocyanin and ferritin, and polyethylene glycol. It is sufficient for these to have the above-mentioned conditions in a state of being bound to a ligand. For example, even a relatively low molecular weight material such as bovine serum albumin is highly polymerized by self-polymerizing it into a multimer. It may be molecular.
[0032]
The binding method between the antigen (ligand) and the polymer compound can be determined in consideration of both functional groups. As the functional group, an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a thiol group, an imidazole group, a phenyl group, or the like can be used. For example, many methods for bonding amino groups are known, such as an isocyanate method, a glutaraldehyde method, a difluorobenzene method, and a benzoquinone method. As a method for bonding an amino group and a carboxyl group, a carbodiimide method, a Woodward reagent method and the like are known in addition to a method for converting a carboxyl group into a succinylimide ester, and periodate oxidation that crosslinks an amino group and a sugar chain. The law (Nakane method) is also applicable. In the case of using a thiol group, for example, a carboxyl group on one side is converted to a succinylimide ester, a cysteine is reacted with this to introduce a thiol group, and both are bonded using a thiol group-reactive divalent crosslinking agent. be able to. Examples of the method using a phenyl group include a diazotization method and an alkylation method. The binding method is not limited to these examples. For example, “Method in Immunology and Immunochemistry” Vol. 1, (CAWilliams, MWChase, Academic Press, 1967) or Ishikawa, Kawai, edited by Miyai, “Enzyme immunization” It can be used by appropriately selecting from methods described in a book such as “Measurement Method” (Medical School, issued in 1978). Needless to say, the binding ratio between the ligand and the polymer compound is not limited to 1: 1, and may be any ratio depending on the purpose. After the binding reaction, it is purified by gel filtration, ion exchange chromatography or the like, and if necessary, is dried by lyophilization or the like.
[0033]
Alternatively, the ligand itself may be polymerized to obtain a polymerized antigen. In this case, the polymerization method can be carried out in accordance with the above-described bonding method. For example, the polymerization may be performed with a divalent crosslinking agent such as carbodiimide or glutaraldehyde.
[0034]
In place of the ligand, a ligand derivative having a cross-reactivity with an antibody against the ligand may be bound to the polymer compound. The ligand derivative as used herein refers not only to a chemical structural analog but also to a substance that behaves similarly to a ligand in immunoreactivity. For example, when an antibody against theophylline, which is a ligand, also cross-reacts with caffeine, a caffeine derivative can also be used as a material for the polymerized antigen.
[0035]
If the ligand or ligand derivative does not have an appropriate functional group for binding to the polymer compound, an amino group, a carboxyl group or a thiol group may be introduced into these. In that case, it may be introduced via a spacer to facilitate the bonding with the polymer compound. For example, when the ligand is theophylline, 8-propylcarboxytheophylline having a carboxyl group introduced can be bound to the polymer compound.
[0036]
antibody
An antibody is used when a specimen containing a test antigen, an antibody, and an enzyme-labeled antigen are mixed and subjected to a competitive reaction. A specific antibody against the antigen to be tested is used. When an antigen (ligand) derivative is used as the enzyme-labeled antigen, one that reacts with an antigenic determinant common to the ligand and the ligand derivative is used. Although a polyclonal antibody obtained by a conventional method may be used, the sensitivity is further improved by using a monoclonal antibody. This antibody is also F (ab ')2, Fab ′, Fab and the like.
[0037]
Enzyme labeled antigen
The enzyme-labeled antigen is used when a specimen containing a test antigen, an antibody, and an enzyme-labeled antigen are mixed and subjected to a competitive reaction. It is also used when a sample containing a test antibody is mixed with an enzyme-labeled antigen to cause a binding reaction and the amount of the test antibody is analyzed from the change in the activity of the labeled enzyme.
[0038]
When the test substance is an antigen (ligand), the enzyme-labeled antigen is a conjugate of a ligand (or a ligand-like substance having a common antigen determinant with this ligand) and an enzyme. When the ligand is a low molecular weight substance such as a drug, it may be directly bound to the enzyme. If the ligand is a large molecular weight substance that interferes with the enzyme activity when it is bound to the enzyme as it is, such as a protein, the protein may be fragmented and enzyme-labeled. It is only necessary that the protein having a low molecular weight by fragmentation has the same antigenic determinant as the non-fragmented protein (ie, ligand).
[0039]
The method for binding the ligand and the enzyme can be performed in the same manner as the method for binding the antigen (ligand) and the polymer compound.
[0040]
  Instead of the ligand, a ligand derivative having cross-reactivity with an antibody against the ligand may be bound to the enzyme. The ligand derivative as used herein refers not only to a chemical structure analog but also to a substance that behaves like a ligand in immunoreactivity. For example, if an antibody against the ligand theophylline also cross-reacts with caffeine, a derivative of caffeineAlso antigenIt can be used as a material.
[0041]
In addition, when there is no suitable functional group for binding with an enzyme in a ligand or a ligand derivative, you may introduce | transduce an amino group, a carboxyl group, or a thiol group to these. In that case, it may be introduced via a spacer to facilitate binding to the enzyme. For example, when the ligand is theophylline, 8-propylcarboxytheophylline into which a carboxyl group has been introduced can be bound to the enzyme.
[0042]
Enzyme-labeled antibody
The enzyme-labeled antibody is used when a specimen containing a test antibody, an antigen, and an enzyme-labeled antibody are mixed and subjected to a competitive reaction. It is also used when a sample containing a test antigen is mixed with an enzyme-labeled antibody to cause a binding reaction and the amount of the test antigen is analyzed from the change in the activity of the labeled enzyme. When the test antigen is a low molecular weight substance, it is used when a specimen containing the test antigen, a high molecular weight antigen, and an enzyme-labeled antibody are mixed and subjected to a competitive reaction.
[0043]
In a reaction system in which a competitive reaction between a test antibody, an antigen, and an enzyme-labeled antibody is performed, the enzyme-labeled antibody must be one that recognizes the same antigenic determinant on the same antigen that the test antibody recognizes. use.
[0044]
In a reaction system in which a competitive reaction is carried out between a test antigen, a polymerized antigen, and an enzyme-labeled antibody, the enzyme-labeled antibody is one that reacts with an antigenic determinant common to the antigen and the polymerized antigen. .
[0045]
  antibodyThe method for binding the enzyme to the enzyme can be performed in the same manner as the method for binding the antigen (ligand) to the polymer compound.
[0046]
Enzyme-Non-diffusible substrate-Decreasing enzyme
Enzyme bound as a label to an antigen or antibody decomposes a non-diffusible substrate consisting of a polymer, and generates a diffusible product that produces a low molecular product (glucose) by a low molecular weight enzyme. . The non-diffusible substrate is non-diffusible with respect to the aqueous specimen liquid and does not diffuse or migrate from the substrate layer 14 to the reagent layer 12 itself. The depolymerizing enzyme converts a diffusible product produced from a non-diffusible substrate by an enzyme bound as a label to an antigen (or antibody) into a further detectable low-molecular product. Contained in the reagent layer 12 of the element.
[0047]
In these combinations, the enzyme acts on a non-diffusible substrate to generate a diffusible substance, and this diffusible product can be easily detected by generating a low molecular weight product by the low molecular weight enzyme described later. You can choose from such combinations.
[0048]
enzyme
As such an enzyme, there is a degrading enzyme that generates a diffusible oligomer from a non-diffusible substrate made of a polymer, and examples thereof include a saccharide hydrolase. Examples of such a carbohydrate hydrolase include endo-active hydrolases such as α-amylase, β-amylase, and dextranase.
[0049]
  These enzymes are preferably unaffected by interfering factors present in any sample, and it is preferable that there is no competing enzyme of the same type in the sample. However, when an enzyme of the same type as the labeling enzyme is contained in the sample, this enzyme inhibitor may be used. The enzyme inhibitor only needs to have a greater degree of inhibiting the enzyme in the sample than inhibiting the activity of the labeling enzyme. Most preferably, the enzyme inhibitor completely inactivates the enzyme in the specimen, but does not inhibit the labeled enzyme at all. However, in practice, it is not necessary to simply increase the blank value at the time of measurement, and the enzyme activity in the specimen may be recovered after the measurement by deactivating the enzyme inhibitor. The enzyme inhibitor is an enzyme-labeled ligand.(Or antibody)Any enzyme may be used as long as it does not inhibit the enzyme, and the enzyme in the free state may be inhibited. As this enzyme inhibitor, a known enzyme inhibitor having the above-described specificity may be selected and used. Or you may make the antibody with respect to the enzyme which becomes a problem in a test substance, and may use this as an enzyme inhibitor.
[0050]
Non-diffusible substrate
Examples of substrates for the aforementioned α-amylase, β-amylase, dextranase and the like include carboxymethylated starch, starch, amylose, amylopectin and the like. However, in the present invention, a substrate that reacts only with the antigen (or antibody) labeling enzyme and does not react with the low molecular weight enzyme originally contained in the reagent layer is used as the non-diffusible substrate. As a result, even if the low molecular weight enzyme diffuses from the reagent layer to the upstream substrate layer after the sample solution is spotted, the non-diffusible substrate will not be decomposed by this low molecular weight enzyme, and noise Will decrease. In addition, even if an insoluble polymer substrate that has a low degree of polymerization or is not retained in the substrate layer and moves to the reagent layer is mixed in the non-diffusible substrate, the low molecular weight in the reagent layer Does not react with oxidase.
[0051]
  When using α-amylase as the labeling enzyme and glucoamylase or α-glucosidase described later as the depolymerizing enzyme, non-reducing terminal glucose is used.CarboxymethylInsoluble polysaccharides such as starch modified with a modifying group such as a group may be used. These modified substrates serve as α-amylase substrates, but not glucoamylase or α-glucosidase substrates. The non-reducing terminal glucose modifying group is preferably a non-reactive functional group that does not affect the activity of the labeling enzyme or the depolymerizing enzyme. In order to increase the reactivity in the dry analytical element, a hydrophilic modifying group is desirable. As such a modifying groupCarboxymethylAnd hydrophilic groups such as hydroxypropyl and hydroxyethyl groups. Alternatively, terminal glucose may be phosphate esterified, sulfate esterified, or nitrate esterified.
[0052]
Alternatively, this non-reducing terminal glucose is bound to an adjacent glucose unit in a binding mode other than an α-1,4 glucoside bond (eg, α-1,6 bond, α-1,3 bond), and glucose Any substance located at the branching point of the sugar chain can be used as the non-diffusible substrate of the present invention. An exo-active carbohydrate hydrolase such as glucoamylase is generally an enzyme that degrades the α-1,4 bond or α-1,6 bond of the linear part of the sugar chain from the non-reducing end to a glucose unit. The glucoside bond at the branch point (mainly α-1,6 bond, rarely α-1,3 bond) cannot be broken down. Therefore, even when the non-reducing terminal glucose is in a position branched from the sugar chain, it cannot be hydrolyzed.
[0053]
α-Amylase is an endo-active carbohydrate hydrolase that hydrolyzes α-1,4 glucoside bonds of sugar chains of 4 units or more of glucose, and is a substrate molecule with or without terminal glucose modification. Can be hydrolyzed within.
[0054]
  For example, in the glucose unit in the middle of the sugar chainCarboxymethylGroup introducedCarboxymethylFrom the non-reducing terminal glucose siteCarboxymethylBy subjecting the modified glucose unit site to limited degradation by exo-active carbohydrate hydrolase,CarboxymethylIt can be a substrate modified with a group. Examples of the exoactive carbohydrate hydrolase used here include glucoamylase and α-glucosidase.
[0055]
In this way, the carboxymethylated starch whose degree of carboxymethylation has been increased by limited decomposition of terminal glucose has increased reactivity with endo-active enzymes such as α-amylase within the dry analytical element. This is a new finding by the inventor of the present application, as will be described later in Examples. The details of why the enzyme activity increases by increasing the degree of carboxymethylation (introduction rate) of insoluble polysaccharides such as starch are unknown, but can be estimated as follows.
[0056]
  CarboxymethylThe group is a hydrophilic group, and by increasing the introduction rate of this functional group, the hydration property of the insoluble polysaccharide is increased, and it becomes easy to swell in an aqueous solvent. However, the reaction with the dry analytical element is performed by spotting a small amount of sample liquid (usually 100 μL or less), and the amount of water supplied is extremely small. The supplied water (sample solution) develops in the layer and immediately moves to the adjacent layer, so that the amount of water is extremely limited in the layer where the enzyme reaction takes place. In a layer with such a limited amount of water, the substrate swells sufficiently and cannot react sufficiently with the enzyme. However, if the degree of swelling of the substrate increases even slightly, in such a limiting environment, it becomes easy to expose the reaction site to the enzyme due to a microscopic structural change. This seems to increase the reactivity to the enzyme in the dry analytical element, leading to an increase in sensitivity.
[0057]
  On the other hand, when a substrate is reacted with an enzyme in an aqueous solution, the substrate is already sufficiently swollen to ensure reactivity with the enzyme. This is because, in an environment where there is a sufficient amount of water, the substrate can already swell enough to the extent necessary for the reaction.CarboxymethylIt seems that even if the degree of swelling is increased by increasing the degree of conversion and increasing the hydrophilicity, the reactivity to the enzyme is not further increased.
[0058]
Low molecular enzyme
This low molecular weight enzyme may be the same type of enzyme as the labeling enzyme. In this case, the labeling enzyme is an endo-active enzyme that cleaves from the inside of the molecule to produce an oligomer, and the depolymerizing enzyme acts from the end of the molecule to produce a monomer. It is preferable to have. For example, when the non-diffusible substrate is a polymer (eg, starch), a substance capable of decomposing a diffusible oligomer (eg, maltose) produced by a labeling enzyme into a monomer (eg, glucose) is used. Examples of such a low molecular weight enzyme include sugar hydrolase, and more specifically, α-amylase, β-amylase, dextranase, glucoamylase, α-glucosidase and the like.
[0059]
  As a non-diffusible substrate and labeling enzymeCarboxymethylWhen cellulose and cellulase are used, C1 enzyme can be used as a depolymerizing enzyme. Similarly, when galactan and galactanase are used, β-galactosidase can be used, and when RNA and ribonuclease are used, exoribonuclease can be used as the low molecular weight enzyme.
  Combinations of these labeling enzymes, non-diffusible substrates, and low molecular weight enzymes are known in the literature (eg, “Enzyme Handbook” (supervised by Bunji Maruo, Nobuo Tamiya, published by Asakura Shoten in 1982), “Handbook of Biochemistry” (Nobumasa Imura). , Other editions, published in Maruzen 1984).
[0060]
Low molecular product detection system
The low molecular product produced by the depolymerizing enzyme in the reagent layer can be optically detected by a known detection system reagent. As a method for detecting glucose finally produced by the low molecular weight enzyme, for example,
(1) As a method for detecting hydrogen peroxide produced by oxidizing glucose in the presence of glucose oxidase, for example,
(1-1) Ann.Clin.Biochem.,6, 24 (1964), J.Clin.Pathol.,twenty two, 246 (1969), using the Trinder reagent;
(1-2) A method using a Trinder reagent described in JP-A-49-50991 (corresponding US Pat. No. 3,886,045), US Pat. No. 3,992,158, JP-A-55-164356 (corresponding US Pat. No. 4,292,272);
(1-3) a method using a reagent containing a triaryl-substituted imidazole leuco dye described in JP-A-53-26188 (corresponding US Pat. No. 4,089,747), JP-A-58-45557, etc .;
(1-4) A reagent containing a diaryl-monoaralkyl-substituted imidazole leuco dye described in JP-A-59-193352 (corresponding European Patent Publication EP 0122641A), JP-A-60-224677 (corresponding US Pat. No. 4,665,023), etc. How to use;
(2) a method for detecting NADH produced in the presence of glucose dehydrogenase and NAD;
(3) a method for detecting glucose-6-phosphate produced in the presence of hexokinase;
For example, a known method can be used. Among these detection methods, a method of detecting hydrogen peroxide generated by oxidizing glucose in the presence of glucose oxidase using a peroxidase and a leuco dye is most desirable in terms of sensitivity.
[0061]
These detection reagents may be contained in the reagent layer 12 of the analysis element together with the depolymerizing enzyme, but are contained in another layer (for example, the second reagent layer or the detection layer) provided in the lower layer of the reagent layer 12. You may make it detect in this layer. In addition, when using a leuco pigment | dye, it is preferable on stability of the pigment | dye produced | generated to disperse this in a hydrophilic binder as a solution of a water immiscible solvent.
[0062]
Layer structure of analysis elements
The dry immunoassay element of the present invention can have a layer structure similar to that of various known dry analysis elements. In addition to the substrate layer and the reagent layer, the element may be a multilayer including a support, a spreading layer, a detection layer, a light shielding layer, an adhesive layer, a water absorbing layer, an undercoat layer, and other layers. Examples of such analytical elements include JP-A-49-53888 (corresponding US Pat. No. 3,992,158), JP-A-51-40191 (corresponding US Pat. No. 4,042,335), and JP-A-55-164356 (corresponding US Pat. No. 4,292,272). JP-A-61-4959 (corresponding to EPC published patent 0166365A).
[0063]
In the case of using a light-permeable water-impermeable support, the dry immunoassay element of the present invention can practically have the following configuration. However, the content of the present invention is not limited to this.
(1) One having a reagent layer on a support and a substrate layer thereon.
(2) One having a reagent layer, an adhesive layer, and a substrate layer in this order on a support.
(3) One having a detection layer, a reagent layer, and a substrate layer in this order on a support.
(4) One having a reagent layer, a light reflecting layer, and a substrate layer in this order on a support.
(5) A substrate having a detection layer, a reagent layer, a light reflection layer, and a substrate layer in this order on a support.
(6) One having a detection layer, a light reflection layer, a reagent layer, and a substrate layer in this order on a support.
(7) One having a second reagent layer, a light reflecting layer, a first reagent layer, and a substrate layer in this order on a support.
(8) A substrate having a detection layer, a second reagent layer, a light reflection layer, a first reagent layer, and a substrate layer in this order on a support.
[0064]
In the above (1) to (6), the reagent layer may be composed of a plurality of different layers. Further, the substrate layer may be an immune reaction layer containing a component capable of performing an immune reaction as described later. A water absorption layer may be provided between the support and the reagent layer or the detection layer. Moreover, you may provide a filtration layer between each layer. Further, a developing layer may be provided on the substrate layer, or the substrate layer may have a developing action and function as a developing layer.
[0065]
Substrate layer
The substrate layer 14 is composed of a water-permeable layer, and contains a non-diffusible substrate that is a substrate for an enzyme that labels an antigen or antibody. In order to ensure the water permeability of the substrate layer, it is preferable to use a porous layer made of a porous medium or a layer made of a hydrophilic polymer binder.
[0066]
The porous layer may be fibrous or non-fibrous. As the fibrous material, for example, filter paper, non-woven fabric, woven fabric (for example, plain woven fabric), knitted fabric (for example, tricot knitted fabric), glass fiber filter paper, and the like can be used. Non-fibrous materials include membrane filters composed of cellulose acetate described in JP-A-49-53888, etc .; JP-A-49-53888, JP-A-55-90859 (corresponding US Pat. No. 4,258,001), JP-A-58- 70163 (corresponding U.S. Pat. No. 4,486,537) or the like, and may be any of a continuous void-containing granular structure layer made of inorganic or organic fine particles. JP 61-4959 (corresponding European published EP 0166365A), JP 62-116258, JP 62-138756 (corresponding European published EP 0226465A), JP 62-138757 (corresponding European published EP 0226465A), special A laminate of a plurality of partially bonded porous layers described in, for example, Kokai 62-138758 (corresponding European publication EP 0226465A) is also suitable.
[0067]
The porous layer may be a spreading layer having a so-called metering action that spreads the liquid in an area approximately proportional to the amount of liquid supplied. Of these, a woven fabric, a knitted fabric and the like are preferable as the spreading layer. A woven fabric or the like may be subjected to glow discharge treatment as described in JP-A-57-66359. In the development layer, in order to adjust the development area, the development speed, etc., JP-A-60-222770 (corresponding to EP 0162301A), JP-A-62-219397 (corresponding German Patent Publication DE 37 17 913A), JP-A-63. -112999 (corresponding: DE 37 17 913A), JP-A 62-182652 (corresponding: DE 37 17 913A) may contain a hydrophilic polymer or a surfactant.
[0068]
For example, after impregnating or coating a substrate on paper, cloth, a porous membrane made of a polymer or the like in advance, on another water-permeable layer provided on the support, for example, a reagent layer, JP-A-55-164356 It is also a useful method to adhere by such a method. As another method, the porous layer may be adhered to another water-permeable layer (for example, a reagent layer) by the method described above, and then the composition containing the substrate may be applied to the porous layer. A known method can be used for impregnating or coating the porous layer. For coating, for example, dip coating, doctor coating, hopper coating, curtain coating, etc. are appropriately selected and used.
[0069]
The thickness of the substrate layer thus prepared is not particularly limited, but when it is provided as a coating layer, a range of about 1 μm to 50 μm, preferably 2 μm to 30 μm is appropriate. In the case of a method other than coating, such as lamination by lamination, the thickness can vary greatly in the range of several tens to several hundreds of μm.
[0070]
When the substrate layer is composed of a water-permeable layer composed of a hydrophilic polymer binder, examples of the hydrophilic polymer that can be used include the following. Gelatin and derivatives thereof (for example, phthalated gelatin), cellulose derivatives (for example, hydroxyethyl cellulose), agarose, sodium alginate, acrylamide copolymer, methacrylamide copolymer, acrylamide or copolymers of methacrylamide and various vinyl monomers Polyhydroxyethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, sodium polyacrylate, copolymers of acrylic acid and various vinyl monomers, and the like.
[0071]
Substrate layers composed of hydrophilic polymer binders are disclosed in JP-B 53-21677 (corresponding US Pat. No. 3,992,158), JP-A 55-164356 (corresponding US Pat. No. 4,292,272), JP-A 54-101398 (corresponding US patent). 4,132,528), JP-A-61-292063 (Chemical Abstracts,106210567y) and the like, by applying an aqueous solution or aqueous dispersion containing a substrate or other reagent composition and a hydrophilic polymer on another layer such as a support or a detection layer and drying the solution. Can be provided. The dry thickness of the substrate layer with a hydrophilic polymer binder is about 2 μm to about 50 μm, preferably about 4 μm to about 30 μm, and the coating amount is about 2 g / m.2~ About 50g / m2, Preferably about 4 g / m2~ About 30g / m2Range.
[0072]
In addition to the non-diffusible substrate, the substrate layer has an enzyme activator, a coenzyme, a surfactant, for the purpose of improving various properties such as coating characteristics, diffusibility of the diffusible compound, reactivity, and storage stability. Various additives consisting of organic substances or inorganic substances can be added, such as pH buffer compositions, fine powders, antioxidants, and the like. Examples of buffering agents that can be contained in the substrate layer include the Chemical Society of Japan "Chemical Handbook Basics" (Tokyo, Maruzen Co., Ltd., 1966), pages 1312-1320, RMCDawson et al, "Data for Biochemical Research "Second Edition (Oxford at the Clarendon Press, 1969), pages 476-508," Biochemistry "Five, 467-477 (1966), `` Analytical Biochemistry ''104, 300-310 (1980). Buffers containing tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris) as specific examples of pH buffers; buffers containing phosphate; buffers containing borate; buffers containing citric acid or citrate; containing glycine There are good buffering agents such as a buffering agent; a buffering agent containing Bicine; a buffering agent containing HEPES; and a buffering agent containing MES (2-morpholinoethanesulfonic acid).
[0073]
Reagent layer
The reagent layer 12 contains a detection reagent composition for detecting a low molecular weight enzyme and, if necessary, a low molecular weight product generated by the low molecular weight enzyme. The reagent layer 12 is composed of a water-permeable layer, and is preferably a continuous layer made of a hydrophilic polymer binder among the water-permeable layers described in the description of the substrate layer. The hydrophilic polymer binder to be used is determined in consideration of the diffusible product produced in the substrate layer, the coloring reagent contained in the reagent layer, and the like.
[0074]
Support
As the support 10, any one of light-impermeable (opaque), light-translucent (translucent), and light-transmissive (transparent) can be used, but generally it is light-transmissive and water-impermeable. A sex support is preferred. Preferable materials for the light-transmissive water-impermeable support are polyethylene terephthalate and polystyrene. In order to firmly adhere the hydrophilic layer, an undercoat layer is usually provided or a hydrophilic treatment is performed.
[0075]
  Immune reaction layer
  The substrate layer 14 in FIG. 1 may contain not only a diffusible substrate but also molecular species necessary for an immune reaction. For example,
(1) When analyzing the amount of the test antigen by reacting the test antigen with the enzyme-labeled antibody, the enzyme-labeled antibody is used;
(2) When analyzing the amount of the test antigen by reacting the test antigen, the antibody and the enzyme-labeled antigen, the antibody and the enzyme-labeled antigen;
(3)Test antigenWhen the amount of the test antigen is analyzed by reacting the polymerized antigen with the enzyme-labeled antibody, the polymerized antigen and the enzyme-labeled antibody;
(4) When analyzing the amount of the test antibody by reacting the test antibody with the enzyme-labeled antigen, the enzyme-labeled antigen is used;
(5) When analyzing the amount of the test antibody by reacting the test antibody with the antigen and the enzyme-labeled antibody, the antigen and the enzyme-labeled antibody;
It is contained in the substrate layer. Thus, the substrate layer functions as an immune reaction layer that causes an immune reaction to be performed in the layer. In this case, a homogeneous enzyme immunoreaction can proceed within the element simply by spotting a specimen on the element.
[0076]
Alternatively, any of these may be contained in the substrate layer, and the remaining one may be contained in the water-permeable layer laminated on the upper layer of the substrate layer. Alternatively, a water-permeable layer composed of one or a plurality of layers may be provided on the substrate layer, and these may contain molecular species necessary for an immune reaction. The layer structure of these immune reaction layers can be arbitrarily determined according to the reaction mode of the immune reaction.
[0077]
For example, in the case of (2) above, the antibody and enzyme-labeled antigen may be separately contained in a plurality of layers other than the substrate layer. For example, as shown in FIG. 2, an immunoassay element is constructed by providing a water-permeable layer 16 containing an antibody on a substrate layer 14 and further providing a water-permeable layer 18 containing an enzyme-labeled antigen thereon. May be. In this case, the antigen (ligand) in the specimen diffuses and penetrates into the layer 16 together with the enzyme-labeled antigen in the layer 18. In the layer 16, the antigen and the enzyme-labeled antigen each bind to the antibody, and further move to the substrate layer 14.
[0078]
On the contrary, the immunoassay element may be constituted by containing an enzyme-labeled antigen in the water-permeable layer 16 and an antibody in the water-permeable layer 18 thereon. In this case, the antigen (ligand) in the specimen binds to the antibody in the layer 18 and moves to the layer 16. In the layer 16, the antibody that has not been bound to the antigen binds to the enzyme-labeled antigen and further moves to the substrate layer 14.
[0079]
Further, the antibody and the enzyme-labeled antigen may be contained together in one layer other than the substrate layer in a substantially dry state or substantially in the absence of water. For example, as shown in FIG. 3, a water permeable layer 20 containing an antibody and an enzyme-labeled antigen in a substantially dry state or substantially in the absence of water is provided on the substrate layer 14 to provide an immunoassay element. It may be configured. In this case, when a test solution in which water is a solvent is spotted and supplied to the layer 20, the ligand (antigen) in the specimen and the enzyme label in the water derived from the test solution in the layer 20 Each antigen binds to an antibody and moves to the substrate layer 14. In order to contain the antibody and the enzyme-labeled ligand together in a substantially dry state or in the absence of water in one layer, one or both of the antibody and the enzyme-labeled antigen are mixed with alcohol (eg, ethanol), etc. The water-permeable layer may be impregnated by dissolving or dispersing in a non-aqueous solvent.
[0080]
  When no immune reaction layer is provided, the analysis element of the present invention can also be used for analysis of an enzyme that degrades a non-diffusible substrate contained in the substrate layer 14. For example, as a non-diffusible substrateCarboxymethylWhen modified starch, starch, amylose, amylopectin or the like is used, it can be used for analysis of endo-active carbohydrate hydrolase such as α-amylase or β-amylase.
[0081]
Method for producing immunoassay element
The dry immunoassay element of the present invention can be prepared by known methods described in the aforementioned patent specifications. The analysis element of the present invention is cut into small pieces such as a square having a side of about 15 mm to about 30 mm or a circle of about the same size, and the like, and Japanese Patent Publication No. 57-28331 (corresponding US Pat. ), Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-63452, Japanese Utility Model Publication No. 58-32350, Special Table No. 58-501144 (corresponding international publication: WO 83/00391), etc. From the viewpoint of packaging, transportation, storage, measurement operation and the like. Depending on the purpose of use, it can be used in the form of a long tape stored in a cassette or magazine, or a small piece can be attached to or stored in a card with an opening.
[0082]
Analysis method using immunoassay elements
The analysis element of the present invention can perform quantitative analysis of an antigen or antibody, which is a test substance in a liquid sample, by the same operation as described in the aforementioned patent specifications. For example, an aqueous liquid sample solution such as plasma, serum, urine or the like in the range of about 5 μL to about 30 μL, preferably 8 to 15 μL is spotted on the substrate layer 14. The spotted analytical element is incubated at a constant temperature in the range of about 20 ° C. to about 45 ° C., preferably at a constant temperature in the range of about 30 ° C. to about 40 ° C. for 1 to 10 minutes. The color development or discoloration in the element is reflected and photometrically measured from the side of the light-transmitting support, and the amount of ligand in the specimen can be determined based on the principle of colorimetric measurement using a calibration curve prepared in advance. Quantitative analysis can be performed with high accuracy by keeping the amount of liquid sample to be spotted, incubation time and temperature constant.
[0083]
Highly accurate quantitative analysis can be performed with extremely easy operations using the chemical analyzer described in JP-A-60-125543, JP-A-60-220862, JP-A-61-294367, JP-A-58-161867 (corresponding US Pat. No. 4,424,191). it can. Depending on the purpose and required accuracy, semi-quantitative measurement may be performed by visually judging the degree of color development.
[0084]
When the analytical element does not have an immune reaction layer, that is, when the molecular element necessary for the immune reaction system with the antigen or antibody as the test substance is not contained in the analytical element, an appropriate component outside the analytical element is used. After a necessary immune reaction is performed in a reaction solution, the test solution can be analyzed as a change in the labeled enzyme activity by spotting the reaction solution on the element. For example, when analyzing antigens, mix the aqueous sample solution with the solution containing the antibody and enzyme-labeled ligand to allow sufficient binding reaction before spotting on the element before spotting on the element. That's fine.
[0085]
[Example 1]
  Preparation of endo-type reactive substrate
  Carboxymethyl10 g of modified starch (Expprotab, Edward Mendel Company Inc.) was dispersed in 1 L of 0.1 M borate buffer (pH 10) and stirred for 1 hour. After adjusting the pH to 5.5 with hydrochloric acid and phosphoric acid, 1000 U of glucoamylase (Toyobo) was added and reacted at 37 ° C. for 16 hours. After the reaction, a high-speed centrifuge was applied at about 10,000 G, and the centrifugal purification was repeated until the electrical conductivity of the centrifugal upper layer liquid was 20 μS / cm or less to remove soluble components. While stirring the dispersion, 10 L of ethanol was added, and the precipitated white substance was collected by vacuum filtration. This was dried at 30 ° C for 10 hours, and 5.2 g (yield 52%) of endo-type enzyme reaction specificCarboxymethylA modified starch was obtained.
[0086]
[Example 2]
Creating analytical elements
A reagent solution containing a cross-linking agent is applied on a colorless and transparent polyethylene terephthalate (PET) sheet (support) having a thickness of 180 μm provided with a gelatin subbing layer so as to have the following coating amount, and dried to form a reagent layer. Provided.
Figure 0003850143
[0087]
The following reagent-containing aqueous solution is applied to the surface of the reagent layer so as to have the following coating amount, the gelatin layer is swollen, and a PET spun yarn equivalent to 50 denier is knitted on 36 gauge and has a thickness of about 250 μm. Were laminated with light pressure almost uniformly to provide a porous spreading layer.
Figure 0003850143
[0088]
  Next, endo-type enzyme reaction specific obtained in Example 1CarboxymethylUsing the modified starch, a substrate was applied so as to have the following coating amount and dried to provide a substrate layer to prepare a multilayer analysis element for CRP analysis.
    Carboxymethylated starch 3.5 g / m2
    Mannitol 3.0 g / m2
    MES (2-morpholinoethanesulfonic acid) 2.0 g / m2
[0089]
Next, this analytical element was cut into a 14 mm × 13 mm square chip and placed in a slide frame described in JP-A-57-63452 to obtain a multilayer dry slide 1 for CRP analysis of this example.
[0090]
  As a comparative example, endo-type enzyme reaction specificCarboxymethylUntreated instead of modified starchCarboxymethylA comparative slide 2 having the same structure as that of the example slide 1 was prepared except that the modified starch (expro tab) was used as a substrate.
[0091]
[Example 3]
10 μL of 50 mM glycerophosphate buffer solution (pH 7) was spotted on the dry slide 1 of Example 2 and the dry slide 2 of Comparative Example. Thereafter, each slide was kept at 37 ° C., and the reflection optical density at the central wavelength of 650 nm was measured over time from the PET support side. FIG. 4 shows the change over time in the reflection optical density after spotting.
[0092]
  RawCarboxymethylIn the slide 2 of the comparative example using the modified starch as the non-diffusible substrate, the reflection optical density increases with time after the buffer solution is spotted (-o- in the figure). This indicates that untreated carboxymethylated starch is decomposed by glucoamylase (low molecular enzyme), which is an exo-reactive enzyme transferred from the reagent layer, to produce glucose.
[0093]
  On the other hand, endo-type enzyme reaction was made specific by glucoamylase treatment in advance.CarboxymethylIn the slide 1 of Example 2 using the modified starch, the reflection optical density did not increase at a constant value. (Fig. 4,-●-).
[0094]
[Example 4]
  10 μL of 50 mM glycerophosphate buffer solution (pH 7) containing amylase-labeled anti-CRP-IgG (0.1 mg / mL) and containing a known amount of CRP was spotted on slide 1 of Example 2 and slide 2 for comparison. The reflection optical density of each of slides 1 and 2 was measured from the PET support side with visible light having a center wavelength of 650 nm while maintaining the temperature at 37 ° C. Difference in reflection optical density (ΔOD after 4 minutes and 6 minutes after spotting)6-4) Is shown in FIG. Based on the calibration curve in Fig. 5, the endo-type enzyme reaction was made specific.CarboxymethylIt is clear that the dry immunoassay element of the present invention using the modified starch (FIG. 5,-●-) can accurately quantify CRP. In addition, compared to the comparative example (FIG. 5,-○-), ΔOD with respect to CRP concentration change6-4The change of was large and the sensitivity increased.
[0095]
[Example 5]
A multilayer analytical element was prepared in exactly the same procedure and configuration as in Example 2, and amylase-labeled CRP-IgG was further added to 3 mg / m 2 on the tricot knitted fabric layer that was the substrate layer and the development layer.2A multi-layer immunoslide 3 for CRP analysis (Example 5) was prepared by applying an ethanol solution so as to have a coating amount of, impregnating and drying. Similarly, 3 mg / m of amylase-labeled CRP-IgG was added to the tricot knitted fabric layer of the multilayer analytical element of the comparative slide 2 prepared in Example 2.2A multilayer immunoslide 4 for CRP analysis for comparison was prepared by applying an ethanol solution so as to have a coating amount of, impregnating and drying.
[0096]
[Example 6]
  10 μL of 50 mM glycerophosphate buffer solution (pH 7) containing various concentrations of CRP is spotted on slide 3 and slide 4 and maintained at 37 ° C., and the reflection optical density at 650 nm is measured from the support side. Difference in reflection optical density after 4 minutes and 6 minutes from6-4) As shown in the calibration curve of FIG.CarboxymethylIt was shown that the dry immunoassay element of the present invention using the modified starch (FIG. 6,-●-) can quantitatively analyze CRP with higher sensitivity than the comparative example (-○-).
[0097]
[Example 7]
The reproducibility (CV) of the slide 3 of Example 5 and the comparative slide 4 was compared and examined. Drop 10 μL of 4 CRP-containing human standard sera (L-1, L-2, M, H) on slide 3 and slide 4 and keep the temperature at 37 ° C to measure the reflection optical density at 650 nm from the support side. The difference in reflection optical density (ΔOD after 4 minutes and 6 minutes after spotting)6-4) Separately, a calibration curve in the case of the slide 3 of Example 5 and a calibration curve in the case of the comparison slide 4 are obtained, and ΔOD of each obtained sample is obtained.6-4From this, the CRP concentration (measured value) was converted. This measurement was performed 10 times for each specimen, and the average value, standard deviation, and CV value were determined. The results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0098]
[Table 1]
Figure 0003850143
[0099]
[Table 2]
Figure 0003850143
[0100]
As shown in Tables 1 and 2, the conventional comparison slide 4 has a large variation in the measured value (concentration), whereas the slide 3 of Example 5 using the endo-reaction specific substrate of the present invention varies. Was small and excellent in simultaneous reproducibility. In particular, in the low concentration range (specimen L-1, L-2) and the high concentration range (specimen H), the CV value of the example slide 3 is reduced to about 3 compared to that of the comparison slide 4, and according to the present invention. The immunoassay element was shown to be highly reproducible and highly accurate.
[0101]
[Example 8]
  The storage stability of the slide 3 of Example 5 and the comparative slide 4 was compared and examined. Dry analysiselementIs normally stable at about 4 ° C for about 1 month, but here, as an accelerated test, the slide was stored at 25 ° C, and the measured values on the 1st, 3rd, and 7th days after the slide were prepared were immediately ) And measured values. 10 μL each of CRP-containing standard samples CP1 (1.4 mg / dL), CP2 (4.2 mg / dL), and CP3 (10.0 mg / dL) on slide 3 (Example 5) and slide 4 (comparative example) on each day after preparation Spotted and kept at 37 ° C., the reflection optical density at 650 nm was measured from the support side, and the difference in reflection optical density (ΔOD after 4 and 6 minutes after spotting)6-4) The results are shown in Tables 3 and 4 below.
[0102]
[Table 3]
Figure 0003850143
[0103]
[Table 4]
Figure 0003850143
[0104]
  Conventional unprocessedCarboxymethylIn slide 4 (comparative example) using modified starch as a substrate, ΔOD over time by storage at 25 ° C.6-4The value of was decreased, and a decrease of 5 to 10% was observed on the third day, and a large decrease of about 15 to 20% was observed on the seventh day. In contrast, the endo-type reaction specific substrate according to the present invention was used.CarboxymethylIn slide 3 (Example 5) using modified starch, ΔOD6-4The fluctuation of the value was a slight decrease of 2 to 4% on the third day, and only a decrease of about 3 to 5% was observed even on the seventh day of storage. Thus, it was shown that the immunoassay element according to the present invention is excellent in storage stability.
[0105]
[Example 9]
  Preparation of endo-type reactive substrate (Part 2)
  Carboxymethyl8960 g of ultrapure water was added to 453 g of modified starch (Expprotab, manufactured by Edward Mendel Company Inc.), and the mixture was swollen by stirring for about 4 hours. To this, 1139 g of 0.5 N NaOH was added and stirred for about 1 hour for alkali treatment. Thereafter, 32 g of acetic acid was added to return to pH 7. After adjusting the pH to 5.7 with MES (2-monophorinoethanesulfonic acid) buffer, 80 g of glucoamylase enzyme solution (Toyobo, 320 k Unit / L, 5 mM MES, pH 6.0) was added. And reacted at 37 ° C. for 12 to 20 hours. After the reaction, pure water is added to make the total volume 140L, and this suspension is then converted into a ceramic membrane filter (manufactured by NGK, CEFILT-MF (registered trademark), monolith type, pore size 2 μm, membrane area 0.24 m).2). Soluble components were removed by circulating pure water through the ceramic membrane filter until the electric conductivity of the permeated water was 20 μS / cm or less. CM starch residue was collected from the filter, and pure water was added to make 100 L. About 3.6 L was centrifuged at 7500 rpm for 10 minutes, and the residue was collected. About 18 L of isopropyl alcohol was added thereto, and the precipitated white substance was collected by vacuum filtration. The operation from this centrifugation to isopropyl alcohol precipitation was performed about 26 times, and these were collected and dried at 35 ° C. for 24 hours. By the above operation, 220 g of glucoamylase-treated CM-modified starch (hereinafter also referred to as GA-treated CMS) specific to an endo-type enzyme reaction was obtained.
[0106]
CM-modified starch treated in the same manner as above except that no glucoamylase treatment was used was used as a comparative example (glucoamylase-untreated CM-modified starch: hereinafter also referred to as untreated CMS).
[0107]
[Example 10]
The degree of carboxymethylation of the GA-treated CMS and untreated CMS obtained in Example 9 and the degree of swelling when dispersed in water were examined. The degree of carboxymethylation is the ratio of glucose units modified with carboxymethyl groups to the total glucose units.13Investigated by C-NMR. The degree of swelling was defined as the degree of swelling after 10 mL of a 0.7% aqueous solution of each CMS was prepared, placed in a test tube and allowed to stand at 25 ° C. for 30 minutes, and then the volume (mL) of precipitated CMS was defined.
[0108]
  As shown in Table 5 below, the glucoamylase-treated CM starch has an increased degree of carboxymethylation, with 28% of all constituent glucose unitsCarboxymethylIt was found to have a group. This is due to glucoamylase treatment from the non-reducing end.CarboxymethylSince the glucoside bond was hydrolyzed until just before the conversion site, the amount of non-CM conversion glucose units in the CM conversion starch decreased, and as a result, the ratio of CM conversion glucose units increased. It is also a hydrophilic groupCarboxymethylIt is considered that since the introduction rate of the group was increased, the hydration was facilitated and the degree of swelling was increased.
[0109]
[Table 5]
Figure 0003850143
[0110]
Example 11
Reactivity of GA-treated CMS with glucoamylase
The glucoamylase-treated CM starch obtained in Example 9 and the glucoamylase-untreated CM starch of Comparative Example were each prepared in 5 mM MES buffer (pH 6.0, 0.5% Block Ace (manufactured by Snow Brand Milk Products), 68 μM CaCl).2Content) to obtain a 0.2% (W / V) dispersion. To this 0.2% CMS dispersion, 70 μL of a glucoamylase solution (manufactured by Toyobo, 320 k Unit / L, 5 mM MES, pH 6.0) was added and allowed to react at 37 ° C. for 60 minutes with shaking at 120 rpm. After the reaction, 70 μL of 10% phosphoric acid was added, and the reaction was stopped by cooling with ice. The reaction solution was centrifuged at 12,000 rpm for 4 minutes to precipitate unreacted CMS. 100 μL of the centrifugal supernatant containing the produced glucose was added to 3 mL of reaction solution A having the following composition, and the color reaction was carried out by shaking at 120 rpm for 30 minutes at 37 ° C., and the absorbance at a wavelength of 727 nm was measured. A calibration curve was prepared by adding 100 μL of glucose solution with a known concentration to 3 mL of the reaction solution and performing the same color reaction.
[0111]
Figure 0003850143
[0112]
The measurement was performed 5 times for GA-treated CMS and twice for untreated CMS. As shown in Table 6, CM starch without glucoamylase treatment produced about 33 μg of glucose per gram, whereas CM starch with glucoamylase treatment in advance had an average of 0.1 μg or less of glucose. Did not produce. This indicates that most of the non-reducing terminal glucose of the GA-treated CMS of the present invention is modified or at the sugar chain branching point and does not serve as a substrate for glucoamylase, which is an exo-reactive enzyme.
[0113]
[Table 6]
Figure 0003850143
[0114]
Example 12
Reactivity of GA-treated CMS with α-amylase (wet method)
The glucoamylase-treated CM starch obtained in Example 9 and the glucoamylase-untreated CM starch of Comparative Example were each prepared in 5 mM MES buffer (pH 6.0, 0.5% Block Ace (manufactured by Snow Brand Milk Products), 68 μM CaCl).2Content) to obtain a 0.2% (W / V) dispersion. To 7 mL of this 0.2% CMS dispersion, 70 μL of α-amylase solution having various concentrations was added and reacted while shaking at 120 rpm for 60 minutes at 37 ° C. After the reaction, 70 μL of 10% phosphoric acid was added, and the reaction was stopped by cooling with ice. The reaction solution was centrifuged at 12,000 rpm for 4 minutes to precipitate unreacted CMS. 100 μL of the centrifugal supernatant containing the generated oligosaccharide was added to 3 mL of reaction solution B having the following composition, and the color reaction was performed by shaking at 120 rpm for 30 minutes at 37 ° C., and the absorbance at a wavelength of 727 nm was measured. Using a calibration curve created by adding 100 μL of an oligosaccharide (maltotetraose) solution of known concentration to 3 mL of reaction solution B and carrying out the same color reaction, a graph was created in terms of the generated oligosaccharide (see FIG. 7).
[0115]
Figure 0003850143
[0116]
As shown in FIG. 7, in the glucoamylase-treated CM starch, the reactivity to α-amylase which is an endoactive enzyme (in the figure, the slope of the calibration curve) is about half that of untreated CM starch. It was decreasing. However, the background value of the untreated CMS was about 1.3 ppm, whereas the background value of the GA-treated CMS could be made almost zero.
[0117]
The reason why the oligosaccharide produced from untreated CMS is not zero even though the amount of α-amylase is zero is considered to be as follows. The vertical axis in FIG. 7 represents the oligosaccharide concentration, but in the reaction system of this example, the amount of glucose finally produced is quantified. Each CMS after reacting with α-amylase is removed by centrifugation, but a trace amount of CMS particles remains in the supernatant. If this trace amount of CMS is mixed when the supernatant is collected as the produced oligosaccharide, the CMS particles are then attacked by glucoamylase contained in the color reaction solution B. In the untreated CMS, since the terminal glucose is not removed, the terminal glucose is hydrolyzed and detected by glucoamylase. Since this amount does not depend on the amount of α-amylase used, it is almost constant, so the whole calibration curve is pushed up as a background value in FIG.
[0118]
On the other hand, CM-modified starch pretreated with glucoamylase does not have an unmodified glucose end that reacts with glucoamylase, which is an exoactive enzyme. For this reason, even if CMS particles are mixed into the color reaction system, the background value is not increased.
[0119]
  The reason why the reactivity of CM starch to α-amylase is decreased by glucoamylase treatment is considered to be as follows. α-Amylase exhibits reactivity with polysaccharides having a glucose chain length of 4 or more molecules, and the higher the degree of polymerization (long chain length), the higher the reactivity. Glucose in sugar chain is at randomCarboxymethylAs a result, the continuous portion of glucose molecules where α-amylase is highly reactive decreases. As a result, starch reacts with α-amylase by carboxymethylation. When the glucoamylase is further treated, each branch of the CM starch is decomposed and removed from the non-reducing end. If there is a CM site in the middle of the branch chain, it is hydrolyzed and removed in glucose units from the non-reducing end up to that site. For this reason, the glucoamylase-treated CM-modified starch becomes a kind of limit dextrin, and the continuous portion of glucose molecules where α-amylase shows high reactivity apparently further decreases. FIG. 7 illustrates this.
[0120]
Thus, although it is a glucoamylase-treated CM starch having reduced reactivity to α-amylase, as shown in Examples 13 and 14 below, in the environment within the dry analytical element, reactivity to α-amylase. Has increased.
[0121]
Example 13
Reactivity of GA-treated CMS with α-amylase (dry method)
Using the glucoamylase-treated CM starch obtained in Example 9, a multilayer analytical element was produced in exactly the same procedure and configuration as in Example 5.
[0122]
That is, a slide having exactly the same structure as in Example 2 was prepared except that the glucoamylase-treated CM-modified starch obtained in Example 9 was used for the substrate layer instead of the carboxymethylated starch used in Example 2, and thereafter In the same manner as in Example 5, 3 mg / m of amylase-labeled CRP-IgG was further added to the tricot knitted fabric layer serving as the substrate layer / developing layer.2A multi-layer immunoslide 5 for CRP analysis (Example 13) was prepared by applying an ethanol solution so that the coating amount would be, impregnating and drying.
[0123]
  As a comparative example, glucoamylase treatmentCarboxymethylUntreated instead of modified starchCarboxymethylA comparative slide 6 having the same configuration as that of Example 13 was prepared except that the modified starch was used as a substrate.
[0124]
Example 14
When this slide 5 and slide 6 contain CRP at concentrations of 0, 1.4, 4.2, and 10 mg / dL, 10 μL of 50 mM glycerophosphate buffer solution (pH 7) is spotted and maintained at 37 ° C. The reflection optical density from 625 nm to 625 nm was measured over time. FIG. 8 shows the change over time in the reflection optical density after spotting the CRP solution.
[0125]
When 0 mg / dL of CRP solution is spotted, α-amylase in the labeled antibody is not sterically hindered by binding to the antigen (CRP), so the hydrolytic activity on CM starch that is a non-diffusible substrate is maximum. It becomes. Thus, when the CRP concentration at which α-amylase exhibits the maximum activity is 0 mg / dL, the slide 5 using GA-treated CMS (Example 14, right side of FIG. 8) uses the comparative example (untreated CMS). Compared to the slide 6 and the left side of FIG. Using the slope of the change in reflection optical density over time as an index, the glucoamylase-treated CM starch increased the reactivity to α-amylase to about twice that of the untreated one.
[0126]
As the steric hindrance to α-amylase increases as the concentration of CRP as an antigen increases, the decrease in reactivity to α-amylase is more marked in slide 5 (Example 14, right side of FIG. 8) using GA-treated CMS. It was. This indicates that the reactivity of α-amylase to CM starch in the dry analytical element is such that the change in the reflection optical density with respect to the change in CRP concentration can be achieved by treating the α-amylase with glucoamylase in advance to make the endoactive enzyme reaction specific. Large and sensitive.
[0127]
  Finally, preferred embodiments of the present invention are summarized as follows.
  (1) Either a reaction between an antigen and an enzyme-labeled antibody, a reaction between an antigen and an antibody and an enzyme-labeled antigen, or a reaction between an antigen, a conjugate of an antigen and a polymer compound, and an enzyme-labeled antibody In an immunoassay element that analyzes the amount of antigen by measuring the change in the labeling enzyme activity caused by the reaction of
  A non-diffusible substrate comprising a substrate layer containing a non-diffusible substrate that produces a diffusible substance with the labeling enzyme, and a reagent layer containing a depolymerizing enzyme that further converts the diffusible substance into a low-molecular product. Is a substrate that reacts only with the labeling enzyme and does not react with the depolymerizing enzyme.
  (2) The non-diffusible substrate is a high molecular weight polysaccharide, the labeling enzyme is an endoactive carbohydrate degrading enzyme, and the converting enzyme is an exoactive glycolytic enzyme. (1) The immunoassay element as described.
  (3) The labeling enzyme is an endoactive carbohydrate hydrolase, the low molecular weight enzyme is an exoactive carbohydrate hydrolase, and the non-diffusible substrate is modified with non-reducing terminal glucose The immunoassay element according to (1), which is an endo-type selective reactive substrate.
  (4) The non-reducing terminal glucose is an endo-type selective reactive substrate.CarboxymethylThe immunoassay element according to (3), which is modified with a group.
  (5) The labeling enzyme is α-amylase, the depolymerizing enzyme is glucoamylase or α-glucosidase, and the non-diffusible substrate is from a non-reducing terminal glucose site.CarboxymethylLimited to the modified glucose unit site or glucose chain branch site in advance by exo-active carbohydrate hydrolaseCarboxymethylThe immunoassay element according to (3), which is a modified starch.
  (6) The immunoassay element according to (1), wherein the reagent layer is formed of a layer containing a hydrophilic polymer as a binder.
  (7) The immunoassay element according to (1), wherein the substrate layer is a porous layer made of a porous medium.
  (8) The immunoassay element according to (1), wherein the enzyme-labeled antibody is contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
  (9) The immunoassay element according to (1), wherein the antibody is contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
(10) The immunoassay element according to (1), wherein the enzyme-labeled antigen is contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
(11) The immunoassay element according to (1), wherein the antibody and the enzyme-labeled antigen are contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
(12) The conjugate of antigen and polymer compound and the enzyme-labeled antibody are contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer. ) The immunoassay element described.
(13) The reagent composition that reacts with the low-molecular-weight product to produce a dye having visible absorption is contained in the reagent layer or other water-permeable layer. Immunoassay element.
(14) The immunoassay element according to (13), wherein the reagent composition contains a leuco dye that develops color by oxidation.
(15) The immunoassay element according to (14), wherein the reagent composition comprises a dispersion of an aqueous solution of a leuco dye in an aqueous solution.
(16) The immunoassay element according to (15), wherein the reagent composition contains a peroxidase and a leuco dye.
(17) In an immunoassay element for analyzing the amount of antibody by measuring a change in labeled enzyme activity caused by a reaction between an antibody and an enzyme-labeled antigen, or a reaction between an antibody, an antigen and an enzyme-labeled antibody,
  A non-diffusible substrate comprising a substrate layer containing a non-diffusible substrate that produces a diffusible substance with the labeling enzyme, and a reagent layer containing a depolymerizing enzyme that further converts the diffusible substance into a low-molecular product. Is a substrate that reacts only with the labeling enzyme and does not react with the depolymerizing enzyme.
(18) The non-diffusible substrate is a high molecular weight polysaccharide, the labeling enzyme is an endoactive carbohydrase, and the converting enzyme is an exoactive carbohydrase. (17) The immunoassay element as described.
(19) The labeling enzyme is an endoactive carbohydrate hydrolase, the low molecular weight enzyme is an exoactive carbohydrate hydrolase, and the non-diffusible substrate is modified with non-reducing terminal glucose The immunoassay element according to (17), which is an endo-type selective reactive substrate.
(20) The endo-type selective reactive substrate is non-reducing terminal glucose.CarboxymethylThe immunoassay element according to (19), which is modified with a group.
(21) The labeling enzyme is α-amylase, the depolymerizing enzyme is glucoamylase or α-glucosidase, and the non-diffusible substrate is from a non-reducing terminal glucose site.CarboxymethylUp to the modified glucose unit site or glucose chain branch siteExoLimited degradation by active carbohydrate hydrolaseCarboxymethylThe immunoassay element according to (19), which is a modified starch.
(22) The immunoassay element according to (17), wherein the reagent layer is formed of a layer containing a hydrophilic polymer as a binder.
(23) The immunoassay element according to (17), wherein the substrate layer is a porous layer made of a porous medium.
(24) The immunoassay element according to (17), wherein the enzyme-labeled antibody is contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
(25) The immunoassay element according to (17), wherein the antibody is contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
(26) The immunoassay element according to (17), wherein the enzyme-labeled antigen is contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
(27) The immunoassay element according to (17), wherein the antibody and the enzyme-labeled antigen are contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer.
(28) The conjugate of antigen and polymer compound and the enzyme-labeled antibody are contained in the substrate layer or a layer laminated on the substrate layer. ) The immunoassay element described.
(29) The reagent composition that reacts with the low-molecular-weight product to produce a dye having visible absorption is contained in the reagent layer or other water-permeable layer. Immunoassay element.
(30) The immunoassay element according to (29), wherein the reagent composition contains a leuco dye that develops color by oxidation.
(31) The immunoassay element according to (30), wherein the reagent composition comprises a dispersion of an aqueous solution of a leuco dye in an aqueous solution.
(32) The immunoassay element according to (29), wherein the reagent composition contains a peroxidase and a leuco dye.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an immunoassay element of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the immunoassay element of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of still another embodiment of the immunoassay element of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the results of Example 4, showing changes over time in reflected optical density when a labeled enzyme-free buffer solution is spotted on the immunoassay elements of Example Slide 1 and Comparative Example Slide 2; It is.
5 is a diagram showing the results of Example 4, and is a diagram showing calibration curves of immunological analysis elements of Example Slide 1 and Comparative Example Slide 2. FIG.
6 is a diagram showing the results of Example 6, and is a diagram showing calibration curves of CRP analysis immunoassay elements of Example Slide 3 and Comparative Example Slide 4. FIG.
7 is a graph showing the results of Example 12, in which the glucoamylase-treated CM starch obtained in Example 9 and the glucoamylase-untreated CM starch of Comparative Example were compared with α-amylase in a dispersion. FIG. The reactivity was investigated.
FIG. 8 is a diagram showing the results of Example 14, showing the change in reflection optical density over time after spotting CRP solutions of various concentrations on Example Slide 5 and Comparative Example Slide 6 created in Example 13; FIG.
[Explanation of symbols]
10 Translucent support
12 Reagent layer
14 Substrate layer
16 Water-permeable layer containing antibody (or enzyme-labeled antigen)
18 Water-permeable layer containing enzyme-labeled antigen (or antibody)
20 Water-permeable layer containing antibody and enzyme-labeled antigen

Claims (2)

抗原と酵素標識抗体との反応、もしくは抗原と抗体と酵素標識抗原との反応、もしくは抗原と、抗原と高分子化合物との結合物と、酵素標識抗体との間の反応のいずれかの反応により生じた標識酵素活性の変化を測定することにより抗原の量を分析する免疫分析要素において、
前記標識酵素により拡散性物質を生成する非拡散性基質を含有する基質層と、前記拡散性物質をさらに低分子生成物にする低分子化酵素を含有する試薬層を備え、
前記標識酵素がα−アミラーゼであり、前記低分子化酵素がグルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼであり、前記非拡散性基質が前記標識酵素とのみ反応し前記低分子化酵素とは反応しない基質であって非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、又はグルコース鎖分岐部位まで、予めエクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解されたカルボキシメチル化澱粉であることを特徴とする免疫分析要素。
Either a reaction between an antigen and an enzyme-labeled antibody, a reaction between an antigen and an antibody and an enzyme-labeled antigen, or a reaction between an antigen, a conjugate of an antigen and a polymer compound, and an enzyme-labeled antibody In an immunoassay element that analyzes the amount of antigen by measuring the resulting change in labeled enzyme activity,
A substrate layer containing a non-diffusible substrate that produces a diffusible substance with the labeling enzyme, and a reagent layer containing a depolymerizing enzyme that further converts the diffusible substance into a low-molecular product,
The labeling enzyme is α- amylase, said fragmenting enzyme is glucoamylase or α- glucosidase, met substrate wherein the non-diffusible substrate is not react with unreacted said fragmenting enzyme with said labeling enzyme And carboxymethylated starch previously limited to carboxymethyl-modified glucose units by exo-active sugar hydrolase from the non-reducing terminal glucose site to the carboxymethyl-modified glucose unit site or the glucose chain branching site. Analysis element.
抗体と酵素標識抗原との反応、もしくは抗体と抗原と酵素標識抗体との反応により生じた標識酵素活性の変化を測定することにより抗体の量を分析する免疫分析要素において、
前記標識酵素により拡散性物質を生成する非拡散性基質を含有する基質層と、前記拡散性物質をさらに低分子生成物にする低分子化酵素を含有する試薬層を備え、
前記標識酵素がα−アミラーゼであり、前記低分子化酵素がグルコアミラーゼ又はα−グルコシダーゼであり、前記非拡散性基質が前記標識酵素とのみ反応し前記低分子化酵素とは反応しない基質であって非還元末端グルコース部位からカルボキシメチル修飾されたグルコース単位部位まで、又はグルコース鎖分岐部位まで、予めエクソ活性型糖質加水分解酵素によって限定分解されたカルボキシメチル化澱粉であることを特徴とする免疫分析要素。
In an immunoassay element that analyzes the amount of antibody by measuring the change in labeled enzyme activity caused by the reaction between the antibody and enzyme-labeled antigen, or the reaction between the antibody and antigen and the enzyme-labeled antibody,
A substrate layer containing a non-diffusible substrate that produces a diffusible substance with the labeling enzyme, and a reagent layer containing a depolymerizing enzyme that further converts the diffusible substance into a low-molecular product,
The labeling enzyme is α- amylase, said fragmenting enzyme is glucoamylase or α- glucosidase, met substrate wherein the non-diffusible substrate is not react with unreacted said fragmenting enzyme with said labeling enzyme And carboxymethylated starch previously limited to carboxymethyl-modified glucose units by exo-active sugar hydrolase from the non-reducing terminal glucose site to the carboxymethyl-modified glucose unit site or the glucose chain branching site. Analysis element.
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