JP4067208B2 - Biological specific reaction measuring method and apparatus - Google Patents
Biological specific reaction measuring method and apparatusInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物学的特異反応による試料中の物質の測定方法及び測定装置に関するものである。このような測定方法及び装置はとりわけ臨床検査や食品検査等の分野に利用される。
【0002】
【従来の技術】
被測定物質を特異的に捕獲できるリガンドを保持させた反応固相、例えば多孔質マトリックスを用い、被測定物質をフロースルータイプで測定する生物学的特異反応測定法は、特表昭61−502214号、特開平4−318462号、特開平6−50973号等に示されているように公知である。このような測定法に使用される装置としては、通常、上部開口部を有するコンテナーに吸収材を収容すると共に当該吸収材の上方に被測定物質と特異的に反応するリガンドを固定化した多孔質マトリックスを設けた装置が用いられる。係る装置を用いた被測定物質の測定は、例えば被測定物質が抗原の場合、上部開口部に被測定物質(即ち、抗原)液を加えて、被測定物質と特異的に反応するリガンド(即ち、抗体)を固定化した多孔質マトリックスを通過させ、抗原を捕獲させる。次いで、上部開口部に、標識(例えば、酵素)を結合させた抗体液を添加することにより、当該抗体をマトリックス上に捕獲された抗原と結合させ、更に標識に基づくシグナル(例えば、発光、放射能等)を測定することにより抗原の測定が行われる。なお、多孔質マトリックスを通過した各液は、前記の吸収材に吸収される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述の被測定物質を特異的に捕獲できるリガンドを保持させた反応固相(以下、便宜上、反応マトリックスと称する)を用い、被測定物質をフロースルータイプで測定する生物学的特異反応測定法によれば、簡便に被測定物質の測定を行うことができるという効果を奏する。しかし、コンテナー内の吸収材においても標識に基づくシグナル(非特異的シグナル)が発生する。そのため、反応マトリックスのシグナルを測定する際に、吸収材からの非特異的シグナルの影響を受けることになり、反応マトリックスのシグナルを高精度で測定することができなくなるという問題がある。係る問題を解消するための手段として、例えば、吸収材から透過してくる非特異的光シグナルを低減させることを目的として、吸収材と反応マトリックスの間に透過光低減要素を装着した装置が提案されている(特開平8−506420号)。係る装置によれば、吸収材からの透過光をある程度は低減することができるが、その影響を完全に排除することは困難であった。
【0004】
係る問題点を解消するために、本発明者等は、反応マトリックスを用いるフロースルータイプの生物学的特異反応測定装置を用いて被測定物質を測定をする方法において、吸収材からの非特異的シグナルの影響を排除し得る方法を検討した結果、標識物を反応後、反応マトリックスを移動させ、標識物を吸収していない吸収材上でシグナル発生物質液(例えば、酵素標識に対する基質液等)を添加すれば、吸収材内での非特異的シグナルの発生を防止でき、反応マトリックスのみのシグナルを測定することが可能となるので、より感度の高い測定ができることを見出し本発明を完成した。
本発明は係る知見に基づいてなされたもので、本発明は、臨床検査の分野で通常行われる血清、血漿及びその他の体液中の成分をフロースルータイプの生物学的特異反応測定方法及びその装置において、吸収材からの非特異的シグナルの影響を排除でき、測定精度を著しく高めることのできる測定方法及び測定装置を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、被測定成分を捕獲できるリガンドを保持させた反応固相(即ち、反応マトリックス)を用いるフロースルータイプの生物学的特異反応測定において、反応マトリックスを吸収材上で移動させ、その後にシグナル発生物質液を添加することによって、吸収材内での非特異的シグナルの発生を防止し、反応マトリックスのみのシグナルを測定することからなる生物学的特異反応測定法及び反応マトリックスが吸収材上を移動可能に形成されていることからなる生物学的特異反応測定装置である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は上記の構成からなり、本発明の測定法及び装置の基本的原理であるフロースルータイプの生物学的特異反応測定法及び装置は前述のように公知であり、反応マトリックス、吸収材、コンテナー等については前掲の文献を参照することができる。
本発明は、標識物を反応後、反応マトリックスを移動させ、その後にシグナル発生物質液を添加することを特徴とするものであり、係る測定に使用される装置の一例を図面に基づいて説明する。
【0007】
図1は本発明の測定法に使用される装置の一例を示す図であり、(A)は側面概略図、(B)は平面概略図、(C)は(B)のX−X線断面概略図、(D)は(B)のY−Y線断面概略図である。また、図2は、当該装置の使用状態を示す断面概略図である。更に、図3は本発明の測定法に使用される装置の他の例の使用状態を示す断面概略図である。
図1及び2に示される反応装置は、プラスチック等からなるコンテナー1に、2つの吸収材2−1及び2−2(例えば、ガラス繊維等)が仕切り板3を介して収容されている。コンテナー1の上部には蓋体4が設けられており、蓋体4は、吸収材2−1に対向する位置に開口部5を有し、開口部5には反応マトリックス6が固定されたマトリックス保持部材7が嵌め込まれている。蓋体4は、コンテナー1の側面に設けられた溝8に嵌合するように形成された突起部材9を有し、当該突起部材9と溝8により、蓋体4はコンテナー1に結合されていると共にコンテナー1上を移動することが可能となっている。即ち、蓋体4をコンテナー1上で移動させると、蓋体4に設けられた反応マトリックス6を、吸収材2−1上から吸収材2−2上に移動させることが可能なようになっている。
【0008】
上記の装置には、必要に応じて、前処理フィルター10を設けてもよく、前処理フィルター10を設けることにより試料中の夾雑物を除去することができるので、反応マトリックス6の目詰まりが防止され、測定精度・分析感度の向上が図れる。前処理フィルター10は、蓋体4の開口部5に適合するように作製されたフィルター保持部材11に固定されている。当該前処理フィルター10は、試料中の夾雑物を除去できるものであれば特に限定はされないが、フィルターの表面で夾雑物を捕獲するスクリーンフィルターと、フィルターの内部で夾雑物を捕獲するデプスフィルターが例示される。前処理フィルター10の好ましい態様としては、保留粒子径の異なる2種以上のデプスフィルターで構成され、より好ましくは反応マトリックス6に対応する側から順に、保留粒子径が0.2〜0.4μmのデプスフィルターと1μm以上のデプスフィルターで構成される。更に必要に応じて、保留粒子径の異なる他のデプスフィルターやスクリーンフィルターを組み合わせてもよい。
【0009】
係る構成からなる反応装置を使用して被測定物質を測定する本発明の方法の一例として被測定物質である抗原を測定する例の概略を図2に基づいて説明する。まず、前処理フィルター10が固定されたフィルター保持部材11を、蓋体4の開口部5に嵌合させる(Aの状態)。その後、被測定物質である抗原を含有する試料液を前処理フィルター10に供給する。前処理フィルター10で濾過された試料液は、抗体(モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体)を保持(感作)させた反応マトリックス6を通過し、抗原は当該反応マトリックス6に捕獲されると共に通過した試料液は吸収材2−1に吸収される。次いで、標識化された抗体を前処理フィルター10を介して供給し、標識化された抗体を反応マトリックス6に捕獲された抗原と結合させる(Bの状態)。その後、フィルター保持部材11を取り除き、開口部5から適当な洗浄液を供給し、反応マトリックス6を洗浄する。
ついで、蓋体4を移動させることにより、洗浄された反応マトリックス6が吸収材2−2上にくるように移動させる(Cの状態)。その後、開口部5からシグナル発生物質液を供給することによりシグナルを発生させ、反応マトリックス6のシグナルをシグナル測定装置により測定することにより抗原(被測定物質)を測定(定量又は定性)することができる。なお、反応マトリックス6を通過したシグナル発生物質液は吸収材2−2に吸収される。
この方法では、吸収材2−2には前記の標識化された抗体が吸収されていないので、シグナル発生物質を吸収してもシグナルを発生することがない。従って、非特異的シグナルの影響を受けることなく、反応マトリックス6のシグナルを測定することができ、測定精度を著しく高めることが可能となる。
【0010】
図3は、本発明の測定法に使用される装置の他の例の使用状態を示す断面概略図である。この装置では、コンテナー1内に3つの吸収材(2−3、2−4、2−5)が仕切り板3を介して収容されている。なお、図1及び2の装置と同じ部材には同じ符号を付してある。
図3に示される装置を用いた本発明の方法を、被測定物質である抗原を測定する例をもって説明する。
まず、図2の(A)と同様にして、前処理フィルター10が固定されたフィルター保持部材11を、蓋体4の開口部5に嵌合させる(Aの状態)。その後、被測定物質である抗原を含有する試料液を前処理フィルター10に供給する。前処理フィルター10で濾過された試料液は、抗体(モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体)を保持(感作)させた反応マトリックス6を通過し、抗原は当該反応マトリックス6に捕獲されると共に通過した試料液は吸収材2−3に吸収される。次いで、標識化された抗体を前処理フィルター10を介して供給し、標識化された抗体を反応マトリックス6に捕獲された抗原と結合させる。その後、フィルター保持部材11を取り除く。
ついで、蓋体4を移動させることにより、反応マトリックス6が吸収材2−4上にくるように移動させる(Bの状態)。この状態で、開口部5から適当な洗浄液を供給し、反応マトリックス6を洗浄する。反応マトリックス6を通過した洗浄液は吸収材2−4に吸収される。
上記の洗浄後、更に蓋体4を移動させることにより、洗浄された反応マトリックス6が吸収材2−5上にくるように移動させる(Cの状態)。その後、開口部5からシグナル発生物質液を供給することによりシグナルを発生させ、反応マトリックス6のシグナルをシグナル測定装置により測定することにより抗原(被測定物質)を測定(定量又は定性)することができる。なお、反応マトリックス6を通過したシグナル発生物質液は吸収材2−5に吸収される。
この方法では、標識化された抗体は吸収材2−3に吸収されており、そして中間に洗浄液のみを吸収した吸収材2−4が存在するので、シグナル発生物質液を吸収した吸収材2−5でのシグナル発生を実質上完全に防止することができる。従って、非特異的シグナルの影響を受けることなく、反応マトリックス6のシグナルを測定することができ、測定精度を一層高めることが可能となる。
【0011】
上記のシグナル測定としては、例えば、化学発光測定、蛍光測定、比色測定等が例示される。なお、当該測定は、測定法に応じて計器的測定、目視的測定の何れであってもよい。また、標識として酵素、蛍光物質等が利用できること;シグナル発生物質(化学発光基質、蛍光源物質、色原物質等)により標識に基づく光シグナルを発生させること及びその光学的測定法等はこの分野で周知である。
なお、上記の測定法及び装置において、試料の性状によっては、前処理フィルター10での濾過工程は省略することもできる。また、上記の例では、吸収材は仕切り板3により複数の吸収材(2−1と2−2及び2−3、2−4と2−5)に分離されているが、吸収材の種類及び充填量によっては、仕切り板3を設けることなく実施することもできる。更に、反応終了後、コンテナー1から蓋体4を取り外すことにより、シグナルが発生した反応マトリックス6を保存することもできる。また、蓋体4の移動を容易にするため、蓋体4の表面に凹凸部を設けて蓋体4を掴みやすくしてもよい。このように、本発明は適宜変更して実施することができる。
【0012】
本発明の測定法は、生物学的特異反応に基づいて被測定物質を測定する方法であれば何れの方法にも適用でき、このような例として、抗原−抗体反応、核酸のハイブリダイゼーション、糖鎖−レクチンの反応、酵素−基質又は阻害剤との反応、生理活性物質−受容体反応、ビオチン−アビジン反応等が挙げられる。従って、本発明の方法及び装置の測定対象となる物質としては、例えば、抗原、抗体、DNA、cDNA、RNA、糖類、酵素及びその阻害剤、生理活性物質及びその受容体、ビオチン化物質、アビジン化物質等が例示できる。
【0013】
【発明の効果】
本発明方法及び装置によれば、吸収材からの非特異的シグナルの影響を完全に排除することができるので、分析感度・測定精度を著しく高めることができるという効果を奏する。
【0014】
【実施例】
以下、具体的な例を挙げて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
実施例1
▲1▼反応装置の作製
図1に示すように、0.45μmの孔径を持つニトロセルロースメンブラン上に抗HBs抗原モノクローナル抗体を感作させた感作メンブラン(反応マトリックス6)を反応マトリックス保持部材7に保持し、その下方に吸収材2−1及び2−2を備えた反応装置を作製した。
▲2▼HBs抗原の測定
上記の装置を用いてHBs抗原の免疫測定を行った。即ち、当該装置の開口部5にPBS緩衝液100μlを添加した後、4倍希釈調製した試料200μlを添加し、3分後にペルオキシダーゼ標識した抗HBs抗原モノクローナル抗体液100μlを添加した。PBS緩衝液を主成分とする洗浄液200μlを2回添加して洗浄した後、化学発光基質液100μlを添加して発光測定器にて発光シグナルを測定することにより免疫測定を行った。なお、上記の測定において、試料として、HBs抗原を5 IU/mlとなるように1%BSA−PBS中に調製した陽性コントロール試料(PC)と、HBs抗原を含まない1%BSA−PBSのみの陰性コントロール試料(NC)を用いて実施した。
免疫測定は、標識抗体液を添加し、洗浄を行った後、吸収材2−1上にあった反応マトリックス6を吸収材2−2上に移動させ、化学発光物質を添加する本発明の方法(スライド型)と、同一の吸収材上で標識抗体液及び化学発光物質を添加する方法(固定型)とで行い、発光カウントを測定した。その結果を表1に示す。表1に示されるように、スライド型で得られる陽性コントロール(PC)と陰性コントロール(NC)のシグナルを比較すると、明らかにスライド型の方が比が大きく、スライド型での測定の方が高感度であることが判明した。
【0015】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装置の一例を示す概略図である。図中、(A)は側面概略図、(B)は平面概略図、(C)は(B)のX−X線断面概略図、(D)は(B)のY−Y線断面概略図である。
【図2】図1の装置の使用状態を示す断面概略図である。
【図3】本発明に係る装置の他の例の使用状態を示す断面概略図である。
【符号の説明】
1 コンテナー
2−1〜2−5 吸収材
3 仕切り板
4 蓋体
5 開口部
6 反応マトリックス
7 反応マトリックス保持部材
8 溝
9 突起部材
10 前処理フィルター
11 フィルター保持部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a substance in a sample by a biological specific reaction. Such a measuring method and apparatus are used especially in fields such as clinical examinations and food inspections.
[0002]
[Prior art]
A biological specific reaction measuring method for measuring a substance to be measured by a flow-through type using a reaction solid phase holding a ligand capable of specifically capturing the substance to be measured, for example, a porous matrix, is disclosed in JP-A-61-502214. No. 4, JP-A-4-318462, JP-A-6-50973, and the like. As an apparatus used for such a measurement method, a porous material in which an absorbent material is usually contained in a container having an upper opening and a ligand that specifically reacts with a substance to be measured is immobilized above the absorbent material. A device provided with a matrix is used. For example, when the substance to be measured is an antigen, a measurement substance (that is, an antigen) solution is added to the upper opening, and the ligand (that is, specifically reacts with the substance to be measured) is measured. , Antibody) is passed through the immobilized porous matrix to capture the antigen. Next, an antibody solution to which a label (for example, an enzyme) is bound is added to the upper opening so that the antibody binds to the antigen captured on the matrix, and a signal based on the label (for example, luminescence, radiation) For example, the antigen is measured. Each liquid that has passed through the porous matrix is absorbed by the absorbent material.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A biological specific reaction measurement method for measuring a substance to be measured in a flow-through type using a reaction solid phase (hereinafter referred to as a reaction matrix for convenience) holding a ligand capable of specifically capturing the substance to be measured. According to this, it is possible to easily measure the substance to be measured. However, a signal based on the label (non-specific signal) is also generated in the absorbent material in the container. For this reason, when measuring the signal of the reaction matrix, there is a problem that the signal of the reaction matrix cannot be measured with high accuracy due to the influence of a non-specific signal from the absorbent material. As a means for solving such a problem, for example, a device equipped with a transmitted light reducing element between the absorbent and the reaction matrix is proposed for the purpose of reducing non-specific light signals transmitted from the absorbent. (JP-A-8-506420). According to such an apparatus, the transmitted light from the absorber can be reduced to some extent, but it has been difficult to completely eliminate the influence.
[0004]
In order to solve such a problem, the present inventors, in a method for measuring a substance to be measured using a flow-through type biological specific reaction measuring device using a reaction matrix, As a result of examining methods that can eliminate the influence of the signal, after reacting the labeling substance, the reaction matrix is moved, and a signal generating substance solution (for example, a substrate solution for enzyme labeling) on the absorbent that does not absorb the labeling substance By adding, it is possible to prevent the generation of a non-specific signal in the absorbent material, and it is possible to measure the signal of the reaction matrix alone, and thus the present invention has been completed by finding that more sensitive measurement can be performed.
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and the present invention relates to a flow-through type biological specific reaction measuring method and apparatus for components in serum, plasma and other body fluids, which are usually performed in the field of clinical examination. Provides a measurement method and a measurement apparatus that can eliminate the influence of non-specific signals from the absorbent material and can significantly increase the measurement accuracy.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention made to solve the above problems is that in a flow-through type biological specific reaction measurement using a reaction solid phase (that is, a reaction matrix) holding a ligand capable of capturing a component to be measured. Biology consisting of measuring the signal of the reaction matrix only by preventing the generation of non-specific signal in the absorbent material by moving the reaction matrix on the absorbent material and then adding the signal generator solution. A biological specific reaction measuring device comprising a specific reaction measuring method and a reaction matrix formed so as to be movable on an absorbent material.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention has the above-described configuration, and a flow-through type biological specific reaction measuring method and apparatus, which are the basic principle of the measuring method and apparatus of the present invention, are known as described above, and include a reaction matrix, an absorbent, You can refer to the documents listed above for containers.
The present invention is characterized in that after reacting a labeled substance, the reaction matrix is moved, and then a signal generating substance solution is added, and an example of an apparatus used for such measurement will be described with reference to the drawings. .
[0007]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus used in the measurement method of the present invention, where (A) is a schematic side view, (B) is a schematic plan view, and (C) is a cross-sectional view taken along line XX of (B). Schematic, (D) is a schematic cross-sectional view along line YY of (B). FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the usage state of the apparatus. Further, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a use state of another example of the apparatus used in the measurement method of the present invention.
In the reactor shown in FIGS. 1 and 2, two absorbent materials 2-1 and 2-2 (for example, glass fiber) are accommodated in a
[0008]
The above-mentioned apparatus may be provided with a
[0009]
An outline of an example of measuring an antigen, which is a substance to be measured, as an example of the method of the present invention for measuring a substance to be measured using a reaction apparatus having such a configuration will be described based on FIG. First, the
Next, the washed
In this method, since the labeled antibody is not absorbed by the absorbent material 2-2, no signal is generated even if the signal generating substance is absorbed. Therefore, the signal of the
[0010]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a use state of another example of an apparatus used in the measurement method of the present invention. In this apparatus, three absorbents (2-3, 2-4, 2-5) are accommodated in the
The method of the present invention using the apparatus shown in FIG. 3 will be described with an example of measuring an antigen to be measured.
First, similarly to FIG. 2A, the
Next, the
After the washing, the
In this method, the labeled antibody is absorbed by the absorbing material 2-3, and the absorbing material 2-4 that absorbs only the washing solution is present in the middle. Therefore, the absorbing material 2- absorbing the signal generating substance solution is present. The signal generation at 5 can be substantially completely prevented. Therefore, the signal of the
[0011]
Examples of the signal measurement include chemiluminescence measurement, fluorescence measurement, and colorimetric measurement. The measurement may be either instrumental measurement or visual measurement depending on the measurement method. In addition, enzymes, fluorescent substances, etc. can be used as labels; optical signals based on labels generated by signal generating substances (chemiluminescent substrates, fluorescent source substances, chromogenic substances, etc.) and their optical measurement methods, etc. Is well known.
In the measurement method and apparatus described above, the filtration step in the
[0012]
The measurement method of the present invention can be applied to any method as long as it measures a substance to be measured based on a biological specific reaction. Examples of such a method include antigen-antibody reaction, nucleic acid hybridization, sugar Examples thereof include chain-lectin reaction, enzyme-substrate or inhibitor reaction, bioactive substance-receptor reaction, biotin-avidin reaction, and the like. Accordingly, the substances to be measured by the method and apparatus of the present invention include, for example, antigens, antibodies, DNA, cDNA, RNA, saccharides, enzymes and inhibitors thereof, physiologically active substances and receptors thereof, biotinylated substances, and avidin. An example is a chemical substance.
[0013]
【The invention's effect】
According to the method and apparatus of the present invention, it is possible to completely eliminate the influence of a non-specific signal from the absorbent material, so that the analysis sensitivity and measurement accuracy can be remarkably improved.
[0014]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with specific examples, but the present invention is not limited to the examples.
Example 1
(1) Production of reaction apparatus As shown in Fig. 1, a sensitized membrane (reaction matrix 6) in which an anti-HBs antigen monoclonal antibody was sensitized on a nitrocellulose membrane having a pore diameter of 0.45 µm was reacted. A reaction apparatus was prepared which was held by the
(2) Measurement of HBs antigen Immunoassay of HBs antigen was performed using the above apparatus. Specifically, 100 μl of PBS buffer solution was added to the opening 5 of the device, 200 μl of a sample prepared by 4-fold dilution was added, and 100 μl of peroxidase-labeled anti-HBs antigen monoclonal antibody solution was added 3 minutes later. After washing by adding 200 μl of a washing solution containing PBS buffer as a main component twice, 100 μl of a chemiluminescence substrate solution was added, and the luminescence signal was measured with a luminometer, and immunoassay was performed. In the above measurement, as a sample, a positive control sample (PC) prepared in 1% BSA-PBS so that the HBs antigen was 5 IU / ml, and only 1% BSA-PBS containing no HBs antigen were used. A negative control sample (NC) was used.
In the immunoassay, after adding a labeled antibody solution and performing washing, the
[0015]
[Table 1]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an apparatus according to the present invention. In the figure, (A) is a schematic side view, (B) is a schematic plan view, (C) is a schematic cross sectional view taken along line XX of (B), and (D) is a schematic cross sectional view taken along line YY of (B). It is.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a use state of the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a use state of another example of the apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
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10 Pre-processing filter
11 Filter holding member
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