JP4092374B2 - Affinity substance measurement method - Google Patents

Affinity substance measurement method Download PDF

Info

Publication number
JP4092374B2
JP4092374B2 JP2004070828A JP2004070828A JP4092374B2 JP 4092374 B2 JP4092374 B2 JP 4092374B2 JP 2004070828 A JP2004070828 A JP 2004070828A JP 2004070828 A JP2004070828 A JP 2004070828A JP 4092374 B2 JP4092374 B2 JP 4092374B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
reaction solution
affinity substance
particles
carrier particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004070828A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005257536A (en
Inventor
恵助 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2004070828A priority Critical patent/JP4092374B2/en
Priority to CN 200580014858 priority patent/CN101031797A/en
Priority to EP05720505A priority patent/EP1724583A4/en
Priority to US10/592,195 priority patent/US20070298519A1/en
Priority to CA002573234A priority patent/CA2573234A1/en
Priority to PCT/JP2005/004234 priority patent/WO2005088309A1/en
Publication of JP2005257536A publication Critical patent/JP2005257536A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4092374B2 publication Critical patent/JP4092374B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は担体粒子の凝集反応を利用した親和性物質の測定方法、および装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for measuring an affinity substance utilizing agglutination reaction of carrier particles.

親和性物質の存在を検出または測定する方法としては、例えば、酵素免疫測定法、あるいは放射線免疫測定法などが従来から用いられている。いずれの方法においても、親和性物質をその結合パートナーと結合させ、両者の結合レベルに基づいて、親和性物質が測定される。これらの方法は高感度であり精度も高い。しかし酵素、あるいは放射性同位元素を標識として使用するため試薬が不安定である。また放射性同位元素の利用にあたっては、保管および保存上の規制があることから、測定において細かい配慮や技術を要求される。そのため、より簡便な測定方法が求められていた。またこれらの方法は測定に比較的長時間を要するため、緊急な検査に対応することが難しい。これらの背景のもとで、高感度且つ迅速な測定方法が盛んに研究されるようになった。   As a method for detecting or measuring the presence of an affinity substance, for example, an enzyme immunoassay or a radioimmunoassay has been conventionally used. In either method, the affinity substance is bound to its binding partner, and the affinity substance is measured based on the binding level of both. These methods are highly sensitive and accurate. However, the reagent is unstable because an enzyme or a radioisotope is used as a label. In addition, when using radioisotopes, there are restrictions on storage and preservation, so detailed consideration and technology are required for measurement. Therefore, a simpler measuring method has been demanded. Moreover, since these methods require a relatively long time for measurement, it is difficult to cope with an urgent inspection. Under these circumstances, highly sensitive and rapid measurement methods have been actively studied.

1970年以降、親和性物質と結合パートナーとの結合を担体粒子の凝集を指標として測定する分析方法が実用化された。この方法は、担体粒子の凝集の程度を光学的に測定することによって、定量的な分析を可能とした。たとえば担体粒子としてラテックス粒子を利用した、免疫学的粒子凝集反応を光学的に測定する方法は、ラテックス凝集比濁法(Latex Agglutination Turbidimetry)と呼ばれている。これらの分析方法における反応温度は、一般的には37〜45℃の範囲で行われ、撹拌翼などによって撹拌することにより特異的凝集反応が進行する。このとき測定(反応)に要する時間は、およそ10〜20分で、酵素免疫測定法、あるいは放射線免疫測定法に比べ迅速である。一方、測定感度、あるいは測定範囲については、酵素免疫測定法等に比べ劣るといわれている。   Since 1970, an analytical method for measuring the binding between an affinity substance and a binding partner using the aggregation of carrier particles as an indicator has been put into practical use. This method enables quantitative analysis by optically measuring the degree of aggregation of carrier particles. For example, a method of optically measuring immunological particle agglutination using latex particles as carrier particles is called latex agglutination turbidimetry. The reaction temperature in these analytical methods is generally in the range of 37 to 45 ° C., and the specific agglutination reaction proceeds by stirring with a stirring blade or the like. At this time, the time required for measurement (reaction) is about 10 to 20 minutes, which is quicker than the enzyme immunoassay or radioimmunoassay. On the other hand, it is said that measurement sensitivity or measurement range is inferior to enzyme immunoassay.

ラテックス凝集法における粒度分布測定法も公知である(非特許文献1/カムビアソら, J. Immunol. Methods 18, 33, 1977、非特許文献2/松沢茂隆,化学と工業, 第36巻, 第4号, 1983)。ラテックス凝集比濁法が、粒子懸濁液の光の透過度を測定するのに対して、粒度分布測定法においては分散した個々の粒子の状態や数が測定される。カビアソらの報告においては、粒子径0.8μmのラテックスに抗体を結合させた試薬と抗原とを37℃で20分間反応させた。反応後の粒子数を計数し、凝集による粒子数の減少のレベルに基いて抗原を測定した。粒子数は、レーザー散乱光を原理とした計数機で測定した。 The particle size distribution measurement method in the latex agglutination method is also known (Non-Patent Document 1 / Cambiaso et al., J. Immunol. Methods 18, 33, 1977, Non-Patent Document 2 / Shigetaka Matsuzawa, Chemistry and Industry, Vol. 36, No. 4) No., 198 3 ). The latex agglutination turbidimetry measures the light transmittance of the particle suspension, whereas the particle size distribution measurement measures the state and number of dispersed individual particles. Ca in the beam Biaso et al reported, was reacted for 20 minutes the reagent and the antigen which an antibody is bound to a latex particle size 0.8μm at 37 ° C.. The number of particles after the reaction was counted, and the antigen was measured based on the level of decrease in the number of particles due to aggregation. The number of particles was measured with a counter based on the principle of laser scattered light.

一方、松沢らは、粒子径1μmのラテックス粒子に抗体を結合させた試薬を抗原と6時間反応させた。反応後、電気抵抗法により平均粒子容積を計測して、抗原を測定した。しかし、実用化されて普及したのはシースフローによるレーザー散乱法を用いたPAMIAシステム(株式会社シスメックス)のみである。PAMIAでは、粒子径0.78μmのラテックス粒子が使用されている。45℃で15分間の反応後にラテックス粒子を計数して免疫測定を行うものである。PAMIAは、ラテックス凝集比濁法に比べ高感度化されているが、放射免疫測定法(RIA)や酵素免疫測定法(EIA)といった高感度免疫測定に比べると感度は劣るといわれている。   On the other hand, Matsuzawa et al. Reacted a reagent in which an antibody was bound to latex particles having a particle diameter of 1 μm with an antigen for 6 hours. After the reaction, the antigen was measured by measuring the average particle volume by the electric resistance method. However, only the PAMIA system (Sysmex Corporation) using the laser scattering method by the sheath flow has been put into practical use and has spread. In PAMIA, latex particles having a particle diameter of 0.78 μm are used. After reaction at 45 ° C. for 15 minutes, latex particles are counted and immunoassay is performed. PAMIA has higher sensitivity than latex agglutination turbidimetry, but is said to be less sensitive than high sensitivity immunoassays such as radioimmunoassay (RIA) and enzyme immunoassay (EIA).

ラテックス凝集比濁法においては、一般に粒子径0.05〜0.6μmのラテックス粒子が用いられている。ラテックス凝集粒度分布解析法の場合は、このように小さい粒子では、測定妨害物質の影響を受けやすい。たとえば、血液や尿などの体液中には、脂質、蛋白、血球成分などが共存する。これらの共存物質は担体粒子との識別が難しい。そのため担体粒子を正しく計数できない場合がある、これらの測定妨害物質の影響を避けるために、比較的大きい粒子が使用されてきた。一方で、松沢らのように1μm程度の粒子径になると、凝集反応が起こりにくくなるため、0.8μm程度のラテックス粒子が用いられていた。また、松沢らが平均粒子容積を計測するのに使用したアパーチャー(細孔)の口径は30μmである。このサイズではアパーチャーの詰まりの影響を受けやすい。しかし、これより大きい口径のアパーチャーでは0.8〜1μmの粒子の検出はできなくなる。   In latex agglutination turbidimetry, latex particles having a particle diameter of 0.05 to 0.6 μm are generally used. In the case of the latex agglomeration particle size distribution analysis method, such a small particle is easily affected by a measurement interfering substance. For example, lipids, proteins, blood cell components, etc. coexist in body fluids such as blood and urine. These coexisting substances are difficult to distinguish from the carrier particles. Thus, relatively large particles have been used to avoid the effects of these measurement interfering substances, which may not allow correct counting of carrier particles. On the other hand, when the particle diameter is about 1 μm as in Matsuzawa et al., Agglutination reaction is difficult to occur, so latex particles of about 0.8 μm have been used. Also, the aperture (pore) used by Matsuzawa et al. To measure the average particle volume is 30 μm. This size is susceptible to aperture clogging. However, it is impossible to detect particles of 0.8 to 1 μm with an aperture having a larger diameter.

更に、親和性物質と結合パートナーの結合に基づく担体粒子の凝集を促進し、また形成される凝集塊の検出を容易にするために、反応系に交流電圧を印加する方法が公知である(特開平7−83928号/特許文献1)。この方法は、担体粒子の凝集により親和性物質の存在を検出又は測定する方法であって、10mM以上の塩の共存下に5〜50V/mmの電界強度になるように交流電圧を該反応系に印加することを特徴とする。   Furthermore, in order to promote the aggregation of carrier particles based on the binding between the affinity substance and the binding partner, and to facilitate the detection of the formed aggregate, a method of applying an AC voltage to the reaction system is known (special feature). Kaihei 7-83928 / Patent Document 1). This method is a method for detecting or measuring the presence of an affinity substance by agglomeration of carrier particles, and an AC voltage is applied to the reaction system so that an electric field strength of 5 to 50 V / mm is obtained in the presence of a salt of 10 mM or more. It is characterized by applying to.

結合パートナーを保持した担体粒子は、電場に置かれると電場に沿ってに並ぶ(パールチェイン化)。その後電場を停止すると並んでいた担体粒子が再分散する。パールチェイン化の際に親和性物質が存在すると、結合パートナーが親和性物質と結合する。その結果、電場を停止後も担体粒子の再分散が起こらず、パールチェイン化した担体の存在がなおも認められる。前記測定方法は、この現象を利用している。すなわち、電場においては、親和性物質の反応が促進される。そして電場を停止後に担体粒子を再分散させれば、反応生成物を検出することができる。   When the carrier particles holding the binding partner are placed in an electric field, they line up along the electric field (pearl chaining). Thereafter, when the electric field is stopped, the carrier particles arranged side by side are redispersed. If an affinity substance is present during pearl chain formation, the binding partner binds to the affinity substance. As a result, even after the electric field is stopped, the carrier particles do not redisperse, and the presence of a pearl chained carrier is still observed. The measurement method utilizes this phenomenon. That is, in the electric field, the reaction of the affinity substance is promoted. If the carrier particles are redispersed after the electric field is stopped, the reaction product can be detected.

特開平7−83928号Japanese Patent Laid-Open No. 7-83928 カムビアソら, J. Immunol. Methods 18, 33, 1977Cambiaso et al., J. Immunol. Methods 18, 33, 1977 松沢茂隆,化学と工業, 第36巻, 第4号, 1983Matsuzawa, Shigetaka, Chemistry and Industry, Vol.36, No.4, 1983

電場の印加を利用した親和性物質の測定方法においては、親和性物質の反応は、結合パートナーを保持した担体粒子のパールチェイン化の際に起こる。両者の反応によって凝集した担体粒子が、結合の指標として検出または測定される。したがって、両者の反応を促進することができれば、反応効率の向上を実現できる可能性がある。あるいは、もしも反応を阻害する要因を明らかにし、その影響を取り除く方法が提供されれば有用である。
本発明は、親和性物質と結合パートナーとの結合によって担体粒子を凝集させる方法において、両者の結合を促進することができる方法の提供を課題とする。あるいは本発明の課題は、両者の結合の阻害要因の影響を抑制するための方法を提供することである。
In the method for measuring an affinity substance using application of an electric field, the reaction of the affinity substance occurs during pearl chain formation of carrier particles holding a binding partner. Carrier particles aggregated by the reaction of both are detected or measured as an indicator of binding. Therefore, if the reaction between the two can be promoted, the reaction efficiency may be improved. Alternatively, it would be useful if a method for clarifying the factors that inhibit the reaction and removing the influence is provided.
An object of the present invention is to provide a method for promoting the binding of carrier particles in a method of aggregating carrier particles by binding an affinity substance and a binding partner. Or the subject of this invention is providing the method for suppressing the influence of the inhibition factor of both coupling | bonding.

パールチェイン化された担体粒子が保持している結合パートナーが親和性物質と効率的に結合するためには、できるだけ多くの親和性物質が結合パートナーと接触する条件を与えればよいはずである。言い換えれば、結合パートナーとの接触の機会を逸した親和性物質が多い条件は、反応効率が低い条件であると言うことができる。このような条件下では、両者の結合を担体粒子の凝集によって検出する測定方法においては、測定感度の向上が妨げられる可能性がある。本発明者らは、親和性物質と結合パートナーとの結合の効率を向上させるための方法を明らかにし本発明を完成した。   In order for the binding partner held by the pearl chained carrier particles to efficiently bind to the affinity substance, it is necessary to provide a condition in which as much affinity substance as possible contacts the binding partner. In other words, it can be said that the condition where there are many affinity substances that miss the opportunity of contact with the binding partner is a condition with low reaction efficiency. Under such conditions, in the measurement method in which the binding between the two is detected by aggregation of carrier particles, improvement in measurement sensitivity may be hindered. The present inventors have clarified a method for improving the efficiency of binding between an affinity substance and a binding partner, and completed the present invention.

加えて、電圧を印加された反応液の温度は、ジュール熱によって上昇する。本発明者らは、反応液の温度が親和性物質−結合パートナー間の反応に与える影響について解析した。その結果、反応液の温度の上昇が、両者の結合に対して阻害的に作用する可能性があることを確認した。そして、電場を印加している反応液の温度条件の制御によって、好適な反応条件を実現できることを明らかにし、本発明を完成した。すなわち本発明は、以下の測定方法、測定装置、あるいは結合パートナーを保持した担体粒子の親和性物質による凝集を促進させるための方法を提供する。
〔1〕次の工程を含む、親和性物質の測定方法。
(1)測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを混合した反応液をインキュベートする工程、
(2)工程(1)の反応液に、電圧パルスを印加する工程、
(3)工程(2)の後に、測定対象である親和性物質との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質と結合せず凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(4)工程(3)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
〔2〕工程(1)が、前記反応液を37〜90℃でインキュベートする工程である〔1〕に記載の方法。
〔3〕工程(1)が、前記反応液を40〜90℃でインキュベートする工程である〔2〕に記載の方法。
〔4〕前記反応液中に水溶性高分子が含有されていることを特徴とする〔1〕に記載の方法。
〔5〕工程(2)における反応液の粘度を0.8〜3mPasに調整する〔1〕に記載の方法。
〔6〕工程(2)を0〜20℃で行うことを特徴とする〔1〕に記載の親和性物質の測定方法。
〔7〕工程(2)を0〜10℃で行うことを特徴とする〔6〕に記載の親和性物質の測定方法。
〔8〕凝集塊および凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれか、または両方を、その三次元情報を指標として計数する〔1〕に記載の方法。
〔9〕親和性物質と結合パートナーの結合が、抗原抗体反応による結合である〔1〕に記載の方法。
〔10〕親和性物質が抗原であり、結合パートナーが抗体またはその抗原結合領域を含む断片である〔9〕に記載の方法。
〔11〕親和性物質が抗体またはその抗原結合領域を含む断片であり、結合パートナーが抗原またはその抗原決定基を含む断片である〔9〕に記載の方法。
〔12〕電圧パルスが交流電圧パルスである〔1〕に記載の方法。
〔13〕次の工程を含む、親和性物質の測定方法。
(1’)少なくとも測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを含む反応液を、凝集試薬成分と混合する前または後にインキュベートする工程であって、前記担体粒子は凝集試薬によって凝集し、かつ測定対象親和性物質によってその凝集は阻害される工程
(2’)凝集試薬成分の存在下で工程(1’)の反応液に、電圧パルスを印加する工程、
(3’)工程(2’)の後に、凝集試薬との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質との結合によって凝集を阻害された担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(4)工程(3’)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
〔14〕工程(1’)において、前記反応液をインキュベート後、工程(2’)の前に凝集試薬を混合する〔13〕に記載の方法。
〔15〕凝集試薬を混合後に、工程(2’)の前に更にインキュベートする工程を含む〔13〕に記載の方法。
〔16〕工程(1’)において、前記反応液を凝集試薬の存在下でインキュベートした後、工程(2’)を実施する〔13〕に記載の方法。
〔17〕特定の物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、前記特定物質とを含む反応液に電圧パルスを印加する手段を含む、担体粒子を凝集させるための装置において、反応液の温度を37℃〜90℃に加熱するための手段を有することを特徴とする装置。
〔18〕特定の物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、前記特定物質とを含む反応液に電圧パルスを印加する工程を含む、担体粒子を凝集させるための方法において、電圧を印加している間の反応液の温度を0℃〜20℃とすることを特徴とする方法。
〔19〕結合パートナーと特定の物質との結合が、抗原抗体反応である〔18〕に記載の方法。
〔20〕電圧パルスが交流電圧パルスである〔18〕に記載の方法。
〔21〕反応液に水溶性高分子を添加する〔18〕に記載の方法。
〔22〕反応液の粘度を0.8〜3mPasに調整する〔18〕に記載の方法。
〔23〕前記担体粒子と特定の物質とを、電圧パルスを印加する前に37℃〜90℃でインキュベートする工程を含む〔18〕に記載の方法。
〔24〕特定の物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、前記特定物質とを含む反応液に電圧パルスを印加する手段を含む、担体粒子を凝集させるための装置において、電圧を印加している間の反応液の温度を0℃〜20℃にするための手段を有することを特徴とする装置。
〔25〕 以下の要素を含む、測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定すべき親和性物質との結合を、前記担体粒子の親和性物質または凝集試薬による凝集を指標として測定するための測定装置。
a:反応液を保持するための空間、
b:反応液の温度を37℃〜90℃でインキュベートするための手段、
c:反応液に電圧パルスを印加するための手段、
d:パルス電圧の印加時における反応液の温度を0℃〜20℃とするための手段、および
e:反応液に含まれる担体粒子と担体粒子の凝集塊のいずれか、または両方を計数するための手段
In addition, the temperature of the reaction solution to which a voltage is applied rises due to Joule heat. The present inventors analyzed the influence of the temperature of the reaction solution on the reaction between the affinity substance and the binding partner. As a result, it was confirmed that an increase in the temperature of the reaction solution may inhibit the binding of the two. Then, it has been clarified that suitable reaction conditions can be realized by controlling the temperature conditions of the reaction solution to which an electric field is applied, and the present invention has been completed. That is, the present invention provides the following measurement method, measurement apparatus, or method for promoting aggregation of carrier particles holding a binding partner by an affinity substance.
[1] A method for measuring an affinity substance, comprising the following steps.
(1) Incubating a reaction liquid in which carrier particles bound with a binding partner having binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance are mixed,
(2) a step of applying a voltage pulse to the reaction solution in step (1),
(3) After step (2), aggregates of carrier particles formed by binding with the affinity substance to be measured, and carriers that did not bind to the affinity substance to be measured and did not form an aggregate Counting either or both of the particles, and
(4) After the step (3), the step of determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of the carrier particles that did not form the aggregate [2] step The method according to [1], wherein (1) is a step of incubating the reaction solution at 37 to 90 ° C.
[3] The method according to [2], wherein step (1) is a step of incubating the reaction solution at 40 to 90 ° C.
[4] The method according to [1], wherein the reaction solution contains a water-soluble polymer.
[5] The method according to [1], wherein the viscosity of the reaction solution in step (2) is adjusted to 0.8 to 3 mPas.
[6] The method for measuring an affinity substance according to [1], wherein the step (2) is performed at 0 to 20 ° C.
[7] The method for measuring an affinity substance according to [6], wherein the step (2) is performed at 0 to 10 ° C.
[8] The method according to [1], wherein either or both of the aggregate and the carrier particles that did not form the aggregate are counted using the three-dimensional information as an index.
[9] The method according to [1], wherein the binding between the affinity substance and the binding partner is binding by an antigen-antibody reaction.
[10] The method according to [9], wherein the affinity substance is an antigen and the binding partner is an antibody or a fragment containing an antigen-binding region thereof.
[11] The method according to [9], wherein the affinity substance is an antibody or a fragment containing an antigen-binding region thereof, and the binding partner is a fragment containing an antigen or an antigenic determinant thereof.
[12] The method according to [1], wherein the voltage pulse is an AC voltage pulse.
[13] A method for measuring an affinity substance, comprising the following steps.
(1 ′) a step of incubating a reaction liquid containing at least a binding partner having binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance before or after mixing with the agglutination reagent component. The carrier particles are aggregated by an agglutinating reagent, and the aggregation is inhibited by an affinity substance to be measured.
(2 ′) applying a voltage pulse to the reaction solution in step (1 ′) in the presence of the agglutinating reagent component;
(3 ′) After step (2 ′), any of the aggregates of the carrier particles formed by binding to the agglutinating reagent and the carrier particles whose aggregation is inhibited by binding to the affinity substance to be measured or Counting both, and
(4) After the step (3 ′), the step of determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the carrier particle level that did not form the aggregate [14] The method according to [13], wherein in step (1 ′), after the reaction solution is incubated, an agglutinating reagent is mixed before step (2 ′).
[15] The method according to [13], further comprising a step of further incubating the agglutinating reagent after mixing and before the step (2 ′).
[16] The method according to [13], wherein in the step (1 ′), the reaction solution is incubated in the presence of an agglutinating reagent, and then the step (2 ′) is performed.
[17] An apparatus for aggregating carrier particles, comprising carrier particles bound with a binding partner having binding activity with a specific substance, and means for applying a voltage pulse to a reaction liquid containing the specific substance. An apparatus having means for heating the temperature of the liquid to 37 ° C to 90 ° C.
[18] A method for aggregating carrier particles, comprising a step of applying a voltage pulse to a reaction liquid containing a carrier particle bound to a binding agent having a binding activity with a particular substance and the particular substance. The method is characterized in that the temperature of the reaction solution is 0 ° C. to 20 ° C. during application of.
[19] The method according to [18], wherein the binding between the binding partner and the specific substance is an antigen-antibody reaction.
[20] The method according to [18], wherein the voltage pulse is an AC voltage pulse.
[21] The method according to [18], wherein a water-soluble polymer is added to the reaction solution.
[22] The method according to [18], wherein the viscosity of the reaction solution is adjusted to 0.8 to 3 mPas.
[23] The method according to [18], comprising a step of incubating the carrier particles and the specific substance at 37 ° C. to 90 ° C. before applying a voltage pulse.
[24] An apparatus for aggregating carrier particles, comprising carrier particles bound to a binding partner having binding activity with a specific substance, and means for applying a voltage pulse to a reaction solution containing the specific substance. An apparatus having means for setting the temperature of the reaction solution to 0 ° C. to 20 ° C. during application of.
[25] An affinity substance or an agglutinating reagent of the carrier particle, which includes the following elements and binds a carrier particle bound with a binding partner having a binding activity to the affinity substance to be measured and the affinity substance to be measured. A measuring device for measuring the aggregation by the index.
a: space for holding the reaction solution,
b: means for incubating the temperature of the reaction solution at 37 ° C. to 90 ° C.
c: means for applying a voltage pulse to the reaction solution,
d: means for setting the temperature of the reaction solution to 0 ° C. to 20 ° C. when a pulse voltage is applied, and
e: Means for counting either or both of carrier particles and agglomerates of carrier particles contained in the reaction solution

本発明によって、電場を印加した反応液における、結合パートナーを保持した担体粒子の親和性物質との結合反応を促進するための方法、あるいはその反応を阻害する要因の影響を抑制するための方法が提供された。担体粒子の凝集を指標とする親和性物質の測定において、好適な反応条件を示した報告は多くない。本発明によって、たとえば、担体粒子の凝集を指標とする免疫学的結合反応を利用した測定方法の感度の上昇、あるいは反応時間の短縮を実現することができる。本発明は、上記反応の最適化に貢献する。   According to the present invention, there is provided a method for promoting the binding reaction of the carrier particles holding the binding partner with the affinity substance in the reaction solution to which an electric field is applied, or a method for suppressing the influence of the factor inhibiting the reaction. sponsored. There are not many reports showing suitable reaction conditions in the measurement of affinity substances using the aggregation of carrier particles as an indicator. According to the present invention, for example, an increase in sensitivity of a measurement method using an immunological binding reaction using carrier particle aggregation as an index, or a reduction in reaction time can be realized. The present invention contributes to the optimization of the above reaction.

本発明は、次の工程を含む、親和性物質の測定方法に関する。
(1)測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを混合した反応液をインキュベートする工程、
(2)工程(1)の反応液に、電圧パルスを印加する工程、
(3)工程(2)の後に、測定対象である親和性物質との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質と結合せず凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(4)工程(3)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
The present invention relates to a method for measuring an affinity substance, comprising the following steps.
(1) Incubating a reaction liquid in which carrier particles bound with a binding partner having binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance are mixed,
(2) a step of applying a voltage pulse to the reaction solution in step (1),
(3) After step (2), aggregates of carrier particles formed by binding with the affinity substance to be measured, and carriers that did not bind to the affinity substance to be measured and did not form an aggregate Counting either or both of the particles, and
(4) After step (3), determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of carrier particles that did not form the aggregate

本発明の特徴は、測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを混合した反応液を、電圧パルスを印加する前にインキュベートすることにある。本発明者らは電圧パルス印加前の反応液のインキュベートによって、電圧パルス印加後の凝集塊の形成が促進されることを明らかにした。すなわち、電圧パルス印加前のインキュベートによって反応が促進される。   A feature of the present invention is to incubate a reaction liquid in which a carrier particle bound with a binding partner having binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance is mixed before applying a voltage pulse. is there. The present inventors have clarified that the formation of aggregates after application of the voltage pulse is promoted by incubation of the reaction solution before application of the voltage pulse. That is, the reaction is promoted by incubation before the voltage pulse is applied.

本発明において、反応液のインキュベートは、たとえば室温以上の温度で実施される。インキュベートの温度は、反応液に含まれる各種の反応成分の活性を維持できる限り、できるだけ高温であることが望ましい。インキュベートのための時間は限定されない。すなわちインキュベートの温度において、反応成分の変性をもたらさない範囲でインキュベートすることができる。インキュベートの時間は長いほど促進効果も増強される。したがって、必要なレベルの促進効果を期待できる温度と時間の条件を予め設定することが望ましい。   In the present invention, the incubation of the reaction solution is performed at a temperature of room temperature or higher, for example. The incubation temperature is desirably as high as possible as long as the activity of various reaction components contained in the reaction solution can be maintained. The time for incubation is not limited. That is, the incubation can be performed at a temperature that does not cause denaturation of the reaction components. The longer the incubation time, the stronger the promoting effect. Therefore, it is desirable to set in advance the conditions of temperature and time that can be expected to have the required level of promoting effect.

具体的には、たとえばインキュベートのための温度条件として、通常37−90℃、好ましくは40−90℃、あるいは45−80℃を示すことができる。たとえば親和性物質である蛋白質抗原を、結合パートナーである抗体を用いて、本発明に基づいて測定することができる。抗体や抗原を構成する蛋白質は高温では変性することが知られている。しかし、たとえば血清の非動化のための一般的な条件である56℃30分というインキュベート条件は、多くの蛋白質は変性しない。更に本発明者らは、イムノアッセイのような低い蛋白質濃度条件で、短時間の処理であれば、90℃程度の温度であっても蛋白質の変性は無視しうることを確認した。たとえば45−80℃の範囲において、5−180秒のインキュベートは、ほぼ同じレベルの反応促進効果を得られることが確認された(図3)。したがって、本発明における好ましいインキュベートの条件として、好ましくは45−80℃、より好ましくは50−65℃で、5秒以上、たとえば5−30秒を示すことができる。
本発明においては、より長いインキュベート時間をも含まれることは言うまでもない。しかし、反応時間の短縮が望まれる場合には、5秒以上の短い時間を採用することによって、反応時間を犠牲にすることなく目的とする反応促進効果を期待することができる。また、たとえば80℃を越える高温条件においては、インキュベート時間を5−180秒とすることで、蛋白質の変性を避けることができる。
Specifically, for example, the temperature condition for incubation can be usually 37-90 ° C, preferably 40-90 ° C, or 45-80 ° C. For example, a protein antigen that is an affinity substance can be measured based on the present invention using an antibody that is a binding partner. It is known that proteins constituting antibodies and antigens are denatured at high temperatures. However, for example, the incubation condition of 56 ° C. for 30 minutes, which is a general condition for deactivating serum, does not denature many proteins. Furthermore, the present inventors have confirmed that protein denaturation can be neglected even at a temperature of about 90 ° C., if the treatment is performed for a short time under low protein concentration conditions such as immunoassay. For example, in the range of 45 to 80 ° C., it was confirmed that incubation for 5 to 180 seconds can obtain almost the same level of reaction promoting effect (FIG. 3). Accordingly, preferable incubation conditions in the present invention are preferably 45-80 ° C., more preferably 50-65 ° C., for 5 seconds or longer, for example, 5-30 seconds.
It goes without saying that a longer incubation time is included in the present invention. However, when shortening of the reaction time is desired, by adopting a short time of 5 seconds or more, the target reaction promoting effect can be expected without sacrificing the reaction time. For example, under high temperature conditions exceeding 80 ° C., protein denaturation can be avoided by setting the incubation time to 5-180 seconds.

あるいは、本発明の方法を耐熱性の物質の反応に応用する場合には、高温条件は問題とならない。たとえばDNAは、高温条件下でもきわめて安定である。したがってDNA間の結合を担体粒子の凝集によって測定しようとする場合には、インキュベートのための温度としてより高い温度を選択することもできる。   Alternatively, high temperature conditions are not a problem when the method of the present invention is applied to the reaction of a heat-resistant substance. For example, DNA is extremely stable even under high temperature conditions. Therefore, when the binding between DNAs is to be measured by aggregation of carrier particles, a higher temperature can be selected as the temperature for incubation.

本発明において、インキュベートによって反応が促進されるメカニズムは、次のように説明することができる。電圧パルスの印加によって整列した担体粒子は、その上に固定された結合パートナーが、親和性物質を介して別の担体粒子上の結合パートナーと架橋されることによって凝集塊を構成する。一連の反応は、担体粒子が整列したときに起きると考えられていた。しかし本発明者が得た知見によると、電圧パルス印加前のインキュベートが反応の効率化に貢献することが確認された。またこのインキュベートの間に、担体粒子上の抗体に抗原が結合した状態が形成されることも明らかにした。つまり、電圧パルス印可によって担体粒子を整列させる前に、抗体が抗原を捕捉した状態にしておくことが反応を効率化すると考えられた。   In the present invention, the mechanism by which the reaction is promoted by incubation can be explained as follows. Carrier particles aligned by application of a voltage pulse form an agglomerate by the binding partner immobilized thereon being cross-linked with a binding partner on another carrier particle via an affinity substance. A series of reactions were thought to occur when the carrier particles were aligned. However, according to the knowledge obtained by the present inventor, it was confirmed that the incubation before applying the voltage pulse contributes to the efficiency of the reaction. It was also clarified that an antigen was bound to the antibody on the carrier particles during this incubation. In other words, it was considered that the antibody was made to capture the antigen before the carrier particles were aligned by applying the voltage pulse, thereby improving the reaction efficiency.

担体粒子が整列した状態においては、担体粒子上の結合パートナーと反応液中に存在する親和性物質の接触の機会が制限されていると考えられる。電圧パルスを印加した反応液中では、電場の断続的な印加によって、担体粒子の整列と分散が繰り返される。その結果、結合パートナーと親和性物質の接触の機会は増加する。一方、電圧パルスを印加されていない条件下では、電圧パルス印加時と比べて、担体粒子の自由度ははるかに大きいと考えられる。その結果、担体粒子上の結合パートナーと親和性物質の接触の機会が増大する。親和性物質を捕捉した結合パートナーを有する担体粒子は、電圧パルスの印加によって他の担体粒子とともに電場に整列する。このとき結合パートナーは既に親和性物質を捕捉しているので、接近した他の担体粒子の結合パートナーとの結合によって速やかに凝集塊が形成される。   In the state where the carrier particles are aligned, it is considered that the opportunity of contact between the binding partner on the carrier particles and the affinity substance present in the reaction solution is limited. In the reaction solution to which the voltage pulse is applied, the alignment and dispersion of the carrier particles are repeated by intermittent application of the electric field. As a result, the chance of contacting the binding partner with the affinity substance is increased. On the other hand, under the condition where no voltage pulse is applied, it is considered that the degree of freedom of the carrier particles is much greater than when the voltage pulse is applied. As a result, the chance of contacting the affinity partner with the binding partner on the carrier particle is increased. Carrier particles having a binding partner that has captured the affinity substance are aligned with the other carrier particles in the electric field by application of a voltage pulse. At this time, since the binding partner has already captured the affinity substance, an aggregate is rapidly formed by the binding with the binding partner of another approaching carrier particle.

つまり電圧パルスの印加の後に担体粒子の凝集を検出し、その凝集を指標として親和性物質を測定する方法においては、担体粒子の凝集塊は、以下の一次反応と二次反応を経て形成されると言ってよい。
一次反応:担体粒子上の結合パートナーが親和性物質を捕捉する反応。このとき、必ずしも親和性物質を介した担体粒子間の架橋構造は形成されなくても良い。
二次反応:複数の担体粒子上の結合パートナーが親和性物質に結合する反応。その結果、親和性物質を介した担体粒子間の架橋構造(すなわち凝集塊)が形成される。
二次反応は電圧パルスの印加によって促進される。しかし一次反応を促進するための具体的な条件は明らかにされていなかった。したがって本発明は、一次反応の促進のための条件を提供したと捉えることもできる。すなわち本発明における電圧パルスの印加前のインキュベート工程は、一次反応の促進のための工程であると言うこともできる。
That is, in the method of detecting the aggregation of carrier particles after application of the voltage pulse and measuring the affinity substance using the aggregation as an index, the aggregates of the carrier particles are formed through the following primary reaction and secondary reaction. You can say.
Primary reaction: a reaction in which a binding partner on a carrier particle captures an affinity substance. At this time, it is not always necessary to form a crosslinked structure between the carrier particles via the affinity substance.
Secondary reaction: A reaction in which binding partners on a plurality of carrier particles bind to an affinity substance. As a result, a crosslinked structure (that is, an agglomerate) between the carrier particles via the affinity substance is formed.
The secondary reaction is promoted by the application of voltage pulses. However, specific conditions for promoting the primary reaction have not been clarified. Therefore, the present invention can be regarded as providing conditions for promoting the primary reaction. That is, it can be said that the incubation step before the application of the voltage pulse in the present invention is a step for promoting the primary reaction.

本発明においては、電圧パルスを印加する前の反応液中に水溶性高分子化合物を添加することができる。水溶性高分子化合物の存在下で、親和性物質と結合パートナーの結合を粒子凝集反応によって検出することによって、凝集反応の強化、あるいは安定化を達成することができる。反応液中の水溶性高分子化合物の濃度は、たとえば0.05〜5%から適宜選択することができる。より好ましくは0.1〜3%、更に好ましくは0.3〜1%である。凝集反応の強化作用が強い化合物は、5%を超える濃度において、非特異的凝集反応の可能性を大きくする傾向がある。また、0.05%以下の低い濃度では、その効果が十分に期待できない場合がある。   In the present invention, the water-soluble polymer compound can be added to the reaction solution before the voltage pulse is applied. By detecting the binding between the affinity substance and the binding partner by the particle agglutination reaction in the presence of the water-soluble polymer compound, the agglutination reaction can be enhanced or stabilized. The concentration of the water-soluble polymer compound in the reaction solution can be appropriately selected from 0.05 to 5%, for example. More preferably, it is 0.1 to 3%, More preferably, it is 0.3 to 1%. Compounds with strong agglutination enhancement tend to increase the likelihood of non-specific agglutination at concentrations above 5%. In addition, at a low concentration of 0.05% or less, the effect may not be sufficiently expected.

水溶性高分子化合物としては、ポリエチレングリコール、デキストラン、カルボキシメチルセルロース等を用いることができる。ポリエチレングリコールの分子量は、6000〜2000000が好ましい。これらの水溶性高分子化合物は1種類でも良いし、2種類以上を組み合わせてもよい。水溶性高分子化合物を反応液に添加するためには、粒子担体を含む試薬中に予め必要量を添加しておくことができる。あるいは水溶性高分子化合物を粒子担体とは異なる試薬として混合することもできる。たとえば、サンプルの希釈液中に水溶性高分子化合物を添加しておくことができるできる。更に、混合される複数の試薬、並びに希釈液中に添加しておくこともできる。
好ましくは、2試薬系とし、緩衝液などの第一試薬に含有させておき、担体を含む第二試薬と混合して測定に使用する。このとき、第一試薬中には異好性抗体(heterophile antibody)などの非特異物質を吸収する非特異吸収剤やリウマチ因子を吸収するための物質を添加することができる。
As the water-soluble polymer compound, polyethylene glycol, dextran, carboxymethyl cellulose and the like can be used. The molecular weight of polyethylene glycol is preferably 6,000 to 2,000,000. One type of these water-soluble polymer compounds may be used, or two or more types may be combined. In order to add the water-soluble polymer compound to the reaction solution, a necessary amount can be added in advance to the reagent containing the particle carrier. Alternatively, the water-soluble polymer compound can be mixed as a reagent different from the particle carrier. For example, a water-soluble polymer compound can be added to a sample diluent. Further, it can be added to a plurality of reagents to be mixed and a diluent.
Preferably, a two-reagent system is used, which is contained in a first reagent such as a buffer and mixed with a second reagent containing a carrier and used for measurement. At this time, a non-specific absorbent that absorbs a non-specific substance such as a heterophile antibody or a substance for absorbing a rheumatoid factor can be added to the first reagent.

本発明に基づく、電圧パルスの印加前のインキュベートによる反応効率の向上は、凝集阻止反応に応用することもできる。すなわち本発明は、次の工程を含む、親和性物質の測定方法を提供する。インキュベートの条件は、前記の条件と同様である。また凝集阻止反応系においても、反応液に水溶性高分子化合物を添加することができる。
(1’)少なくとも測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを含む反応液を、凝集試薬成分と混合する前または後にインキュベートする工程であって、前記担体粒子は凝集試薬によって凝集し、かつ測定対象親和性物質によってその凝集は阻害される工程
(2’)凝集試薬成分の存在下で工程(1’)の反応液に、電圧パルスを印加する工程、
(3’)工程(2’)の後に、凝集試薬との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質との結合によって凝集を阻害された担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(4)工程(3’)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
The improvement in reaction efficiency by incubation before application of a voltage pulse based on the present invention can also be applied to an aggregation inhibition reaction. That is, this invention provides the measuring method of an affinity substance including the following processes. The incubation conditions are the same as those described above. Also in the aggregation inhibition reaction system, a water-soluble polymer compound can be added to the reaction solution.
(1 ′) a step of incubating a reaction liquid containing at least a binding partner having binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance before or after mixing with the agglutination reagent component. The carrier particles are aggregated by an agglutinating reagent, and the aggregation is inhibited by an affinity substance to be measured.
(2 ′) applying a voltage pulse to the reaction solution in step (1 ′) in the presence of the agglutinating reagent component;
(3 ′) After step (2 ′), any of the aggregates of the carrier particles formed by binding to the agglutinating reagent and the carrier particles whose aggregation is inhibited by binding to the affinity substance to be measured or Counting both, and
(4) After the step (3 ′), a step of determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of the carrier particles that did not form the aggregate.

上記のように、電圧パルスの印加前の反応液のインキュベートは、担体粒子の凝集反応の促進に有効である。このとき、インキュベートの温度は、高いほうがより効果が大きいことは既に述べた。一方、電圧パルスを印加された反応液の温度は、ジュール熱のために上昇する。導体を電流が流れるときに、導体において発生する熱がジュール熱である。本発明者は、インキュベートにおける高温条件が凝集反応に促進的に作用するのに対して、電圧パルス印加時の温度上昇が凝集反応に対して阻害的に作用することを見出した。したがって、電圧印加時には、反応液の温度を低く維持することが有利である。   As described above, incubation of the reaction solution before application of the voltage pulse is effective for promoting the agglutination reaction of the carrier particles. At this time, as described above, the higher the incubation temperature, the greater the effect. On the other hand, the temperature of the reaction solution to which the voltage pulse is applied rises due to Joule heat. When current flows through the conductor, the heat generated in the conductor is Joule heat. The present inventor has found that a high temperature condition in incubation acts on the agglutination reaction in an accelerated manner, whereas an increase in temperature when a voltage pulse is applied acts on the agglutination reaction in an inhibitory manner. Therefore, it is advantageous to keep the temperature of the reaction solution low during voltage application.

すなわち本発明は、特定の物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、前記特定物質とを含む反応液に電圧パルスを印加する工程を含む、担体粒子を凝集させるための方法において、電圧を印加している間の反応液の温度を0℃〜20℃とすることを特徴とする方法を提供する。   That is, the present invention relates to a method for aggregating carrier particles, comprising a step of applying a voltage pulse to a reaction solution containing a carrier partner bound to a specific substance and having a binding activity with a specific substance and the specific substance. A method is provided in which the temperature of the reaction solution is 0 ° C. to 20 ° C. while a voltage is applied.

本発明の方法は、たとえば担体粒子の凝集を指標として親和性物質を測定する方法に利用することができる。より具体的には、次の工程を含む、親和性物質の測定方法が本発明によって提供される。
(1)測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを混合した反応液に、0℃〜20℃の条件下で電圧パルスを印加する工程、
(2)工程(1)の後に、測定対象である親和性物質との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質と結合せず凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(3)工程(2)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
The method of the present invention can be used in a method for measuring an affinity substance using, for example, aggregation of carrier particles as an index. More specifically, the present invention provides a method for measuring an affinity substance comprising the following steps.
(1) A voltage pulse is applied under a condition of 0 ° C. to 20 ° C. to a reaction solution in which a carrier particle bound with a binding partner having a binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance are mixed. Process,
(2) After step (1), aggregates of carrier particles formed by binding with the affinity substance to be measured, and carriers that did not bind to the affinity substance to be measured and did not form an aggregate Counting either or both of the particles, and
(3) After the step (2), determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of the carrier particles that did not form the aggregate

あるいは本発明は、次の工程を含む、親和性物質の測定方法を提供する。
(1’)少なくとも測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質および凝集試薬成分を含む反応液に、0℃〜20℃の条件下で電圧パルスを印加する工程、
(2’)工程(1’)の後に、凝集試薬との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質との結合によって凝集を阻害された担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(3)工程(2’)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
Or this invention provides the measuring method of an affinity substance including the following processes.
(1 ′) A voltage is applied to a reaction liquid containing at least a binding partner having a binding activity with a measurement target affinity substance, a measurement target affinity substance, and an aggregating reagent component under a condition of 0 ° C. to 20 ° C. Applying a pulse;
(2 ′) After step (1 ′), any of the aggregates of carrier particles formed by binding to the agglutinating reagent and carrier particles whose aggregation is inhibited by binding to the affinity substance to be measured or Counting both, and
(3) After the step (2 ′), a step of determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of the carrier particles that did not form the aggregate.

本発明において、電圧パルス印加時の温度は、通常0〜20℃、たとえば0〜15℃、好ましくは1〜8℃、あるいは2〜4℃である。電圧パルスの印加によって反応液の温度は上昇する。したがって反応液の温度を低く保つためには、冷却手段を利用するのが有利である。局所的に低温環境を作り出すための好適な冷却手段として、たとえばペルチェ素子を示すことができる。ペルチェ素子とは、ペルチェ(Jean Charles A. Peltier)によって見出されたペルチェ効果を利用した半導体で構成される電子素子である。N型とP型の半導体に直流電流を流すと、半導体の片方で温度が吸収され、他方で放熱が起きる(熱交換現象)。温度が吸収される側の温度は低下し、冷却される。市販のペルチェ素子は、通常、−10℃前後の冷却能力を有している。ペルチェ素子の冷却能力は、半導体に供給する電流によって自由に制御することができる。したがって、電圧パルスを印加している間、温度センサーで反応液の温度を監視し、必要に応じてペルチェ素子を作動させることによって、所定の温度範囲に反応液の温度を維持することができる。   In this invention, the temperature at the time of voltage pulse application is 0-20 degreeC normally, for example, 0-15 degreeC, Preferably it is 1-8 degreeC, or 2-4 degreeC. The temperature of the reaction solution rises by applying the voltage pulse. Therefore, in order to keep the temperature of the reaction solution low, it is advantageous to use a cooling means. As a suitable cooling means for locally creating a low temperature environment, for example, a Peltier element can be shown. The Peltier element is an electronic element composed of a semiconductor using the Peltier effect discovered by Peltier (Jean Charles A. Peltier). When a direct current is passed through N-type and P-type semiconductors, the temperature is absorbed by one of the semiconductors and heat is dissipated by the other (heat exchange phenomenon). The temperature on the side where the temperature is absorbed drops and is cooled. Commercially available Peltier elements usually have a cooling capacity of around −10 ° C. The cooling capacity of the Peltier element can be freely controlled by the current supplied to the semiconductor. Therefore, while the voltage pulse is applied, the temperature of the reaction solution can be maintained within a predetermined temperature range by monitoring the temperature of the reaction solution with a temperature sensor and operating the Peltier element as necessary.

あるいはまた、電圧パルス印加時に反応液を十分に冷却し、電圧パルスの印加後も反応液の温度が所定の範囲にある場合には、電圧パルス印加時の冷却は必ずしも必要ではない。たとえば電圧パルスの印加終了時の反応液の温度が20℃以下であれば、印加の間の冷却無しでも、必要な温度条件を満たすことができる。予め十分に反応液を冷却し、更に必要に応じて、反応液がおかれる環境の温度上昇を抑制することができれば、電圧パルス印加の間の積極的な冷却は必須ではない。   Alternatively, when the reaction liquid is sufficiently cooled when the voltage pulse is applied and the temperature of the reaction liquid is within a predetermined range even after the voltage pulse is applied, the cooling at the time of applying the voltage pulse is not necessarily required. For example, if the temperature of the reaction solution at the end of application of the voltage pulse is 20 ° C. or less, the necessary temperature condition can be satisfied without cooling during application. As long as the reaction solution is sufficiently cooled in advance, and if necessary, the temperature rise in the environment in which the reaction solution is placed can be suppressed, it is not essential to actively cool during the voltage pulse application.

本発明において、電圧パルスを印加する反応液は、予めインキュベートすることができる。インキュベートのための条件は先に述べたとおりである。反応液が37−90℃の高温でインキュベートされた場合には、電圧パルスを印加する前に十分に冷却する。通常、反応液の体積は1mL以下なので、反応液はきわめて短時間で冷却することができる。高温でインキュベートした反応液を冷却し、0−20℃において電圧パルスを印加するという条件は、本発明における好ましい条件である。   In the present invention, the reaction solution to which the voltage pulse is applied can be incubated in advance. The conditions for incubation are as described above. If the reaction is incubated at a high temperature of 37-90 ° C., cool it well before applying the voltage pulse. Usually, since the volume of the reaction solution is 1 mL or less, the reaction solution can be cooled in a very short time. The condition that the reaction solution incubated at high temperature is cooled and a voltage pulse is applied at 0-20 ° C. is a preferable condition in the present invention.

電圧パルス印加時の温度上昇が凝集反応に阻害的に作用するメカニズムは、次のように考えることができる。電圧パルスを印加された反応液中では、担体粒子の整列と分散が繰り返されている。担体粒子上の結合パートナーと反応液中の親和性物質(または凝集試薬成分)との接触の機会を増やすためには、担体粒子分散が有効である。同時に、複数の担体粒子を親和性物質(または凝集試薬成分)との結合によって架橋し、凝集塊を形成するためには、担体粒子の整列が有効である。しかし反応液における担体粒子の動きが激しい場合には、担体粒子が十分に整列できない可能性がある。反応液の温度が上昇した状態は、反応液に含まれる担体粒子のブラウン運動が激しくなって、電圧印加時の担体粒子の整列が難しくなっている状態であると言える。その結果、電圧の印加による担体粒子の整列が阻害され、凝集反応が阻害される。本発明に基づいて電圧パルス印加時の反応液の温度が制御された場合には、電圧印加による担体粒子の整列効果が十分に得られ、温度上昇による凝集反応の阻害を抑制することができる。   The mechanism by which the increase in temperature at the time of voltage pulse application acts on the aggregation reaction in an inhibitory manner can be considered as follows. In the reaction solution to which the voltage pulse is applied, the alignment and dispersion of the carrier particles are repeated. In order to increase the chance of contact between the binding partner on the carrier particles and the affinity substance (or the aggregating reagent component) in the reaction solution, carrier particle dispersion is effective. At the same time, in order to crosslink a plurality of carrier particles by binding with an affinity substance (or an aggregating reagent component) to form an aggregate, the alignment of the carrier particles is effective. However, when the movement of the carrier particles in the reaction solution is intense, the carrier particles may not be sufficiently aligned. It can be said that the state in which the temperature of the reaction liquid is increased is a state where the Brownian motion of the carrier particles contained in the reaction liquid becomes intense and alignment of the carrier particles at the time of voltage application is difficult. As a result, alignment of carrier particles due to application of a voltage is inhibited, and agglutination reaction is inhibited. When the temperature of the reaction liquid at the time of applying the voltage pulse is controlled according to the present invention, the effect of aligning the carrier particles by applying the voltage can be sufficiently obtained, and the inhibition of the aggregation reaction due to the temperature rise can be suppressed.

電圧パルスを印加された反応液における担体粒子の動きを抑制するために、反応液の粘度を高めることも有効である。一般的な凝集反応の反応液は、0.75mPas未満である。このような粘度においては、担体粒子の動きは抑制されず、凝集反応が阻害される場合がある。これに対して本発明者は、0.8mPas以上の粘度において、凝集反応を効率的に進められることを確認した。すなわち本発明は、特定の物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、前記特定物質とを含む反応液に電圧パルスを印加する工程を含む、担体粒子を凝集させるための方法において、電圧を印加している間の反応液の粘度を0.8mPas以上とすることを特徴とする方法を提供する。   In order to suppress the movement of the carrier particles in the reaction solution to which the voltage pulse is applied, it is also effective to increase the viscosity of the reaction solution. The reaction solution for a general agglutination reaction is less than 0.75 mPas. With such a viscosity, the movement of the carrier particles is not suppressed, and the agglutination reaction may be inhibited. In contrast, the present inventor confirmed that the agglutination reaction can proceed efficiently at a viscosity of 0.8 mPas or more. That is, the present invention relates to a method for aggregating carrier particles, comprising a step of applying a voltage pulse to a reaction solution containing a carrier partner bound to a specific substance and having a binding activity with a specific substance and the specific substance. And providing a method characterized in that the viscosity of the reaction solution is 0.8 mPas or more while a voltage is applied.

より具体的には、次の工程を含む親和性物質の測定方法であって、反応液の粘度が0.8mPas以上である方法が本発明によって提供される。
(1)測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを混合した反応液に電圧パルスを印加する工程、
(2)工程(1)の後に、測定対象である親和性物質との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質と結合せず凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(3)工程(2)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
More specifically, the present invention provides a method for measuring an affinity substance including the following steps, wherein the viscosity of the reaction solution is 0.8 mPas or more.
(1) a step of applying a voltage pulse to a reaction liquid in which carrier particles bound with a binding partner having binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance are mixed;
(2) After step (1), aggregates of carrier particles formed by binding with the affinity substance to be measured, and carriers that did not bind to the affinity substance to be measured and did not form an aggregate Counting either or both of the particles, and
(3) After the step (2), determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of the carrier particles that did not form the aggregate

あるいは本発明は、次の工程を含む親和性物質の測定方法であって、反応液の粘度が0.8mPas以上である方法が本発明によって提供される。
(1’)少なくとも測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質および凝集試薬成分を含む反応液に電圧パルスを印加する工程、
(2’)工程(1’)の後に、凝集試薬との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質との結合によって凝集を阻害された担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(3)工程(2’)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
Alternatively, the present invention provides a method for measuring an affinity substance comprising the following steps, wherein the reaction solution has a viscosity of 0.8 mPas or more.
(1 ') a step of applying a voltage pulse to a reaction liquid containing at least a binding partner having a binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance and an aggregating reagent component;
(2 ′) After step (1 ′), any of the aggregates of carrier particles formed by binding to the agglutinating reagent and carrier particles whose aggregation is inhibited by binding to the affinity substance to be measured or Counting both, and
(3) After the step (2 ′), a step of determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of the carrier particles that did not form the aggregate.

本発明において、反応液の粘度は、通常0.8mPasm以上、たとえば1−3mPas、好ましくは1−2mPasである。反応液の粘度は、粘度を調節することができる化合物の添加によって調節することができる。粘度を調節することができる化合物としては、親和性物質と結合パートナーとの結合に干渉しない任意の化合物を利用することができる。たとえば、牛血清アルブミン、カゼイン、グリセリン、スクロース、あるいは塩化コリン等を添加することによって、反応液の粘度を高めることができる。これらの化合物の添加量は、たとえば0.05〜5%から適宜選択することができる。より好ましくは0.1〜3%、更に好ましくは0.3〜1%である。また、反応液の組成が同じであっても、反応液の温度が低下すれば、一般に、粘度は高まる。したがって、反応液の粘度を高めるという意味でも、低温条件下での電圧パルスの印加は有効である。   In the present invention, the viscosity of the reaction solution is usually 0.8 mPasm or more, for example, 1-3 mPas, preferably 1-2 mPas. The viscosity of the reaction solution can be adjusted by adding a compound capable of adjusting the viscosity. As the compound capable of adjusting the viscosity, any compound that does not interfere with the binding between the affinity substance and the binding partner can be used. For example, the viscosity of the reaction solution can be increased by adding bovine serum albumin, casein, glycerin, sucrose, choline chloride or the like. The addition amount of these compounds can be suitably selected from 0.05 to 5%, for example. More preferably, it is 0.1 to 3%, More preferably, it is 0.3 to 1%. Even if the composition of the reaction solution is the same, the viscosity generally increases as the temperature of the reaction solution decreases. Therefore, application of a voltage pulse under a low temperature condition is also effective in increasing the viscosity of the reaction solution.

当業者は、これらの化合物を反応液に添加し、電圧パルスを印加する温度条件下でその粘度を測定することにより、適当な添加量を設定することができる。液体の粘度を決定する方法は公知である。一般的には回転式粘度計や超音波式粘度計が用いられる。   A person skilled in the art can set an appropriate addition amount by adding these compounds to the reaction solution and measuring the viscosity under a temperature condition in which a voltage pulse is applied. Methods for determining the viscosity of a liquid are known. In general, a rotary viscometer or an ultrasonic viscometer is used.

本発明において親和性物質、および親和性物質との結合活性を有する結合パートナーとは、結合反応を構成することができるあらゆる物質の組み合わせを含む。すなわち、ある物質とある物質とが結合するとき、一方が親和性物質であり、他方は結合パートナーである。本発明における親和性物質および結合パートナーは、天然の物質であることもできるし、人工的に合成された化合物であってもよい。また親和性物質および結合パートナーは、精製された物質であることもできるし、不純物の共存も許容される。更に、親和性物質および結合パートナーは、細胞やウイルスの表面に存在していてもよい。   In the present invention, the affinity substance and the binding partner having binding activity with the affinity substance include any combination of substances capable of constituting a binding reaction. That is, when a substance binds to one substance, one is an affinity substance and the other is a binding partner. The affinity substance and binding partner in the present invention may be a natural substance or an artificially synthesized compound. In addition, the affinity substance and the binding partner can be purified substances, and impurities can coexist. Furthermore, the affinity substance and the binding partner may be present on the surface of the cell or virus.

本発明において、親和性物質と結合パートナーとの結合反応の例として、たとえば次のような反応を示すことができる。これらの反応を構成する物質は、いずれも本発明における親和性物質または結合パートナーとすることができる。
抗原またはハプテンと抗体との反応(免疫反応)
相補的な塩基配列を有する核酸間のハイブリダイゼーション
レクチンとそのレセプターとの反応
レクチンと糖鎖の反応
リガンドとレセプターの反応
DNAと転写調節因子の反応
In the present invention, as an example of the binding reaction between the affinity substance and the binding partner, for example, the following reaction can be shown. Any substance constituting these reactions can be used as an affinity substance or a binding partner in the present invention.
Reaction of antigen or hapten with antibody (immune reaction)
Hybridization between nucleic acids having complementary base sequences Reaction between lectin and its receptor Reaction between lectin and sugar chain Reaction between ligand and receptor
Reaction of DNA and transcriptional regulators

上記結合反応の中で、本発明における好ましい結合反応として、たとえば免疫反応を示すことができる。免疫反応を構成する抗原として、次のような物質を示すことができる。これらの抗原は、抗原分子そのもののみならず、その断片や、細胞表面に存在した状態であっても良い。なおこれらの物質は抗原物質の例であり、これら以外の抗原物質に本発明を応用できることは言うまでも無い。たとえば、ラテックス、血球等を担体として使用する免疫学的凝集反応に基づく測定が可能な抗原性物質は、いずれも本発明における親和性物質とすることができる。
腫瘍マーカー:
AFP、CEA、CA19−9、PSA等
凝固線溶糸マーカー:
プロテインC、プロテインS、アンチトロンビン(AT)III、FDP、FDP−D−ダイマー等
感染症マーカー:
CRP、ASO、HBs抗原等
ホルモン:
甲状腺刺激ホルモン(TSH)、プロラクチン、インシュリン等
組織成分:
ミオグロビン、ミオシン、ヘモグロビン等
その他:
DNA等の核酸など
Among the above binding reactions, as a preferable binding reaction in the present invention, for example, an immune reaction can be shown. The following substances can be shown as antigens constituting the immune reaction. These antigens may be present not only on the antigen molecule itself but also on fragments thereof or on the cell surface. Note that these substances are examples of antigenic substances, and it goes without saying that the present invention can be applied to other antigenic substances. For example, any antigenic substance that can be measured based on an immunological agglutination reaction using latex, blood cells or the like as a carrier can be used as the affinity substance in the present invention.
Tumor marker:
AFP, CEA, CA19-9, PSA and other coagulation filament markers:
Infectious disease markers such as protein C, protein S, antithrombin (AT) III, FDP, FDP-D-dimer:
Hormones such as CRP, ASO, HBs antigens:
Tissue components such as thyroid stimulating hormone (TSH), prolactin, and insulin:
Myoglobin, myosin, hemoglobin, etc. Other:
Nucleic acids such as DNA

抗原性物質とそれを認識する抗体は、いずれかを親和性物質として、そして他方を結合パートナーとして利用することができる。本発明において親和性物質とは、当該物質を測定対象とするときに、親和性物質と呼ぶ。他方、結合パートナーとは、親和性物質を測定するためにプローブとして利用することができる、当該親和性物質に対する結合活性を有する物質を言う。したがって、抗原を測定するときには、抗体を結合パートナーとして利用することができる。逆に、抗体を測定するときには、該抗体が認識する抗原を結合パートナーとして利用することができる。たとえば、ラテックス、血球等を担体として使用する免疫学的凝集反応に基づく測定が可能な抗体は、いずれも本発明における親和性物質とすることができる。HBs(B型肝炎ウイルス表面抗原)、HBc(B型肝炎ウイルスコア抗原)、HCV(C型肝炎)、HIV(AIDSウイルス)、TP(梅毒)等に対する抗体が、免疫学的凝集反応によって測定されている。   An antigenic substance and an antibody that recognizes the antigenic substance can be used either as an affinity substance and the other as a binding partner. In the present invention, an affinity substance is referred to as an affinity substance when the substance is a measurement target. On the other hand, the binding partner refers to a substance that can be used as a probe for measuring an affinity substance and has a binding activity for the affinity substance. Therefore, when measuring an antigen, an antibody can be used as a binding partner. Conversely, when measuring an antibody, an antigen recognized by the antibody can be used as a binding partner. For example, any antibody capable of measurement based on immunological agglutination using latex, blood cells or the like as a carrier can be used as the affinity substance in the present invention. Antibodies against HBs (hepatitis B virus surface antigen), HBc (hepatitis B virus core antigen), HCV (hepatitis C), HIV (AIDS virus), TP (syphilis), etc. are measured by immunological aggregation reaction ing.

親和性物質と結合パートナーとの反応を担体粒子の凝集を指標として測定するためのいくつかの反応原理が公知である。これらの反応原理は、いずれも本発明に応用することができる。以下に担体粒子の凝集を指標とする、親和性物質と結合パートナーとの反応を利用した測定原理を例示する。   Several reaction principles are known for measuring the reaction between an affinity substance and a binding partner using the aggregation of carrier particles as an indicator. Any of these reaction principles can be applied to the present invention. Hereinafter, the measurement principle using the reaction between the affinity substance and the binding partner using the aggregation of the carrier particles as an index will be exemplified.

直接凝集反応:
測定対象物質と担体粒子上の結合パートナーとの反応による、担体粒子の凝集が検出される。たとえば、抗原分子を結合パートナーである抗体によって測定する場合が、この原理に含まれる。あるいは逆に、抗原を結合した担体粒子の凝集を指標として、親和性物質である抗体を測定する場合も、この原理に含まれる。直接凝集反応においては、通常、凝集のレベルと測定対象物質である親和性物質の量は正比例する。
Direct agglutination reaction:
Aggregation of the carrier particles due to the reaction between the substance to be measured and the binding partner on the carrier particles is detected. For example, this principle includes the case where an antigen molecule is measured by an antibody that is a binding partner. Or conversely, this principle also includes the case where an antibody as an affinity substance is measured using aggregation of carrier particles bound with an antigen as an index. In a direct agglutination reaction, the level of agglutination and the amount of an affinity substance that is a measurement target substance are usually directly proportional.

凝集阻止反応:
ハプテンと呼ばれる低分子抗原は、担体粒子の凝集に必要な抗原を介した架橋構造を作りにくい。そのため、直接凝集反応の原理ではハプテンを検出することができない。そこで、複数分子のハプテンまたはそのエピトープを含む断片を担体に結合したポリハプテンと、担体粒子上の抗体との結合による凝集反応が利用される。ポリハプテンは、複数の抗体分子を架橋することができるので、担体粒子を凝集させる。しかしハプテンが存在すると、ポリハプテンと抗体との反応が阻止され、担体粒子の凝集が阻止される。凝集阻止のレベルは、ハプテンの存在と正比例する。言い換えれば、測定対象物質の量と、凝集反応のレベルは逆比例する。
Aggregation inhibition reaction:
A low molecular weight antigen called a hapten is difficult to form a cross-linked structure through an antigen necessary for aggregation of carrier particles. Therefore, hapten cannot be detected by the principle of direct agglutination reaction. Therefore, an agglutination reaction is used by binding a polyhapten in which a plurality of haptens or fragments containing epitopes thereof are bound to a carrier and an antibody on the carrier particle. Polyhaptens can crosslink a plurality of antibody molecules, thus aggregating carrier particles. However, the presence of the hapten prevents the reaction between the polyhapten and the antibody and prevents the carrier particles from aggregating. The level of aggregation inhibition is directly proportional to the presence of the hapten. In other words, the amount of the substance to be measured and the level of the aggregation reaction are inversely proportional.

ハプテンに分類される測定対象抗原には、以下のような成分が挙げられる。
ホルモン:
エストロゲン、エストラジオール
薬剤:
テオフィリン
Examples of the antigen to be measured classified as a hapten include the following components.
hormone:
Estrogen and estradiol drugs:
Theophylline

本発明においてハプテンを凝集阻止反応の原理に基づいて測定するためには、ハプテンに対する抗体を結合した担体粒子を凝集させることができる成分が必要である。ハプテンに対する抗体を結合した担体粒子を凝集させることができる成分を、本発明においては凝集試薬と言う。凝集試薬は、抗体との特異的な親和性を有し、かつ抗体との結合によって担体粒子を架橋する作用を有する試薬と定義される。先に述べたポリハプテンは、ハプテンの測定において凝集試薬として用いることができる。   In the present invention, in order to measure a hapten based on the principle of an aggregation inhibition reaction, a component capable of aggregating carrier particles bound with an antibody against the hapten is necessary. In the present invention, a component capable of aggregating carrier particles bound with an antibody against a hapten is referred to as an agglutinating reagent. An agglutination reagent is defined as a reagent that has specific affinity for an antibody and has the effect of crosslinking carrier particles by binding to the antibody. The polyhapten described above can be used as an agglutinating reagent in the measurement of hapten.

本発明において、結合パートナーは、担体粒子に結合して用いられる。本発明の担体粒子としては、ラテックス粒子、カオリン、金コロイド、赤血球細胞、ゼラチン、リポソーム等が挙げられる。ラテックス粒子としては、凝集反応において一般に用いられているものが使用できる。ポリスチレン系ラテックス、ポリビニルトルエン系ラテックス、ポリメタクリレート系のラテックス粒子が公知である。好ましい粒子担体はポリスチレン系ラテックス粒子である。官能基を有するモノマーの共重合によって、ラテックス粒子表面に官能基を導入したラテックス粒子を用いることもできる。たとえば、−COOH、−OH、−NH2 、−SO3等の官能基を有するラテックス粒子が公知である。官能基を有するラテックス粒子には、結合パートナーを化学的に結合させることができる。 In the present invention, the binding partner is used by binding to carrier particles. Examples of the carrier particles of the present invention include latex particles, kaolin, gold colloid, red blood cells, gelatin, and liposomes. As the latex particles, those generally used in the aggregation reaction can be used. Polystyrene latex, polyvinyl toluene latex, and polymethacrylate latex particles are known. Preferred particle carriers are polystyrene latex particles. Latex particles in which a functional group is introduced on the surface of the latex particle by copolymerization of a monomer having a functional group can also be used. For example, -COOH, -OH, -NH 2, latex particles having a functional group -SO 3 and the like are known. A binding partner can be chemically bonded to latex particles having a functional group.

担体粒子の平均粒径は、例えばラテックス粒子の場合、0.3〜20μmが好ましい。平均粒径が0.3μm以下、または20μm以上であるとパールチェインが形成されにくく好ましくない。担体粒子の平均粒径は、例えばラテックス粒子の場合、さらに好ましくは2〜10μmである。また、誘電分極が大きい楕円形粒子を用いることにより、より小さい担体粒子を使用することもできる。   For example, in the case of latex particles, the average particle size of the carrier particles is preferably 0.3 to 20 μm. When the average particle size is 0.3 μm or less, or 20 μm or more, it is difficult to form a pearl chain. For example, in the case of latex particles, the average particle size of the carrier particles is more preferably 2 to 10 μm. Also, smaller carrier particles can be used by using elliptical particles with a large dielectric polarization.

このように、公知のラテックス凝集比濁法における担体粒子が0.05〜0.6μmであるのと比べ、本発明の方法においては1μm以上の大きなサイズの粒子を利用することができる。電圧パルスを印加する工程の利用によって凝集反応が促進される結果、大きなサイズの粒子であっても短時間で十分な反応が進行するためである。担体粒子が大きいことは、以下のような利点につながる。まず、粒子を計測するためのアパーチャーサイズを大きくすることができる。その結果、アパーチャーが詰まりにくくなる。また、担体粒子が大きくなることによって、体液に含まれる測定妨害物質との識別が容易になる。その結果、測定精度が向上する。   Thus, compared with the carrier particles in the known latex agglomeration turbidimetric method having a particle size of 0.05 to 0.6 μm, particles having a large size of 1 μm or more can be used in the method of the present invention. This is because the use of the step of applying the voltage pulse promotes the agglutination reaction, and as a result, a sufficient reaction proceeds in a short time even for large-sized particles. Large carrier particles lead to the following advantages. First, the aperture size for measuring particles can be increased. As a result, the aperture is less likely to be clogged. Further, the increase in the carrier particles facilitates the discrimination from the measurement interfering substance contained in the body fluid. As a result, measurement accuracy is improved.

本発明において、担体粒子としてラテックス粒子に代えて他の粒子を用いる場合にも、ラテックス粒子と同様のサイズの粒子を利用することができる。たとえば、カオリン、金コロイド、ゼラチン、あるいはリポソーム等の粒子を担体粒子に用いる場合に、担体粒子の平均粒径は好ましくは0.3〜20μmである。   In the present invention, when other particles are used as carrier particles instead of latex particles, particles having the same size as latex particles can be used. For example, when particles such as kaolin, colloidal gold, gelatin, or liposome are used as the carrier particles, the average particle size of the carrier particles is preferably 0.3 to 20 μm.

結合パートナーと粒子担体は、それぞれの素材に応じた方法によって結合させることができる。当業者は、両者の結合方法を適宜選択することができる。たとえばラテックス粒子には、抗原や抗体、あるいはそれらの断片などの蛋白質を物理吸着することができる。表面に官能基を有するラテックス粒子においては、当該官能基との共有結合が可能な置換基を化学的に結合させることができる。たとえば、−COOHを有するラテックスには、蛋白質の−NH2を結合させることができる。 The binding partner and the particle carrier can be bound by a method corresponding to each material. A person skilled in the art can appropriately select a method for combining the two. For example, proteins such as antigens, antibodies, or fragments thereof can be physically adsorbed on latex particles. In latex particles having a functional group on the surface, a substituent capable of covalent bonding with the functional group can be chemically bonded. For example, protein —NH 2 can be bound to latex having —COOH.

結合パートナーを結合させた担体粒子は、必要に応じてブロッキングすることができる。具体的には、担体粒子表面を不活性蛋白質で処理することによって、担体粒子表面に対する非特異的な蛋白質の結合を防止することができる。不活性蛋白質としては、ウシ血清アルブミンや脱脂粉乳などを用いることができる。更に、担体粒子の分散性を向上させるために、分散媒に界面活性剤や糖類を加えることができる。また、微生物の繁殖を防ぐために、粒子担体に抗菌剤を添加することもできる。   The carrier particles bound with the binding partner can be blocked as necessary. Specifically, non-specific protein binding to the carrier particle surface can be prevented by treating the carrier particle surface with an inert protein. As the inactive protein, bovine serum albumin, skim milk powder or the like can be used. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the carrier particles, a surfactant or saccharide can be added to the dispersion medium. In addition, an antibacterial agent can be added to the particle carrier to prevent the growth of microorganisms.

本発明は、親和性物質と担体粒子を電界中で整列させる工程を含む。電界中に担体粒子を整列させ、凝集反応を行わせる方法は公知である(特開平7−83928号)。すなわち、親和性物質と担体粒子を含む反応液に電圧パルスを印加することにより、担体粒子を電界に沿って整列させることができる。   The present invention includes the step of aligning the affinity substance and the carrier particles in an electric field. A method for aligning carrier particles in an electric field and performing an agglutination reaction is known (Japanese Patent Laid-Open No. 7-83928). That is, the carrier particles can be aligned along the electric field by applying a voltage pulse to the reaction liquid containing the affinity substance and the carrier particles.

このとき、凝集阻止反応の原理を利用する場合には、親和性物質と担体粒子は、凝集試薬の共存下で整列させられる。凝集試薬は、担体粒子と測定対象親和性物質との接触の後に接触させることができる。あるいは予め測定対象親和性物質と凝集試薬を混合した後に担体粒子を添加することによって、3つの成分を同時に接触させることができる。   At this time, when the principle of the aggregation inhibition reaction is used, the affinity substance and the carrier particles are aligned in the presence of the aggregation reagent. The agglutinating reagent can be brought into contact after the contact between the carrier particles and the affinity substance to be measured. Alternatively, the three components can be contacted simultaneously by adding carrier particles after previously mixing the affinity substance to be measured and the agglutinating reagent.

電圧パルスには交流成分、または直流成分を利用することができる。両者を任意に組み合わせることもできる。反応液は電気分解を起こしやすいので交流電圧が好ましい。交流電圧には、方形波、矩形波、あるいは正弦波等を用いることができる。反応液(試薬)のイオン強度により、交流電圧の電源周波数を任意に設定することができる。交流電圧は波高値で示したとき、5〜50V/mmの電解強度が得られるように印加する。電解強度が5V/mmよりも小さいと担体のパールチェイン化が起こりにくく、したがって凝集反応の促進が不十分となる。電解強度が50V/mmを超えると反応液の電気分解が起こりやすく、凝集反応の測定が困難となる。より好ましくは10〜20V/mmの電界強度が得られるように印加する。交流の周波数は10KHz〜10MHzの周波数が好ましい。より好ましくは50KHz〜1MHzの周波数である。   An AC component or a DC component can be used for the voltage pulse. Both can be arbitrarily combined. An AC voltage is preferred because the reaction solution is susceptible to electrolysis. As the AC voltage, a square wave, a rectangular wave, a sine wave, or the like can be used. The power supply frequency of the AC voltage can be arbitrarily set depending on the ionic strength of the reaction solution (reagent). The AC voltage is applied so as to obtain an electrolytic strength of 5 to 50 V / mm when indicated by a peak value. When the electrolytic strength is less than 5 V / mm, the support is less likely to be pearl chained, and therefore the aggregation reaction is not sufficiently promoted. When the electrolytic strength exceeds 50 V / mm, the reaction solution is likely to be electrolyzed, making it difficult to measure the aggregation reaction. More preferably, it is applied so as to obtain an electric field strength of 10 to 20 V / mm. The AC frequency is preferably 10 KHz to 10 MHz. More preferably, the frequency is 50 KHz to 1 MHz.

反応系中の担体粒子の濃度が高いほどパールチェインが形成されやすいので凝集反応が促進される。また、担体粒子の濃度が高いほど生物学的特異的反応性物質が存在しない場合に再分散したときの担体粒子の凝集率が大きくなる傾向がある。反応系中の担体粒子の濃度は、例えばラテックス粒子の場合、好ましくは0.01〜2重量%、より好ましくは0.05〜1重量%である。   As the concentration of the carrier particles in the reaction system is higher, the pearl chain is more easily formed, so that the agglutination reaction is promoted. Further, the higher the concentration of the carrier particles, the larger the aggregation rate of the carrier particles when redispersed when there is no biologically specific reactive substance. For example, in the case of latex particles, the concentration of carrier particles in the reaction system is preferably 0.01 to 2% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight.

本発明において、反応液には凝集反応を促進する塩を添加することができる。たとえば、10mM以上の比較的高い濃度で塩を添加することにより、凝集反応を促進することができる。ただし塩の濃度が反応系中に600mM以上の濃度で存在すると反応液の電気分解が起こり易くなるので好ましくない。より好ましい塩の濃度は10〜300mM、最も好ましい塩の濃度は25〜150mMである。生体試料自身が凝集反応を促進する塩を含有している可能性がある場合には、反応液中の最終塩濃度が上記の範囲に入るように試薬の塩濃度を調整すると良い。なお電圧パルスとして直流成分を用いる場合では約6mMの塩濃度の反応液でも電気分解が起こるため、塩の存在下では生物学的特異的凝集反応の測定は困難である。   In the present invention, a salt that promotes the aggregation reaction can be added to the reaction solution. For example, the aggregation reaction can be promoted by adding a salt at a relatively high concentration of 10 mM or more. However, it is not preferable that the salt concentration exists in the reaction system at a concentration of 600 mM or more because electrolysis of the reaction solution easily occurs. A more preferable salt concentration is 10 to 300 mM, and a most preferable salt concentration is 25 to 150 mM. When there is a possibility that the biological sample itself contains a salt that promotes the agglutination reaction, the salt concentration of the reagent may be adjusted so that the final salt concentration in the reaction solution falls within the above range. When a direct current component is used as a voltage pulse, electrolysis occurs even in a reaction solution having a salt concentration of about 6 mM. Therefore, it is difficult to measure a biological specific agglutination reaction in the presence of salt.

本発明における塩は、生物学的特異的凝集反応を促進するものの中から選択され得る。例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、塩化アンモニウムが挙げられるがこれに限定されるものではない。モル電気伝導度が10mM、25℃の水溶液において100cm2/(Ω・mol)以上の値を示す塩は、本発明に用いる塩として好ましい。より具体的には、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、および塩化アンモニウム等を好ましい塩として示すことができる。 The salt in the present invention may be selected from those that promote biological specific aggregation reaction. Examples include, but are not limited to, sodium chloride, potassium chloride, sodium nitrate, potassium nitrate, and ammonium chloride. A salt showing a value of 100 cm 2 / (Ω · mol) or more in an aqueous solution having a molar electric conductivity of 10 mM and 25 ° C. is preferable as the salt used in the present invention. More specifically, for example, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride and the like can be shown as preferable salts.

本発明において、親和性物質を含む検体は制限されない。すなわち、測定対象である親和性物質を含む任意の試料を検体として利用することができる。たとえば、血液試料、咽頭などの局所から採取された試料、唾液、喀痰、尿、あるいは便は代表的な生体試料である。その他、生体から採取されるあらゆる生体材料は、生体物質測定用の検体として本発明に利用することができる。更に、これらの生体試料を培養することによって得ることができる培養物も、本発明の検体として利用することができる。生体材料は、そのまま、あるいは必要に応じて処理した後に、検体とすることができる。たとえば、生体材料は分画、希釈、溶解、抽出などの処理を経て、検体とすることができる。   In the present invention, the specimen containing an affinity substance is not limited. That is, any sample containing an affinity substance to be measured can be used as a specimen. For example, blood samples, samples collected from a local area such as the pharynx, saliva, sputum, urine, or stool are typical biological samples. In addition, any biological material collected from a living body can be used in the present invention as a specimen for measuring a biological substance. Furthermore, cultures that can be obtained by culturing these biological samples can also be used as specimens of the present invention. The biomaterial can be used as a specimen as it is or after being processed as necessary. For example, a biomaterial can be made into a specimen through processes such as fractionation, dilution, dissolution, and extraction.

本発明において検体は原液でもよく、又は自動希釈して測定に使用される。希釈倍率は任意に設定することが可能である。反応に必要な試薬が複数種類となるときには、2試薬以上を順次に添加することも可能である。検体と試薬は電圧を印加する前に予め混合しておくことが望ましい。攪拌子を使って物理的に両者を混合することができる。あるいは電気的な方法によって、両者を混合することもできる。電気的な手法としては、異なる方向の電圧パルスの断続的な印加によって、担体粒子の位置を物理的に動かす方法を例示することができる。   In the present invention, the specimen may be a stock solution, or it is automatically diluted and used for measurement. The dilution factor can be arbitrarily set. When there are a plurality of types of reagents necessary for the reaction, it is possible to add two or more reagents sequentially. It is desirable that the specimen and the reagent are mixed in advance before applying the voltage. Both can be physically mixed using a stir bar. Or both can be mixed by an electrical method. As an electrical method, a method of physically moving the position of the carrier particle by intermittently applying voltage pulses in different directions can be exemplified.

本発明の測定方法を構成する各工程を以下に具体的に説明する。試料とともに必要な成分を混合した反応液は、電極配置した槽に移動して、電圧パルスを印加される。電圧パルスの印加前に、予め反応液をインキュベートする場合には、電極を備えた槽に移動後、および移動前の両方、またはいずれかの段階で、インキュベートされる。電場をかけると担体粒子は誘電分極を起こして静電的に引き合い直鎖状に並ぶ。この現象は、パールチェイン化と呼ばれている。その後電場を停止すると直鎖に並んでいた担体粒子は瞬時に再分散する。一方パールチェイン化の際に親和性物質を介して結合パートナー同士が結合すると、担体粒子は電場を停止後も分散せずに凝集塊を形成したままの状態で存在する。こうして形成された凝集塊および凝集しなかった担体粒子の両方、またはいずれかを測定することにより親和性物質の存在を検出又は測定することができる。   Each process which comprises the measuring method of this invention is demonstrated concretely below. The reaction liquid in which necessary components are mixed together with the sample moves to a tank in which electrodes are arranged, and is applied with a voltage pulse. In the case of incubating the reaction solution in advance before the application of the voltage pulse, the reaction solution is incubated after the transfer to the tank equipped with the electrode and before or at any stage. When an electric field is applied, the carrier particles cause dielectric polarization and are attracted electrostatically to form a linear shape. This phenomenon is called pearl chain formation. Thereafter, when the electric field is stopped, the carrier particles arranged in a straight line are instantaneously redispersed. On the other hand, when the binding partners are bound to each other via an affinity substance during the pearl chain formation, the carrier particles remain in an aggregated state without being dispersed even after the electric field is stopped. The presence of the affinity substance can be detected or measured by measuring the aggregate formed in this way and / or the carrier particles not aggregated.

本発明の測定方法は、測定対象である親和性物質との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質と結合せず凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれかまたは両方を、指標として計数することを特徴とする。本発明において、粒子は電場を停止後に測定することができる。あるいは電場に置かれた粒子を、電場を停止することなく測定することもできる。たとえば、電場に置かれた粒子は、電場の中から取り出すことによって計数することができる。更に、粒子の計数前に、粒子を分散させる工程を実施することができる。計数前の分散工程によって、非特異的な要因によって凝集した粒子を分散させることができる。その結果、測定精度の向上が期待できる。粒子は、攪拌や反応液の希釈によって分散させられる。   The measurement method of the present invention includes any one of an aggregate of carrier particles formed by binding to an affinity substance to be measured and a carrier particle that has not bound to an affinity substance to be measured and has not formed an aggregate. Or both are counted as indicators. In the present invention, the particles can be measured after the electric field is stopped. Alternatively, particles placed in an electric field can be measured without stopping the electric field. For example, particles placed in an electric field can be counted by taking them out of the electric field. Further, a step of dispersing the particles can be performed before counting the particles. By the dispersion step before counting, particles aggregated due to non-specific factors can be dispersed. As a result, improvement in measurement accuracy can be expected. The particles are dispersed by stirring or dilution of the reaction solution.

凝集した単体粒子を計数するために、公知の方法を利用することができる。たとえば二次元情報に基づいて凝集のレベルを決定する方法が公知である。すなわち反応液の顕微鏡画像をスキャンし、単位面積あたりに占める凝集塊と非凝集粒子のいずれか、または両方が計数される。
あるいは本発明においては、担体粒子を、三次元情報を指標として計数することもできる。本発明において、三次元情報を指標とする計数とは、粒子および/または凝集塊の三次元情報を測定し、その結果に基づいて粒子および/または凝集塊を計数することを言う。三次元情報に基づく担体粒子の計数は、本発明における計数方法として好ましい。
A known method can be used to count the aggregated single particles. For example, a method for determining the level of aggregation based on two-dimensional information is known. That is, a microscopic image of the reaction solution is scanned, and either agglomerates and non-aggregated particles or both occupied per unit area are counted.
Alternatively, in the present invention, the carrier particles can be counted using three-dimensional information as an index. In the present invention, counting using three-dimensional information as an index means measuring three-dimensional information of particles and / or aggregates and counting the particles and / or aggregates based on the results. Counting carrier particles based on three-dimensional information is preferable as a counting method in the present invention.

三次元情報を測定するための方法は限定されない。また、本発明における計数とは、粒子および/または凝集塊の数を求めることを言う。粒子および/または凝集塊の数は、単に数のみを測定することもできる。あるいは凝集した粒子を、凝集していない粒子と区別して測定することもできる。更に、凝集した粒子については、凝集した粒子の数ごとに、その凝集塊の数を測定することもできる。三次元情報を指標として粒子を計数するためのいくつかの方法が公知である。   The method for measuring the three-dimensional information is not limited. Further, the counting in the present invention means obtaining the number of particles and / or aggregates. The number of particles and / or agglomerates can be measured solely by number. Alternatively, aggregated particles can be measured separately from non-aggregated particles. Furthermore, about the aggregated particle | grains, the number of the aggregates can also be measured for every number of aggregated particles. Several methods for counting particles using three-dimensional information as an index are known.

本発明に利用することができる粒子の計数方法は、物理的な原理に基づく測定方法が有利である。本発明において物理的な測定方法とは、粒子または凝集塊に固有の物理的な情報を評価することができる測定方法を言う。粒子または凝集塊に固有の物理的な情報は、真の測定結果と言い換えることもできる。これに対して画像情報から取得される二次元情報を解析する方法は、実際には凝集していない粒子の重なりを凝集塊として検出してしまう。このような検出結果は、粒子に固有の物理的な情報とは言えない。   The particle counting method that can be used in the present invention is advantageously a measuring method based on a physical principle. In the present invention, the physical measurement method refers to a measurement method capable of evaluating physical information unique to particles or agglomerates. The physical information unique to the particles or agglomerates can be rephrased as true measurement results. On the other hand, the method of analyzing the two-dimensional information acquired from the image information detects an overlap of particles that are not actually aggregated as an aggregate. Such a detection result cannot be said to be physical information unique to the particle.

粒子または凝集塊を物理的に測定するには、フローシステムの利用が有利である。フローシステムは、微細なフローセル中を通過する粒子の物理的な情報を解析することができるシステムである。フローシステムを利用することにより、容易に物理的な測定を実施することができる。すなわち本発明における物理的な測定とは、フローシステムによって粒子および凝集塊のいずれかまたは両方の三次元情報を測定し計数する工程を含む。三次元情報を指標として粒子を物理的に計数するための方法として、たとえば、コールター原理またはレーザー回析散乱法を示すことができる。   Use of a flow system is advantageous for physically measuring particles or agglomerates. The flow system is a system that can analyze physical information of particles passing through a fine flow cell. By using the flow system, physical measurement can be easily performed. That is, the physical measurement in the present invention includes a step of measuring and counting three-dimensional information of either or both of particles and agglomerates by a flow system. As a method for physically counting particles using three-dimensional information as an index, for example, the Coulter principle or the laser diffraction scattering method can be shown.

コールター原理(USPA2656508,1953年)とは、アパーチャー(細孔)の両側に電極を置き、アパーチャー内を通過する粒子による電気抵抗の変化に基づいて粒子の体積を検出する解析方法である。電解液を通して両電極間に微小電流を流したとき、電解液中に懸濁した粒子が吸引されてアパーチャーを通過すると、粒子体積に相当する電解液が粒子によって置換される。その結果、両電極間の電気抵抗に変化を生じるので、この変化を測定することにより、粒子の計数とサイズ(体積)を測定することができる。体積を検出する方法として静電容量法があるが、実用化されているものは電気抵抗法がほとんどである。
アパーチャーサイズは、解析対象となる粒子に合わせて適宜調節することができる。一般的な免疫学的な粒子凝集反反応に用いられる担体粒子の凝集を検出する場合、アパーチャーサイズとしては、通常30〜1000μm、好ましくは50〜200μmを示すことができる。
The Coulter principle (USPA2656508, 1953) is an analysis method in which electrodes are placed on both sides of an aperture (pore) and the volume of the particle is detected based on a change in electrical resistance due to the particle passing through the aperture. When a minute current is passed between both electrodes through the electrolytic solution, when the particles suspended in the electrolytic solution are sucked and pass through the aperture, the electrolytic solution corresponding to the particle volume is replaced by the particles. As a result, a change occurs in the electrical resistance between both electrodes, and by measuring this change, the particle count and size (volume) can be measured. There is a capacitance method as a method for detecting the volume, but the electric resistance method is mostly used.
The aperture size can be appropriately adjusted according to the particle to be analyzed. When detecting the aggregation of carrier particles used for general immunological particle aggregation reaction, the aperture size is usually 30 to 1000 μm, preferably 50 to 200 μm.

アパーチャーサイズは、担体粒子の平均粒径に対して数倍〜数百倍、好ましくは5倍〜50倍とするのが有利である。この場合、体積に比例したシグナルが検出でき、精度のよい高感度な測定が実現できる。粒子径に対してアパーチャーサイズの倍率は小さい方が感度はよくなるが、小さすぎると粒子が詰まりやすくなり、大きすぎると粒子の検出感度が低下するので好ましくない。   The aperture size is advantageously several to several hundred times, preferably 5 to 50 times the average particle size of the carrier particles. In this case, a signal proportional to the volume can be detected, and accurate and sensitive measurement can be realized. The sensitivity is better when the aperture size magnification is smaller than the particle diameter. However, when the aperture size is too small, the particles are easily clogged, and when the aperture size is too large, the particle detection sensitivity is lowered, which is not preferable.

このようにして凝集粒子を計数することによって、凝集粒子の割合を知ることができる。凝集粒子の割合とは、計数した全粒子に占める凝集した粒子の割合を言う。また凝集粒子の割合を、凝集率(aggligation rate)と言う。更に、予め濃度がわかっている標準試料について、凝集率を求め、両者の関係をグラフにプロットすることによって、標準曲線を得ることができる。これに対して、検体の凝集率を照合すれば、検体に含まれる測定対象親和性物質の濃度を明らかにすることができる。
あるいは前記標準曲線を回帰式として表すこともできる。回帰式が得られれば、凝集率を回帰式に代入することによって、測定対象親和性物質の濃度を算出することもできる。
By counting the aggregated particles in this way, the ratio of the aggregated particles can be known. The ratio of aggregated particles refers to the ratio of aggregated particles to all counted particles. Further, the ratio of the aggregated particles is referred to as an aggregation rate. Furthermore, a standard curve can be obtained by obtaining the aggregation rate for a standard sample whose concentration is known in advance and plotting the relationship between the two on a graph. On the other hand, if the aggregation rate of the specimen is collated, the concentration of the measurement target affinity substance contained in the specimen can be clarified.
Alternatively, the standard curve can be expressed as a regression equation. If the regression equation is obtained, the concentration of the affinity substance to be measured can also be calculated by substituting the aggregation rate into the regression equation.

一方レーザー回析散乱法とは、粒子にレーザーを照射した際に生じる揺らぎを検出することにより粒子の計数と平均径を測定するものである。いずれの場合も、測定精度を高めるために、粒子の誤測定を抑制する目的として、反応粒子を希釈、超音波の印加又は/及びシースフォロー方式などを用いることが好ましい。 On the other hand, the laser diffraction scattering method is to measure the particle count and the average diameter by detecting fluctuations generated when a particle is irradiated with a laser. In any case, in order to increase the measurement accuracy, it is preferable to use a method of diluting reactive particles, applying ultrasonic waves, and / or a sheath follow method in order to suppress erroneous measurement of particles.

その他にも以下のような方法を、粒子体積の測定方法として示すことができる。
遠心沈降法:液中における粒子の沈降速度と粒径の関係を示すストークスの式により粒径分布を測定する方法。(光透過式遠心沈降法では、ストークスの法則を適用し、同じ比重の粒子ならば大粒のものの方が小粒のものよりも早く沈降することを利用する。その時の粒子濃度を光透過による濁度変化として解析し、粒度分布を求めることができる。)
In addition, the following method can be shown as a method for measuring the particle volume.
Centrifugal sedimentation method: A method of measuring the particle size distribution by the Stokes equation showing the relationship between the sedimentation rate of particles in a liquid and the particle size. (In the light transmission centrifugal sedimentation method, Stokes' law is applied, and if particles with the same specific gravity are used, the larger particles are settled faster than the smaller particles. Analyzed as change, particle size distribution can be obtained.)

キャピラリー方式:キャピラリー中を流れる粘性流体のレイノルズ数が小さい場合、そこにはポアズイユの流体が発生する。この流れはキャピラリー中央ほど速く、管壁ほど遅いため、大きな粒子は平均的に速い流束中を、小さい粒子は平均的に遅い流束中を流れて行くことになる。つまり粒子は一定長のキャピラリー中を流れる際、この移動速度の違いにより、サイズ別に分離され検出される。 Capillary method: When the Reynolds number of the viscous fluid flowing through the capillary is small, a Poiseuille fluid is generated there. This flow is faster in the center of the capillary and slower in the tube wall, so that large particles flow in an average fast flux and small particles in an average slow flux. In other words, when particles flow through a capillary of a certain length, they are separated and detected by size due to the difference in moving speed.

三次元的画像解析:異なる方向から撮影した複数の画像情報を解析し、粒子の三次元情報を求めることができる。あるいはxy平面の画像情報をz軸方向へスキャンすることにより、粒子の三次元情報を求めることができる。 Three-dimensional image analysis: A plurality of pieces of image information taken from different directions can be analyzed to obtain three-dimensional information of particles. Alternatively, three-dimensional information of particles can be obtained by scanning image information on the xy plane in the z-axis direction.

本発明の測定方法においては、凝集した(またはしなかった)担体粒子が計数される。計数の結果によって、測定対象である親和性物質が定性的に、または定量的に測定される。定性的な測定においては、凝集粒子の存在は、測定対象である親和性物質の存在を意味する。あるいは凝集阻止反応の場合には、凝集の阻止が検出されたときに、測定対象の存在が証明される。   In the measurement method of the present invention, aggregated (or not) carrier particles are counted. Depending on the counting result, the affinity substance to be measured is measured qualitatively or quantitatively. In qualitative measurement, the presence of aggregated particles means the presence of an affinity substance to be measured. Alternatively, in the case of an aggregation inhibition reaction, the presence of the measurement target is proved when the inhibition of aggregation is detected.

また定量的な測定においては、凝集のレベルを測定対象である親和性物質の量と関連付けることができる。より具体的には、予め親和性物質の量が明らかな試料について本発明の測定方法を行い、凝集粒子の検出結果と親和性物質の量の関係を明らかにしておく。次に、試料について同様の測定を行い、堆積に基づく凝集粒子の検出結果から、親和性物質の量を明らかにすることができる。凝集阻止反応の場合であっても、同様にして定量的な測定は可能である。   In quantitative measurement, the level of aggregation can be correlated with the amount of affinity substance to be measured. More specifically, the measurement method of the present invention is performed on a sample in which the amount of the affinity substance is known in advance, and the relationship between the detection result of the aggregated particles and the amount of the affinity substance is clarified. Next, the same measurement is performed on the sample, and the amount of the affinity substance can be clarified from the detection result of the aggregated particles based on the deposition. Even in the case of an agglutination inhibition reaction, a quantitative measurement is possible in the same manner.

粒子および/または凝集塊の計数方法としては、一定の粒子数をカウントする手段においては、2個以上に凝集した粒子数/総粒子数や単粒子/総粒子数など目的に合わせて演算式を選ぶことができる。総粒子数とは、ある計測時間内に計測された全ての粒子の数であっても良いし、反応液の全量を解析の対象とする場合には、もじどおり、反応液に含まれる粒子の総数とすることもできる。反応液に含まれる粒子の総数は、反応液の全容量が明らかな場合には、その一部を計数することによって、近似的に算出することもできる。   As a counting method of particles and / or agglomerates, in a means for counting a certain number of particles, an arithmetic expression according to the purpose such as the number of particles aggregated to two or more / total number of particles or single particle / total number of particles is used. You can choose. The total number of particles may be the number of all particles measured within a certain measurement time. If the total amount of the reaction solution is to be analyzed, It can also be the total number. If the total volume of the reaction solution is clear, the total number of particles contained in the reaction solution can be approximately calculated by counting a part thereof.

あるいは、電気抵抗法やレーザー回析散乱法などによって、一定時間あたりに検出された粒子および/または凝集塊の数に基づいて、親和性物質を検出または測定することができる。つまり、凝集反応により単粒子は凝集して凝集塊を形成することから、時間当たりに計数される粒子数が少なくなる。または、所定数の粒子および/または凝集塊を計数するに要する時間を指標とすることもできる。このような計数方法を本発明に適用する場合には、それぞれ粒子および/または凝集塊の数と、親和性物質の量との間の関係を、回帰式として表すことができる。
抗体が感作された粒子は、抗原の濃度に応じて、2個以上の粒子からなる凝集塊の割合が多くなる。そして2個以上に凝集した粒子数/総粒子数で表される凝集率は、1.00(100%)に収束する。
Alternatively, the affinity substance can be detected or measured based on the number of particles and / or aggregates detected per certain time by an electric resistance method, a laser diffraction scattering method, or the like. That is, since the single particles are aggregated by the aggregation reaction to form aggregates, the number of particles counted per time is reduced. Alternatively, the time required to count a predetermined number of particles and / or agglomerates can be used as an index. When such a counting method is applied to the present invention, the relationship between the number of particles and / or aggregates and the amount of affinity substance can be expressed as a regression equation.
In the particles sensitized with the antibody, the proportion of aggregates composed of two or more particles increases depending on the concentration of the antigen. The aggregation rate represented by the number of particles aggregated into two or more / the total number of particles converges to 1.00 (100%).

コールター原理にしろレーザー回析散乱法にしろ、粒子の三次元情報を計測する方法は、二次元的な画像データを解析する方法と比較して、簡単な機器構成によって、高精度な解析が期待できる。既に述べたように、二次元的な画像データの解析においては、反応液の容積が制限される。これに対して三次元情報を計測する方法は、フロー式の解析手法を応用できるため、反応液の容積は制限されない。また反応空間の物理的な形状も制限されない。これらの理由により、機器構成はシンプルとなる。加えて、反応液量を自由に設定できることが、再現性や検出感度の向上に貢献する。   Regardless of the Coulter principle or the laser diffraction scattering method, the method of measuring the three-dimensional information of particles is expected to provide high-accuracy analysis with a simple equipment configuration compared to the method of analyzing two-dimensional image data. it can. As already described, in the analysis of two-dimensional image data, the volume of the reaction solution is limited. On the other hand, since the method of measuring three-dimensional information can apply a flow analysis method, the volume of the reaction solution is not limited. Further, the physical shape of the reaction space is not limited. For these reasons, the device configuration is simple. In addition, the ability to freely set the amount of reaction solution contributes to the improvement of reproducibility and detection sensitivity.

あるいは本発明は、凝集阻止反応系に応用することもできる。凝集試薬を利用する、凝集阻止反応に基づく免疫学的粒子凝集反応法の原理は既に述べた。上記工程によって、免疫学的粒子凝集反応に本発明を応用することができる。上記工程を構成する電圧パルスの印加や凝集塊の形成レベル、あるいは凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルの解析は、先に具体的に述べたような方法によって実施することができる。   Alternatively, the present invention can also be applied to an aggregation inhibition reaction system. The principle of the immunological particle agglutination method based on the agglutination inhibition reaction using an agglutination reagent has already been described. Through the above steps, the present invention can be applied to immunological particle agglutination reactions. The application of the voltage pulse, the formation level of the agglomerates, or the analysis of the level of the carrier particles that have not formed the agglomerates can be performed by the method specifically described above.

なお凝集阻止反応の原理に基づいて本発明を実施する場合には、2個以上の粒子が凝集した凝集塊がより多く生成される条件を選択することが望ましい。あるいは、単粒子/総粒子数を指標として凝集レベルを評価する方法が好ましい。凝集阻止反応の原理に基づく場合には、このような演算式を利用したほうが、2個以上に凝集した粒子数/総粒子数の演算式に基づく解析よりも、高い感度を期待できる。   In the case of carrying out the present invention based on the principle of the aggregation prevention reaction, it is desirable to select conditions under which more aggregates in which two or more particles aggregate are generated. Alternatively, a method of evaluating the aggregation level using the number of single particles / total number of particles as an index is preferable. When based on the principle of the aggregation inhibition reaction, the use of such an arithmetic expression can be expected to have higher sensitivity than the analysis based on the arithmetic expression of the number of particles aggregated to two or more / the total number of particles.

加えて本発明は、上記測定方法を実施するための装置を提供する。すなわち本発明は、特定の物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、前記特定物質とを含む反応液に電圧パルスを印加する手段を含む、担体粒子を凝集させるための装置において、反応液の温度を37℃〜90℃に加熱するための手段を有することを特徴とする装置を提供する。   In addition, the present invention provides an apparatus for carrying out the above measurement method. That is, the present invention relates to an apparatus for aggregating carrier particles, comprising carrier particles bound with a binding partner having binding activity with a specific substance, and means for applying a voltage pulse to a reaction solution containing the specific substance. And an apparatus characterized by having means for heating the temperature of the reaction solution to 37 ° C to 90 ° C.

あるいは本発明は、以下の要素を含む、測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定すべき親和性物質との結合を、前記担体粒子の親和性物質または凝集試薬による凝集を指標として測定するための測定装置を提供する。本発明の測定装置の構成例を図1、あるいは図5に示した。
a:反応液を保持するための空間、
b:反応液の温度を37℃〜90℃でインキュベートするための手段、
c:反応液に電圧パルスを印加するための手段、
d:パルス電圧の印加時における反応液の温度を0℃〜20℃とするための手段、および
e:反応液に含まれる担体粒子と担体粒子の凝集塊のいずれか、または両方を計数するための手段
Alternatively, the present invention relates to the binding between the carrier particle having a binding activity with the affinity substance to be measured and containing the following elements, and the affinity substance to be measured. A measuring apparatus for measuring aggregation by an agglutinating reagent as an index is provided. A configuration example of the measuring apparatus of the present invention is shown in FIG. 1 or FIG.
a: space for holding the reaction solution,
b: means for incubating the temperature of the reaction solution at 37 ° C. to 90 ° C.
c: means for applying a voltage pulse to the reaction solution,
d: means for setting the temperature of the reaction solution to 0 ° C. to 20 ° C. when a pulse voltage is applied, and
e: Means for counting either or both of carrier particles and agglomerates of carrier particles contained in the reaction solution

本発明において、a:反応液を保持するための空間は、反応液を保持するための任意の空間を利用することができる。微量の試料を反応させるためには、小容量の空間であることが有利である。たとえば1μL〜10mL、好ましくは10〜500μL程度の空間を利用することができる。この空間は、必要に応じて、試料や試薬の供給手段、あるいは後に述べる担体粒子の計測手段を装備することもできる。空間に収容される反応液は、測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象である親和性物質を含む試料で構成される。あるいは凝集阻止反応系においては、更に凝集試薬成分が添加される。   In the present invention, a: a space for holding the reaction liquid can be any space for holding the reaction liquid. In order to react a small amount of sample, it is advantageous to have a small volume of space. For example, a space of about 1 μL to 10 mL, preferably about 10 to 500 μL can be used. This space can be equipped with a sample or reagent supply means or a carrier particle measurement means described later, if necessary. The reaction solution accommodated in the space is composed of carrier particles bound with a binding partner having binding activity with the measurement target affinity substance, and a sample containing the affinity substance to be measured. Alternatively, an agglutination reagent component is further added in the aggregation inhibition reaction system.

本発明において、a:反応液を保持するための空間には、b:反応液の温度を37℃〜90℃でインキュベートするための手段が装備される。反応液を所定の温度に保持するためには、たとえば温度センサーと加熱手段を利用することができる。加熱手段としては、ヒーターやペルチェ素子を利用することができる。   In the present invention, a: a space for holding the reaction solution is equipped with a means for b: incubation of the reaction solution at 37 ° C. to 90 ° C. In order to maintain the reaction solution at a predetermined temperature, for example, a temperature sensor and a heating means can be used. A heater or a Peltier element can be used as the heating means.

次に本発明におけるc:反応液に電圧パルスを印加するための手段について説明する。電圧パルスは、反応液に接触した電極を通じて印加される。担体粒子を電場に整列されるための電極は、たとえば先に記載した先行技術文献においても利用されている。これら公知の電極を、本発明に利用することができる。本発明の装置には、電極に電圧を供給するための電源を装備することができる。   Next, the means for applying a voltage pulse to the c: reaction solution in the present invention will be described. The voltage pulse is applied through an electrode in contact with the reaction solution. Electrodes for aligning carrier particles with an electric field are also used, for example, in the prior art documents mentioned above. These known electrodes can be used in the present invention. The apparatus of the present invention can be equipped with a power source for supplying a voltage to the electrodes.

本発明の装置における電圧パルスを印加するための電極は、少なくとも1組(2つ)の電極で構成される。複数の異なる方向の電圧パルスを与えるために、3以上の電極を備えることもできる。たとえば、3つの電極A、B、Cを配置し、A−B間、B−C間、およびA−C間の3つの方向の電圧パルスを印加することができる。この他、2組(4つ)の電極を配置し、直行する電圧パルスを印加することもできる。
更に、異なる方向の電圧パルスを印加するために、電極を駆動する機構を備えることができる。たとえば、反応液の中で電極を回転させることにより、複数の異なる方向から電圧パルスを印加することができる。
The electrode for applying a voltage pulse in the apparatus of the present invention is composed of at least one set (two) of electrodes. More than two electrodes can also be provided to provide a plurality of voltage pulses in different directions. For example, three electrodes A, B, and C can be arranged, and voltage pulses in three directions between A-B, B-C, and A-C can be applied. In addition, two sets (four) of electrodes can be arranged to apply a direct voltage pulse.
Furthermore, a mechanism for driving the electrodes can be provided to apply voltage pulses in different directions. For example, voltage pulses can be applied from a plurality of different directions by rotating the electrode in the reaction solution.

本発明の装置は、d:パルス電圧の印加時における反応液の温度を0℃〜20℃とするための手段を備える。反応液を0℃〜20℃に保つための好ましい手段として、温度センサーとペルチェ素子を用いることができる。   The apparatus of the present invention comprises d: means for setting the temperature of the reaction solution to 0 ° C. to 20 ° C. when a pulse voltage is applied. A temperature sensor and a Peltier device can be used as a preferable means for maintaining the reaction solution at 0 ° C. to 20 ° C.

更に本発明の装置は、e:反応液に含まれる担体粒子と担体粒子の凝集塊のいずれか、または両方を計数するための手段を含む。該計数手段は、前記空間に装備することができる。あるいは前記空間に保持された反応液を前記空間から取り出して計数手段に導入した後に、計数することもできる。   Furthermore, the apparatus of the present invention includes a means for counting e: one or both of the carrier particles and the aggregates of the carrier particles contained in the reaction solution. The counting means can be installed in the space. Alternatively, the reaction liquid held in the space can be counted after being taken out of the space and introduced into the counting means.

三次元情報を指標として凝集した、またはしなかった担体粒子を計数する手段としては、コールター原理、あるいはレーザー回析散乱法を利用した計測手段を利用することができる。コールター原理のためには、たとえば前記空間内の反応液を、コールター原理のための電極を備えたアパーチャーに導入して、必要な解析が行われる。レーザー回析散乱法を利用する場合も同様に、解析のための光学セルに反応液を導入して解析すればよい。   As a means for counting carrier particles aggregated or not aggregated using the three-dimensional information as an index, a measuring means using the Coulter principle or the laser diffraction scattering method can be used. For the Coulter principle, for example, the reaction solution in the space is introduced into an aperture provided with electrodes for the Coulter principle, and necessary analysis is performed. Similarly, when using the laser diffraction scattering method, the reaction solution may be introduced into the optical cell for analysis and analyzed.

本発明において、電場においてパールチェイン化された担体粒子は、必要に応じて再分散させた後に、計数することができる。本発明の装置には、担体粒子の再分散のための機構を装備することができる。担体粒子は、希釈や超音波処理によって再分散することができる。   In the present invention, carrier particles that have been pearl chained in an electric field can be counted after being redispersed as necessary. The device of the present invention can be equipped with a mechanism for redispersion of carrier particles. The carrier particles can be redispersed by dilution or sonication.

本発明の装置を構成する上記(a)-(e)の要素は、1つの連続する流路内に配置することができる。あるいは、各要素を不連続な空間として構成し、各要素の間を反応液を移動させることによって、本発明の測定方法を実施することもできる。
本発明の装置には、上記測定方法を実施するための付加的な機構を組み合わせることができる。本発明の装置に組み合わせることができる付加的な機構を、以下に例示する。
試料の分取機構
試料の希釈機構
測定結果の記録機構
測定結果の表示機構
測定結果の印刷機構
以下、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明する。
The elements (a) to (e) constituting the device of the present invention can be arranged in one continuous flow path. Or each element is comprised as a discontinuous space, and the measuring method of this invention can also be implemented by moving a reaction liquid between each element.
The apparatus of the present invention can be combined with an additional mechanism for carrying out the above measurement method. Additional mechanisms that can be combined with the apparatus of the present invention are illustrated below.
Sample sorting mechanism Sample dilution mechanism Measurement result recording mechanism Measurement result display mechanism Measurement result printing mechanism Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.

実施例1 抗原抗体反応の促進化
(1)AFP抗体感作ラテックス試薬の調製
0.1mgの抗αフェトプロテイン(AFP)抗体(ダコ社製)を1mLのグリシン緩衝液(50mMグリシン、50mM塩化ナトリウム、0.09%アジ化ナトリウム含有、以下GBSと略す)に溶解し、2.0μmのラテックス(積水化学工業製、固形分1%懸濁液)1mLを加えて37℃で2時間攪拌した後、感作したラテックスを遠心分離して上清を除去した。沈殿を0.5%牛血清アルブミンのグリシン緩衝液(0.5%BSA-GBS)1mLに懸濁させ、抗AFP抗体感作ラテックス試薬を調製した。
Example 1 Promotion of antigen-antibody reaction (1) Preparation of latex reagent sensitized with AFP antibody
0.1 mg of anti-alpha fetoprotein (AFP) antibody (manufactured by Dako) was dissolved in 1 mL of glycine buffer (containing 50 mM glycine, 50 mM sodium chloride, 0.09% sodium azide, hereinafter abbreviated as GBS), and 2.0 μm latex ( Sekisui Chemical Co., Ltd., 1% solid content suspension) was added and stirred at 37 ° C. for 2 hours. The sensitized latex was then centrifuged to remove the supernatant. The precipitate was suspended in 1 mL of 0.5% bovine serum albumin glycine buffer (0.5% BSA-GBS) to prepare an anti-AFP antibody-sensitized latex reagent.

(2)測定装置
図1(A)の装置を使用して、親和性物質(AFP)を抗原抗体反応によって測定した。
図1の装置は、検体と試薬1(緩衝液)を分注して混合し、更に試薬2(ラテックス試薬)を分注して混合し、反応液とするための分注・攪拌槽1及び温度コントロール機構2を備える。ただし実際には、1試薬系の場合には試薬1(緩衝液)の分注は省略できる。次に反応槽3(パルス印加槽)に反応液を移動させ、電極4を介して反応液に電圧パルスを数秒から数十秒間印加される。電場に置かれた担体粒子は、パールチェイン化される。電圧パルスを印加された反応液は、希釈槽5で希釈され、粒度分布計6を用いて担体の凝集状態が測定される。図1(B)は、パルス印加槽の断面を示す図である。電極間の距離は0.8mm、電極の厚さは0.03mm、電極の長さは20mmである。
(2) Measuring apparatus The affinity substance (AFP) was measured by antigen-antibody reaction using the apparatus shown in FIG.
The apparatus shown in FIG. 1 dispenses and mixes a specimen and reagent 1 (buffer solution), and further dispenses and mixes reagent 2 (latex reagent) to produce a reaction solution. A temperature control mechanism 2 is provided. However, in the case of a one-reagent system, dispensing of reagent 1 (buffer solution) can be omitted. Next, the reaction solution is moved to the reaction vessel 3 (pulse application vessel), and a voltage pulse is applied to the reaction solution via the electrode 4 for several seconds to several tens of seconds. Carrier particles placed in an electric field are pearl chained. The reaction liquid to which the voltage pulse is applied is diluted in the dilution tank 5, and the aggregation state of the carrier is measured using the particle size distribution meter 6. FIG. 1B is a diagram showing a cross section of the pulse application tank. The distance between the electrodes is 0.8 mm, the electrode thickness is 0.03 mm, and the electrode length is 20 mm.

(3)測定方法
0.5%BSA-GBSを用いて、AFP抗原液を希釈して濃度0、0.0075及び0.015ng/mLの検体液を調製した。これらの検体3μLと前述した抗AFP抗体感作ラテックス試薬3μLを試験管にとり、混和し20秒間45℃〜80℃でインキュベーションした後、直ちに電極付き反応セルに注入した。(2)の装置を用いて、周波数200KHzの交流電圧(矩形波)±12V/mmの電解強度で30秒間、電圧パルスを印加した。30秒間の印加後、直ちに電場を切り、反応液を生理食塩水に希釈してコールター・マルチサイザーを使用してラテックス粒子の粒度分布を測定し、ラテックスの凝集率(Agglutination Ratio;AR;%)を、以下の式により求めた。
AR=(2個以上に凝集した粒子数)/(総粒子数)×100 (%)
(3) Measuring method
Using 0.5% BSA-GBS, the AFP antigen solution was diluted to prepare specimen solutions having concentrations of 0, 0.0075, and 0.015 ng / mL. 3 μL of these specimens and 3 μL of the aforementioned anti-AFP antibody-sensitized latex reagent were placed in a test tube, mixed and incubated at 45 ° C. to 80 ° C. for 20 seconds, and immediately injected into a reaction cell with electrodes. Using the apparatus of (2), a voltage pulse was applied for 30 seconds with an electrolytic voltage of AC voltage (rectangular wave) ± 12 V / mm having a frequency of 200 KHz. Immediately after application for 30 seconds, the electric field is turned off, the reaction solution is diluted with physiological saline, and the particle size distribution of latex particles is measured using a Coulter Multisizer, and the agglutination ratio (AR;%) of the latex is measured. Was determined by the following equation.
AR = (number of particles aggregated into two or more) / (total number of particles) × 100 (%)

結果を図2に示した。図2に示すように、本発明の方法においては、従来法に比べて高い凝集率が確認された。
本発明の条件:電圧パルスを印加する前の反応液を高温下(45℃、62℃、80℃)で20秒間インキュベート
従来法の条件:電圧パルスを印加する前の反応液は室温(25℃)で調整し、高温処理なし
この結果により、本発明によって、従来法よりも更に高感度に測定できることがわかる。また、パルス電圧を印加しない一般的なラテックス凝集法において、37℃20分間のインキュベートでは、0.015ng/mLの低濃度域の反応は認められなかった。
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the method of the present invention, a high aggregation rate was confirmed as compared with the conventional method.
Conditions of the present invention: Incubate reaction solution before applying voltage pulse at high temperature (45 ° C, 62 ° C, 80 ° C) for 20 seconds Conventional method condition: Reaction solution before applying voltage pulse is room temperature (25 ° C ) And no high-temperature treatment As a result, it can be seen that the present invention can measure with higher sensitivity than the conventional method. Further, in a general latex agglutination method without applying a pulse voltage, the incubation 37 ° C. 20 min, the reaction of the low concentration range of 0.015 n g / mL was observed.

比較例1
実施例1の各検体と抗AFP感作ラテックス試薬3μLずつを試験管にとり、25℃で20秒間インキュベーションした後、電極付き反応セル注入して、実施例1と同様に高周波電圧を印加した。25℃のインキュベーション以外の操作は実施例1の操作に従った。結果を図2に示した。
Comparative Example 1
Each specimen of Example 1 and 3 μL of anti-AFP-sensitized latex reagent were placed in a test tube, incubated at 25 ° C. for 20 seconds, injected into a reaction cell with electrodes, and a high frequency voltage was applied in the same manner as in Example 1. The procedures other than the incubation at 25 ° C. were the same as those in Example 1. The results are shown in FIG.

比較例2
実施例1の各検体と抗AFP感作ラテックス試薬3μLずつを試験管にとり、37℃で20分間インキュベーションした。この反応液0.5μLを20mLの生理食塩水に希釈して、実施例1のようにコールター・マルチサイザーを使用してラテックス粒子の粒度分布を測定して、同様に凝集率を算出した。結果を図2に示した。図2から、本発明は従来法(パルス電圧を印加する前の温度処理なし)に比べ高感度に測定することができることがわかる。
Comparative Example 2
Each specimen of Example 1 and 3 μL of anti-AFP-sensitized latex reagent were placed in a test tube and incubated at 37 ° C. for 20 minutes. 0.5 μL of this reaction solution was diluted in 20 mL of physiological saline, and the particle size distribution of latex particles was measured using a Coulter Multisizer as in Example 1, and the aggregation rate was similarly calculated. The results are shown in FIG. FIG. 2 shows that the present invention can be measured with higher sensitivity than the conventional method (without temperature treatment before applying the pulse voltage).

実施例2 抗原抗体反応の促進
(1)AFP抗体感作ラテックス試薬の調製
実施例1と同様にして、抗AFP抗体感作ラテックス試薬を調製した。
(2)測定装置
図1の装置を使用して、親和性物質(抗原抗体反応)を測定した。
(3)測定方法
0.5%BSA-GBSを用いて、AFP抗原液を希釈して濃度0、0.0075及び0.015ng/mLの検体液を調製した。これらの検体3μLと前述した抗AFP抗体感作ラテックス試薬3μL試験管にとり、混和し62℃で0から180秒間インキュベーションした後、直ちに電極付き反応セル注入して、前述の装置を用いて、周波数200KHzの交流電圧(矩形波)±12V/mmの電解強度で30秒間印加しパールチェインを形成させた。この30秒間の印加後、直ちに電場を切り反応液を生理食塩水に希釈してコールター・マルチサイザーを使用してラテックス粒子の粒度分布を測定し、ラテックスの凝集率(Agglutination Ratio;AR;%)を、以下の式により求めた。
Example 2 Promotion of antigen-antibody reaction (1) Preparation of AFP antibody-sensitized latex reagent In the same manner as in Example 1, an anti-AFP antibody-sensitized latex reagent was prepared.
(2) Measuring apparatus The affinity substance (antigen-antibody reaction) was measured using the apparatus of FIG.
(3) Measuring method
Using 0.5% BSA-GBS, the AFP antigen solution was diluted to prepare specimen solutions having concentrations of 0, 0.0075, and 0.015 ng / mL. Take 3 μL of these specimens and 3 μL of the anti-AFP antibody-sensitized latex reagent described above, mix and incubate at 62 ° C. for 0 to 180 seconds, immediately inject a reaction cell with electrodes, and use the above-mentioned device to frequency 200 kHz An alternating voltage (rectangular wave) of ± 12 V / mm was applied for 30 seconds at an electrolytic strength to form a pearl chain. Immediately after the application for 30 seconds, the electric field was turned off, the reaction solution was diluted in physiological saline, and the particle size distribution of latex particles was measured using a Coulter Multisizer, and the agglutination ratio (AR;%) of latex was measured. Was determined by the following equation.

AR=(2個以上に凝集した粒子数)/(総粒子数)×100 (%) AR = (number of particles aggregated into two or more) / (total number of particles) × 100 (%)

(4)結果
結果を図3に示した。図3に示すように、本発明の条件においては、従来法に比べて凝集率が高くなった。
本発明の条件:電圧パルスを印加する前の反応液を高温下(62℃)で5〜180秒間(5sec、20sec、180sec) インキュベート
従来法の条件:電圧パルスを印加する前に高温処理なし(0sec)
すなわち本発明によって、従来法よりも更に高感度に測定できることがわかる。
(4) Results The results are shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the conditions of the present invention, the aggregation rate was higher than that of the conventional method.
Conditions of the present invention: Incubate reaction solution before applying voltage pulse at high temperature (62 ° C.) for 5 to 180 seconds (5 sec, 20 sec, 180 sec) Conditions of conventional method: No high temperature treatment before applying voltage pulse ( 0sec)
That is, according to the present invention, it can be seen that measurement can be performed with higher sensitivity than the conventional method.

実施例3 抗原抗体反応の促進化
(1)PSA抗体感作ラテックス試薬(試薬2)の調製
0.1mgの抗PSA抗体(ダコ社製)を1mLのグリシン緩衝液(50mMグリシン、50mM塩化ナトリウム、0.09%アジ化ナトリウム含有、以下GBSと略す)に溶解し、2.0μmのラテックス(積水化学工業製、固形分1%懸濁液)1mLを加えて37℃で2時間攪拌した後、感作したラテックスを遠心分離して上清を除去した。沈殿を0.5%牛血清アルブミンのグリシン緩衝液(0.5%BSA-GBS)1mLに懸濁させ、抗PSA抗体感作ラテックス試薬を調製した。
Example 3 Promotion of antigen-antibody reaction (1) Preparation of PSA antibody-sensitized latex reagent (reagent 2)
0.1 mg of anti-PSA antibody (Dako) is dissolved in 1 mL of glycine buffer (containing 50 mM glycine, 50 mM sodium chloride, 0.09% sodium azide, hereinafter abbreviated as GBS), and 2.0 μm latex (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) (1% solid content suspension) was added and stirred at 37 ° C. for 2 hours, and then the sensitized latex was centrifuged to remove the supernatant. The precipitate was suspended in 1 mL of 0.5% bovine serum albumin glycine buffer (0.5% BSA-GBS) to prepare an anti-PSA antibody-sensitized latex reagent.

(2)PEG20000を含有するTris塩酸緩衝液(試薬1)の調製
0.5%牛血清アルブミンの50mM−Tris塩酸緩衝液(50mM Tris、50mM塩化ナトリウム、0.09%アジ化ナトリウム含有、pH8.4)にポリエチレングリコール(分子量20000、以下PEG20000と略す)を0.1〜1.0%含有する反応促進試薬を調製した。対照法としてPEG20000を0濃度の試薬を調製した。
(2) Preparation of Tris hydrochloric acid buffer (reagent 1) containing PEG 20000
0.5% bovine serum albumin 50 mM Tris HCl buffer solution (50 mM Tris, 50 mM sodium chloride, 0.09% sodium azide contained, pH 8.4) contains 0.1 to 1.0% polyethylene glycol (molecular weight 20000, hereinafter abbreviated as PEG 20000) A reaction promoting reagent was prepared. As a control method, a PEG 20000 reagent with 0 concentration was prepared.

(3)測定装置
図1の装置を使用して、親和性物質(抗原抗体反応)を測定した。(温度コントロール機構2は室温設定とした。)
(3) Measuring apparatus The affinity substance (antigen-antibody reaction) was measured using the apparatus of FIG. (Temperature control mechanism 2 was set to room temperature.)

(4)測定方法
0.5%BSA-GBSを用いて、PSA抗原液を希釈して濃度0、及び9.5ng/mLの検体液を調整した。これらの検体1μLとPEG20000を0〜1.0%含有する0.5%BSA-Tris塩酸緩衝液3μLを混和した後、前述した抗PSA抗体感作ラテックス試薬3μL試験管にとり、混和後、直ちに電極付き反応セル注入た。前述の装置を用いて、周波数200KHzの交流電圧(矩形波)±12V/mmの電解強度で電圧パルスを30秒間印加した。30秒間の印加後、直ちに電場を切り反応液を生理食塩水に希釈してコールター・マルチサイザーを使用してラテックス粒子の粒度分布を測定し、ラテックスの凝集率(Agglutination Ratio;AR;%)を、以下の式により求めた。
AR=(2個以上に凝集した粒子数)/(総粒子数)×100 (%)
(5)結果
結果を図4に示した。図4から、本発明は対照法に比べ更に高感度に測定できることがわかる。
(4) Measuring method
Using 0.5% BSA-GBS, the PSA antigen solution was diluted to prepare a sample solution having a concentration of 0 and 9.5 ng / mL. After mixing 1 μL of these specimens and 3 μL of 0.5% BSA-Tris HCl buffer containing 0-1.0% PEG 20000, take it into the 3 μL test tube of the anti-PSA antibody-sensitized latex reagent described above, and immediately inject the reaction cell with electrodes. It was. Using the above-described apparatus, a voltage pulse was applied for 30 seconds with an electrolytic strength of AC voltage (rectangular wave) ± 12 V / mm having a frequency of 200 KHz. Immediately after application for 30 seconds, the electric field is turned off, the reaction solution is diluted in physiological saline, the particle size distribution of latex particles is measured using a Coulter Multisizer, and the latex agglutination ratio (AR;%) is determined. It was determined by the following formula.
AR = (number of particles aggregated into two or more) / (total number of particles) × 100 (%)
(5) Results The results are shown in FIG. FIG. 4 shows that the present invention can be measured with higher sensitivity than the control method.

実施例4 凝集反応の促進
(1)抗AFP抗体感作ラテックス試薬の調製
実施例1と同様にして、抗AFP抗体感作ラテックス試薬を調製した。
(2)測定装置
図5(A)の装置を使用して、AFPを抗原抗体反応により測定した。
図5(A)の装置は、検体と試薬1(緩衝液)を分注して混合し、更に試薬2(ラテックス試薬)を分注して混合し、反応液とするための分注・攪拌槽及び温度コントロール機構を備える。ただし実際には、1試薬系の場合には緩衝液の分注を省略できる。次に反応槽2(パルス印加槽)に反応液を移動させ、電極3を介して電圧パルスを数秒から数十秒間印加する。このとき反応槽は温度コントロールユニットにより4℃に冷却される。電圧パルスを印加された反応液は、希釈槽5で希釈され、粒度分布計6を用いて担体の凝集状態が測定される。図5(B)は、パルス印加槽の断面を示す図である。電極間の距離は0.8mm、電極の厚さは0.03mm、電極の長さは20mmである。
Example 4 Promotion of aggregation reaction (1) Preparation of anti-AFP antibody-sensitized latex reagent An anti-AFP antibody-sensitized latex reagent was prepared in the same manner as in Example 1.
(2) Measuring apparatus AFP was measured by antigen-antibody reaction using the apparatus shown in FIG.
5A dispenses and mixes the sample and reagent 1 (buffer solution), and further dispenses and mixes reagent 2 (latex reagent) to produce a reaction solution. A tank and a temperature control mechanism are provided. In practice, however, dispensing of the buffer solution can be omitted in the case of one reagent system. Next, the reaction solution is moved to the reaction tank 2 (pulse application tank), and a voltage pulse is applied through the electrode 3 for several seconds to several tens of seconds. At this time, the reaction vessel is cooled to 4 ° C. by the temperature control unit. The reaction liquid to which the voltage pulse is applied is diluted in the dilution tank 5, and the aggregation state of the carrier is measured using the particle size distribution meter 6. FIG. 5B is a diagram showing a cross section of the pulse application tank. The distance between the electrodes is 0.8 mm, the electrode thickness is 0.03 mm, and the electrode length is 20 mm.

(3)測定方法
0.5%BSA-GBSを用いて、AFP抗原液を希釈して濃度0及び0.0075ng/mLの検体液を調製した。これらの検体3μLと前述した抗AFP抗体感作ラテックス試薬3μL試験管にとり、混和し直ちに電極付き反応セルに注入した。前述の装置を用いて、周波数200KHzの交流電圧(矩形波)±12V/mmの電解強度で反応液に電圧パルスを30秒間印加した。このとき、反応セルの温度は4℃に維持した。30秒間の印加後、直ちに電場を切り反応液を生理食塩水に希釈してコールター・マルチサイザーを使用してラテックス粒子の粒度分布を測定し、ラテックスの凝集率(Agglutination Ratio;AR;%)を、以下の式により求めた。
AR=(2個以上に凝集した粒子数)/(総粒子数)×100 (%)
前述の操作を同様に5回繰り返して測定を行い、測定結果の平均値および平均値±2.6SDを求め、図6に示した。
(3) Measuring method
Using 0.5% BSA-GBS, the AFP antigen solution was diluted to prepare a sample solution having a concentration of 0 and 0.0075 ng / mL. 3 μL of these specimens and the above-described anti-AFP antibody-sensitized latex reagent 3 μL test tube were mixed, immediately mixed, and injected into a reaction cell with electrodes. Using the above-mentioned apparatus, a voltage pulse was applied to the reaction solution for 30 seconds with an electrolytic strength of AC voltage (rectangular wave) ± 12 V / mm having a frequency of 200 KHz. At this time, the temperature of the reaction cell was maintained at 4 ° C. Immediately after application for 30 seconds, the electric field is turned off, the reaction solution is diluted in physiological saline, the particle size distribution of latex particles is measured using a Coulter Multisizer, and the latex agglutination ratio (AR;%) is determined. It was determined by the following formula.
AR = (number of particles aggregated into two or more) / (total number of particles) × 100 (%)
The above operation was repeated 5 times in the same manner, and the average value of the measurement results and the average value ± 2.6SD were obtained and shown in FIG.

比較例3
実施例4の各検体と抗AFP感作ラテックス試薬を用いて、反応セルの温度を22℃とするほかは全て実施例4の操作にしたがった。結果を図7に示した。
Comparative Example 3
The procedure of Example 4 was followed except that each sample of Example 4 and the anti-AFP-sensitized latex reagent were used and the reaction cell temperature was set to 22 ° C. The results are shown in FIG.

比較例4
実施例4の各検体と抗AFP感作ラテックス試薬3μLずつを試験管にとり、37℃で20分間インキュベーションした。この反応液0.5μLを20mLの生理食塩水20mLに希釈して、実施例4のようにコールター・マルチサイザーを使用してラテックス粒子の粒度分布を測定して、同様に凝集率を算出した。また、実施例4と同様に5回繰り返し測定を行い、その結果を図8に示した。
Comparative Example 4
Each specimen of Example 4 and 3 μL of the anti-AFP-sensitized latex reagent were placed in a test tube and incubated at 37 ° C. for 20 minutes. 0.5 μL of this reaction solution was diluted in 20 mL of 20 mL of physiological saline, and the particle size distribution of latex particles was measured using a Coulter Multisizer as in Example 4, and the aggregation rate was calculated in the same manner. Further, the measurement was repeated 5 times in the same manner as in Example 4, and the results are shown in FIG.

抗原濃度が0の場合の測定値(バックグランドシグナル)が、ある濃度の抗原を測定したときの値と識別できれば、この濃度の抗原を測定することができる。測定可能な抗原濃度の最小値が、検出限界である。たとえば、次の値AとBの重なりがなければ、0.0075ng/mL以上の抗原を検出することができる。
測定値A:抗原量0ng/mLと0.0075ng/mLを繰り返し測定したとき、「0ng/mLを測定した凝集率の平均値+2.6SD
測定値B:0.0075ng/mLを測定した凝集率の平均値−2.6SD
図6、図7、および図8から各条件における検出限界を比較すると、本発明の方法(図6)の検出限界は0.0075ng/mLといえる。一方、従来法(図7および図9)においては、この濃度は検出できない。このことから、電圧パルスを印加中の反応液を低温に維持する本発明は、従来法に比べ非常に短時間で更に高感度に測定できることがわかる。
If the measured value (background signal) when the antigen concentration is 0 can be discriminated from the value obtained when measuring a certain concentration of antigen, the antigen at this concentration can be measured. The minimum measurable antigen concentration is the detection limit. For example, if there is no overlap between the following values A and B, an antigen of 0.0075 ng / mL or more can be detected.
Measured value A: When the antigen amount was 0 ng / mL and 0.0075 ng / mL were repeatedly measured, “average value of aggregation rate obtained by measuring 0 ng / mL + 2.6 SD
Measured value B: average value of aggregation rate measured at 0.0075 ng / mL−2.6SD
Comparing the detection limit under each condition from FIGS. 6, 7, and 8, it can be said that the detection limit of the method of the present invention (FIG. 6) is 0.0075 ng / mL. On the other hand, this concentration cannot be detected by the conventional method (FIGS. 7 and 9). From this, it can be seen that the present invention in which the reaction solution during application of the voltage pulse is kept at a low temperature can be measured with higher sensitivity in a very short time compared to the conventional method.

実施例5 凝集反応の促進化
(1) 抗PSA抗体感作ラテックス試薬(試薬2)の調製
実施例3と同様にして、抗PSA抗体感作ラテックス試薬を調製した。
(2)Tris塩酸緩衝液(試薬1)の調製
Tris塩酸緩衝液(50mM Tris、50mM塩化ナトリウム、0.09%アジ化ナトリウム、0.25%PEG20000を含有、pH8.4)に牛血清アルブミン(以下、BSAと略す)を0.5%、2.5%、5%、7.5%及び10%含有する試薬1をそれぞれ調製した。
(3)測定装置
図1の装置を使用して、親和性物質(抗原抗体反応)を測定した。温度コントロール機構2は室温設定とした。
Example 5 Promotion of Aggregation Reaction (1) Preparation of Anti-PSA Antibody Sensitized Latex Reagent (Reagent 2) In the same manner as in Example 3, an anti-PSA antibody sensitized latex reagent was prepared.
(2) Preparation of Tris hydrochloric acid buffer (reagent 1)
Tris hydrochloride buffer (50 mM Tris, 50 mM sodium chloride, 0.09% sodium azide, 0.25% PEG 20000 contained, pH 8.4) and bovine serum albumin (hereinafter abbreviated as BSA) 0.5%, 2.5%, 5%, 7.5 Reagent 1 containing 10% and 10% was prepared, respectively.
(3) Measuring apparatus The affinity substance (antigen-antibody reaction) was measured using the apparatus of FIG. The temperature control mechanism 2 was set to room temperature.

(4)測定方法
0.5%BSA-GBSを用いて、PSA抗原液を希釈して濃度0、9.5及び32ng/mLの検体液を調製した。これらの検体1μLと0.5%又は、2.5%又は、5%又は、7.5%又は、10%のBSAを含むTris緩衝液3μLを混和した後、前述した抗PSA抗体感作ラテックス試薬3μLを加え、混和後、直ちに電極付き反応セル注入した。前述の装置を用いて、周波数200KHzの交流電圧(矩形波)±12V/mmの電解強度で電圧パルスを30秒間印加した。30秒間の印加後、直ちに電場を切り反応液を生理食塩水に希釈してコールター・マルチサイザーを使用してラテックス粒子の粒度分布を測定し、ラテックスの凝集率(Agglutination Ratio;AR;%)を、以下の式により求めた。
(4) Measuring method
Using 0.5% BSA-GBS, the PSA antigen solution was diluted to prepare specimen solutions having concentrations of 0, 9.5, and 32 ng / mL. Mix 1 μL of these samples with 3 μL of Tris buffer containing 0.5%, 2.5%, 5%, 7.5%, or 10% BSA, and then add 3 μL of the anti-PSA antibody-sensitized latex reagent described above. Immediately thereafter, a reaction cell with electrodes was injected. Using the above-described apparatus, a voltage pulse was applied for 30 seconds with an electrolytic strength of AC voltage (rectangular wave) ± 12 V / mm having a frequency of 200 KHz. Immediately after application for 30 seconds, the electric field is turned off, the reaction solution is diluted in physiological saline, the particle size distribution of latex particles is measured using a Coulter Multisizer, and the latex agglutination ratio (AR;%) is determined. It was determined by the following formula.

AR=(2個以上に凝集した粒子数)/(総粒子数)×100 (%)
なお、最終反応液中のBSA濃度は、0.5%、1.4%、2.4%、3.5%、4.6%である。ここで最終反応液中のBSA濃度0.5%は対照法として比較した。
(5)反応液の温度測定
前述の測定方法により、パールチェインを形成させたときの反応液の温度変化を測定した。
(6)最終反応液の粘度測定
前述の最終反応液(BSA濃度0.5%〜4.6%)、BSA濃度0.3%及び6.8%の反応液の4〜52℃での粘度を、振動式粘度計(ビスコメイト)を使用して測定した。
AR = (number of particles aggregated into two or more) / (total number of particles) × 100 (%)
The BSA concentrations in the final reaction solution are 0.5%, 1.4%, 2.4%, 3.5%, and 4.6%. Here, a BSA concentration of 0.5% in the final reaction solution was compared as a control method.
(5) Temperature measurement of reaction liquid The temperature change of the reaction liquid when a pearl chain was formed was measured by the measurement method described above.
(6) Viscosity measurement of the final reaction solution The viscosity of the reaction solution having the above-mentioned final reaction solution (BSA concentration 0.5% to 4.6%), BSA concentration 0.3% and 6.8% at 4 to 52 ° C was measured using a vibration viscometer (Visco Mate).

表1
-------------------------------------------
最終反応液中のBSA濃度 印加前 遮断直前
0.5% 24℃ 37℃
1.4% 24℃ 38℃
2.4% 25℃ 37℃
3.5% 25℃ 38℃
4.6% 24℃ 37℃
-------------------------------------------
Table 1
-------------------------------------------
Before application of BSA concentration in final reaction solution
0.5% 24 ° C 37 ° C
1.4% 24 ℃ 38 ℃
2.4% 25 ℃ 37 ℃
3.5% 25 ℃ 38 ℃
4.6% 24 ℃ 37 ℃
-------------------------------------------

(7)結果
結果を図9および図10、ならびに表1に示した。
図9に示すように、最終反応液中のBSA濃度0.5%から3%に増加させるにつれて各濃度の凝集率が大きくなった。PSA 0ng/mL(ブランク)においても凝集率が上昇する傾向であったためブランク補正した凝集率を比較した。その結果、最終反応液中のBSA濃度を0.5%から3%に増加させることによって、顕著に凝集率が上昇することが確認された。すなわち本発明により、更に高感度化できることがわかる。
(7) Results The results are shown in FIGS. 9 and 10 and Table 1.
As shown in FIG. 9, the aggregation rate of each concentration increased as the BSA concentration in the final reaction solution was increased from 0.5% to 3%. Since the aggregation rate tended to increase even at PSA 0 ng / mL (blank), the blank-corrected aggregation rate was compared. As a result, it was confirmed that the aggregation rate was remarkably increased by increasing the BSA concentration in the final reaction solution from 0.5% to 3%. That is, it can be seen that the present invention can further increase the sensitivity.

図10から、最終反応液中のBSA濃度と粘度の関係、並びに反応液中の温度と粘度の関係がわかる。まず、図9および図10からパールチェイン形成中の温度制御を行わない条件下では、最終反応液中のBSA濃度を0.5%から3%に増加させることにより凝集率が上昇する。このとき、最終反応液中の粘度は0.75から0.9mPasに増加する。すなわち、最終反応液中の粘度を0.75から0.9mPasに調整することによって、高感度化できることがわかる。   FIG. 10 shows the relationship between the BSA concentration and the viscosity in the final reaction solution, and the relationship between the temperature and the viscosity in the reaction solution. First, from FIG. 9 and FIG. 10, under conditions where temperature control is not performed during pearl chain formation, the aggregation rate increases by increasing the BSA concentration in the final reaction solution from 0.5% to 3%. At this time, the viscosity in the final reaction liquid increases from 0.75 to 0.9 mPas. That is, it can be seen that the sensitivity can be increased by adjusting the viscosity in the final reaction solution from 0.75 to 0.9 mPas.

表1は交流電圧を印加してパールチェインを形成させたときの反応液の温度変化を測定した結果である。印加前の反応液の温度は室温(約25℃)であったが、印加後は約37℃に上昇した。一方、従来法では最終反応液中のBSA濃度は0.5%程度であったが、電圧パルスの印加による温度上昇により反応液の粘度は、0.8 mPas未満(0.6〜0.75mPas)であったことがわかる。以上のことから、反応液の粘度を0.8〜0.9mPasの条件下で交流電圧を印加することにより、更に高感度に測定できることがわかる。   Table 1 shows the results of measuring the temperature change of the reaction liquid when an alternating voltage was applied to form a pearl chain. The temperature of the reaction solution before application was room temperature (about 25 ° C.), but increased to about 37 ° C. after application. On the other hand, in the conventional method, the BSA concentration in the final reaction solution was about 0.5%, but the viscosity of the reaction solution was less than 0.8 mPas (0.6 to 0.75 mPas) due to the temperature rise by application of a voltage pulse. I understand that there was. From the above, it can be seen that the viscosity of the reaction solution can be measured with higher sensitivity by applying an AC voltage under the condition of 0.8 to 0.9 mPas.

更に実施例4で示した電圧パルスを印加中の反応液の温度を低温に維持する該発明に関わる反応液の粘度は表1から1.4mPasであったことがわかる。これらのことから、反応液中の粘度を0.8〜3mPasの条件下で交流電圧を印加することにより、更に高感度に測定できることがわかる。以上の結果により、感度の向上のための好ましい粘度は1〜3mPas、より好ましくは1〜2mPasであることが確認された。   Furthermore, it can be seen from Table 1 that the viscosity of the reaction solution according to the present invention for maintaining the temperature of the reaction solution during application of the voltage pulse shown in Example 4 at a low temperature was 1.4 mPas. From these, it can be seen that the viscosity in the reaction solution can be measured with higher sensitivity by applying an AC voltage under the condition of 0.8 to 3 mPas. From the above results, it was confirmed that the preferred viscosity for improving the sensitivity was 1 to 3 mPas, more preferably 1 to 2 mPas.

本発明の測定方法、あるいは測定装置は、親和性を有するあらゆる物質の測定に有用である。具体的には、生体から採取された試料の解析によって、様々な疾患の診断に有用な情報を得ることができる。より具体的には、ホルモン、腫瘍マーカー、酵素、薬剤、感染性病原体、あるいはそれらに対する抗体は、医療機関において、日常的に測定されている。これらの測定対象成分は、いずれも本発明における親和性物質に含まれる。あるいは生体試料や食品、あるいは環境から採取された試料に含まれる微生物や薬剤などを本発明によって測定、あるいは検出することもできる。   The measuring method or measuring apparatus of the present invention is useful for measuring any substance having affinity. Specifically, information useful for diagnosis of various diseases can be obtained by analyzing a sample collected from a living body. More specifically, hormones, tumor markers, enzymes, drugs, infectious pathogens, or antibodies against them are routinely measured in medical institutions. Any of these components to be measured is included in the affinity substance in the present invention. Alternatively, microorganisms or drugs contained in biological samples, foods, or samples collected from the environment can be measured or detected by the present invention.

(A)は、本発明に基づく装置の構成を示す図である。また(B)は、本発明に基づく装置を構成するパルス印加槽の断面を示す。 図中の符号はそれぞれ符号の説明に記載した要素を示す。(A) is a figure which shows the structure of the apparatus based on this invention. Moreover, (B) shows the cross section of the pulse application tank which comprises the apparatus based on this invention. Reference numerals in the drawings indicate elements described in the description of the reference numerals. 図1の構成を有する測定装置によって本発明の測定方法を実施したときに得られた測定結果(前処理温度との関係)を示す。図中、縦軸は凝集率 P/T(%)を、横軸はAFP濃度(ng/mL)を示す。The measurement result (relationship with pre-processing temperature) obtained when the measuring method of this invention was implemented with the measuring apparatus which has the structure of FIG. 1 is shown. In the figure, the vertical axis indicates the aggregation rate P / T (%), and the horizontal axis indicates the AFP concentration (ng / mL). 図1の構成を有する測定装置によって本発明の測定方法を実施したときに得られた測定結果(高温下における前処理時間との関係)を示す。The measurement result (relation with the pre-processing time under high temperature) obtained when the measuring method of this invention was implemented with the measuring apparatus which has the structure of FIG. 1 is shown. 図1の構成を有する測定装置によって本発明の測定方法を実施したときに得られた測定結果(反応促進剤との関係)を示す。図中のプロットはそれぞれ以下の結果を示す。□:抗原量0ng/mL(ブランク値) ○:抗原量9.5ng/mL ●:ブランク補正(9.5−0ng/mL)The measurement result (relationship with a reaction accelerator) obtained when the measuring method of this invention was implemented with the measuring apparatus which has the structure of FIG. 1 is shown. Each plot in the figure shows the following results. □: antigen amount 0 ng / mL (blank value) ○: antigen amount 9.5 ng / mL ●: blank correction (9.5-0 ng / mL) (A)は、本発明に基づく装置の構成を示す図である。また(B)は、本発明に基づく装置を構成するパルス印加槽の断面を示す。 図中の符号はそれぞれ符号の説明に記載した要素を示す。(A) is a figure which shows the structure of the apparatus based on this invention. Moreover, (B) shows the cross section of the pulse application tank which comprises the apparatus based on this invention. Reference numerals in the drawings indicate elements described in the description of the reference numerals. 図5の構成を有する測定装置によって本発明の測定方法を実施したときに得られた測定結果を示す。図中、縦軸は凝集率 P/T(%)を、横軸はAFP濃度(ng/mL)を示す。The measurement result obtained when the measuring method of this invention was implemented with the measuring apparatus which has the structure of FIG. 5 is shown. In the figure, the vertical axis indicates the aggregation rate P / T (%), and the horizontal axis indicates the AFP concentration (ng / mL). 図6の対照法の結果を示す。図中、縦軸は凝集率 P/T(%)を、横軸はAFP濃度(ng/mL)を示す。The result of the control method of FIG. 6 is shown. In the figure, the vertical axis indicates the aggregation rate P / T (%), and the horizontal axis indicates the AFP concentration (ng / mL). 図6の対照法の結果を示す。図中、縦軸は凝集率 P/T(%)を、横軸はAFP濃度(ng/mL)を示す。The result of the control method of FIG. 6 is shown. In the figure, the vertical axis indicates the aggregation rate P / T (%), and the horizontal axis indicates the AFP concentration (ng / mL). 図9は、本発明による前立腺特異抗原(PSA)の測定において、反応液に添加されたウシ血清アルブミン(BSA)の担体粒子の凝集率に与える影響を示すグラフである。図中、縦軸は凝集率(%)を、横軸は反応液におけるBSAの最終濃度を示す。各カラムは、左から順にPSA 0ng/mL、9.5ng/mL、および32ng/mLの結果を示す。グラフ中には、各BSA濃度におけるPSA 0ng/mLにおける凝集率と、9.5ng/mLにおける凝集率の差(−●−)、および32ng/mLにおける凝集率の差(−○−)を合わせて示した。FIG. 9 is a graph showing the effect of bovine serum albumin (BSA) added to the reaction solution on the aggregation rate of carrier particles in the measurement of prostate specific antigen (PSA) according to the present invention. In the figure, the vertical axis represents the aggregation rate (%), and the horizontal axis represents the final concentration of BSA in the reaction solution. Each column shows the results of PSA 0 ng / mL, 9.5 ng / mL, and 32 ng / mL in order from the left. In the graph, the aggregation rate at PSA 0 ng / mL at each BSA concentration, the difference in aggregation rate at 9.5 ng / mL (-●-), and the difference in aggregation rate at 32 ng / mL (-○-) are combined. Indicated. 反応液の粘度に与える、反応液中のウシ血清アルブミン(BSA)の濃度の影響を示すグラフである。図中、縦軸は粘度(mPas)を、横軸は温度(℃)を示す。3 is a graph showing the influence of the concentration of bovine serum albumin (BSA) in the reaction solution on the viscosity of the reaction solution. In the figure, the vertical axis represents viscosity (mPas) and the horizontal axis represents temperature (° C.).

符号の説明Explanation of symbols

図1
1:分注+攪拌手段 2:温度コントロール機構
3:反応槽 4:電極(パルス印加手段)
5:希釈手段 6:粒度分布測定手段
FIG.
1: Dispensing + stirring means 2: Temperature control mechanism
3: Reaction tank 4: Electrode (pulse application means)
5: Dilution means 6: Particle size distribution measurement means

図2
1:分注+攪拌手段 2:反応槽
3:電極(パルス印加手段) 4:温度コントロール機構
5:希釈手段 6:粒度分布測定手段
FIG.
1: Dispensing + stirring means 2: Reaction tank
3: Electrode (pulse application means) 4: Temperature control mechanism
5: Dilution means 6: Particle size distribution measurement means

Claims (22)

次の工程を含む、親和性物質の測定方法。
(1)測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを混合した反応液を37〜90℃でインキュベートする工程、
(2)工程(1)の反応液に、電圧パルスを印加する工程、
(3)工程(2)の後に、測定対象である親和性物質との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質と結合せず凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(4)工程(3)の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
A method for measuring an affinity substance, comprising the following steps.
(1) a step of incubating a reaction liquid in which a carrier particle bound with a binding partner having a binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance is mixed at 37 to 90 ° C .;
(2) a step of applying a voltage pulse to the reaction solution in step (1),
(3) After step (2), aggregates of carrier particles formed by binding with the affinity substance to be measured, and carriers that did not bind to the affinity substance to be measured and did not form an aggregate Counting either or both of the particles, and
(4) After step (3), determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of carrier particles that did not form the aggregate
工程(1)が、前記反応液を45〜80℃でインキュベートする工程である請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein step (1) is a step of incubating the reaction solution at 45 to 80 ° C. 工程(1)が、前記反応液を50〜65℃でインキュベートする工程である請求項2に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein step (1) is a step of incubating the reaction solution at 50 to 65 ° C. 前記反応液中に水溶性高分子が含有されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the reaction solution contains a water-soluble polymer. 工程(2)における反応液の粘度を0.8〜3mPasに調整する請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the viscosity of the reaction solution in step (2) is adjusted to 0.8 to 3 mPas. 工程(2)を0〜20℃で行うことを特徴とする請求項1に記載の親和性物質の測定方法。 The method for measuring an affinity substance according to claim 1, wherein step (2) is performed at 0 to 20 ° C. 工程(2)を0〜10℃で行うことを特徴とする請求項6に記載の親和性物質の測定方法。 The method for measuring an affinity substance according to claim 6, wherein the step (2) is performed at 0 to 10 ° C. 凝集塊および凝集塊を形成しなかった担体粒子のいずれか、または両方を、その三次元情報を指標として計数する請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein either or both of the aggregate and the carrier particles that did not form the aggregate are counted using the three-dimensional information as an index. 親和性物質と結合パートナーの結合が、抗原抗体反応による結合である請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the binding between the affinity substance and the binding partner is binding by an antigen-antibody reaction. 親和性物質が抗原であり、結合パートナーが抗体またはその抗原結合領域を含む断片である請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the affinity substance is an antigen, and the binding partner is an antibody or a fragment containing an antigen-binding region thereof. 親和性物質が抗体またはその抗原結合領域を含む断片であり、結合パートナーが抗原またはその抗原決定基を含む断片である請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the affinity substance is an antibody or a fragment containing an antigen-binding region thereof, and the binding partner is an antigen or a fragment containing an antigenic determinant thereof. 電圧パルスが交流電圧パルスである請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the voltage pulse is an alternating voltage pulse. 次の工程を含む、親和性物質の測定方法。
(1')少なくとも測定対象親和性物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、測定対象親和性物質とを含む反応液を、凝集試薬成分と混合する前または後に37〜90℃でインキュベートする工程であって、前記担体粒子は凝集試薬によって凝集し、かつ測定対象親和性物質によってその凝集は阻害される工程
(2')凝集試薬成分の存在下で工程(1')の反応液に、電圧パルスを印加する工程、
(3')工程(2')の後に、凝集試薬との結合によって形成された担体粒子の凝集塊、および測定対象である親和性物質との結合によって凝集を阻害された担体粒子のいずれかまたは両方を計数する工程、および
(4)工程(3')の後に、凝集塊の形成レベル、および凝集塊を形成しなかった担体粒子のレベルのいずれか、または両方に基づいて測定対象物質のレベルを決定する工程
A method for measuring an affinity substance, comprising the following steps.
(1 ′) 37-90 ° C. before or after mixing a reaction liquid containing carrier particles bound with at least a binding partner having a binding activity with a measurement target affinity substance and a measurement target affinity substance with an agglutinating reagent component In which the carrier particles are aggregated by an agglutinating reagent and the aggregation is inhibited by an affinity substance to be measured.
(2 ′) applying a voltage pulse to the reaction solution in step (1 ′) in the presence of the agglutinating reagent component;
(3 ′) After step (2 ′), any of the aggregates of the carrier particles formed by binding to the agglutinating reagent and the carrier particles whose aggregation is inhibited by binding to the affinity substance to be measured or Counting both, and
(4) After the step (3 ′), a step of determining the level of the substance to be measured based on either or both of the aggregate formation level and the level of the carrier particles that did not form the aggregate.
工程(1')において、前記反応液をインキュベート後、工程(2')の前に凝集試薬を混合する請求項13に記載の方法。 The method according to claim 13, wherein in the step (1 '), after the reaction solution is incubated, an agglutinating reagent is mixed before the step (2'). 凝集試薬を混合後に、工程(2')の前に更にインキュベートする工程を含む請求項13に記載の方法。 14. The method of claim 13, comprising the further step of incubating the agglutination reagent after mixing and before step (2 '). 工程(1')において、前記反応液を凝集試薬の存在下でインキュベートした後、工程(2')を実施する請求項13に記載の方法。 The method according to claim 13, wherein in the step (1 '), the reaction solution is incubated in the presence of an agglutinating reagent, and then the step (2') is performed. 特定の物質との結合活性を有する結合パートナーを結合した担体粒子と、前記特定物質とを含む反応液を37〜90℃でインキュベートした後、電圧パルスを印加する工程を含む、担体粒子を凝集させるための方法。 Incubating a reaction solution containing a binding partner having binding activity with a specific substance and the specific substance at 37 to 90 ° C., and then aggregating the carrier particles, including a step of applying a voltage pulse Way for. 電圧を印加している間の反応液の温度を0℃〜20℃とすることを特徴とする、請求項17に記載の方法。 The method according to claim 17 , wherein the temperature of the reaction solution is 0 ° C. to 20 ° C. while applying a voltage. 結合パートナーと特定の物質との結合が、抗原抗体反応である請求項17に記載の方法。 The method according to claim 17 , wherein the binding between the binding partner and the specific substance is an antigen-antibody reaction. 電圧パルスが交流電圧パルスである請求項17に記載の方法。 The method of claim 17 , wherein the voltage pulse is an alternating voltage pulse. 反応液に水溶性高分子を添加する請求項17に記載の方法。 The method according to claim 17 , wherein a water-soluble polymer is added to the reaction solution. 反応液の粘度を0.8〜3mPasに調整する請求項17に記載の方法。 The method according to claim 17 , wherein the viscosity of the reaction solution is adjusted to 0.8 to 3 mPas.
JP2004070828A 2004-03-12 2004-03-12 Affinity substance measurement method Expired - Lifetime JP4092374B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004070828A JP4092374B2 (en) 2004-03-12 2004-03-12 Affinity substance measurement method
CN 200580014858 CN101031797A (en) 2004-03-12 2005-03-10 Method of measuring affinity substance
EP05720505A EP1724583A4 (en) 2004-03-12 2005-03-10 Method of measuring affinity substance
US10/592,195 US20070298519A1 (en) 2004-03-12 2005-03-10 Method of Measuring Affinity Substances
CA002573234A CA2573234A1 (en) 2004-03-12 2005-03-10 Method of measuring affinity substance
PCT/JP2005/004234 WO2005088309A1 (en) 2004-03-12 2005-03-10 Method of measuring affinity substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004070828A JP4092374B2 (en) 2004-03-12 2004-03-12 Affinity substance measurement method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007205623A Division JP4496349B2 (en) 2007-08-07 2007-08-07 Affinity substance measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005257536A JP2005257536A (en) 2005-09-22
JP4092374B2 true JP4092374B2 (en) 2008-05-28

Family

ID=35083389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004070828A Expired - Lifetime JP4092374B2 (en) 2004-03-12 2004-03-12 Affinity substance measurement method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4092374B2 (en)
CN (1) CN101031797A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3003353B1 (en) * 2013-03-14 2015-03-06 Horiba Abx Sas NOVEL METHOD FOR FLOWING AN OBJECT OF INTEREST
WO2017033296A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 株式会社日立製作所 Immunological measurement device and immunological measurement method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump

Also Published As

Publication number Publication date
CN101031797A (en) 2007-09-05
JP2005257536A (en) 2005-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2007037410A1 (en) Method for measuring affinity substance in sample including step of destroying blood cell component
EP0595290A2 (en) Method and apparatus for driving, mixing and agitation of liquid
JPWO2004111649A1 (en) Method for measuring affinity substances
JPWO2007037409A1 (en) Method for measuring affinity substance in sample containing blood cell component
JP4092374B2 (en) Affinity substance measurement method
JP4496349B2 (en) Affinity substance measuring device
JP2005077301A (en) Immunological detection carrier and measuring method
JP4086266B2 (en) Immunoassay method
JP3300493B2 (en) Method for detecting or measuring the presence of a biologically specific reactive substance
WO2005088309A1 (en) Method of measuring affinity substance
JP2010164307A (en) Method and device for detecting component contained in solution
JP3695178B2 (en) Antigen / antibody measurement method
JPS6281567A (en) Quantification method using particle agglutination reaction
JP4288672B2 (en) Method for measuring affinity substances by particle aggregation and dilution
JPH10239317A (en) Method and reagent for restrainedly measuring zone phenomenon suppression and measuring reagent
KR20070018906A (en) Method of measuring affinity substance
JP3618797B2 (en) Immunoassay
JP2005512074A (en) Method for reducing non-specific assembly of latex microparticles in the presence of serum or plasma
JP3342065B2 (en) Agglutination reaction method and agglutination reaction device, and concentration measurement method and concentration measurement device
JP2009069070A (en) Detecting method of target material, and kit for detection
JP3804817B2 (en) Antibody measuring reagent and production method thereof
JPH04344465A (en) Measuring method for immunity
JPH09101307A (en) Method for detecting or measuring immunologically reactive substance
JP2005241363A (en) Carrier particles for measuring reagent and measuring reagent
JP2002181822A (en) Immunoassay reagent and immunoassay method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051004

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060328

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070629

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070807

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20071203

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071205

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20071203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071227

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350