JP6994113B2 - 試料分析用基板および試料分析方法 - Google Patents
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Description
検体を含む液体の移送を行い、検体中の特定物質を分析する試料分析用基板であって、
基板と、
前記基板内に位置し、前記検体中の特定成分と標識物質と磁性粒子とが結合した複合体を保持するための空間を有するメインチャンバーと、
前記メインチャンバーに近接して配置された磁石と、
前記基板内に位置し、前記メインチャンバーから移送される液体を保持するための空間を有する回収チャンバーであって、前記空間の少なくとも一部は前記メインチャンバーの空間よりも半径方向において外周側に位置している、回収チャンバーと、
前記基板内に位置しており、第1の開口および第2の開口を有する流路であって、前記第1の開口および前記第2の開口がそれぞれ前記メインチャンバーおよび前記回収チャンバーに接続された流路と、
前記回収チャンバーに保持されており、前記標識物質の活性を低下させる活性阻害物質と、
を備えた試料分析用基板。
前記活性阻害物質はキレート剤である、項目1に記載の試料分析用基板。
前記キレート剤はエチレンジアミン四酢酸である、項目2に記載の試料分析用基板。
前記活性阻害物質は、オルトバナジン酸ナトリウム、ヒ酸、フェニルアラニン、ホモアルギニン、無機りん酸からなる群から選ばれる少なくとも一種である、項目1に記載の試料分析用基板。
前記活性阻害物質は、たんぱく質変性剤である項目1に記載の試料分析用基板。
前記活性阻害物質は、イオン性界面活性剤である項目1に記載の試料分析用基板。
前記活性阻害物質は、塩析剤である項目1に記載の試料分析用基板。
前記標識物質は、酵素である、項目1から7のいずれかに記載の試料分析用基板。
前記標識物質は、ペルキオキシターゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、アルカリフォスターゼ、デヒドロゲナーゼ、ルシフェラーゼからなる群から選択される一種である項目8に記載の試料分析用基板。
前記回収チャンバーは第1端および第2端を有し、円周方向に伸びており、
前記流路の第2開口は、前記回収チャンバーの第1端と第2端との中間よりも第1端側に接続されている、項目1から9のいずれかに記載の試料分析用基板。
前記回収チャンバーは、前記基板の厚さ方向に沿った第1高さおよび第2高さを有し、
前記第1高さは、前記中間よりも第1端側に位置し、前記第2高さは前記中間よりも第2端側に位置し、前記第1高さは前記第2高さよりも大きい、項目10に記載の試料分析用基板。
前記回収チャンバーは、前記空間の外周側に位置する側壁を有し、
前記第1端と前記中間との間に位置する第1位置における前記基板の中心から前記側壁までの第1距離は、前記第2端と前記中間との間に位置する第2位置における前記基板の中心から前記側壁までの第2距離よりも短い項目10または11に記載の試料分析用基板。
前記基板内に位置し、基質物質を含む基質溶液を保持するための第1貯蔵チャンバーと、
前記基板内に位置し、洗浄液を保持するための第2貯蔵チャンバーと、
前記基板内に位置し、前記第1貯蔵チャンバーと前記メインチャンバーとを接続し前記基質物質を含む液体を移送するための第1経路と、
前記基板内に位置し、前記第2貯蔵チャンバーと前記メインチャンバーとを接続し前記洗浄液を移送するための第2経路と、
をさらに備える、項目1から12のいずれかに記載の試料分析用基板。
項目1に記載の試料分析用基板を用いて検体中の特定物質を分析する試料分析方法であって、
前記検体中の特定成分と標識物質と磁性粒子とが結合した複合体を含む反応液を前記メインチャンバーへ導入する工程と、
前記磁石の磁力によって、前記複合体を前記メインチャンバー内に保持しながら、前記試料分析用基板を回転させることによって、前記反応液を前記回収チャンバーへ移送し、前記回収チャンバー内において、前記反応液中の前記複合体を形成していない標識物質と前記活性阻害物質とを反応させる工程と
を包含する試料分析方法。
項目13に記載の試料分析用基板を用いて検体中の特定物質を分析する試料分析方法であって、
前記第1貯蔵チャンバーおよび前記第2貯蔵チャンバーに前記基質物質を含む基質溶液および洗浄液が保持された試料分析用基板を用意する工程と、
前記検体中の特定成分と標識物質と磁性粒子とが結合した複合体を含む反応液を前記メインチャンバーへ導入する工程と、
前記磁石の磁力によって、前記複合体を前記メインチャンバー内に保持しながら、前記試料分析用基板を回転させることによって、前記反応液を前記回収チャンバーへ移送し、前記回収チャンバー内において、前記反応液中の前記複合体を形成していない標識物質と前記活性阻害物質とを反応させる工程と、
前記洗浄液を前記メインチャンバーへ移送し、前記保持された複合体を前記洗浄液で洗浄後、前記試料分析用基板を回転させることによって、前記洗浄液を前記回収チャンバーへ移送する工程と、
前記基質溶液を前記メインチャンバーへ移送し、前記メインチャンバーに保持された前記複合体の標識物質から得られる信号を測定する工程と、
を包含する試料分析方法。
尿や血液等の検体の成分の分析法には、分析対象物であるアナライトと、アナライトと特異的に結合するリガンドとの結合反応が用いられる場合がある。このような分析法には、例えば、免疫測定法や遺伝子診断法が挙げられる。
試料分析装置200は、モータ201と、原点検出器203と、回転角度検出回路204と、制御回路205と、駆動回路206と、光学測定ユニット207とを備える。
[1.全体の構成]
図3Aは、試料分析用基板100の分解斜視図である。試料分析用基板100は、回転軸110および回転軸110に平行な方向に所定の厚さを有する板形状の基板100’を備える。試料分析用基板100の基板100’は、ベース基板100aとカバー基板100bによって構成されている。本実施形態では、試料分析用基板100の基板100’は円形形状を有しているが、例えば、多角形形状、楕円形状、扇形形状等を有していてもよい。基板100’は、2つの主面100c、100dを有している。本実施形態では、主面100cおよび主面100dは互いに平行であり、主面100cおよび主面100dの間隔で規定される基板100’の厚さ(2つの主面の間の距離)は、基板100’のどの位置でも同じである。しかし、主面100c、100dは、平行でなくてもよい。例えば、2つの主面の一部分が非平行または平行であってもよいし、全体的に非平行であってもよい。また、基板100’の主面100cおよび100dの少なくも一方に凹部ないし凸部を有する構成を備えていてもよい。
図3Cに示すように、反応チャンバー106が試料分析用基板100に設けられている。反応チャンバー106は、図1を参照して説明したように、磁性粒子固定化抗体305と、抗原306を含む検体と、標識抗体308とを反応させて、複合体310を形成させる反応場である。反応チャンバー106の形状に特に制限はない。
反応チャンバー106内の複合体310を含む溶液は、第7流路117を介して、メインチャンバー107へ移送される。第7流路117は、開口117gおよび開口117hを有する。第7流路117の開口117gは、反応チャンバー106の側面のうち、回転軸110から最も遠い側に位置する最外周側面106a、または、最外周側面106aに隣接する隣接側面であって、最外周側面106aとの接続部分を含む位置に設けられることが好ましい。反応チャンバー106中の液体をメインチャンバー107へ移送させるにあたり、反応チャンバー106中に液残りが生じることを抑制できるからである。図3Cは、開口117gが最外周側面106aの一部に設けられた例を示している。
メインチャンバー107は、複合体310を含む溶液のB/F分離を行う場である。B/F分離のために、試料分析用基板100は、基板100’内に配置された磁石121を含む。
第3流路113は開口113gおよび開口113hを有し、開口113gがメインチャンバー107に接続され、開口113hが回収チャンバー108に接続されている。
回収チャンバー108は、第3流路113を介してメインチャンバー107から移送される磁性粒子311以外の反応液および使用済みの洗浄液を貯蔵する。回収チャンバー108は、上述の反応液と洗浄回数に応じた合計の使用済み洗浄液との合計量よりも大きな容量の空間を有する。回収チャンバー108は液体を保持する主要な部分が、メインチャンバー107よりも回転軸110に対して遠くに位置していることが好ましい。
図3Dを参照する。第2貯蔵チャンバー105は、B/F分離の際の洗浄に用いる洗浄液を貯留する。以下において詳細に説明するように、本実施形態の試料分析システムでは、B/F分離の際、複合体310を複数回洗浄することができる。このため、第2貯蔵チャンバー105は、洗浄回数に応じた合計容量の洗浄液を保持し得る空間を有している。
第2貯蔵チャンバー105の洗浄液は、第5流路115を介して、第3保持チャンバー103へ移送される。第5流路115は、開口115gおよび開口115hを有する。第5流路115の開口115gは、第2貯蔵チャンバー105の側面のうち、回転軸110から最も遠い側に位置する最外周側面105a、または、最外周側面105aに隣接する隣接側面であって、最外周側面105aとの接続部分を含む位置に設けられることが好ましい。図3Dは、開口115gが最外周側面105aと隣接側面との接続部分に設けられた例を示している。
第3保持チャンバー103は、第2貯蔵チャンバー105に貯留されていた全洗浄液を保持する。その後、メインチャンバー107で複合体310を洗浄するために、洗浄液の一部をメインチャンバー107へ移送させ、残りを保持する。一回の洗浄に用いる洗浄液の量は以下において説明するように、第6流路116によって秤量される。このため、第3保持チャンバー103は、第6流路116以上の容積を有しており、洗浄回数分の合計の洗浄液量以上の容積(例えば、2回の洗浄であれば第6流路116の2倍以上の容積、3回の洗浄であれば第6流路116の3倍以上の容積)を有している。
第6流路116は、第1部分116qおよび第1部分116qに接続された第2部分116rを含む。第1部分116qは開口116gを含み、第3保持チャンバー103と接続されている。第2部分116rは、第2開口116hを有し、メインチャンバー107と接続されている。2部分116rは毛管路である。第3保持チャンバー103の一部と第6流路116の一部とは、開口116gを挟んで概ね回転軸110を中心とする半径方向に位置している。
図3Eを参照する。第1貯蔵チャンバー104は、試料分析システムを用いた分析の開始時に基質溶液を貯留する。第1貯蔵チャンバー104の形状に特に制限はなく、任意の形状を有していてもよい。
第4流路114は、第1貯蔵チャンバー104と、第1保持チャンバー101とを接続している。第4流路114は、例えば、回転軸110を中心とする半径方向に伸びており、毛管路によって構成されている。第4流路114は、開口114gおよび開口114hを有する。開口114gは、第1貯蔵チャンバー104の側面のうち、回転軸110から最も離れた最外周側面104a、または、最外周側面104aに隣接する側面であって、最外周側面104aに近接する位置に設けられることが好ましい。本実施形態では、最外周側面104aに開口114gが設けられている。開口114hは、第1保持チャンバー101に接続されている。
第1保持チャンバー101は、試料分析システムを用いた分析の開始後、洗浄を含むB/F分離の間、第1貯蔵チャンバー104から移送された基質溶液を保持する。第1保持チャンバー101は、第1貯蔵チャンバー104より回転軸110から遠くに位置している。第1保持チャンバー101は、基質溶液を保持する空間を挟む、第1外周側面101a1および第2外周側面101a2と、第1内周側面101b1および第2内周側面101b2とを有する。第1外周側面101a1と第2外周側面101a2とは、半径方向に重なっておらず、また、第1外周側面101a1は第2外周側面101a2よりも回転軸110から遠くに位置している。第1内周側面101b1と第2内周側面101b2とは半径方向に重なっておらず、また、第1内周側面101b1は第2内周側面101b2よりも回転軸110から遠くに位置している。
第1流路111は、第1保持チャンバー101と第2保持チャンバー102とを接続している。第1流路111は、開口111gおよび開口111hを有し、開口111gは第1保持チャンバー101の隣接側面101dに設けられている。また、開口111hは、第2保持チャンバー102の側面の1つに設けられている。第1流路111は重力によって液体の移動が可能な流路である。
第2保持チャンバー102は、第1流路111を介して第1保持チャンバー101から移送される基質溶液を保持する。第2保持チャンバー102は第1保持チャンバー101と周方向において隣接する第1部分102qおよび第2流路112と周方向に隣接する第2部分102rを含む。第1部分102qと第2部分102rとは半径方向に配置されている。また、第2保持チャンバー102は、第1保持チャンバー101の隣接側面101dに近接している。一方、メインチャンバー107は、第1保持チャンバー101の隣接側面101c側に位置している。
第2流路112は、第1部分112qおよび第2部分112rと、開口112gおよび開口112hとを有する。第1部分112qの一端と第2部分112rの一端とは互いに接続されている。第1部分112qの他端に開口112gが位置しており、前述したように、第2保持チャンバー102の第2隣接側面102c2に接続されている。第2部分112rの他端に開口112hが位置しており、メインチャンバー107に接続されている。第2部分112rは毛管路である。
試料分析システム501の動作を説明する。図5は、試料分析システム501の動作を示すフローチャートである。試料分析システム501を動作させるための、試料分析システム501の各部を制御する手順を規定したプログラムが、例えば制御回路205のメモリに記憶されており、演算器によるプログラムの実行により、以下の動作が実現する。以下の工程に先立ち、試料分析用基板100を試料分析装置200に装填し、試料分析用基板100の原点を検出する。
まず、図6に示すように、基質溶液および洗浄液を第1貯蔵チャンバー104および第2貯蔵チャンバー105にそれぞれ導入する。基質溶液は、標識物質307との反応または標識物質307による触媒作用によって、発光、蛍光、あるいは、吸収波長の変化を生じる基質を含む。また、反応チャンバー106に、磁性粒子固定化抗体305と、抗原306と、標識抗体308を含む検体を導入する。例えば、反応チャンバー106に磁性粒子固定化抗体305を含む液体が保持されており、試料分析用基板100に設けられた図示しないチャンバーが抗原306および標識抗体308を含む液体を保持しており、試料分析用基板100の回転による遠心力でこれらが反応チャンバー106へ移送されてもよい。反応チャンバー106において、磁性粒子固定化抗体305と、検体中の抗原306と、標識抗体308とを抗原抗体反応により結合させ、複合体310を形成させる。この時点で第4流路114、第5流路115および第7流路117は、毛細管現象によって、それぞれ、基質溶液、洗浄液および複合体310を含む反応液で満たされている。
複合体310が生成した後、試料分析用基板100を回転させ、複合体310を含む反応液をメインチャンバー107へ移動させる。上述したように第7流路117は、毛細管現象によって、反応液で満たされている。このため、反応チャンバー106の複合体310を含む反応液に、試料分析用基板100の回転により第7流路117内の反応液にかかる毛細管力よりも強い遠心力が働くと、反応液はメインチャンバー107へ移送される。メインチャンバー107へ移送された反応液は、試料分析用基板100が回転している状態では、続いて回収チャンバー108へ移送されることはない。前述したように第3流路113がサイフォンを構成しているため、遠心力に逆らって、液体が第3流路113を回転軸110に向かう方向へ移動しないからである。メインチャンバー107へ移送された複合体310を含む反応液のうち、磁性粒子311の多くは、磁石121の磁力により最外周側面107aに捕捉される。
試料分析用基板100を回転させる。回転にともない遠心力が発生し、メインチャンバー107内の反応液および磁性粒子311(複合体310および未反応の磁性粒子)に働く。この遠心力は、液体および複合体310がメインチャンバー107の最外周側面107a側へ移動するように働く。このため、磁性粒子311は、最外周側面107aに押し付けられる。
図9に示すように、前のステップで第2の角度で停止させない場合には、反時計回りに試料分析用基板100を少し回転させ、所定の第2の角度で停止させる。第2の角度は第3保持チャンバー103へ移送された洗浄液が、第6流路116の開口116gと接触する角度である。例えば図9に示す例では、試料分析用基板100のδ2で示す角度範囲内に重力方向が位置する角度である。
続いて、試料分析用基板100を回転させる。回転による遠心力が第6流路116および第3保持チャンバー103内の洗浄液に働く。図4を参照して説明したように、直線dbを基準として第6流路116側に位置する洗浄液は第6流路116を介してメインチャンバー107へ移動する。また、直線dbを基準として第3保持チャンバー103側に位置する洗浄液は、遠心力によって、第3保持チャンバー103へ戻される。よって、図10に示すように、第6流路116によって秤量された洗浄液だけがメインチャンバー107へ移送される。メインチャンバー107へ移送された洗浄液にも遠心力が働くため、洗浄液は第3流路113において回転軸110方向に移動せず、洗浄液は実質的にメインチャンバー107内にとどまる。これにより、メインチャンバー107内の磁性粒子311が洗浄液と接触し、1回目の洗浄が行われる。
試料分析用基板100を回転させる。回転にともない遠心力が発生し、メインチャンバー107内の洗浄液および磁性粒子311に働く。この遠心力は、洗浄液及び磁性粒子311がメインチャンバー107の最外周側面107a側へ移動するように働き、磁性粒子311は遠心力および磁石121による吸引力によって最外周側面107aにおいて捕捉される。
図13に示すように、前のステップで第4の角度で停止させない場合には、反時計回りに試料分析用基板100を少し回転させ、所定の第4の角度で停止させる。第4の角度は第3保持チャンバー103へ移送された洗浄液が、第6流路116の開口116gと接触する角度である。例えば図13に示す例では、試料分析用基板100のδ4で示す角度範囲内に重力方向が位置する角度である。ステップS4における第3保持チャンバー103内に残っている洗浄液の量が異なるため、角度範囲δ4は角度範囲δ2と異なり得る。
続いて、試料分析用基板100を回転させる。回転による遠心力が第6流路116および第3保持チャンバー103内の洗浄液に働く。1回目の洗浄と同様、図4に示す直線dbを基準として第6流路116側に位置する洗浄液は第6流路116を介してメインチャンバー107へ移動する。また、直線dbを基準として第3保持チャンバー103側に位置する洗浄液は、遠心力によって、第3保持チャンバー103へ戻される。第6流路116によって秤量された洗浄液だけがメインチャンバー107へ移送される。メインチャンバー107へ移送された洗浄液にも遠心力が働くため、洗浄液は第3流路113において回転軸110方向に移動せず、洗浄液は実質的にメインチャンバー107内にとどまる。これにより、メインチャンバー107内の磁性粒子311が洗浄液と接触し、2回目の洗浄が行われる。
試料分析用基板100を回転させる。回転にともない遠心力が発生し、メインチャンバー107内の洗浄液および磁性粒子311に働く。この遠心力は、洗浄液及び磁性粒子311がメインチャンバー107の最外周側面107a側へ移動するように働き、磁性粒子311は遠心力および磁石121による吸引力によって最外周側面107aにおいて捕捉される。
基質溶液をまず第1保持チャンバー101から第2保持チャンバー102へ移動させる。図16に示すように、前のステップで第6の角度で停止させない場合には、試料分析用基板100を反時計回転させ、所定の第6の角度で停止させる。この時、試料分析用基板100は、時計回りに回転させる。第6の角度は第1保持チャンバー101内の基質溶液が第1流路111の開口111gと接触し、かつ、基質溶液の全量が重力によって第2保持チャンバー102へ移動し得る角度である。概ね第1流路111が重力方向に沿って配置される角度である。これにより、第1保持チャンバー101内の基質溶液が第2保持チャンバー102へ移送される。
続いて、試料分析用基板100を回転させる。回転による遠心力が第2流路112および第3保持チャンバー103内の洗浄液に働く。第2流路112内の基質溶液は、遠心力によって、メインチャンバー107へ移動する。開口112gよりも第2保持チャンバー102側に位置している基質溶液は、遠心力によって、第2保持チャンバー102の最外周側面102aへ押し付けられ、第2保持チャンバー102内に留まる。
光学測定ユニット207は、メインチャンバー107に保持された液体の光学的測定を行う。具体的には、光学測定ユニット207は、磁性粒子311に含まれる複合体310に結合した標識抗体308の標識物質307に応じた基質の色素、発光、蛍光等のシグナルを検出する。これにより、抗原306の検出、抗原306の濃度の定量等を行うことができる。
上記実施形態の試料分析用基板100には種々の改変が可能である。
上記実施形態において、第2流路112の第1部分112qの第1領域116qeは毛管空間であり、第2部分112rは毛管路であった。しかし、第2流路は重力による液体が移送可能な空間であってもよい。
試料分析用基板100において、第2保持チャンバー102は2つに分割されていてもよい。図20に試料分析用基板161において、第2保持チャンバー102は、第1副チャンバー102A、第2副チャンバー102Bおよび第8流路118を含んでいる。第1副チャンバー102Aは、第1保持チャンバー101に対して概ね周方向に配列され、第1流路111によって接続されている。第2副チャンバー102Bは、第3流路113に対して概ね周方向に配列されている。第1副チャンバー102Aと第2副チャンバー102Bとは概ね半径方向に配列されており、第8流路118によって互いに接続されている。第2副チャンバー102Bの側面のうち、回転軸110から最も離れている最外周側面102Baに沿って毛細空間102Beが設けられている。また、最外周側面102Baに隣接する隣接側面に沿っており、第2流路112の開口112gと毛細空間102beとを接続する毛細空間102Beが設けられている。
上記実施形態では、第6流路116によって洗浄液を秤量していたが、第3保持チャンバーによって洗浄液を秤量してもよい。図21に示す試料分析用基板162は、第1部分133qと、第2部分133rと、第2部分133rおよび第1部分133qとを接続する連結部分133pとを含む第3保持チャンバー133を備える。
上記実施形態では、複数回分の洗浄液を第3保持チャンバー103が保持していたが、1回分の洗浄液を保持する複数のチャンバーを備えていてもよい。
回収チャンバーにおける発光の抑制および発光の影響を低減し得る新規な構造を備えた試料分析用基板を説明する。
標識物質が溶解している溶液のpHを変化させ、標識物質と基質との反応を抑制したり、標識物質を変性させ不活性化したり、標識物質と基質との反応による発光を抑制する。この機構を利用する活性阻害物質は、pH調整剤であり、例えば、オルトバナジン酸ナトリウム、ヒ酸、フェニルアラニン、ホモアルギニン、無機りん酸からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む。
標識物質に含まれる中心金属イオンを脱離させたり不活性化させたりすることによって、標識物質と基質との反応を抑制したり、標識物質と基質との反応による発光を抑制する。この機構を利用する活性阻害物質は、キレート剤である。例えば、活性阻害物質がアミノカルボン酸系キレート剤である場合には、活性阻害物質は、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、NTA、DTPA、HEDTA、TTHA、PDTA、DPTA-OH、HIDA、DHEG、GEDTA、CMGA、EDDSなどからなる群から得られる少なくとも一種である。また、活性阻害物質がホスフィン酸系キレート剤である場合には、活性阻害物質は、HEDP、NTMP、PBTC、EDTMPなどからなる群から得られる少なくとも一種である。
標識物質であるタンパク質を変性させることによって、標識物質と基質との反応を抑制したり、標識物質と基質との反応による発光を抑制する。この機構を利用する活性阻害物質は、たんぱく質変性剤であり、例えば、活性阻害物質は、グアニジン塩酸塩、グアニジンチオシアン酸塩、チオ尿素、尿素などからなる群から選ばれる少なくも一種である。
標識物質をイオン性界面活性剤で覆うことによって、標識物質と基質との反応を抑制したり、標識物質を変性させ不活性化したり、標識物質と基質との反応による発光を抑制する。この機構を利用する活性阻害物質は、イオン性界面活性剤であり、SDS、CTABなどからなる群から選ばれる少なくも一種である。
標識物質であるタンパク質のような高分子電解質は塩濃度が高くなりすぎると、溶解度が低下し塩析する。これによって、タンパク質を変性、不活性化させ、標識物質と基質との反応による発光を抑制する。この機構を利用する活性阻害物質は、塩析剤である。具体的には、活性阻害物質は、多価のイオンを含む塩であり、例えば、硫酸イオン、リン酸イオン、クエン酸イオンを含む塩である。より具体的には、活性阻害物質は、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、リン酸カリウム、クエン酸ナトリウムなどからなる群から選ばれる少なくとも一種である。
本実施形態では、磁性粒子を用いた測定系を想定した説明を行ったが、本願の一態様に係る試料分析用基板、試料分析装置、試料分析システムおよび試料分析システム用プログラムは、磁性粒子を用いた測定系に限定されるものではない。例えば、1次抗体が固定化される対象は、磁性粒子に替えて、チャンバー内の壁面であってもよい。すなわち、チャンバーがポリスチレンやポリカーボネートといった素材で構成されている場合には、チャンバー内の壁面に物理吸着により1次抗体を固定化させることができ、チャンバー内で抗原や標識抗体とのサンドイッチ型の結合反応をせしめることができる。また、チャンバー内の壁面に1次抗体と結合可能な官能基(例えば、アミノ基やカルボキシル基)を有し、化学結合により1次抗体を固定化させることができ、チャンバー内で抗原や標識抗体とのサンドイッチ型の結合反応をせしめることができる。また、チャンバー内の壁面に金属基板を備える構成であれば、例えば、SAMを用いて1次抗体を金属基板に結合して固定化させることができ、チャンバー内で抗原や標識抗体とのサンドイッチ型の結合反応をせしめることができる。一次抗体をチャンバー壁面に物理吸着または化学結合で固定化させる場合は、主に色素、化学発光または蛍光のシグナルを検出する系に使用される。一方、一次抗体を金属基板に固定化させる場合は、シグナルとして、主に電気化学的シグナル(例えば、電流)、電気化学発光のシグナルを検出する系に使用される。この場合、図3Bに示した磁石121は不要である。また、複合体310形成の反応場は反応チャンバー106ではなく、メインチャンバー107になる。したがって、一次抗体は、メインチャンバー107の壁面に固定化する必要がある。
100’ 基板
100a ベース基板
100b カバー基板
100c、100d 主面
100f 壁部分
101 第1保持チャンバー
101a1 第1外周側面
101a2 第2外周側面
101b1 第1内周側面
101b2 第2内周側面
101c、101d 隣接側面
101r 凸形状部分
102 第2保持チャンバー
102A 第1副チャンバー
102B 第2副チャンバー
102Ba 最外周側面
102Be 毛細空間
102a 最外周側面
102b 最内周側面
102be 毛細空間
102c1 第1隣接側面
102c2 第2隣接側面
102e 第2領域
102q 第1部分
102r 第2部分
102re 毛細空間
102s 凹部
103、103A 第3保持チャンバー
103Aa 最外周側面
103Ac 隣接側面
103B 第4保持チャンバー
103Ba 最外周側面
103Bc 隣接側面
103a 最外周側面
103b 最内周側面
104 第1貯蔵チャンバー
104a 最外周側面
105、105A 第2貯蔵チャンバー
105B 第3貯蔵チャンバー
105a 最外周側面
106 反応チャンバー
106a 最外周側面
107 メインチャンバー
107a 最外周側面
107e 第2領域
107f 第1領域
108、148 回収チャンバー
108b 最内周側面
110 回転軸
111 第1流路
111g 開口
111h 開口
112 第2流路
112g 開口
112h 開口
112q 第1部分
112qe 第1領域
112qf 第2領域
112r 第2部分
113 第3流路
113g、113h 開口
113m 第2屈曲部
113n 第1屈曲部
114 第4流路
114g、114h 開口
115 第5流路
115A 第5流路
115B 第9流路
115g、115h 開口
116、116A 第6流路
116Ag、116Bg 開口
116B 第10流路
116b 第2部分
116g 開口
116h 第2開口
116q 第1部分
116qe 第1領域
116qf 第2領域
116r 第2部分
117 第7流路
117g 開口
117h 開口
118 第8流路
120 収納室
120a 開口
121 磁石
122 空気孔
123 開口
133 第3保持チャンバー
133p 連結部分
133q 第1部分
133qs 底部
133qt 側部
133qt’、133qt’’ 部分
133r 第2部分
133re 部分
148E1 第1端
148E2 第2端
148P1 第1位置
148P2 第2位置
151 活性阻害物質
161、162、163 試料分析用基板
200 試料分析装置
201 モータ
201a ターンテーブル
203 原点検出器
203a 光源
203b 受光素子
203c 原点検出回路
204 回転角度検出回路
205 制御回路
206 駆動回路
207 光学測定ユニット
210 マーカ
210a エッジ
210b エッジ
302 磁性粒子
304 一次抗体
305 磁性粒子固定化抗体
306 抗原
307 標識物質
308 標識抗体
310 複合体
311 磁性粒子
501 試料分析システム
Claims (14)
- 検体を含む液体の移送を行い、検体中の特定物質を分析する試料分析用基板であって、
回転軸を有する板形状の基板と、
前記基板内に位置し、前記検体中の特定成分と標識物質と磁性粒子とが結合した複合体を保持するための空間を有するメインチャンバーと、
前記メインチャンバーに近接して配置された磁石と、
前記基板内に位置し、前記メインチャンバーから移送される液体を保持するための空間を有する回収チャンバーであって、前記空間の少なくとも一部は前記メインチャンバーの空間よりも半径方向において外周側に位置している、回収チャンバーと、
前記基板内に位置しており、第1の開口および第2の開口を有する流路であって、前記第1の開口および前記第2の開口がそれぞれ前記メインチャンバーおよび前記回収チャンバーに接続された流路と、
前記回収チャンバーに保持されており、前記標識物質の活性を低下させる活性阻害物質と、
を備え、
前記回収チャンバーは、円周方向に伸びており、
第1端および第2端と、
前記基板の厚さ方向に沿った第1高さおよび第2高さと
を有し、
前記第1高さは、前記回収チャンバーの第1端と第2端との中間よりも第1端側に位置し、前記第2高さは前記中間よりも第2端側に位置し、前記第1高さは前記第2高さよりも大きい、試料分析用基板。 - 前記活性阻害物質はキレート剤である、請求項1に記載の試料分析用基板。
- 前記キレート剤はエチレンジアミン四酢酸である、請求項2に記載の試料分析用基板。
- 前記活性阻害物質は、オルトバナジン酸ナトリウム、ヒ酸、フェニルアラニン、ホモアルギニン、無機りん酸からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載の試料分析用基板。
- 前記活性阻害物質は、たんぱく質変性剤である請求項1に記載の試料分析用基板。
- 前記活性阻害物質は、イオン性界面活性剤である請求項1に記載の試料分析用基板。
- 前記活性阻害物質は、塩析剤である請求項1に記載の試料分析用基板。
- 前記標識物質は、酵素である、請求項1から7のいずれかに記載の試料分析用基板。
- 前記標識物質は、ペルキオキシターゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、アルカリフォスターゼ、デヒドロゲナーゼ、ルシフェラーゼからなる群から選択される一種である請求項8に記載の試料分析用基板。
- 前記流路の第2の開口は、前記回収チャンバーの前記中間よりも前記第1端側に接続されている、請求項1から9のいずれかに記載の試料分析用基板。
- 前記回収チャンバーは、前記空間の外周側に位置する側壁を有し、
前記第1端と前記中間との間に位置する第1位置における前記基板の中心から前記側壁までの第1距離は、前記第2端と前記中間との間に位置する第2位置における前記基板の中心から前記側壁までの第2距離よりも短い請求項10に記載の試料分析用基板。 - 前記基板内に位置し、基質物質を含む基質溶液を保持するための第1貯蔵チャンバーと、
前記基板内に位置し、洗浄液を保持するための第2貯蔵チャンバーと、
前記基板内に位置し、前記第1貯蔵チャンバーと前記メインチャンバーとを接続し前記基質物質を含む液体を移送するための第1経路と、
前記基板内に位置し、前記第2貯蔵チャンバーと前記メインチャンバーとを接続し前記洗浄液を移送するための第2経路と、
をさらに備える、請求項1から11のいずれかに記載の試料分析用基板。 - 請求項1に記載の試料分析用基板を用いて検体中の特定物質を分析する試料分析方法であって、
前記検体中の特定成分と標識物質と磁性粒子とが結合した複合体を含む反応液を前記メインチャンバーへ導入する工程と、
前記磁石の磁力によって、前記複合体を前記メインチャンバー内に保持しながら、前記試料分析用基板を回転させることによって、前記反応液を前記回収チャンバーへ移送し、前記回収チャンバー内において、前記反応液中の前記複合体を形成していない標識物質と前記活性阻害物質とを反応させる工程と
を包含する試料分析方法。 - 請求項12に記載の試料分析用基板を用いて検体中の特定物質を分析する試料分析方法であって、
前記第1貯蔵チャンバーおよび前記第2貯蔵チャンバーに前記基質物質を含む基質溶液および洗浄液が保持された試料分析用基板を用意する工程と、
前記検体中の特定成分と標識物質と磁性粒子とが結合した複合体を含む反応液を前記メインチャンバーへ導入する工程と、
前記磁石の磁力によって、前記複合体を前記メインチャンバー内に保持しながら、前記試料分析用基板を回転させることによって、前記反応液を前記回収チャンバーへ移送し、前記回収チャンバー内において、前記反応液中の前記複合体を形成していない標識物質と前記活性阻害物質とを反応させる工程と
前記洗浄液を前記メインチャンバーへ移送し、前記保持された複合体を前記洗浄液で洗浄後、前記試料分析用基板を回転させることによって、前記洗浄液を前記回収チャンバーへ移送する工程と、
前記基質溶液を前記メインチャンバーへ移送し、前記メインチャンバーに保持された前記複合体の標識物質から得られる信号を測定する工程と、
を包含する試料分析方法。
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