JP7079408B2

JP7079408B2 - Analysis unit and analysis method

Info

Publication number: JP7079408B2
Application number: JP2018034282A
Authority: JP
Inventors: 公二辻田; 雅之小野; 祐一長谷川; 誠糸長; 勝恵堀越
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: JP2019148529A

Description

本発明は、抗原または抗体等の生体物質を分析するための分析ユニット及び分析方法に関する。 The present invention relates to an analysis unit and an analysis method for analyzing a biological substance such as an antigen or an antibody.

血液、血清、または血漿等の生体試料に含まれるタンパク質などの生体物質（例えば生体細胞から分泌されるエクソソームなどの小胞顆粒）を分析する免疫検定法（immunoassay）が知られている。 An immunoassay method for analyzing a biological substance such as a protein contained in a biological sample such as blood, serum, or plasma (for example, vesicle granules such as an exosome secreted from a living cell) is known.

一般的に、生体試料中には、生体物質である検出対象物質以外に夾雑物が含まれている。夾雑物は、例えば検出対象物質以外の種々のタンパク質、脂質、または糖鎖化合物等である。夾雑物は、１次抗体、２次抗体、または１次抗体をウェル等の支持体に固相化するための固相化層（固相化支持体）等に、抗原抗体反応しない状態で非特異的に吸着する。夾雑物は、蛍光標識体が結合することにより、夾雑物に起因する非特異シグナルが発生し、バックグランドノイズの原因となっている。 In general, a biological sample contains impurities in addition to the substance to be detected, which is a biological substance. The contaminants are, for example, various proteins, lipids, sugar chain compounds, etc. other than the substance to be detected. Contaminants are not in a state of not reacting with an antigen-antibody reaction with a solid phase layer (immobilized support) for immobilizing a primary antibody, a secondary antibody, or a primary antibody on a support such as a well. It specifically adsorbs. The contaminants generate a non-specific signal due to the contaminants due to the binding of the fluorescent label, which causes background noise.

特許文献１には、糖鎖を有する測定試薬が用いられる免疫測定法において、非特異反応を低減させる糖鎖化合物を用いることが記載されている。特許文献１に記載されている免疫測定法は、糖鎖を有する測定試薬の反応点を添加した別の糖鎖化合物を用いて非特異的吸着をブロックすることにより、ノイズを低減するものである。 Patent Document 1 describes the use of a sugar chain compound that reduces a non-specific reaction in an immunoassay method in which a measurement reagent having a sugar chain is used. The immunoassay method described in Patent Document 1 reduces noise by blocking non-specific adsorption using another sugar chain compound to which a reaction point of a measurement reagent having a sugar chain is added. ..

特許文献２には、生体試料として用いる血清が由来する動物とは異なる動物に由来する血清をブロッキング材として用いることが記載されている。ブロッキング材は、非特異的吸着をブロックすることにより、ノイズを低減するものである。 Patent Document 2 describes that a serum derived from an animal different from the animal from which the serum used as a biological sample is derived is used as a blocking material. The blocking material reduces noise by blocking non-specific adsorption.

特開２０１０－６０２９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-60293 特開２００９－２２９０７４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-229074

しかしながら、検出対象物質が微量である場合、非特異的吸着をブロックするだけでは、検出対象物質を精度よく分析することが困難な場合がある。 However, when the amount of the substance to be detected is very small, it may be difficult to analyze the substance to be detected accurately only by blocking non-specific adsorption.

本発明は、検出対象物質を精度よく分析できる分析ユニット及び分析方法を提供することを１つの目的とする。 One object of the present invention is to provide an analysis unit and an analysis method capable of accurately analyzing a substance to be detected.

本発明の一側面として、穴形状を有し、かつ、前記穴形状における底面に対応する第１の面と、前記穴形状における内側の側面に対応する第２の面とを有するウェルを備え、前記ウェルは、前記第１の面と前記第２の面とに異なる抗体が固定されていることを特徴とする分析ユニットを提供する。 As one aspect of the present invention, a well having a hole shape and having a first surface corresponding to a bottom surface in the hole shape and a second surface corresponding to an inner side surface in the hole shape is provided. The wells provide an analytical unit characterized in that different antibodies are immobilized on the first surface and the second surface.

また、本発明の一側面として、穴形状を有し、かつ、前記穴形状における底面に対応する第１の面と、前記穴形状における内側の側面に対応する第２の面とを有し、前記第１の面と前記第２の面とに異なる抗体が固定されているウェルを備えた分析ユニットを用い、前記ウェルに検出対象物質を含む生体試料液を注入し、前記検出対象物質を前記第１の面に固定されている抗体と抗原抗体反応により特異的に結合させ、前記第１の面に固定されている生体分子と特異的に結合している検出対象物質を分析する分析方法を提供する。 Further, as one aspect of the present invention, it has a hole shape and has a first surface corresponding to the bottom surface in the hole shape and a second surface corresponding to the inner side surface in the hole shape. Using an analysis unit provided with wells in which different antibodies are immobilized on the first surface and the second surface, a biological sample solution containing a substance to be detected is injected into the wells to obtain the substance to be detected. The amount of analysis of the substance to be detected that is specifically bound to the antibody immobilized on the first surface by an antigen-antibody reaction and specifically bound to the biological molecule immobilized on the first surface. An analysis method is provided.

本発明の分析ユニット及び分析方法によれば、検出対象物質を精度よく分析できる。 According to the analysis unit and analysis method of the present invention, the substance to be detected can be analyzed with high accuracy.

一実施形態の分析ユニットを示す平面図である。It is a top view which shows the analysis unit of one Embodiment. 図１のＡ－Ａで切断した分析ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the analysis unit cut in AA of FIG. カートリッジを試料分析用ディスクより取り外した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which removed the cartridge from the disk for sample analysis. 図１のＢ－Ｂで切断したウェルを示す拡大斜視図である。It is an enlarged perspective view which shows the well cut by BB of FIG. ウェルの底面に固定されている抗体とウェルの内周面に固定されている抗体との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the antibody fixed to the bottom surface of a well, and the antibody fixed to the inner peripheral surface of a well. 分析ユニットを用いた分析方法の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of an analysis method using an analysis unit. 分析ユニットを用いた分析方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis method using an analysis unit. 分析ユニットを用いた分析方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis method using an analysis unit. 分析ユニットを用いた分析方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis method using an analysis unit. 分析ユニットを用いた分析方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis method using an analysis unit. 分析ユニットを用いた分析方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis method using an analysis unit. 分析ユニットを用いた分析方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis method using an analysis unit. 試料分析用ディスクに形成された反応領域を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the reaction area formed in the disk for sample analysis.

図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３、及び図４を用いて、一実施形態の分析ユニットを説明する。図１は一実施形態の分析ユニットをカートリッジ側から見た状態を示している。図２Ａは図１のＡ－Ａで切断した分析ユニットの断面を示している。図２Ｂはカートリッジを試料分析用ディスクより取り外した状態を示している。図３は図１のウェルをＢ－Ｂで切断した状態を部分的に拡大して示している。 An analysis unit of one embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B, 3 and 4. FIG. 1 shows a state in which the analysis unit of one embodiment is viewed from the cartridge side. FIG. 2A shows a cross section of the analysis unit cut at AA of FIG. FIG. 2B shows a state in which the cartridge is removed from the sample analysis disc. FIG. 3 shows a partially enlarged state in which the well of FIG. 1 is cut by BB.

図１に示すように、分析ユニット１は、試料分析用ディスク１００とカートリッジ２００とを備える。試料分析用ディスク１００は、例えば、ブルーレイディスク（ＢＤ）、ＤＶＤ、コンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスクと同等の円板形状を有する。 As shown in FIG. 1, the analysis unit 1 includes a sample analysis disk 100 and a cartridge 200. The sample analysis disc 100 has a disk shape equivalent to that of an optical disc such as a Blu-ray disc (BD), a DVD, or a compact disc (CD).

試料分析用ディスク１００は、例えば、一般的に光ディスクに用いられるポリカーボネート樹脂またはシクロオレフィンポリマー等の樹脂材料で形成されている。なお、試料分析用ディスク１００は、上記の光ディスクに限定されるものではなく、他の形態または所定の規格に準拠した光ディスクを用いることもできる。 The sample analysis disc 100 is made of, for example, a resin material such as a polycarbonate resin or a cycloolefin polymer generally used for an optical disc. The sample analysis disk 100 is not limited to the above-mentioned optical disk, and an optical disk conforming to another form or a predetermined standard can also be used.

図１、図２Ａ、または図２Ｂに示すように、試料分析用ディスク１００は、中心孔１０１と切欠き部１０２とを有する。中心孔１０１は試料分析用ディスク１００の中心部に形成されている。切欠き部１０２は試料分析用ディスク１００の外周部に形成されている。切欠き部１０２は、試料分析用ディスク１００の基準位置を識別するための基準位置識別部である。 As shown in FIGS. 1, 2A, or 2B, the sample analysis disk 100 has a central hole 101 and a notch 102. The center hole 101 is formed in the center of the sample analysis disk 100. The notch 102 is formed on the outer peripheral portion of the sample analysis disk 100. The notch 102 is a reference position identification unit for identifying a reference position of the sample analysis disk 100.

図３に示すように、試料分析用ディスク１００の表面には、凹部１０３と凸部１０４とが半径方向に交互に配置されたトラック領域１０５が形成されている。凹部１０３と凸部１０４とは、試料分析用ディスク１００の内周部から外周部に向かってスパイラル状に形成されている。凹部１０３は光ディスクのグルーブに相当する。凸部１０４は光ディスクのランドに相当する。光ディスクのトラックピッチに相当する試料分析用ディスク１００のトラックピッチは例えば３２０ｎｍである。 As shown in FIG. 3, on the surface of the sample analysis disk 100, a track region 105 in which the concave portions 103 and the convex portions 104 are alternately arranged in the radial direction is formed. The concave portion 103 and the convex portion 104 are formed in a spiral shape from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion of the sample analysis disk 100. The recess 103 corresponds to the groove of an optical disc. The convex portion 104 corresponds to a land of an optical disc. The track pitch of the sample analysis disk 100 corresponding to the track pitch of the optical disc is, for example, 320 nm.

図１、図２Ａ、または図２Ｂに示すように、カートリッジ２００は、周方向に複数の円筒状の貫通孔２０１が形成されている。複数の貫通孔２０１は、それぞれの中心が同一円周上に位置するように等間隔に形成されている。カートリッジ２００は、中心部に形成された凸部２０２と、外周部に形成された凸部２０３とを有する。 As shown in FIGS. 1, 2A, or 2B, the cartridge 200 is formed with a plurality of cylindrical through holes 201 in the circumferential direction. The plurality of through holes 201 are formed at equal intervals so that their centers are located on the same circumference. The cartridge 200 has a convex portion 202 formed in a central portion and a convex portion 203 formed in an outer peripheral portion.

オペレータは、カートリッジ２００を試料分析用ディスク１００に取り付ける場合、凸部２０２を試料分析用ディスク１００の中心孔１０１に挿入し、凸部２０３を切欠き部１０２に挿入する。これにより、カートリッジ２００と試料分析用ディスク１００とを位置決めすることができる。 When the cartridge 200 is attached to the sample analysis disk 100, the operator inserts the convex portion 202 into the center hole 101 of the sample analysis disk 100 and inserts the convex portion 203 into the notch portion 102. Thereby, the cartridge 200 and the sample analysis disk 100 can be positioned.

図２Ａまたは図３に示すように、分析ユニット１は、カートリッジ２００の貫通孔２０１と試料分析用ディスク１００の表面（トラック領域１０５）とによって形成される複数のウェル１０を有する。ウェル１０は穴形状を有する。ウェル１０は、穴形状における底面に対応する第１の面１１と、穴形状における内側の側面に対応する第２の面１２とを有する。以下、説明をわかりやすくするために、ウェル１０において第１の面１１を底面１１、第２の面１２を内周面１２とする。 As shown in FIG. 2A or FIG. 3, the analysis unit 1 has a plurality of wells 10 formed by a through hole 201 of the cartridge 200 and a surface (track region 105) of the sample analysis disk 100. The well 10 has a hole shape. The well 10 has a first surface 11 corresponding to the bottom surface in the hole shape and a second surface 12 corresponding to the inner side surface in the hole shape. Hereinafter, in order to make the explanation easy to understand, the first surface 11 is the bottom surface 11 and the second surface 12 is the inner peripheral surface 12 in the well 10.

試料分析用ディスク１００の表面はウェル１０の底面１１を構成している。貫通孔２０１の内側の面である内周面はウェル１０の内周面１２を構成している。ウェル１０は試料液、緩衝液、及び、洗浄液等の溶液を溜めるための容器である。なお、図１では、一例として８つのウェル１０を示しているが、ウェル１０の数はこれに限定されるものではない。 The surface of the sample analysis disk 100 constitutes the bottom surface 11 of the well 10. The inner peripheral surface, which is the inner surface of the through hole 201, constitutes the inner peripheral surface 12 of the well 10. The well 10 is a container for storing a solution such as a sample solution, a buffer solution, and a cleaning solution. Note that FIG. 1 shows eight wells 10 as an example, but the number of wells 10 is not limited to this.

図２Ｂに示すように、カートリッジ２００を試料分析用ディスク１００から分離することができる。検出対象物質を標識する微粒子の検出及び計測は、カートリッジ２００が分離された試料分析用ディスク１００単体で行われる。 As shown in FIG. 2B, the cartridge 200 can be separated from the sample analysis disk 100. The detection and measurement of the fine particles labeling the substance to be detected are performed by the sample analysis disk 100 alone from which the cartridge 200 is separated.

図４を用いて、ウェル１０の底面１１に固定されている抗体とウェル１０の内周面１２に固定されている抗体との関係を説明する。なお、図４では、説明をわかりやすくするために、ウェル１０を構成する試料分析用ディスク１００とカートリッジ２００とを簡略化して示している。 FIG. 4 will explain the relationship between the antibody immobilized on the bottom surface 11 of the well 10 and the antibody immobilized on the inner peripheral surface 12 of the well 10. In addition, in FIG. 4, in order to make the explanation easy to understand, the sample analysis disk 100 and the cartridge 200 constituting the well 10 are shown in a simplified manner.

図４に示すように、ウェル１０の底面１１には、検出対象物質と抗原抗体反応により特異的に結合する抗体２０が固定されている。ウェル１０の内周面１２には、抗体２０とは異なり、かつ、検出対象物質と特異的に結合しない抗体３０が固定されている。検出対象物質は、例えば生体細胞から分泌されるエクソソーム等の小胞顆粒である。抗体２０は例えばエクソソームと抗原抗体反応により特異的に結合するanti-Human CD9抗体等の生体分子（第１の生体分子）である。抗体３０は例えばエクソソームと特異的に結合しないIgG1抗体等のネガティブコントロール抗体等の生体分子（第２の生体分子）である。ウェル１０の底面１１及び内周面１２にはブロッキング層１３が形成されている。 As shown in FIG. 4, an antibody 20 that specifically binds to the substance to be detected by an antigen-antibody reaction is immobilized on the bottom surface 11 of the well 10. An antibody 30 that is different from the antibody 20 and does not specifically bind to the substance to be detected is immobilized on the inner peripheral surface 12 of the well 10. The substance to be detected is, for example, vesicle granules such as exosomes secreted from living cells. The antibody 20 is a biomolecule (first biomolecule) such as an anti-Human CD9 antibody that specifically binds to an exosome by an antigen-antibody reaction. The antibody 30 is a biomolecule (second biomolecule) such as a negative control antibody such as an IgG1 antibody that does not specifically bind to exosomes. A blocking layer 13 is formed on the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10.

図５、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ、及び、図９Ｂを用いて、分析ユニット１を用いた分析方法の一例を説明する。オペレータは、図５に示すフローチャートのステップＳ１１にて、図６Ａに示すように、試料分析用ディスク１００ａとカートリッジ２００ａとを備える分析ユニット１ａを作製する。試料分析用ディスク１００ａは、図４に示す試料分析用ディスク１００に相当する。図６Ａに示す符号１０ａはウェルを示す。図６Ａに示す符号１１ａ及び１２ａはウェル１０ａの底面及び内周面を示す。底面１１ａは、図４に示す底面１１に相当する。 An example of an analysis method using the analysis unit 1 will be described with reference to FIGS. 5, 6A, 6B, 7A, 7B, 8, 9A, and 9B. In step S11 of the flowchart shown in FIG. 5, the operator creates an analysis unit 1a including a sample analysis disk 100a and a cartridge 200a, as shown in FIG. 6A. The sample analysis disc 100a corresponds to the sample analysis disc 100 shown in FIG. Reference numeral 10a shown in FIG. 6A indicates a well. Reference numerals 11a and 12a shown in FIG. 6A indicate the bottom surface and the inner peripheral surface of the well 10a. The bottom surface 11a corresponds to the bottom surface 11 shown in FIG.

オペレータは、ステップＳ１２にて、抗体２０を含む緩衝液２１をウェル１０ａに注入する。さらに、オペレータは、分析ユニット１ａを適切な時間だけ適切な温度でインキュベートさせる。これにより、抗体２０は、ウェル１０ａの底面１１ａを構成する試料分析用ディスク１００ａの表面に形成されたトラック領域１０５上に固定される。なお、抗体２０は、ウェル１０ａの内周面１２ａを構成するカートリッジ２００ａの貫通孔２０１の内周面にも固定される。 The operator injects the buffer solution 21 containing the antibody 20 into the well 10a in step S12. In addition, the operator incubates the analysis unit 1a at the appropriate temperature for the appropriate time. Thereby, the antibody 20 is fixed on the track region 105 formed on the surface of the sample analysis disk 100a constituting the bottom surface 11a of the well 10a. The antibody 20 is also fixed to the inner peripheral surface of the through hole 201 of the cartridge 200a constituting the inner peripheral surface 12a of the well 10a.

オペレータは、緩衝液２１をウェル１０ａから排出する。オペレータは、ウェル１０ａを別の緩衝液で洗浄する。ウェル１０ａの底面１１ａ及び内周面１２ａに固定されなかった抗体２０はこの洗浄によって除去される。オペレータは、ステップＳ１３にて、試料分析用ディスク１００ａとカートリッジ２００ａとを分離する。 The operator discharges the buffer solution 21 from the well 10a. The operator cleans the well 10a with another buffer. The antibody 20 that has not been fixed to the bottom surface 11a and the inner peripheral surface 12a of the well 10a is removed by this washing. In step S13, the operator separates the sample analysis disc 100a and the cartridge 200a.

オペレータは、ステップＳ１１～Ｓ１３により、図６Ｂに示すように、検出対象物質と抗原抗体反応により特異的に結合する抗体２０が表面（トラック領域１０５）に固定されている試料分析用ディスク１００ａを作製する。 In steps S11 to S13, the operator prepares a sample analysis disk 100a in which the antibody 20 that specifically binds to the substance to be detected by the antigen-antibody reaction is immobilized on the surface (track region 105), as shown in FIG. 6B. do.

オペレータは、ステップＳ２１にて、図７Ａに示すように、試料分析用ディスク１００ｂとカートリッジ２００ｂとを備える分析ユニット１ｂを作製する。カートリッジ２００ｂは、図４に示すカートリッジ２００に相当する。図７Ａに示す符号１０ｂはウェルを示す。図７Ａに示す符号１１ｂ及び１２ｂはウェル１０ｂの底面及び内周面を示す。内周面１２ｂは、図４に示す内周面１２に相当する。 In step S21, the operator prepares an analysis unit 1b including a sample analysis disk 100b and a cartridge 200b, as shown in FIG. 7A. The cartridge 200b corresponds to the cartridge 200 shown in FIG. Reference numeral 10b shown in FIG. 7A indicates a well. Reference numerals 11b and 12b shown in FIG. 7A indicate the bottom surface and the inner peripheral surface of the well 10b. The inner peripheral surface 12b corresponds to the inner peripheral surface 12 shown in FIG.

オペレータは、ステップＳ２２にて、抗体３０を含む緩衝液３１をウェル１０ｂに注入する。さらに、オペレータは、分析ユニット１ｂを適切な時間だけ適切な温度でインキュベートさせる。これにより、抗体３０は、ウェル１０ｂの内周面１２ｂを構成するカートリッジ２００ｂの貫通孔２０１の内周面に固定される。なお、抗体３０は、ウェル１０ｂの底面１１ｂを構成する試料分析用ディスク１００ｂの表面上にも固定される。 The operator injects the buffer solution 31 containing the antibody 30 into the well 10b in step S22. In addition, the operator incubates the analysis unit 1b for the appropriate time at the appropriate temperature. As a result, the antibody 30 is fixed to the inner peripheral surface of the through hole 201 of the cartridge 200b constituting the inner peripheral surface 12b of the well 10b. The antibody 30 is also fixed on the surface of the sample analysis disk 100b constituting the bottom surface 11b of the well 10b.

オペレータは、緩衝液３１をウェル１０ｂから排出する。オペレータは、ウェル１０ｂを別の緩衝液で洗浄する。ウェル１０ｂの底面１１ｂ及び内周面１２ｂに固定されなかった抗体３０はこの洗浄によって除去される。オペレータは、ステップＳ２３にて、カートリッジ２００ｂと試料分析用ディスク１００ｂとを分離する。 The operator drains the buffer 31 from the well 10b. The operator cleans the well 10b with another buffer. The antibody 30 that was not immobilized on the bottom surface 11b and the inner peripheral surface 12b of the well 10b is removed by this washing. The operator separates the cartridge 200b and the sample analysis disk 100b in step S23.

オペレータは、ステップＳ２１～Ｓ２３により、図７Ｂに示すように、検出対象物質と特異的に結合しない抗体３０が貫通孔２０１の内周面に固定されているカートリッジ２００ｂを作製する。なお、オペレータは、ステップＳ１１～Ｓ１３とステップＳ２１～Ｓ２３とを並行して実行してもよいし、別々の時間に実行してもよい。 As shown in FIG. 7B, the operator prepares a cartridge 200b in which the antibody 30 that does not specifically bind to the substance to be detected is fixed to the inner peripheral surface of the through hole 201 by steps S21 to S23. The operator may execute steps S11 to S13 and steps S21 to S23 in parallel, or may execute steps S21 to S23 at different times.

オペレータは、ステップＳ３１にて、試料分析用ディスク１００ａにカートリッジ２００ｂを取り付けることにより、図４に示すウェル１０を有する分析ユニット１を作製する。 In step S31, the operator attaches the cartridge 200b to the sample analysis disk 100a to prepare the analysis unit 1 having the well 10 shown in FIG.

オペレータは、ステップＳ３２にて、分析ユニット１のウェル１０の底面１１及び内周面１２を、スキムミルクまたはＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）等のブロッキング剤を用いてブロッキング処理する。例えば、オペレータは、リン酸緩衝液等の緩衝液で希釈されたスキムミルクをウェル１０に注入する。さらに、オペレータは分析ユニット１を適切な時間だけ適切な温度で静置または振盪させる。 In step S32, the operator blocks the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10 of the analysis unit 1 with a blocking agent such as skim milk or BSA (bovine serum albumin). For example, the operator injects skim milk diluted with a buffer such as phosphate buffer into the well 10. In addition, the operator allows the analysis unit 1 to stand or shake at the appropriate temperature for the appropriate time.

オペレータは、スキムミルクを含む緩衝液をウェル１０から排出する。オペレータは、ウェル１０を別の緩衝液で洗浄する。洗浄に用いられる緩衝液は、スキムミルクを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。また、洗浄を省略してもよい。これにより、図４に示すように、ウェル１０の底面１１及び内周面１２にブロッキング層１３が形成される。 The operator drains the buffer solution containing skim milk from the well 10. The operator cleans the well 10 with another buffer. The buffer used for washing may or may not contain skim milk. Moreover, cleaning may be omitted. As a result, as shown in FIG. 4, the blocking layer 13 is formed on the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10.

オペレータは、ステップＳ３３にて、図８に示すように、検出対象物質４０を含む生体試料液４１をウェル１０に注入する。検出対象物質４０は、例えば生体細胞から分泌されるエクソソーム等の小胞顆粒である。なお、生体試料液４１には検出対象物質４０が含まれていない場合もある。説明をわかりやすくするために、生体試料液４１に検出対象物質４０が含まれている場合について説明する。 In step S33, the operator injects the biological sample solution 41 containing the substance to be detected 40 into the well 10 as shown in FIG. The substance to be detected 40 is, for example, vesicle granules such as exosomes secreted from living cells. The biological sample liquid 41 may not contain the substance to be detected 40. In order to make the explanation easy to understand, the case where the biological sample liquid 41 contains the detection target substance 40 will be described.

オペレータは、分析ユニット１を適切な時間だけ適切な温度でインキュベートさせる。これにより、検出対象物質４０は、ウェル１０の底面１１に固定されている抗体２０と抗原抗体反応により特異的に結合する。その結果、検出対象物質４０は、試料分析用ディスク１００の表面に形成されたトラック領域１０５に捕捉される。ブロッキング層１３は、検出対象物質４０がウェル１０の底面１１及び内周面１２に非特異的に吸着することを防止する。 The operator incubates the analysis unit 1 at the appropriate temperature for the appropriate time. As a result, the substance to be detected 40 specifically binds to the antibody 20 immobilized on the bottom surface 11 of the well 10 by an antigen-antibody reaction. As a result, the substance to be detected 40 is captured in the track region 105 formed on the surface of the sample analysis disk 100. The blocking layer 13 prevents the substance 40 to be detected from adsorbing non-specifically to the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10.

一般的に、生体試料液４１には、検出対象物質４０以外の夾雑物４２が含まれている。夾雑物４２は、例えば検出対象物質４０以外の種々のタンパク質、脂質、または糖鎖化合物等である。夾雑物４２は、ウェル１０の底面１１に固定されている抗体２０、及び、ウェル１０の内周面１２に固定されている抗体３０に、抗原抗体反応しない状態で非特異的に吸着する。ブロッキング層１３は、夾雑物４２がウェル１０の底面１１及び内周面１２に非特異的に吸着することを防止する。従って、ブロッキング層１３は、検出対象物質４０、及び、夾雑物４２がウェル１０の底面１１及び内周面１２に非特異的に吸着することを防止する。 Generally, the biological sample liquid 41 contains impurities 42 other than the substance to be detected 40. The contaminant 42 is, for example, various proteins, lipids, sugar chain compounds, etc. other than the substance to be detected 40. The contaminant 42 is non-specifically adsorbed to the antibody 20 fixed to the bottom surface 11 of the well 10 and the antibody 30 fixed to the inner peripheral surface 12 of the well 10 in a state where no antigen-antibody reaction occurs. The blocking layer 13 prevents the contaminants 42 from adsorbing non-specifically to the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10. Therefore, the blocking layer 13 prevents the detection target substance 40 and the contaminants 42 from being non-specifically adsorbed on the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10.

ウェル１０の内周面１２には検出対象物質４０と特異的に結合しない抗体３０が固定されている。ウェル１０の底面１１には検出対象物質４０と抗原抗体反応により特異的に結合する抗体２０が固定されている。従って、検出対象物質４０が、ウェル１０の底面１１を構成する試料分析用ディスク１００の表面（トラック領域１０５）に捕捉される確率を向上させることができる。 An antibody 30 that does not specifically bind to the substance to be detected 40 is immobilized on the inner peripheral surface 12 of the well 10. An antibody 20 that specifically binds to the detection target substance 40 by an antigen-antibody reaction is immobilized on the bottom surface 11 of the well 10. Therefore, it is possible to improve the probability that the substance to be detected 40 is captured on the surface (track region 105) of the sample analysis disk 100 constituting the bottom surface 11 of the well 10.

夾雑物４２は、ウェル１０の底面１１及び内周面１２に固定されている抗体２０及び３０に、抗原抗体反応しない状態で非特異的に吸着する。検出対象物質４０はウェル１０の底面１１に固定されている抗体２０と抗原抗体反応により特異的に結合する。これにより、夾雑物４２が、ウェル１０の底面１１を構成する試料分析用ディスク１００の表面に非特異的に吸着する確率を低減させることができる。 The contaminant 42 is non-specifically adsorbed to the antibodies 20 and 30 immobilized on the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10 in a state where no antigen-antibody reaction occurs. The substance to be detected 40 specifically binds to the antibody 20 immobilized on the bottom surface 11 of the well 10 by an antigen-antibody reaction. As a result, the probability that the contaminants 42 are non-specifically adsorbed on the surface of the sample analysis disk 100 constituting the bottom surface 11 of the well 10 can be reduced.

オペレータは、ウェル１０から生体試料液４１を排出する。オペレータは、ウェル１０を緩衝液で洗浄する。なお、生体試料液４１中に分散している検出対象物質４０と夾雑物４２とは、この洗浄によって除去される。 The operator discharges the biological sample liquid 41 from the well 10. The operator cleans the well 10 with buffer. The detection target substance 40 and the contaminants 42 dispersed in the biological sample liquid 41 are removed by this washing.

オペレータは、ステップＳ３４にて、図９Ａに示すように、標識となる微粒子５０を含む緩衝液５１をウェル１０に注入する。微粒子５０の表面には検出対象物質４０の抗原と抗原抗体反応により特異的に結合する抗体が形成されている。さらに、オペレータは、分析ユニット１を適切な時間だけ適切な温度でインキュベートさせる。 In step S34, the operator injects the buffer solution 51 containing the fine particles 50 to be a label into the well 10 as shown in FIG. 9A. An antibody that specifically binds to the antigen of the substance to be detected 40 by an antigen-antibody reaction is formed on the surface of the fine particles 50. In addition, the operator incubates the analysis unit 1 at the appropriate temperature for the appropriate time.

これにより、微粒子５０は、試料分析用ディスク１００の表面に形成されたトラック領域１０５上に捕捉されている検出対象物質４０と抗原抗体反応により特異的に結合する。その結果、微粒子５０は、試料分析用ディスク１００のトラック領域１０５、具体的にはトラック領域１０５の凹部１０３に、検出対象物質４０と結合した状態で捕捉される。ブロッキング層１３は、微粒子５０がウェル１０の底面１１及び内周面１２に非特異的に吸着することを防止する。 As a result, the fine particles 50 specifically bind to the detection target substance 40 captured on the track region 105 formed on the surface of the sample analysis disk 100 by the antigen-antibody reaction. As a result, the fine particles 50 are captured in the track region 105 of the sample analysis disk 100, specifically, in the recess 103 of the track region 105 in a state of being bound to the detection target substance 40. The blocking layer 13 prevents the fine particles 50 from being non-specifically adsorbed on the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10.

オペレータは、ウェル１０から緩衝液５１を排出する。オペレータは、ウェル１０を別の緩衝液で洗浄し、さらに必要に応じて純水で洗浄した後、乾燥させる。なお、緩衝液５１中に分散している微粒子５０は洗浄により除去される。 The operator drains the buffer solution 51 from the well 10. The operator cleans the well 10 with another buffer, and if necessary, with pure water, and then dries. The fine particles 50 dispersed in the buffer solution 51 are removed by washing.

オペレータは、ステップＳ３５にて、試料分析用ディスク１００とカートリッジ２００とを分離する。図２Ｂに示すように、試料分析用ディスク１００には、複数のウェル１０に対応して複数の反応領域６０が形成される。 The operator separates the sample analysis disk 100 and the cartridge 200 in step S35. As shown in FIG. 2B, the sample analysis disk 100 is formed with a plurality of reaction regions 60 corresponding to the plurality of wells 10.

図９Ｂに示すように、反応領域６０には、微粒子５０が検出対象物質４０と結合した状態で、試料分析用ディスク１００の表面に形成されたトラック領域１０５に捕捉されている。即ち、検出対象物質４０は、抗体２０と微粒子５０とによってトラック領域１０５にサンドイッチ捕捉されている。 As shown in FIG. 9B, in the reaction region 60, the fine particles 50 are captured in the track region 105 formed on the surface of the sample analysis disc 100 in a state of being bound to the detection target substance 40. That is, the substance to be detected 40 is sandwiched and captured in the track region 105 by the antibody 20 and the fine particles 50.

オペレータは、ステップＳ３６にて、反応領域６０に捕捉されている微粒子５０を検出し、カウントする。これにより、反応領域６０に捕捉されている検出対象物質４０を間接的に検出し、カウントすることができる。 In step S36, the operator detects and counts the fine particles 50 captured in the reaction region 60. As a result, the detection target substance 40 captured in the reaction region 60 can be indirectly detected and counted.

本実施形態の分析ユニット及び分析方法では、検出対象物質４０と抗原抗体反応により特異的に結合する抗体２０が固定されている試料分析用ディスク１００に、検出対象物質４０と特異的に結合しない抗体３０が固定されているカートリッジ２００を取り付け、分析ユニット１を作製する。 In the analysis unit and analysis method of the present embodiment, an antibody that does not specifically bind to the detection target substance 40 is attached to a sample analysis disk 100 in which an antibody 20 that specifically binds to the detection target substance 40 by an antigen-antibody reaction is fixed. The cartridge 200 to which the 30 is fixed is attached, and the analysis unit 1 is manufactured.

検出対象物質４０はカートリッジ２００に固定されている抗体３０とは特異的に結合しないため、抗体２０が試料分析用ディスク１００、及び、カートリッジ２００に固定されている場合と比較して、検出対象物質４０が試料分析用ディスク１００に捕捉される確率を増加させることができる。 Since the detection target substance 40 does not specifically bind to the antibody 30 fixed to the cartridge 200, the detection target substance is compared with the case where the antibody 20 is fixed to the sample analysis disk 100 and the cartridge 200. It is possible to increase the probability that 40 will be captured by the sample analysis disk 100.

本実施形態の分析ユニット及び分析方法では、検出対象物質４０が試料分析用ディスク１００に固定されている抗体２０と抗原抗体反応により特異的に結合する。それに対して、夾雑物４２は、試料分析用ディスク１００に固定されている抗体２０、及び、カートリッジ２００に固定されている抗体３０に、抗原抗体反応しない状態で非特異的に吸着する。そのため、夾雑物４２が試料分析用ディスク１００に固定されている抗体２０に非特異的に吸着する確率を低減することができる。 In the analysis unit and analysis method of the present embodiment, the substance to be detected 40 specifically binds to the antibody 20 immobilized on the sample analysis disk 100 by an antigen-antibody reaction. On the other hand, the contaminant 42 is non-specifically adsorbed to the antibody 20 fixed on the sample analysis disk 100 and the antibody 30 fixed on the cartridge 200 in a state where no antigen-antibody reaction occurs. Therefore, it is possible to reduce the probability that the contaminant 42 is non-specifically adsorbed on the antibody 20 fixed on the sample analysis disk 100.

本実施形態の分析ユニット及び分析方法では、さらに、分析ユニット１のウェル１０の底面１１、及び、内周面１２にブロッキング層１３が形成される。ブロッキング層１３は、検出対象物質４０、夾雑物４２、及び、微粒子５０がウェル１０の底面１１及び内周面１２に非特異的に吸着することを防止する。ウェル１０の底面１１を構成する試料分析用ディスク１００に非特異的に吸着した夾雑物４２は、試料分析用ディスク１００に捕捉されている微粒子５０（検出対象物質４０）を検出するときのノイズ成分となる。従って、ブロッキング層１３によりノイズ成分を低減することができる。 In the analysis unit and analysis method of the present embodiment, the blocking layer 13 is further formed on the bottom surface 11 of the well 10 of the analysis unit 1 and the inner peripheral surface 12. The blocking layer 13 prevents the detection target substance 40, the contaminants 42, and the fine particles 50 from being non-specifically adsorbed on the bottom surface 11 and the inner peripheral surface 12 of the well 10. The contaminants 42 non-specifically adsorbed on the sample analysis disk 100 constituting the bottom surface 11 of the well 10 are noise components when detecting the fine particles 50 (detection target substance 40) captured in the sample analysis disk 100. It becomes. Therefore, the noise component can be reduced by the blocking layer 13.

従って、本実施形態の分析ユニット及び分析方法によれば、検出対象物質４０が試料分析用ディスク１００に捕捉される確率を増加させることにより、検出対象物質４０の検出精度を向上させることができる。 Therefore, according to the analysis unit and the analysis method of the present embodiment, the detection accuracy of the detection target substance 40 can be improved by increasing the probability that the detection target substance 40 is captured by the sample analysis disk 100.

また、本実施形態の分析ユニット及び分析方法によれば、夾雑物４２が試料分析用ディスク１００に固定されている抗体２０に非特異的に吸着する確率を低減させることにより、ノイズ成分を低減することができる。ブロッキング層１３により、ノイズ成分をさらに低減することができる。 Further, according to the analysis unit and the analysis method of the present embodiment, the noise component is reduced by reducing the probability that the contaminant 42 is non-specifically adsorbed on the antibody 20 fixed to the sample analysis disk 100. be able to. The blocking layer 13 can further reduce the noise component.

よって、本実施形態の分析ユニット及び分析方法によれば、ノイズ成分を低減し、かつ、検出対象物質４０の検出精度を向上させることにより、検出対象物質４０を検出するための検出下限ＬＯＤ（Limit Of Detection）、及び、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。これにより、検出対象物質４０の検出感度を向上させることができるため、生体試料液４１に含まれる検出対象物質４０が微量であっても、検出対象物質４０を精度よく分析することができる。 Therefore, according to the analysis unit and the analysis method of the present embodiment, the detection lower limit LOD (Limit) for detecting the detection target substance 40 by reducing the noise component and improving the detection accuracy of the detection target substance 40. Of Detection) and S / N ratio can be improved. As a result, the detection sensitivity of the detection target substance 40 can be improved, so that the detection target substance 40 can be analyzed accurately even if the detection target substance 40 contained in the biological sample liquid 41 is a trace amount.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

１分析ユニット
１０ウェル
１１底面（第１の面）
１２内周面（第２の面）
２０抗体（第１の生体分子）
３０抗体（第２の生体分子）
４０検出対象物質
５０微粒子
１００試料分析用ディスク
２００カートリッジ
２０１貫通孔 1 Analysis unit 10 wells 11 Bottom surface (first surface)
12 Inner peripheral surface (second surface)
20 antibody (first biomolecule)
30 antibody (second biomolecule)
40 Substance to be detected 50 Fine particles 100 Sample analysis disc 200 Cartridge 201 Through hole

Claims

A well having a hole shape and having a first surface corresponding to the bottom surface in the hole shape and a second surface corresponding to the inner side surface in the hole shape is provided.
Different antibodies are immobilized on the first surface and the second surface of the well.
Analysis unit.

A first antibody that specifically binds to the substance to be detected contained in the biological sample solution by an antigen-antibody reaction is immobilized on the first surface.
On the second surface, a second antibody that does not react with the substance to be detected by an antigen-antibody and non-specifically adsorbs impurities contained in the biological sample solution without an antigen-antibody reaction is immobilized. ing
The analysis unit according to claim 1.

Cartridges with through holes and
A disk for sample analysis and
Equipped with
The well is formed by the through hole of the cartridge and the surface of the sample analysis disk.
The first surface corresponds to the surface of the sample analysis disk.
The second surface corresponds to the inner surface of the through hole.
The first antibody is immobilized on the surface of the sample analysis disk corresponding to the first surface.
The second antibody is immobilized on the inner surface of the through hole corresponding to the second surface.
The analysis unit according to claim 2.

It has a hole shape and has a first surface corresponding to the bottom surface in the hole shape and a second surface corresponding to the inner side surface in the hole shape, the first surface and the second surface. Using an analytical unit with wells in which different antibodies are immobilized on the surface of
A biological sample solution containing the substance to be detected is injected into the well,
The substance to be detected is specifically bound to the antibody immobilized on the first surface by an antigen-antibody reaction.
An analytical method for analyzing a substance to be detected that is specifically bound to an antibody immobilized on the first surface.