JPH01221666A - Instrument and method for immunological inspection - Google Patents

Instrument and method for immunological inspection

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JPH01221666A
JPH01221666A JP4813388A JP4813388A JPH01221666A JP H01221666 A JPH01221666 A JP H01221666A JP 4813388 A JP4813388 A JP 4813388A JP 4813388 A JP4813388 A JP 4813388A JP H01221666 A JPH01221666 A JP H01221666A
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antigen
substance
optical waveguide
antibody
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Shoichi Murata
祥一 村田
Mutsuyuki Sugimura
杉村 睦之
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To detect the degree of immunity with high accuracy by effecting an antigen-antibody reaction between the antigens subjected to the antigen- antibody reaction with previously fixed antibodies and labeled antibodies, then allowing labeling materials to emit light and measuring the quantity of the emitted light. CONSTITUTION:A soln. to be measured is housed in a housing chamber 1b and the antigen-antibody reaction is effected between the antigens 7 in the soln. to be measured and the previously fixed antibodies 6. The soln. to be measured is then discharged from the housing chamber 1b and a labeling material soln. is housed therein to effect the antigen-antibody reaction between the antigens 7 subjected to the antigen-antibody reaction with the antibodies 6 and the antibodies 8 labeled by the labeling materials 9. The labeling soln. is thereafter discharged and a reference liquid is housed into the chamber so that the labeling material 9 emits light. The emitted light is guided through a light guide 2 and a light leading-out part 3 to a photodetecting part. The photodetecting part converts the quantity of the labeling materials 9 labeling the antibodies 8 accepted in the antibodies 6 to electric signals. A detecting part detects the degree of the immunity in accordance with said electric signals.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は免疫検査装置および免疫検査方法に関し、さ
らに詳細にいえば、光導波路を用いて抗原、或は抗体の
有無を検出することにより免疫検査を行なう免疫検査装
置および免疫検査方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an immunoassay device and an immunoassay method, and more specifically, to immunoassays by detecting the presence or absence of antigens or antibodies using optical waveguides. The present invention relates to an immunoassay device and an immunoassay method for conducting an inspection.

〈従来の技術〉 従来から免疫検査を行なう目的で、光導波路の表面に、
抗原、或は抗体を固定した領域を形成し、この領域に血
液等を接触させた状態で上記光導波路に光を導入し、光
導波路から出射される光強度をΔP1定することにより
、抗原、或は抗体の有無を検知し、免疫検査を行なうよ
うにした装置が提供されている(特許出願公表箱58−
501481号公報参照)。
<Conventional technology> Conventionally, for the purpose of performing immunological tests, on the surface of an optical waveguide,
By forming a region on which an antigen or an antibody is immobilized, introducing light into the optical waveguide while bringing blood or the like into contact with this region, and determining the light intensity ΔP1 emitted from the optical waveguide, the antigen, Alternatively, a device is provided that detects the presence or absence of antibodies and performs an immunological test (see Patent Application Publication Box 58-
(See Publication No. 501481).

さらに詳細に説明すると、光が光導波路を伝播する場合
には、光の強度分布の殆どの部分は光導波路の中に閉じ
込められた状態であるが、一部は光導波路を包囲するク
ラッド部に浸み出し、再び光導波路の内部に反射される
ことが知られている(以下、この光成分および光導波路
の外部から光導波路内部に侵入し、そのまま光導波路内
部を伝播する光成分をエバネッセント波と称する)。
To explain in more detail, when light propagates through an optical waveguide, most of the intensity distribution of the light is confined within the optical waveguide, but some of it is trapped in the cladding surrounding the optical waveguide. (Hereinafter, this light component and the light component that enters the inside of the optical waveguide from outside the optical waveguide and propagates inside the optical waveguide as it is are called evanescent waves.) ).

そして、上記エバネッセント波は、クラッド部の反射率
の影響を受けて光導波路内部への反射量が変化する。
The amount of the evanescent wave reflected into the optical waveguide changes under the influence of the reflectance of the cladding portion.

即ち、上記クラッド部に相当する部分に抗原、或は抗体
を予め固定しておいて、この部分に血液等を接触させた
状態で光導波路に光を入射させれば、血液等が全く抗体
、抗原を有していない場合には、上記抗原、或は抗体を
固定した部分の反射率の影響を受けて出射光強度が変化
し、他方、血液等が抗体、抗原を有している場合には、
抗原と抗体とが結合して全く別の物質が上記クラッド部
に存在することになり、上記強度と異なる出射光強度と
なる。(但し、上記出射光強度は、抗原、或は抗体のみ
の場合と比較して、抗原抗体反応が行なわれた場合の方
が小さくなることが知られている)。
That is, if an antigen or an antibody is fixed in advance on a portion corresponding to the cladding portion, and light is made to enter the optical waveguide while blood or the like is in contact with this portion, the blood or the like will be completely absorbed by the antibody or antibody. If the blood does not contain an antigen, the intensity of the emitted light changes due to the reflectance of the part on which the antigen or antibody is immobilized; on the other hand, if the blood etc. contains antibodies or antigens, teeth,
When the antigen and antibody combine, a completely different substance is present in the cladding portion, resulting in an emitted light intensity different from the above intensity. (However, it is known that the intensity of the emitted light is lower when an antigen-antibody reaction is performed than when only an antigen or antibody is used).

したがって、出射光の強度変化の有無を検出することに
より抗体或は抗原があるが否かを検出することができる
Therefore, by detecting the presence or absence of a change in the intensity of the emitted light, it is possible to detect whether or not an antibody or antigen is present.

しかし、上記の構成の免疫検査装置においては、短に出
射光強度が変化するだけであるとともに、出射光強度が
変化する割合が著しく小さいのであるから、温度条件、
湿潤程度等の変化に起因する出射光強度変化と抗原抗体
反応に起因する出射光強度の変化とを確実に区別するこ
とができず、゛免疫検査精度が著しく低下してしまうこ
とになる。
However, in the immunoassay device with the above configuration, the intensity of the emitted light changes only in a short period of time, and the rate at which the intensity of the emitted light changes is extremely small.
It is not possible to reliably distinguish between changes in the intensity of the emitted light due to changes in the degree of humidity and changes in the intensity of the emitted light due to antigen-antibody reactions, resulting in a significant decrease in the accuracy of the immunological test.

このような問題を解消させるために、抗原、或は抗体を
予め固定した領域に対して血液等を接触させることによ
り免疫の程度に対応する抗原抗体反応を行なわせ、次い
で螢光物質により識別させられた抗原、或は抗体を接触
させることによりさらに抗原抗体反応を行なわせ、この
状態において光導波路に光を入射させるようにした免疫
検査装置が提供されている。この場合において、出射光
の向きについてみれば、入射光がそのまま出射される側
において螢光に起因する光強度を検出する方法と、光が
入射する側において螢光に起因する光強度を検出する方
法と、光導波路の側方において螢光に起因する光強度を
検出する方法とがある。
In order to solve this problem, an antigen-antibody reaction corresponding to the degree of immunity is caused by bringing blood, etc. into contact with an area on which antigens or antibodies have been immobilized in advance, and then the area is identified using a fluorescent substance. There has been provided an immunoassay device in which an antigen-antibody reaction is caused by contacting the antigen or antibody, and in this state, light is made to enter an optical waveguide. In this case, regarding the direction of the emitted light, there are two methods: detecting the light intensity caused by the fluorescent light on the side where the incident light is emitted as is, and detecting the light intensity caused by the fluorescent light on the side where the light enters. There is a method of detecting the light intensity caused by fluorescence on the side of the optical waveguide.

したがって、螢光物質で標識された抗原、或は抗体を用
いて免疫を検査する装置においても、エバネッセント波
の影響を受けた出射光の強度を検出すれば、血液等の中
に抗原、抗体が存在するか否か、即ち、免疫があるか否
かを検査することができる。
Therefore, even in devices that test immunity using antigens or antibodies labeled with fluorescent substances, if the intensity of emitted light affected by evanescent waves is detected, it is possible to detect antigens or antibodies in blood, etc. It is possible to test whether or not it exists, that is, whether or not there is immunity.

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の螢光物質で標識された抗原、或は抗体を用いる免
疫検査装置においては、抗原抗体反応に対応する螢光信
号を得るために、光導波路に導入する励起光が必要であ
り、装置が全体として大型化するのみならず、余分な熱
の発生、消費電力の増加等の問題を有しており、しかも
、免疫検査精度を余り向上させることができないという
問題も有している。
<Problems to be Solved by the Invention> In an immunoassay device using an antigen or antibody labeled with the above-mentioned fluorescent substance, the fluorescent substance is introduced into an optical waveguide in order to obtain a fluorescent signal corresponding to an antigen-antibody reaction. Excitation light is required, which not only increases the size of the device as a whole, but also generates excess heat and increases power consumption, and furthermore, it does not significantly improve the accuracy of the immunological test. There are also problems.

さらに詳細に説明すると、第5図に示すように、励起光
のピーク波長と螢光のピーク波長とは数10tv程度の
差が存在しているのであるが、螢光の光強度と比較して
励起光の光強度が著しく大きいのであるから、螢光のピ
ーク波長に対応する励起光強度がかなり大きくなり、大
きな誤差を与えることになってしまう。このような不都
合を解消するために励起光に対してフィルタリングを施
すことも考えられるが、完全なフィルタリングを達成す
ることは不可能であるから、誤差の程度が低減させられ
るだけで、依然として免疫検査精度を十分に向上させる
ことはできない。
To explain in more detail, as shown in Figure 5, there is a difference of several tens of TVs between the peak wavelength of excitation light and the peak wavelength of fluorescence, but compared to the light intensity of fluorescence, there is a difference between the peak wavelength of excitation light and the peak wavelength of fluorescence. Since the light intensity of the excitation light is extremely high, the excitation light intensity corresponding to the peak wavelength of the fluorescent light becomes considerably large, resulting in a large error. Filtering the excitation light may be considered in order to eliminate this inconvenience, but since it is impossible to achieve complete filtering, it may only reduce the degree of error and still be used in immunoassays. Accuracy cannot be improved sufficiently.

さらに、励起光の入射側において螢光を測定する構成を
採用することも考えられるが、この場合には、励起光入
射面における反射が螢光の強度レベルに対して到底無視
し得ない状態になるので、同様に、免疫検査精度を十分
には向上させることができない。
Furthermore, it is conceivable to adopt a configuration in which the fluorescence is measured on the excitation light incident side, but in this case, the reflection at the excitation light incidence surface will be in a state that cannot be ignored compared to the intensity level of the fluorescence. Similarly, the accuracy of the immunological test cannot be sufficiently improved.

また、励起光を生成する光源としては、ピーク波長を中
心とする著しく狭い波長範囲における光のみを出力する
とともに、安定した出力光強度を維持し続けることがで
きるものでなければ、免疫検査精度を高めることができ
ないのであるから、通常の光源を使用することはできず
、Xeフラッシュランプ等を使用しなければならなくな
るとともに、出力光強度を安定化するための制御装置を
設けなければならなくなる。そして、光源と光導波路と
はある程度能れた状態で配置されるのであるから、免疫
検査装置全体として大型化するとともに、光源における
熱の発生および消費電力の増加を伴ない、特に熱の影響
が光源、或は抗体を固定した部分に抹ぶと、免疫検査精
度が低下することになってしまうという問題もある。
In addition, the light source that generates the excitation light must output only light in an extremely narrow wavelength range centered on the peak wavelength, and must be able to maintain a stable output light intensity, otherwise the accuracy of the immunoassay will be compromised. Therefore, a normal light source cannot be used, and a Xe flash lamp or the like must be used, and a control device must be provided to stabilize the output light intensity. Since the light source and the optical waveguide are arranged in a state where they can be arranged to a certain extent, the overall size of the immunoassay device increases, and the light source generates heat and increases power consumption. There is also the problem that if the light source or the part where the antibody is fixed is exposed, the accuracy of the immunoassay will be reduced.

さらに、光導波路の側方において螢光に起因する光強度
を検出する方法を採用した場合には、螢光物質により識
別させられた抗原、或は抗体の全てから発せられる螢光
が免疫検査のための光信号として入射することになるの
で、抗原抗体反応を行なっていない螢光が含まれること
になり、免疫検査精度が大巾に低下してしまうことにな
るという問題がある。
Furthermore, if a method of detecting the light intensity caused by fluorescence on the side of the optical waveguide is adopted, the fluorescence emitted from all the antigens or antibodies identified by the fluorescent substance can be used in immunoassays. The problem is that the immunoassay accuracy is greatly reduced because it enters as an optical signal for immunoassay, and therefore contains fluorescent light that has not undergone an antigen-antibody reaction.

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
励起光の導入を不要として構成を小形化し、かつ簡素化
するとともに、免疫検査精度を著しく向上させることが
できる免疫検査装置および免疫検査方法を提供すること
を目的としている。
<Object of the invention> This invention was made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide an immunoassay device and an immunoassay method that do not require the introduction of excitation light, have a compact and simple configuration, and can significantly improve the accuracy of an immunoassay.

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の免疫検査装置
は、光導波路の側面所定位置に検査対象溶液を収容する
収容室が形成されているとともに、収容室内に位置する
光導波路の側面に、特定物質の存在を条件として発光す
る物質で標識された抗原、或は抗体を検査対象物質を媒
介として受容する抗原、或は抗体が固定されており、し
がも、受容された識別抗原、或は抗体の発光のうち光導
波路を通して伝播するエバネッセント波を受光する受光
部が設けられている。
Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the immunoassay device of the present invention has a storage chamber for storing a test target solution formed at a predetermined position on the side surface of an optical waveguide, and a storage chamber for storing a solution to be tested. An antigen or antibody labeled with a substance that emits light in the presence of a specific substance is immobilized on the side of the optical waveguide located at the Also provided is a light receiving section that receives evanescent waves propagating through the optical waveguide among the light emitted from the received identification antigen or antibody.

但し、上記光導波路としては、断面方形状に形成されて
いるとともに、光導波路の側面に検査対象溶液を収容す
る収容室が形成されていることが好ましい。
However, it is preferable that the optical waveguide is formed to have a rectangular cross section, and that a storage chamber for accommodating the solution to be tested is formed on the side surface of the optical waveguide.

また、上記の目的を達成するための、この発明の免疫検
査方法は、光導波路の側面に固定した抗原、或は抗体に
対して検査対象物質を反応させた後、特定物質の存在を
条件として発光する物質で標識された抗原、或は抗体を
反応させ、次いで特定物質を供給することにより標識物
質を発光させ、光導波路近傍に位置する標識物質からの
発光のみを光導波路を通して伝播させ、伝播光に基いて
免疫検査を行なう方法である。
In addition, in order to achieve the above object, the immunoassay method of the present invention involves reacting a test substance with an antigen or antibody fixed on the side surface of an optical waveguide, and then, as a condition of the presence of a specific substance, An antigen or antibody labeled with a luminescent substance is reacted, and then a specific substance is supplied to cause the labeled substance to emit light, and only the luminescence from the labeled substance located near the optical waveguide is propagated through the optical waveguide. This is a method of immunological testing based on light.

さらに他の免疫検査方法は、光導波路の側面に固定した
抗原、或は抗体に対して検査対象物質および特定物質の
存在を条件として発光する物質で標識された抗原、或は
抗体を反応させ、次いで特定物質を供給することにより
標識物質を発光させ、光導波路近傍に位置する標識物質
からの発光のみを光導波路を通して伝播させ、伝播光に
基いて免疫検査を行なう方法である。
Still another immunoassay method involves reacting an antigen or antibody fixed on the side of an optical waveguide with an antigen or antibody labeled with a substance that emits light in the presence of a test substance and a specific substance, Next, a specific substance is supplied to cause the labeling substance to emit light, and only the light emitted from the labeling substance located near the optical waveguide is propagated through the optical waveguide, and an immunological test is performed based on the propagated light.

く作用〉 以上の構成の免疫検査装置であれば、検査対象溶液を収
容する収容室内に位置する光導波路の側面に、特定物質
の存在を条件として発光する物質で標識された抗原、或
は抗体を検査対象物質を媒介として受容する抗原、或は
抗体が固定されており、しかも、受容された識別抗原、
或は抗体の発光のうち光導波路を通して伝播するエバネ
ッセント波を受光する受光部が設けられているので、検
査対象溶液を収容室に入れて検査対象物質と予め固定さ
れている抗原、或は抗体との間で、検査対象物質量に対
応する抗原抗体反応を行なわせ、次いで、或は同時に発
光物質で積置された抗原、或は抗体を含む溶液を入れる
ことにより、抗原抗体反応を行なった部分に対してさら
に抗原抗体反応を行なわせることができる。その後、収
容室に特定物質を入れることにより、励起光を全く導入
することなく発光物質を発光させることができる。
In the immunoassay device with the above configuration, an antigen or antibody labeled with a substance that emits light in the presence of a specific substance is attached to the side of the optical waveguide located in the storage chamber that houses the solution to be tested. The antigen or antibody that accepts the test substance as a medium is immobilized, and the accepted identification antigen,
Alternatively, a light receiving part is provided to receive evanescent waves propagated through the optical waveguide among the light emitted by the antibody, so the solution to be tested is placed in the storage chamber and the substance to be tested and the pre-immobilized antigen or antibody are combined. An antigen-antibody reaction corresponding to the amount of the substance to be tested is carried out between the parts, and then, or at the same time, a solution containing an antigen or an antibody deposited with a luminescent substance is placed in the part where the antigen-antibody reaction is carried out. Further, an antigen-antibody reaction can be performed against the target. Thereafter, by putting the specific substance into the storage chamber, the luminescent substance can be caused to emit light without introducing any excitation light.

この発光は光導波路の側面近傍において発生することに
なるので、エバネッセント波として光導波路に侵入し、
そのまま光導波路内を伝播する。したがって、光導波路
内を伝播するエバネッセント波を受光部において受光す
ることにより、免疫があることを検知することができる
のみならず、エバネッセント波の強度に基いて免疫の程
度を検出することができる。
This light emission occurs near the side of the optical waveguide, so it enters the optical waveguide as an evanescent wave.
It propagates inside the optical waveguide as it is. Therefore, by receiving evanescent waves propagating within the optical waveguide at the light receiving section, it is possible not only to detect the presence of immunity, but also to detect the degree of immunity based on the intensity of the evanescent waves.

そして、上記光導波路が断面方形状に形成されていると
ともに、光導波路の側面に検査対象溶液を収容する収容
室が形成されている場合には、抗原、或は抗体を固定す
る領域を大きくすることができるので、全体として光導
波路を伝播するエバネッセント波の強度を大きくするこ
とができ、免疫検査精度を向上させることができる。
If the optical waveguide is formed to have a rectangular cross-section and a storage chamber is formed on the side surface of the optical waveguide to accommodate the test target solution, the area on which the antigen or antibody is immobilized is enlarged. Therefore, the intensity of the evanescent waves propagating through the optical waveguide as a whole can be increased, and the accuracy of the immunological test can be improved.

以上の免疫検査方法であれば、光導波路の側面に固定し
た抗原、或は抗体に対して検査対象物質を反応させた後
、特定物質の存在を条件として発光する物質で標識され
た抗原、或は抗体を反応させ、次いで特定物質を供給す
ることにより標識物質を発光させ、光導波路近傍に位置
する標識物質からの発光のみを光導波路を通して伝播さ
せ、伝播光に基いて免疫検査を行なうので、光導波路に
励起光を導入する必要が全くなくなり、発光光強度が弱
くても励起光の影響が皆無になることにより、発光光強
度の測定精度を著しく向上させ、ひいては免疫検査精度
を著しく向上させることができる。
In the above immunoassay method, after a test substance is reacted with an antigen or antibody fixed on the side of an optical waveguide, an antigen labeled with a substance that emits light under the condition of the presence of a specific substance, or In this method, antibodies are reacted, and then a specific substance is supplied to cause the labeling substance to emit light, and only the light emitted from the labeling substance located near the optical waveguide is propagated through the optical waveguide, and an immunological test is performed based on the propagated light. There is no need to introduce excitation light into the optical waveguide, and even if the intensity of the emitted light is weak, there is no effect of the excitation light, which significantly improves the measurement accuracy of the emitted light intensity, which in turn significantly improves the accuracy of immunoassays. be able to.

また、以上の他の免疫検査方法であれば、光導波路の側
面に固定した抗原、或は抗体に対して検査対象物質およ
び特定物質の存在を条件として発光する物質で標識され
た抗原、或は抗体を反応させ、次いで特定物質を供給す
ることにより標識物質を発光させ、光導波路近傍に位置
する標識物質からの発光のみを光導゛波路を通して伝播
させ、伝播光に基いて免疫検査を行なうので、光導波路
に励起光を導入する必要が全くなくなり、発光光強度が
弱くても励起光の影響が皆無になることにより、発光光
強度の測定精度を著しく向上させ、ひいては免疫検査精
度を著しく向上させることができる。そして、検査対象
物質および特定物質の存在を条件として発光する物質で
標識された抗原、或は抗体を、予め固定された抗原、或
は抗体に対して同時に反応させることができるので、免
疫検査に必要な操作を簡素化することができる。
In addition, in other immunoassay methods described above, an antigen fixed to the side of an optical waveguide, or an antigen labeled with a substance that emits light in response to the presence of a test target substance and a specific substance, or The labeling substance is made to emit light by reacting the antibody and then supplying a specific substance, and only the luminescence from the labeling substance located near the optical waveguide is propagated through the optical waveguide, and an immunological test is performed based on the propagated light. There is no need to introduce excitation light into the optical waveguide, and even if the intensity of the emitted light is weak, there is no effect of the excitation light, which significantly improves the measurement accuracy of the emitted light intensity, which in turn significantly improves the accuracy of immunoassays. be able to. In addition, antigens or antibodies labeled with a substance that emits light in the presence of the test substance and a specific substance can be reacted simultaneously with pre-immobilized antigens or antibodies, making it suitable for immunological testing. Necessary operations can be simplified.

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。<Example> Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing examples.

 〜 第1図はこの発明の免疫検査装置の一実施例を示す概略
斜視図、第2図は中央縦断面図であり、全体が平板状で
あり、一端部下面に光導出部(3)を形成してなる光導
波路(りの上面に、予め多数の抗体(6)を固定してな
る領域(1)を形成している。そして、上記光導出部(
3)から導出される光を、光電子増倍管等を有する受光
部(4)に導き、受光部(4)から出力される電気信号
を、差動増幅器等を有する検出部(5)に供給している
。また、上記領域(1)を包囲するように側壁(la)
を一体形成することにより収容室(1b)を形成してい
る。
~ Fig. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the immunoassay device of the present invention, and Fig. 2 is a central vertical cross-sectional view. A region (1) in which a large number of antibodies (6) are fixed in advance is formed on the upper surface of the optical waveguide formed by the optical waveguide.
3) is guided to a light receiving section (4) having a photomultiplier tube etc., and an electric signal outputted from the light receiving section (4) is supplied to a detecting section (5) having a differential amplifier etc. are doing. In addition, a side wall (la) is provided to surround the area (1).
The housing chamber (1b) is formed by integrally forming the housing chamber (1b).

また、図示していないが、上記抗体(6)は、血液等の
測定対象溶液に含まれる抗原(7)(第3図A参照)と
の間で抗原抗体反応を行なうものであり、さらに、上記
抗原(7)との間で抗原抗体反応を行なう抗体(8)を
、基質液の存在下において発光する標織物質(9)(第
3図B、C参照)で標識している。
Although not shown, the antibody (6) performs an antigen-antibody reaction with the antigen (7) (see FIG. 3A) contained in a solution to be measured such as blood, and further includes: An antibody (8) that performs an antigen-antibody reaction with the antigen (7) is labeled with a labeling material (9) that emits light in the presence of a substrate solution (see FIGS. 3B and C).

尚、標識物質(9)としては、ケミルミネッセンスメカ
ニズムにより発光するもの、例えば過酸化酵素(パーオ
キシデース)等で゛あってもよく、またはバイオルミネ
ッセンスメカニズムにより発光するもの、例えばルシフ
ェレース、エクリオン等であってもよい。
The labeling substance (9) may be one that emits light by a chemiluminescence mechanism, such as peroxidase, or one that emits light by a bioluminescence mechanism, such as luciferase, ecurion, etc. It may be.

上記の構成の免疫検査装置の動作は次のとおりである。The operation of the immunoassay apparatus having the above configuration is as follows.

先ず、収容室(1b)に測定対象溶液を収容することに
より、測定対象溶液中の抗原(7)と予め固定されてい
る抗体(6)との間で抗原抗体反応を行なわせる(第3
図C参照)。この場合における抗原抗体反応量は、測定
対象溶液中における抗原量、即ち免疫の程度に基いて定
まる。
First, by storing the solution to be measured in the storage chamber (1b), an antigen-antibody reaction is caused between the antigen (7) in the solution to be measured and the preliminarily immobilized antibody (6).
(See Figure C). The amount of antigen-antibody reaction in this case is determined based on the amount of antigen in the solution to be measured, that is, the degree of immunity.

次いで収容室(1b)から測定対象溶液を排出し、標識
物質溶液を収容する二とにより、抗体(6)との間で抗
原抗体反応を行なった抗原(7)と標識物質(9)で標
識された抗体■との間で抗原抗体反応を行なわせる(第
3図C参照)。
Next, the solution to be measured is discharged from the storage chamber (1b), and the labeling substance solution is contained in the chamber (1b), whereby the antigen (7) that has undergone an antigen-antibody reaction with the antibody (6) is labeled with the labeling substance (9). An antigen-antibody reaction is carried out with the obtained antibody (see Figure 3C).

したがって、この状態において、領域(1)に予め固定
されている多数の抗体(6)のうち、測定対象溶液の免
疫の程度に対応する数の抗体(6)に対してのみ、抗原
(7′)を媒介として、標識物質(9)で標識された抗
体(8)が受容されている。
Therefore, in this state, among the large number of antibodies (6) immobilized in advance on the region (1), only the antigen (7' ), the antibody (8) labeled with the labeling substance (9) is received.

その後、収容室(1b)から標識物質溶液を排出し、基
質液を収容すれば、標識物質(9)が発光する(第3図
C参照)。この標識物質(9)の発光は光導波路(りの
上面近傍においてなされるので、発光の一部が光導波路
(2)に導入され、そのまま光導波路(2)を伝播する
。そして、伝播光は光導口部口)から導出され、受光部
(4)に導かれることにより、抗体(6)に受容された
抗体(8)を標識している標識物質(9)の量、即ち、
抗体(6)と抗原抗体反応を行なった抗原(7]の量に
対応する電気信号に変換される。この変換された電気信
号は検出部6)に供給され、免疫のを無、および免疫が
ある場合には免疫の程度を検出することができる。
Thereafter, when the labeling substance solution is discharged from the storage chamber (1b) and the substrate liquid is stored, the labeling substance (9) emits light (see FIG. 3C). Since the light emitted from this labeling substance (9) is generated near the top surface of the optical waveguide, a part of the emitted light is introduced into the optical waveguide (2) and propagates through the optical waveguide (2) as it is. The amount of the labeling substance (9) labeling the antibody (8) that is guided to the light receiving part (4) and received by the antibody (6), i.e.
It is converted into an electrical signal corresponding to the amount of antigen (7) that has undergone an antigen-antibody reaction with the antibody (6).This converted electrical signal is supplied to the detection section 6), and is used to detect the presence of immunity and the presence of immunity. In some cases the degree of immunity can be detected.

以上の説明から明らかなように、光導波路■に励起光を
全く導入しないのであるから、光導出部(3)から導出
される光は、領域(1)に固定された抗体0に対して抗
原(7)を媒介として結合された抗体B)に標識されて
いる標識物質(9)の発光の一部のみとなり、抗体(6
)と抗原抗体反応を行なった抗原ωの量、即ち、免疫の
程度に対応する強度の光が受光部(4)に入射させられ
ることになる。
As is clear from the above explanation, since no excitation light is introduced into the optical waveguide (2), the light emitted from the light emitting portion (3) is directed against the antibody 0 immobilized on the region (1). Only a part of the luminescence of the labeling substance (9) labeled to the antibody B) bound to the antibody B) via the antibody (7) becomes a part of the luminescence.
) is incident on the light receiving section (4) with an intensity corresponding to the amount of antigen ω that has undergone an antigen-antibody reaction, that is, the degree of immunity.

したがって、免疫検査精度を著しく向上させることがで
きるとともに、励起光用の光源を省略したことに起因し
て、免疫検査装置全体として小形化することができる。
Therefore, the immunoassay accuracy can be significantly improved, and since the excitation light source is omitted, the entire immunoassay apparatus can be downsized.

さらに、光源の発熱に起因する昇温および光源への通電
に起因する消費電力の増加を確実に防止することができ
る。
Further, it is possible to reliably prevent temperature rise due to heat generation of the light source and increase in power consumption due to energization of the light source.

第4図は他の手順による免疫検査を説明する概略図であ
り、第3図の手順と異なる点は、測定対象溶液の収容と
標識物質溶液の収容とをこの順に行なう代わりに、第4
図Aに示すように、測定対象溶液と標識物質溶液とを予
め混合しておいて、混合溶液を収容室(1b)に収容す
るようにした点のみである。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an immunological test using another procedure. The difference from the procedure in FIG. 3 is that instead of storing the measurement target solution and labeling substance solution in this order,
As shown in Figure A, the only difference is that the measurement target solution and the labeling substance solution are mixed in advance and the mixed solution is stored in the storage chamber (1b).

したがって、この実施例の場合にも、予め固定している
多数の抗体(6)との間で抗原抗体反応を行なった抗原
(7)に、既に標識物質θ)で標識された抗体(8)が
受容されることになる。そして、抗原(7)に受容され
た抗体■の量、即ち、標識物質(9)の量に対応する強
度の光が生成され、この光の一部が光導波路■を通して
伝播され、光導出部(3)から導出されて受光部(4)
に導かれることにより、免疫の程度に対応する電気信号
を生成することができる。
Therefore, in the case of this example as well, the antigen (7) that has undergone an antigen-antibody reaction with a large number of previously immobilized antibodies (6) is used as the antibody (8) that has already been labeled with the labeling substance θ). will be accepted. Then, light with an intensity corresponding to the amount of antibody (2) received by the antigen (7), that is, the amount of labeling substance (9), is generated, and a part of this light is propagated through the optical waveguide (2), and the light guide unit Derived from (3), the light receiving part (4)
can generate an electrical signal corresponding to the degree of immunity.

この結果、上記の手順を採用した場合と同様に、高精度
に免疫検査を行なうことができるとともに、励起光用の
抗原を省略することに伴なう利点をも達成することがで
きる。
As a result, as in the case where the above procedure is employed, it is possible to conduct an immunological test with high precision, and also to achieve the advantages associated with omitting the antigen for excitation light.

尚、上記基質液としては、標識物質(9)に対応させて
定めればよく、例えば、パーオキシデースに対してはル
ミノール液を、ルシフエレースに対してはルシフェリン
液を、エクリオンに対してはカルシウム溶液を、それぞ
れ定めればよい。
The substrate solution may be determined according to the labeling substance (9); for example, luminol solution is used for peroxidase, luciferin solution is used for luciferase, and calcium solution is used for ecurion. Each solution may be determined separately.

く具体例〉 ルシフェレースで標識された抗体を用いてヒト絨毛性ゴ
ナドトロピン(以下、hCGと略称する)の測定を行な
う場合には、 ■ 領域(1)に抗hCG抗体を固定し、■ 収容室(
1b)に測定対象溶液を収容して、hCG抗原と抗hC
G抗体との抗原抗体反応を行なわせ、 ■ 測定対象溶液を排出して標識物質溶液を収容するこ
とにより、hCG抗原とルシフエレースで標識された抗
hCG抗体との抗原抗体反応を行なわせ、 ■ 標識物質溶液を排出してルシフェリン液を収容する
ことにより、バイオルミネッセンスメカニズムによる発
光を行なわせ、 ■ 発光を5分間測定した。
Specific example> When measuring human chorionic gonadotropin (hereinafter abbreviated as hCG) using a luciferase-labeled antibody, ■ immobilize the anti-hCG antibody in region (1), and prepare the ■ holding chamber. (
1b) contains the solution to be measured, hCG antigen and anti-hC
An antigen-antibody reaction is performed with the G antibody, ■ By discharging the measurement target solution and storing a labeling substance solution, an antigen-antibody reaction is performed between the hCG antigen and the anti-hCG antibody labeled with luciferase. By discharging the substance solution and storing the luciferin solution, luminescence was caused by a bioluminescence mechanism, and the luminescence was measured for 5 minutes.

そして、以上のn1定を行なうことにより、5ng/ 
xlの濃度のhCGを測定することができた。
Then, by performing the above n1 constant, 5ng/
It was possible to measure hCG at a concentration of xl.

この具体例からも明らかなように、励起光を全く用いな
いので、微弱な発光光であっても、低濃度のhCGを感
度よく測定できる。したがって、免疫検査精度を著しく
向上させることができる。
As is clear from this specific example, since no excitation light is used, low concentrations of hCG can be measured with high sensitivity even with weak emitted light. Therefore, the accuracy of immune testing can be significantly improved.

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、領域(1)に対して抗体(6)を固定する代
わりに抗原を固定しておくことが可能であるほか、標識
物質として他の物質を用いるとともに、対応する基質液
を用いることが可能であり、さらに、収容室(1b)の
サイズを適宜設定することが可能であるほか、光導波路
(りの屈折率を適宜設定することが可能であり、その他
、この発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設
計変更を施すことが可能である。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and for example, instead of immobilizing the antibody (6) to the region (1), it is possible to immobilize the antigen, or to immobilize the labeling substance. It is possible to use other substances as well as a corresponding substrate liquid, and furthermore, it is possible to appropriately set the size of the storage chamber (1b), and to appropriately set the refractive index of the optical waveguide (1b). In addition, various other design changes can be made without changing the gist of the invention.

〈発明の効果〉 以上のように第1の発明は、励起光を全く導入すること
なく発光物質を発光させ、この発光を光導波路を通して
伝播させて受光部に導くようにしているのであるから、
免疫の有無、および免疫がある場合には免疫の程度を著
しく高精度に検査することができるとともに、検査装置
全体として小形化することができ、しかも、温度変動を
防止することができるとともに、消費電力を低減するこ
とができるという特有の効果を奏する。
<Effects of the Invention> As described above, in the first invention, the luminescent substance is made to emit light without introducing any excitation light, and this emitted light is propagated through the optical waveguide and guided to the light receiving section.
It is possible to test the presence or absence of immunity and, if there is immunity, the degree of immunity with extremely high accuracy, and the entire testing device can be made smaller. Moreover, it is possible to prevent temperature fluctuations, and to reduce consumption. This has the unique effect of reducing power consumption.

第2の発明は、光導波路が断面方形状に形成されている
とともに、光導波路の側面に検査対象溶液を収容する収
容室が形成されているので、抗原、或は抗体を固定する
領域を大きくすることができ、全体として光導波路を伝
播するエバネッセント波の強度を大きくして、免疫検査
精度を向上させることができるという特有の効果を奏す
る。
The second invention is that the optical waveguide is formed to have a rectangular cross section, and a storage chamber for accommodating the test target solution is formed on the side of the optical waveguide, so that the area for immobilizing the antigen or antibody can be enlarged. This has the unique effect of increasing the intensity of the evanescent waves propagating through the optical waveguide as a whole and improving the accuracy of the immunological test.

第3の発明は、光導波路に励起光を導入する必要が全く
なくなり、発光光強度が弱くても励起光の影響が皆無に
なることにより、発光光強度の111J定精度を著しく
向上させ、ひいては免疫検査精度を著しく向上させるこ
とができるという特有の効果を奏する。
The third invention eliminates the need to introduce excitation light into the optical waveguide, and eliminates the influence of excitation light even if the intensity of the emitted light is weak, thereby significantly improving the 111J accuracy of the emitted light intensity, and furthermore, It has the unique effect of significantly improving the accuracy of immunological tests.

第4の発明は、光導波路に励起光を導入する必要が全く
なくなり、発光光強度が弱くても励起光の影響が皆無に
なることにより、発光光強度の測定精度を著しく向上さ
せ、ひいては免疫検査精度を著しく向上させることがで
きるとともに、検査対象物質および特定物質の存在を条
件として発光する物質で標識された抗原、或は抗体を、
予め固定された抗原、或は抗体に対して同時に反応させ
ることかできるので、免疫検査に必要な操作を簡素化す
ることができるという特有の効果を奏する。
The fourth invention is that there is no need to introduce excitation light into the optical waveguide, and even if the intensity of the emitted light is weak, there is no effect of the excitation light, thereby significantly improving the measurement accuracy of the emitted light intensity, and further improving the immune system. Test accuracy can be significantly improved, and antigens or antibodies labeled with substances that emit light in the presence of the test substance and specific substance,
Since it is possible to simultaneously react with pre-fixed antigens or antibodies, it has the unique effect of simplifying the operations necessary for immunological testing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の免疫検査装置の一実施例を示す概略
斜視図、 第2図は中央縦断面図、 第3図は免疫検査手順を説明する概略図、第4図は他の
免疫検査手順を説明する概略図、第5図は励起光のピー
ク波長と螢光のピーク波長との関係を説明する図。 (1b)・・・収容室、(2)・・・光導波路、(4)
・・・受光部、(6) (8)・・・抗体、(7)・・
・抗原、(9)・・・標識物質特許出願人  ダイキン
工業株式会社 代  理  人   弁理士  津  川  友  士
第1図 第2図 第3図 (B)
Fig. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the immunoassay device of the present invention, Fig. 2 is a central vertical cross-sectional view, Fig. 3 is a schematic diagram explaining an immunoassay procedure, and Fig. 4 is an example of another immunoassay. A schematic diagram explaining the procedure, and FIG. 5 is a diagram explaining the relationship between the peak wavelength of excitation light and the peak wavelength of fluorescence. (1b)... Containment chamber, (2)... Optical waveguide, (4)
... Light receiving part, (6) (8) ... Antibody, (7) ...
・Antigen, (9)...Labeling substance patent applicant Daikin Industries, Ltd. Representative Patent attorney Tomoshi Tsugawa Figure 1 Figure 2 Figure 3 (B)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光導波路(2)の側面所定位置に検査対象溶液を収
容する収容室(1b)が形成されているとともに、収容
室(1b)内に位置する光導波路(2)の側面に、特定
物質の存在を条件として発光する物質(9)で標識され
た抗原、或は抗体(8)を検査対象物質(7)を媒介と
して受容する抗原、或は抗体(6)が固定されており、
しかも、受容された識別抗原、或は抗体(8)の発光の
うち光導波路(2)を通して伝播するエバネッセント波
を受光する受光部(4)が設けられていることを特徴と
する免疫検査装置。 2、光導波路(2)が断面方形状に形成されているとと
もに、光導波路(2)の側面に検査対象溶液を収容する
収容室(1b)が形成されている上記特許請求の範囲第
1項記載の免疫検査装置。 3、光導波路(2)の側面に固定した抗原、或は抗体(
6)に対して検査対象物質(7)を反応させた後、特定
物質の存在を条件として発光する物質(9)で標識され
た抗原、或は抗体(8)を反応させ、次いで特定物質を
供給することにより標識物質(9)を発光させ、光導波
路(2)近傍に位置する標識物質(9)からの発光のみ
を光導波路(2)を通して伝播させ、伝播光に基いて免
疫検査を行なうことを特徴とする免疫検査方法。 4、光導波路(2)の側面に固定した抗原、或は抗体(
6)に対して検査対象物質(7)および特定物質の存在
を条件として発光する物質(9)で標識された抗原、或
は抗体(8)を反応させ、次いで特定物質を供給するこ
とにより標識物質(9)を発光させ、光導波路(2)近
傍に位置する標識物質(9)からの発光のみを光導波路
(2)を通して伝播させ、伝播光に基いて免疫検査を行
なうことを特徴とする免疫検査方法。
[Claims] 1. A storage chamber (1b) for accommodating a solution to be tested is formed at a predetermined position on the side surface of the optical waveguide (2), and the optical waveguide (2) is located within the storage chamber (1b). On the side of the plate, there is an antigen labeled with a substance (9) that emits light in the presence of a specific substance, or an antigen or antibody (6) that accepts the test substance (7) as a medium. It is fixed;
Moreover, the immunoassay apparatus is characterized in that it is provided with a light receiving section (4) that receives evanescent waves propagating through the optical waveguide (2) among the light emitted from the received identification antigen or antibody (8). 2. The optical waveguide (2) is formed to have a rectangular cross section, and a storage chamber (1b) for accommodating the solution to be tested is formed on the side surface of the optical waveguide (2). The immunoassay device described. 3. Antigen or antibody (
After reacting the substance to be tested (7) with 6), reacting with an antigen or antibody (8) labeled with a substance (9) that emits light in the presence of the specific substance, and then reacting with the specific substance. By supplying the labeled substance (9), the labeled substance (9) is caused to emit light, and only the emitted light from the labeled substance (9) located near the optical waveguide (2) is propagated through the optical waveguide (2), and an immunological test is performed based on the propagated light. An immunological testing method characterized by: 4. Antigen or antibody (
6) is reacted with the substance to be tested (7) and an antigen or antibody (8) labeled with a substance (9) that emits light in the presence of a specific substance, and then labeled by supplying the specific substance. The substance (9) is made to emit light, only the emitted light from the labeling substance (9) located near the optical waveguide (2) is propagated through the optical waveguide (2), and an immunological test is performed based on the propagated light. Immunology test method.
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