JPH02242159A

JPH02242159A - 免疫測定装置の発光検出器

Info

Publication number: JPH02242159A
Application number: JP6275189A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ineji; 稲次　稔; Hajime Otani; 肇大谷; Susumu Saito; 進斉藤
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1990-09-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は免疫反応により生ずる化学発光を検出する免疫
測定装置の発光検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、免疫測定として酵素免疫測定法が使用されてい
る。この酵素免疫測定法は、酵素活性をマーカーとして
抗原抗体反応の程度を知り、これから抗原または抗体の
量を定量する方法であって、酵素標識抗原（または抗体
）と非標識抗原（または抗体）とが抗体（または抗原）
に対して競合しないサンドイツチ法や、酵素標識抗原（
または抗体）と非標識抗原（または抗体）とを競合させ
ることによってその非標識抗原量を求める競合反応法、
その他種々の方法がある。

第４図はサンドイツチ法による測定原理を説明するため
の図、第５図は競合法による測定原理を説明するための
図であり、６１は固相担体、６２は抗体、６３は被測定
抗原、６４は標識物質、６５は標識抗体、６６は基質、
６７は生成物を示す。

サンドイツチ法は、第４図に示すように、■　まず、固
相担体６１の表面に物理的な吸着や化学反応を利用した
結合により抗体６２を固相状態にしておき、これに被測
定抗原６３を含むサンプルを加える。

■　その結果、サンプル中にはいろいろな爽雑成分があ
るものの、抗体６２と抗原６３とが特異的に反応しく第
１反応）、被測定抗原６３が固相化抗体６２に結合する
ので、その後、洗浄を行うことによりサンプル中の夾雑
成分を廃棄する。

■　次に、酵素を標識６４として結合させた酵素標識抗
体６５を添加する。

■　その結果、抗原抗体反応（第２反応）が起こり、固
相化抗体６２に結合している抗原６３の上に酵素標識抗
体６５が結合する。この場合、酵素８！識抗体６５は、
過剰に添加されるので、抗原６３と抗体６５が結合して
生じた結合型の部分（ｂ。

ｕｎｄ　ｓ　Ｂ）と結合していない遊離型の部分（ｆｒ
ｅｅ。

Ｆ）ができる。

■　そこで、洗浄を行うことによって遊離型の部分（ｆ
ｒｅｅ％Ｆ）の過剰酵素４ｉ識抗体を廃棄する。

つまり、Ｂ／Ｆ分離を行う。

■　次に酵素反応を行う。このときの酵素活性は、結合
型の部分の酵素標識抗体の量によって決まるので、その
酵素標識抗体量は固相化抗体に結合した抗原量、すなわ
ち被測定抗原量を表すことになる。

競合反応法は、第５図に示すように、 ■　抗体を固相化しておき、被測定抗原及び被測定抗原
と同じ抗原に標識を結合させた標識抗原を添加する。

■　その結果、抗原抗体反応が起こり、被測定抗原及び
標識抗原がそれぞれの量の割合に応じて固相化抗体に結
合する。

■、■　次に、サンドイツチ法と同様にＢ／Ｆ分離を行
い、酵素反応を行う。このときの酵素活性は、結合型の
部分の酵素標識抗体の量によって決まるので、添加した
標識抗原量から検量線を使って被測定抗原量を求めるこ
とができる。

上記の方法は、いずれも所謂分離法であり、これに対し
てＢ／Ｆ分離を行わない非分離法もある。

非分離法は測定時間が早く操作が簡単であるが、測定感
度が低い等の欠点がある。それに比べて分離法は、測定
感度は高いが操作が非常に複雑且つ面倒であり、自動化
が難し〈従来はほとんどの場合手作業で行われていた。

上記の免疫測定を自動化する場合は、ポリスチレンボー
ルまたはガラスピーズ等の固相に抗体または抗原を固定
して固相化したものが固相試薬として用いられている。

この固相試薬は、不安定であるため、通常は保存液を満
たした容器の中に入れておき、酵素免疫測定を行うとき
に容器の中から固相試薬を１つずつ反応検出容器に移し
、サンプルの分注、標識試薬の分注、Ｂ／Ｆ分離、洗浄
を行って、しかる後、結合型の部分を検出器へ移すよう
にしている。

ところで、酵素反応を利用して測定する場合には、例え
ば色素液を形成し、比色計により色の濃さを測定して反
応を検出するものがあるが、検出感度が低いため、免役
反応に伴う化学発光を検出することが行われている。

化学発光の検出には、連続的に反応生成物を流して計測
する７０−セルタイプと試験管等を利用して試験管単位
で測定するバッチ式測定タイプのものがあるが、化学発
光における光量が微弱であるため、いずれのタイプのも
のでも発光反応液の部位にフォトマルチプライヤ等の検
出素子を近接設置することにより発光検出を行っていた
。

〔発明が解決すべき課題〕

しかしながら、前述したように化学発光は極めて微弱で
あるため、試験管等の装置の位置が僅かにずれても、発
光反応液の部位が受光素子に対してずれてしまい、その
ため検出器の受光量が変化してデータが変化してしまっ
たり、試験管等の管壁の僅かな歪、傷、ゆがみ等によっ
てもデータが変化し、さらに発光反応に必要な試薬の混
合状況等によっても発光位置が変化し、その結果受光素
子への入射角が変わってデータが変化してしまうという
問題があった。また、試験管等を使うバッチ式測定方式
においては検査の自動化を行うことが困難であった。

本発明は上記課題を解決するためのもので、発光位置の
変化、管壁のゆがみ、傷、発光試薬の混合状況等によっ
ても安定的にデータを収集することができ、正確な発光
検出を行うことが可能な自動免役測定装置の発光検出器
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、反応管内の免疫反応により生ずる
化学発光を検出する免疫測定装置において、該反応管が
挿入される積分球と、積分球からの光を検出するフォト
マルチプライヤとを備えたこと、またフォトマルチプラ
イヤの前面にフィルタを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は積分球を用いて化学発光を検出することにより
、発光部位からの直接光を検出せず、積分球により平滑
化した光の一部を検出しているので、発光位置の変化、
或いは管壁の傷、歪等があってもその影響を受けること
なく、安定したデータを収集することが可能である。ま
た、フォトマルチプライヤの前面にフィルタを設けるこ
とによりバックグラウンド光を取り除いて信号光のみを
抽出することができ、検出精度を一層向上させることが
可能となる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の発光検出器の構成を示す図で、図中、
１００は容器、ｌｏｔは積分球、１０３は遮光板、１０
５は反応管、１０７は発光反応物、１０９は蓋、１１１
は支持部材、１１３は分注ピペット、１１５は送液ポン
プ、１１７は発光試薬、１１９はフォトマルチプライヤ
である。

図において、容器１００内には積分球１０１が配置され
、その中に支持部材１１１により反応管１０５が支持さ
れており、容器上部は蓋１０９により密閉し、容器を暗
箱にするようにしている。

反応管１０５内には分注ビペッ）１１３が連通し、送液
ポンプ１１５により発光試薬１１７が注入できるように
なっており、発光試薬を反応管１０５内に注入すること
により試料と混合させて発光反応物１０７が生成される
。また、作業性を向上させるために蓋１０９と分注ビベ
ッ）１１３とは一体にしてワラタッチ動作で蓋と分注ピ
ペットをセットしたり、取り外したりすることができる
ようにしている。

積分球１０１の内面はアクリル系の樹脂、酸化マグネシ
アの粉末等の反射材が塗布され、はぼ１００％の反射率
になるように形成され、積分球ｌＯ１からの光はフォト
マルチプライヤ１１９で検出される。また、積分球１０
１内には遮光板１０３が配置されて発光反応物１０７か
らの直接光がフォトマルチプライヤ１１９に入射しない
ように構成されている。もちろん遮光板１０３も反射率
がほぼ１００％になるように表面に反射材が塗布されて
いる。

このような構成において、所定の免役反応を行って得ら
れた試料を入れた試験管を積分球１０１内に設置し、分
注ピペット１１３を通して発光試薬１１７を注入すると
発光反応物１０７が生成されて化学発光が生ずる。この
化学発光は四方六方に放射される。積分球の内面は反射
材が塗布しであるため、全ての化学発光はここで反射さ
れ、理想的には無限回の反射を繰り返し、完全に方向性
が無くなった形でフォトマルチプライヤ１１９で検出さ
れる。したがって、反応管の中での発光位置あるいは反
応管自身の位置、反応管の管壁等に多少の傷がある等に
より反応管からの光の出射の形態が多少変化しても、積
分球により完全に平滑化され、その影響を受けずに検出
することができる。

このように、積分球は光を無限回反射して無方向性にす
る作用をし、その結果直接光を検出するのに比べ感度は
落ちるものの発光位置のずれ等の影響を完全に無くすこ
とが可能であり、安定したデータの収集を行うことを可
能となる。

第２図は本発明の他の実施例を示す図で、フォトマルチ
プライヤ１１９の前面にフィルタ１２１を配置した点が
第１図と異なっているのみで、他は同様である。

前述したように、化学発光は非常に微弱であり、通常所
定の波長の光が発光される。しかし、完全に容器を密封
したとしても、多少のバックダウランド光があったり、
あるいは非常に小さな塵埃等によっても発光が生じてい
る場合があり、そのようなバックグラウンドの光を除去
する必要がある。

そこで、本実施例では目的とする化学発光波長のみを検
出できる狭帯域のフィルタ１２１を配置し、バックグラ
ウンド光を除去して化学発光のみを検出するようにして
いる。このような構成とすることにより、検出精度を大
幅に向上させることができる。

なお、第１図、第２図の実施例においては積分球は球形
のものを用いたが、必ずしも球形である必要はなく、箱
型、円筒型等地の形状のものでもよく、また遮光板を使
わなくても一定程度安定な測定ができる。遮光板を使わ
ない場合には直接光の入射があるため、発光位置の変化
等の影響を受ける反面、測光量が増加し、Ｓ／Ｎ比を改
善するという効果がある。また、本発明の発光検出は、
試験管等を用いたバッチ式に限らず、フロー式タイプの
ものに適用しても同様の効果が得られることは言うまで
もない。

第３図は本発明の他の実施例を示す図で、蓋１０９と分
注ピペット１１３とを一体にし、２本のねじ１３１，１
３３により容器に取り付けるようにしたものである。

第１図、第２図の実施例においては、蓋１０９を容器上
部に載置するのみであったが、本実施例ではさらに蓋を
容器にねじ止めして反応管を固定し、反応管の位置の変
化を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、従来のように方向性のあ
る光学系により検出する方式に対し、積分球を使って光
を無方向性にして検出することにより、試験管等の位置
の多少のずれがあったり、管壁のゆがみや傷等があった
り、ディスポーザブルな試験管の使用によっても、また
、発光試薬の混合状況による発光位置変化、発光時間が
非常に短い反応、あるいは試薬拡散が不十分なままであ
っても、発光の全ての時間にわたって測定が可能であり
、その結果測光量を多くして検出することができるので
安定的にデータを収集することができる。さらに検出器
の前面にフィルタを配置することによりバックグラウン
ド光を除去し、微弱な化学発光のみを精度よく検出する
ことができる。

また、容器を暗箱にするための蓋と分注ピペットを一体
とすることにより、分注ピペットと反応管の入れ替えを
１つの動作ですることができ、作業能率を向上させるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発光検出器の構成を示す図、第２図、
第３図は本発明の他の実施例を示す図、第４図はサンド
イツチ法による測定原理を説明するための図、第５図は
競合法による測定原理を説明するだめの図である。１００・・・容器、１０１・・・積分球、１０３・・・
遮光板、１０５・・・反応管、１０？・・・発光反応物
、１０９・・・蓋、１１１・・・支持部材、１１３・・
・分注ピペット、１１５・・・送液ポンプ、１１７・・
・発光試薬、１１９・・・フォトマルチプライヤ− 第１図出　　願　　人　　日本電子株式会社代理人　弁理士　　蛭　川　昌　信（外５名）第２図第３図手続補正書（方式）発明の名称免疫測定装置の発光検出器３゜補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応管内の免疫反応により生ずる化学発光を検出
する免疫測定装置において、該反応管が挿入される積分
球と、積分球からの光を検出するフォトマルチプライヤ
とを備えたことを特徴とする免疫測定装置の発光検出器
。
（２）フォトマルチプライヤの前面にフィルタを設けた
請求項１記載の免疫測定装置の発光検出器。