JPH03131760A - 体液中の分子状検体を試験する装置および尿中の分子状検体を試験する方法 - Google Patents

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、医学的及び検査室的な流体検体の捕集及び試
験装置、特に体液中の特異的抗原の存在を検出する装置
に関するものである。

イムノアッセイ分野では、抗体による抗原の特異的認識
という単純な原理に基づいて作業を行う。

従って、特異的抗原の検出及び定量には、抗原の独特な
性質を認識する抗体が必要である。抗体の抗原結合部位
は、約６種のアミノ酸又はこれらの同等物をまとめて認
識する。１個の独特な結合部位が該タンパク質に対する
固定マーカーとして役立つ。

所定の抗原に対して決定的な抗体が利用できる場合には
、これを使用して試料混合物中の抗原を同定する。抗体
が抗原と結合した場合には、生成した複合体を認識する
手段が必要になる。抗原が特定の流体容積中に測定可能
量存在していない場合には多量の流体から抗原を１縮す
る必要がある。

本発明は、特異的尿抗原を小容積にｆＡ縮することによ
り特異的尿抗原を診断及び試験するための試料処理装置
においてイムノアッセイを使用することができる装置及
び方法を指向する。

（従来の技術） 多くの疾病に関する診断及び試験においては、一般に患
者から体液、例えば、喀痰、血液、胸膜腔液及びＩｌ！
膜腔液、尿等を分析のために捕集する必要がある。体液
検体の捕集操作中に検体汚染の可能性及び検体からの感
染の拡がりを最小にすることが重要である。尿は普通１
００ｍ　ｌ容器内に捕集されるが、実際の尿試験は普通
容積約０．２〜０．５ｍｌという比較的少量の試料を使
用して行われる。

従って、試験量が少量であるため、発ガン性抗原はガン
が進行腫瘍段階または後期腫瘍段階に入った後に初めて
確認することができる。尿試料の残部は次の試験のため
に使用されるか、あるいは捨てられる。尿を取り扱う場
合には、検体試料を捕集する際に比較的大容積の流体が
取り扱われるので、輸送の際に追加の問題が生じる。ま
た、尿の試料貯蔵寿命は尿を特定の温度条件に維持しな
い限り比較的短いので、試料品質が低下する危険がある
。さらに、包装が尿を保護しないかあるいは包装が原因
で異なる成分の化学変化が起きて、検体を試験した際に
試験結果が無効になるかまたは誤ったデータになるので
、捕集及び／又は輸送中に検体が損傷を受けたりこぼれ
たりする可能性並びに含まれている抗原のような検体の
成る分子成分が破壊される可能性もある。

現在、ガンの進行の早期段階においてガンの存在を知る
ために体液の分子成分を濃縮する必要がある。

代表的な検体捕集装置は米国特許筒４．７４１．３４６
号明細書に示されている。この装置は、検体バイアルを
直立位置に支持するベーススタンドを具える。じょうご
が検体バイアルの開放端中に挿入され、バイアルの上部
を取り囲み、密閉している。

ベーススタンドは、上方に延在する管壁を具え、該管壁
はキャップと関係してバイアルを少なくとも部分的に取
り囲んでおり、使用者はバイアルの取り外しを表面に触
れたり検体に接触したりすることなく行うことができる
。尿を捕集し輸送するための種々のタイプの液体容器の
例が米国特許筒３．７７７．７３９号；同第３，８８１
，４６５号；同第４，０４２，３３７号；同第４．０８
４，９３７号；同第４．２４４．９２０号；同第４．４
９２，２５８号及び同第４，７００．７１４号の明細書
に示されている。

米国特許筒４．０４０．７９１号明細書に開示されてい
る他の検体捕集装置は、ニップルを有し、その上に所定
量の検体が密封状態で収容されている検体容器が取り付
けられている捕集器を示している。

この検体容器は一体成形されたキャップを具え、該キャ
ップは捕集器ニップルが挿入される開口の上にかぶせら
れている。米国特許筒４，５５７．２７４号明細書には
、膜力バーによって覆われたカップ部材中に尿を移送す
るじょうごを有する中流（ｍｉｄ−ｓ　ｔｒｅａｍ）尿
捕集器が開示されている。

ストリップ（ｓｔｒｉｐ）試験装置と捕集装置とを組み
合わせたものが米国特許筒４，４７３，５３０号明細書
に示されており、これは管内に存在する化学試薬試験ス
トリップと比重読取り装置とを一緒に設けることにより
尿の即時試験を可能にする試験及び捕集を一緒に行う装
置に関するものである。米国特許筒４，５７３，９８３
号明細書は、尿を濾過するために空気不透過性で細菌不
通過性の材料からなるフィルターを用いる排出部分に無
菌部材を有する液体捕集装置に関するものである。

（発明が解決しようとする課題） 従って、尿のような流体試料を固定化特異的抗体ビーズ
ベツドに通して尿から濃縮された抗原物質量を捕捉する
ことができ、かつ遠位試験（ｄｔｓｔａｌｔｅｓｔｉｎ
ｇ）によってガン試験を最短経過時間で迅速かつ正確に
行うことを可能にする濃縮された形態で成る時間の間検
体をかさばらないように貯蔵することができる取り扱い
の容易な使い捨て装置及び方法を提供することが望まれ
ている。

（課題を解決するための手段） 本発明は尿抗原捕集装置に関するものである。

この捕集装置は、内部室を有し、このなかに−次抗体が
共有結合しているビーズが収容され、着脱自在で積み重
ねることができる封鎖された尿抗原試料容器の形態の装
置である。尿はポンプ作用によってこの尿抗原試料容器
を通る。この際、尿はフィルター細孔の大きさが５ミク
ロンであるフィルターと接触し、このフィルターを通る
。このフィルターは細胞および細胞層を通さないが、濾
過された尿流体及び抗原は抗体ビーズベツドを通過すこ
とができる。ビーズベツド中のビーズはこれに共有結合
している特異的抗体を有していて尿流体に伴われる特異
的抗原を捕捉する。尿に緩衝剤を加えてｐＨを７．８に
保って尿を安定な保存状態に維持することができる。検
体試料中に抗原が存在していない場合には、抗体は抗原
で占められていない状態を維持し、マイナスの試験結果
を与える。

従って、本発明の効果は、特に抗原のようなりガントを
試験される体液から取り出して特異的抗原を体液試料か
ら捕集し濃縮することができることにある。従来、この
ような試験は多数の異なる容器及び感度の限定されてい
る高価な実験装置を使用する一組の試験によって行われ
ていた。

（実施例） 次に本発明を図面を参照して例について説明する。

本発明方法の好適例における逐次の段階を第１図〜第５
図に順次に示す。先ず捕集した尿を目盛付１００ｍ　ｌ
検体容器１０中に通常行うように入れる。

このような容器は現在ベクトン・ディキンソン・ラブウ
ェア（Ｂｅｃｔｏｎ　Ｄｉｃｋｓｏｎ　Ｌａｂｗａｒｅ
）社によって４０１３スペシメン・コンテナー（ｓｐｅ
ｃｉｍｅｎ　ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）という名称で製造さ
れている。この尿捕集容器１０には約１３３ｍ　ｌ　（
４，５オンス）が入り、ポリエチレン製スナップリッド
（ｓｎａｐ　１ｉｄ）によって目盛りが付けられている
。第１図〜第５図に示す本発明装置はビーズ容器１１を
具え、容器１１内には処理フィルター１２が取り付けら
れている。フィルター１２はフィルター細孔の大きさが
５ミクロンであるのが好ましいが、１〜５ミクロンの範
囲にすることができ、あるいは抗原を含有する流体の流
れを通すことができるがビーズ５０を通すことができな
い適当な大きさとすることができる。ビーズ容器１１は
ゲルマン・サイエンス（Ｇｅｌｍａｎ　５ｅｉｅｎｃｅ
ｓ）社によってアクロディスク（＾ＣＲＯＤＩＳＣ）と
いう商品名で製造され、５ＶＭフィルターが装着されて
いる使い捨て一回使用滅菌フイルターアセンブリーとす
ることができる。しかし、ジェネックス・コーポレーシ
ョン（Ｇｅｎｅｘ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の子会社
であるキシデックス（Ｘｙｄｅｘ）社製の水性ガラスミ
クロファイバーフィルター、又はミリポア・コーポレー
ション（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
）製の膜部材のような任意の適当なフィルターを使用す
ることができる。

容器！ｌの一端１４にはねじ山付突出部が取り付けられ
、この突出部はベクトン・ディキンマン・アンド・コン
パニ（Ｂｅｃｔｏｎ　Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ　＆　Ｃｏ、
）製の３０ｃｃ注射器１８のルエルロック（ｌｕｅｒ　
１ｏｃｋ）１６に嵌合させることができる。注射器の代
わりに任意のポンプタイプ装置、例えば、ジェネックス
・コーポレーション製のオートバイアル（ａｎｔｏｖｉ
ａｌ）スパンガラスフィルターを使用することができる
。注射器１８は胴部２０、ピストン２２およびピストン
ヘッド２４を具える。本発明はどのような体液にも使用
することができるが、主としてガンの存在および段階を
求めるために体内における種々のガンの存在を試験する
のに使用する濃厚な尿抗原試料を得る際に使用するのに
適している。

第１図〜第５図において、ビーズ容器１１はポリスチレ
ンから作られている。容器ハウジングは外側円筒壁３０
及び端壁３２．３４を具え、端壁３２及び３４にはそれ
ぞれ深入口３６及び尿出口３８が形成されている。ビー
ズ容器１１の室４０内には、その一端に取り付けられフ
ィルター細孔の大きさが０．５〜５ミクロンであるフィ
ルター１２が収容され、またこのフィルターの注射器側
に配置された固定化抗体を有するビーズ５０のベツドが
収容されている。

ビーズ５０が注射器内に流入したり、ビーズ容器に戻っ
たりするのを目で観察してビーズと尿との接触を確実に
最大することができるように、ビーズ５０を目で見える
大きさ（直径１０ミクロンより大）にするのが好ましい
。抗体はこの分野でよく知られているようにビーズ５０
上に固定化され（共有結合により結合され）、尿に伴わ
れるガン抗原のエピトープに対して高い親和力を有する
結合部位を有する。

ビーズ５０の容積は重要であり、ビーズ容積は容器１１
の容積より大きくしてはならないし、注射器頚部が閉塞
されないような大きさとする。

アフィニティークロマトグラフィーの原理によれば、生
物特異的リガンドを効果的に分離でき、また前記リガン
ドをクロマトグラフベツド材料であるマトリックスに化
学的に固定化できる必要がある。抗体を種々の活性化樹
脂に結合又は固定化するために、この分野においてよく
知られている多数の方法が使用されている。可変結合を
示す固定化技術の例は、支持体上の反応性基とタンパク
質リガンド上のアミノ基、チオール基、水酸基又はカル
ボキシル基との反応により形成されるものである。リガ
ンドの選定は二つの因子によって影響される。第一にリ
ガンドは精製すべき物質に対して特異的かつ可逆的な結
合親和力を示す必要があり、第二にリガンドはその結合
活性を損なうことなくマトリックスへの結合を可能にす
る化学的に変性可能な―（ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ）Ｔｉ
ｓを有している必要がある。（その例はファルマシア（
Ｐｈａｒｍａｃｉａ）社製のプロティンＧセファローズ
（商品名）、バイオプローブ・インターナショナル（Ｂ
ｉｏＰｒｏｂｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社製の
ヒドラジド・アビドゲル（ＡｖｉｄＧｅｔ）Ａｘ　（商
品名）、及びステロジエン・バイオセパレーション１イ
ンク（Ｓｔｅｒｏｇｅｎｅ　Ｂｉｏｓｅｐａｒａｔｉｏ
ｎＩｎｃ、）社製のアクチゲル（Ａｃｔｉｇｅｌ）−八
ＬＤである）。

アクチゲルーＡＬＤを使用することによる利点は、この
物質がタンパク質と交差結合しないのでタンパク質がそ
の固定化後でも高いバイオアクティビティを保持できる
ことである。また、ステロゲン・バイオセパレーション
・イン社から人手できるアクチゲルー＾ＬＯスーパーフ
ロー（ＳＩＩＰＥＲＦｌ咋）（商品名）では３０００ｃ
ｍ／ｈまでの線流量を使用することができ、この線流量
は装置における流量（約１０〜１００ｃｍ／分）と良好
に適合する。

マトリックスおよび一次（ｐｒｉｍａｒｙ）　　リガン
ド（この場合には固定化抗体）を有する樹脂ビーズ物質
５０は、ファルマシア社製の２００ｍＭ　　）リス緩衝
液（ｐＨ７，８）　１０ｍ　ｊ！を添加してｐＨが一定
に保たれる状態にした濾過した尿と流動接触させると、
抗原抗体反応または免疫反応によって、尿に伴われる特
定のリガンド成分すなわち非複合体化抗原を捕捉する。

この緩衝液は尿のｐＨを調整する作用をする。

緩衝液は、尿を注射器１８中に吸い込む前に注射器１８
から直接添加するか、あるいは単に他の容器から添加す
ることにより、捕集容器１０に添加することができる。

尿試験試料１００中に特異的抗原が存在している場合に
は、抗原は抗体と反応して抗原抗体複合体を形成する。

ビーズ５０に伴われた複合体化抗原−抗体は、第４図に
明示されているように、ハウジング室４０内に留まる。

検体試料１００中に抗原が存在していない場合には、抗
体は未使用状態のままである。

０．２〜０．５ｍＪ！のアリコツトの尿を使用して試験
を行う。この高親和力を有するビーズ５０は、注射器１
８を充填したり空にする操作の頻度に応じて、１００ｍ
　ｌまたはそれ以上の試料中に存在する抗原を捕捉する
ことができる。この結果、ビーズによって捕捉される抗
原量は５００倍増加する。流体との接触および混合を最
大にするために、ビーズが注射器の胴部内で自由に移動
できるよう注射器に尿を充填するのが好ましい。注射器
は最大濃度が得られるよう何回も空にしたり再充填する
操作を行うと、操作前の抗原濃度の１００倍の抗原濃度
を得ることができる。

ビーズ容器１１を注射器１８のルエルロノク１６から取
り外し、入口３６および出口３８をねじ止めキャップま
たはスナップ嵌着キャップ３７によって閉鎖して濃縮検
体試料が充填されている容器１１を得、雌形端壁３２を
雄型端壁３４に嵌め込んで容器１１を積み重ね、輸送す
る。さらに、緩衝剤を添加した検体試料の検体寿命は、
防腐剤溶液例えば０．０１％ソジウムアギド（Ｓｏｄｉ
ｕｍ　Ａｇ１ｄｅ）　（制菌剤）でビーズを洗浄した後
、通常の貯蔵条件下において６ケ月またはそれ以上の期
間である。

濃縮検体試料が収容されている容器１１を受は取った後
に、ビーズ上の抗体から抗原を釈放する作用をする溶離
緩衝液が収容されている注射器にビーズ容器１１を取り
付け、試験のためのＦａ縮抗原試料を得る。

第６図のグラフはガン細胞の数と腫瘍倍加回数との関係
を示す。このグラフから腫瘍が最初に触知可能になるに
は倍加回数３０すなわちガン細胞数１０’個が必要であ
ることが分かる。

第６図のグラフから分かるように、上述の抗原濃縮方法
およびこれに使用する装置は、第一に、後期ガン段階を
識別することができるにすぎない現在の試験と比較して
、早期ガン段階を検出することができる。従って、本発
明により医師は手術後のガン患者またはガンの疑いのあ
る患者について迅速な試験を行うことができるようにな
った。

上述の説明において、本発明を特定の好適例について説
明したが、上述の特定例に関する詳細な説明は単に例示
であって、本発明は本発明の正しい思想および範囲を逸
脱することなく異なる手段で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は尿を試験するための本発明装置の一例の断面図
、 第２図は尿試験容器を尿中に浸漬させ、尿を注射器内に
矢Ａの方向に流入させる段階を示す第１図の装置の断面
図、 第３図は注射器のプランジャを第２図に示す位置から移
動させて、尿を注射器から矢Ｂの方向に排出させ、固定
化抗体ビーズを容器のフィルター上に堆積させる段階を
示す第１図の装置の断面図第４図は注射器のプランジャ
を第３図に示す位置からさらに移動させ、尿を注射器か
ら矢の方に完全に排出し、特異的抗原を担持するビーズ
を試験容器内に堆積させた段階を示す第１図の装置の断
面図、 第５図は試験容器を注射器から取り外した段階を示す第
１図の装置の断面図、 第６図はガン細胞の数をＩＩＩ瘍倍加回数との関係を示
すグラフである。 １０・・・尿捕集容器 １１・・・ビーズ容器（ハウジング、尿処理容器、尿抗
原試料容器） １２・・・フィルター　　　　　１４・・・容器１１の
一端１６・・・ロック １８・・・注射器（ポンプ手段、管状容器、管状装置）
２０・・・胴部　　　　　　　　２２・・・ピストン２
４・・・ピストンヘッド　　　３０・・・外側円筒壁３
２、３４・・・端壁　　　　　　３６・・・圧入口３７
・・・キャップ　　　　　　３８・・・尿出口４０・・
・容器１１０室（ハウジング室）５０・・・ビーズ（樹
脂ビーズ物質） １００・・・尿試験試料（検体試料）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、体液中の分子状検体を試験する装置において、 ポンプ手段および該ポンプ手段に取り付けられた検体処
   理装置を具え；該検体処理装置は入口および出口を有す
   るハウジングと、該ハウジングに取り付けられ前記体液
   の流れおよび該体液に伴われる抗体を通すことができる
   フィルタと、該フィルタのポンプ手段側において前記ハ
   ウジング内に収容され前記体液に伴われる所定の抗原を
   捕捉することができる一次抗体ビーズとを具えることを
   特徴とする体液中の分子状検体を試験する装置。 ２、前記フィルタは多孔性膜を具え、該膜はこれを通る
   抗体の流れを阻止するよう２ミクロン以上の細孔の大き
   さを有することを特徴とする請求項１記載の装置。 ３、前記検体処理装置は前記ポンプ手段に着脱自在に取
   り付けられていることを特徴とする請求項１記載の装置
   。 ４、前記ポンプ手段は注射器であることを特徴とする請
   求項１記載の装置。 ５、尿から分子状検体を捕集する装置において、管状容
   器と、該管状容器に着脱自在に取り付けられた検体処理
   装置とを具え；該検体処理装置は少なくとも１個の室を
   画成するハウジングと、尿に伴われる特異的抗原を捕捉
   するために前記少なくとも１個の室の１個内に配置され
   抗体が共有結合されているビーズと、該抗体が共有結合
   されているビーズが前記管状容器中に流入するのを許容
   するが前記ビーズが前記尿試料中に流入するのを阻止す
   るために前記ハウジング内に収容されているフィルタと
   を具えることを特徴とする尿から分子状検体を捕集する
   装置。 ６、尿中の所定の分子状検体を試験するに当たり、 ａ、尿を尿捕集容器内に捕集し、 ｂ、この尿を、細長い管状装置に連結され固定化抗体ビ
   ーズを収容する尿処理容器に通して、ビーズおよび前記
   ハウジング内に配置され前記ビーズの前記細長い管状装
   置中への流入を許容するが前記ビーズの前記尿捕集容器
   への流れを阻止するフィルタと接触させ、 ｃ、尿から捕捉された所定の抗原を有する前記固定化抗
   体ビーズが収容されている尿処理容器を前記管状装置か
   ら取り外し、 ｄ、前記捕捉された所定の抗原を有する固定化抗体ビー
   ズを試験してガン指示薬試験結果を得る ことを特徴とする尿中の所定の分子状検体を試験する方
   法。 ７、ガン試験のために尿から抗原を捕集するに当たり、 ａ、尿に緩衝液を混入し、 ｂ、この緩衝液で処理した尿を、フィルタおよび固定化
   抗体を有するビーズが収容されている注射器内に吸い上
   げ、 ｃ、前記緩衝液で処理した尿から前記固定化抗体を有す
   るビーズ上に抗原を捕捉し、 ｄ、前記注射器内の尿を排出して前記フィルタに通し、
   ビーズを集中した区域内に捕集し、 ｅ、ガンの存在を試験するために前記ビーズを取り出す ことを特徴とする尿から抗原を捕集する方法。 ８、さらに、前記ビーズに溶離処理を施して抗体から抗
   原を釈放させることを特徴とする請求項７記載の方法。