JPH03160981A - 使捨て式反応トレーとそれを用いた固相分析方法 - 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】 （産業上の適用分野） 本発明は、自動同相診断アッセイに用いる方法と使捨て
式装置とに関する。

詳述すれば、本発明の使捨て式装置は、２基のウェル対
を複数備え、該ウェル対の一方がサンプルの培養（イン
キューベション）に使われ、他方が培養結果の読取りに
使われるように構威されている。反応混合物は、第ｌウ
エルから、即ち、培養ウェルから第２ウエルへと、即ち
、読取りウエルへと、両ウェル間で反応体を移動させる
流体噴流を用いた非接触手段により移されるようになっ
ている。この使捨て式装置は各ウエル対を囲繞する表面
上に特徴があって、低輝度の冷光の測定ができるように
、化学的発光読取りヘッドと協働して遮光シールを形成
するようになっている。また、各ウェル対につき、反応
生戊物を固定化、即ち、不動化して保持する手段と、余
分の反応体と洗浄１１ 溶液とを除去する手段と、装置に流体を添加するに伴っ
て放逐された空気を排出する排気孔とが設けられている
。

（従来の技術） 免疫学的検定（イムノアッセイ）を実施する方法は、当
業者にはよく知られているところである。

就中、酵素免疫学的検定では、サンプルにおける分析物
を先ず対応する抗原ないし抗体反応物質に結合させるこ
とから始まる。その後、第２抗原ないし抗体を、直接検
出し得るか、または、化学的発光を活性化させるトリガ
ー溶液や、発色性もしくは蛍光性（ｆ　ｌｕｏｒｏｇｅ
ｎｉｃ）基質の如くのその他の試薬を添加した後に検出
し得る酵素やその他の物質で標識したサンプルに導入す
る。それに伴って化学的発光信号は発生するが、この発
光信号を読み取ることにより、サンプルにおける抗原な
いし抗体の有無が判定できる。

同相免疫学的検定は、光学測定に先立って干渉物質が一
掃されるので、その特異性と精度とからして他の診断方
法よりも好ましいものとされてい１２ る。

従米公知の固相免疫学的検定の一つとして、サンドイッ
チ・アッセイが知られている。この方法では、抗原もし
くは抗体を保有する疑いのある試験サンプルを、抗原も
しくは抗体を支持体の表面に結合させることのできるタ
ンパク質かその他の物質が付着している材料に接触させ
、かくて抗原ないし抗体が支持体に結合した後に酵素、
フル才口７オレ、化学的発光標識体の何れかと接合して
いる第２抗原ないし抗体で処理している。すると、第２
抗原ないし抗体は、支持体上の対応する抗原ないし抗体
と結合するようになる。酵素免疫学的検定で結合しなか
った材料を一掃すべく一回か、何回も洗浄工程を施した
後に、例えば発色性物質の如くの指示物質を添加して酵
素と反応せしめることにより、変色させている。この変
色現象は視認することができるが、好ましくはサンプル
での抗原ないし抗体の有無を検出ないし表示する装置に
より観測できる。蛍光現象ないし化学的発光現象を利用
した固相免疫学的検定では、蛍光で標識ｌ３ 化される戒分を適当な波長で励起させることによりモニ
ターできるが、化学的発光で標識化される抗原や抗体の
場合、化学的発光標識体を化学的に活性化して反応を起
こすことにより冷光を発せしめ、然る後にその冷光を光
電検出手段で検出するようになっている。

同相免疫学的検定方法やその装置などについては、既に
よく知られているところであって、例えば米国特許第４
．６３２，９１０号には、分析物を複合化するための結
合受容体（ｂｏｕｎｄ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ）を有する多
孔質フィルターを備えた装置が開示されている。

この従来公知の装置においては、多孔質フィルターに直
下に吸収材を配置して、流体サンプルがフィルターを貫
流するのを助長する一方、標識化した抗体を多孔質フィ
ルターに添加して分析物の有無を検出している。このよ
うな方法では、サンプルの培養と結合体の培養とが同一
マトリックス上で行われるので、検出感度が限られてい
る。また、サンプルと結合体の多孔質マトリックスに対
する非特異結合作用が起こって、検定のバックグラン１
４ ドに影響をもたらすので、検出感度が限られている。

また、ヨーロッパ特許出願第０１３１９３４号には、複
数の培養ウェルがその上面に互いに近接して整列されて
、廃物溜の上方に設けたフィルター膜を介して当該培養
ウェルを空にするようにした検定装置が開示されている
。他方、米国特許第４，６５２，５３３号には、前述の
装置を利用した検定方法が開示されている。何れにして
も、固相免疫学的検定用蛍光反応混合物を使捨て式反応
トレーのウェルに載置して減圧を作用させることにより
、ウェル上の反応混合物を廃物溜へと濾過させて液相反
応体から同相反応生成物を分離し、然る後に固相反応生
戊物を観察するようになっている。しかし、この方法で
は、後述する問題点を抱えている。即ち、一つの問題点
は、捕獲相として利用できるのは微粒子に限られている
ところにある。もう一つの問題点は、サンプルと結合体
と微粒子とが、光学読取りを行うのと同一ウェルで培養
される点にある。読取り用ウェルにおけるフィルター膜
と当１５ 該ウェルの壁面に対するサンプルと結合体、即ち、標識
化抗原ないし抗体の非特異結合作用が起こって検定（ア
ッセイ）のバックグランドに影響を及ぼすので、検出感
度が限られてくる。更に、前述のように反応生威物を分
離するのにフィルター膜に作用させるにあたって、複数
のフィルター膜に対して共通のマニホールドを用いてい
るので、使捨て式反応トレーにおけるどれか一つのウェ
ルにピンホールがあると、このウェルを介して空気漏れ
が起り、かくて、残りのウェルでの分離ができなくなる
。更にまた別の問題点としては、そこで使われている使
捨て式装置、即ち、反応トレーは、各ウェルの周囲を遮
光状態にする必要のある免疫学的検定のための化学的発
光測定には利用できない。尚、免疫学的検定用として真
空ないし減圧作用を利用して微粒子を分離するこのほか
の装置としては、米国マサチューセッツ州ベッド７ォー
ドに所在するＭｉｌｌｉｐｏｒｅ社から商標名ｒＭｉｌ
ｌｉｔｉｔｅｒプレート」として市販されているものが
ある。

更に、米国特許第４，５８７．１０２号や同第４，５５
２．８３９１６ 号、ヨーロッパ特許出願第０２００３８１号などにも、
固相免疫学的検定方法が開示されている。何れも、受容
体を有する粒子を利用して分析物を結合させ、分析物を
標識化した後にそれをマトリックスないしその他の支持
体に付着させるようにしている。

粒子の複合体は、分析物の有無を示すべく指示物質で処
理されるようにしている。

兎も角、大部分の従来公知の免疫学的検定方法とその装
置とはそれなりに有用なものではあるが、信頼性や効率
、感度などがもっと好ましい方法や装置の開発が依然と
望まれている。本発明はそれに応えたものである。

（発明の目的と構成） 本発明は、自動化された固相診断アッセイを実施するの
に適した装置を提供するのを目的としたものである。自
動化されたアッセイを実施できることで、信頼性と効率
とを高めることができる。

本発明による自動固相診断アッセイ装置は、方が固相ア
ッセイを実施するために反応物質（ｒｅ−ａｇｅｎｔ）
でサンプルが処理される浅いサンプル培養１７ ウェルで、他方が、形成された免疫複合体を保持して固
定化すると共に、免疫化学反応の結果の読取りに使われ
る読取り用ウェルであるウェル対を複数備えている。こ
の装置は、サンプルと反応物質の混合物とが培養ウェル
から読取り用ウェルヘと連通路を介して転移させること
ができるように構或されている。培養ウエルを読取り用
ウェルから分離させると、読取り用ウエルでのサンプル
戊分の非特異結合作用を減少させることができると共に
、検定感度を高めることができる。読取りウェルには、
供給口と所定量のサンプルと反応物質の混合物とを、反
応による免疫複合体を保持し固定化する繊維マトリック
ス上に保持する手段とが設けられている。この繊維マト
リックスは、繊維間平均離開距離が５ミクロン以上の繊
維で構威されている。多孔質要素上で免疫複合体を分離
するに当たっては、捕獲用固相として多孔質要素上に固
定化された抗体ないし抗原を有するラテックス粒子を利
用し、それを繊維パッドに物理的に付着させることで反
応混合物から分離させることで達せｌ８ られる。この方法で用いる微粒子は、パッドの繊維間の
離間距離よりも小さい径を有するものである。

この他の好ましい分離方法としては、Ｉ９８８午１月２
９日に米国で出願した米国特許出願第１５０，２７８号
と、ｌ９８９午７月７日に同じく出願をなした米国特許
出願第３７５，０２９号に開示されているイオン捕獲法
を利用するのが望ましく、その方法では、繊維パッドを
カチオン型洗浄剤で処理して繊維を陽極帯電させている
。アッセイに当たって抗体ないし抗原が、ポリグルタミ
ン酸やポリアクリル酸の如くのポリアニオン酸に付着す
るようになっている。従って、免疫化学反応生成物は、
陽極帯電パッドと負極帯電ポリアニオン／免疫複合体と
の間での静電作用により分離される。

読取り用ウェルには流体排出手段もあって、この流体排
出手段は繊維マトリックスの下に配設されて、サンプル
とアソセイ反応混合物が前記繊維マトリックスを貫流す
るのを促進している。この流体排出手段としては吸収性
パッドを利用して、１９ 繊維マトリックスと直接接触させておくのが望ましい。

本発明のもう一つの目的は、反応混合物をピペットの先
端もしくはその他の機械的な転移手段と物理的に接触さ
せることなく、前記反応混合物を操作する方法を提供す
ることにある。この方法によれば、アッセイと装置とが
汚染されるのを防ぐことができ、従ってアッセイの感度
と精度とを向上させることができる。これは、ノズル群
から高速にて洗浄溶液を浅い培養ウェルに噴射して培養
ウエルから読取り用ウェルへと反応混合物を洗い流すこ
とにより達戊できる。この場合でのノズルは、培養ウェ
ルに対して特定の角度をなすように傾設している。

本発明の別の好ましい実施例においては、化学的発光現
象を利用した免疫学的検定を実施する装置が使われてい
る。従って、本発明の使捨て式装置には培養ウエルと読
取り用ウェルの各ウェル対を囲繞ずるように戒形法によ
り形成した表面突起があって、高感度アッセイのための
低輝度測定が＝２０ できるように遮光シールを構或するべく、化学的発光検
出器と接合するようになっている。使捨て式装置におけ
る各ウエル毎に、吸収性パッドｌこ始めから捕捉されて
おり、反応混合物と洗浄溶液とにより押しやられた空気
を排出する排気孔が設けられている。

更に、微粒子ないしイオン捕獲分離法のいずれかを利用
した装置ｌ二おいて固相アッセイを実施する種々の方法
を提供することもまた、本発明の目的の内である。尚、
下記の例においては、「捕獲剤」なる用語は、免疫化学
反応体に付着したポリアニオンもしくは免疫化学反応体
で被覆した微粒子を意味する。後者の場合、繊維パッド
は微粒子の付着と残りの流体の貫流を促進し得る物質で
処理しておいてもよい。前者の場合では、ポリアニオン
型免疫反応体（ｐｏｌｙａｎｉｏｎ−ｉｍｍｕｎｏｒｅ
ａｃｔａｎＬ）の複合体のマトリックスに対する付着を
促進し得るカチオン物質で繊維パッドを処理しておいて
もよい。

本発明によりサンドインチ免疫アッセイを実施−２１ する方法は、下記の操作で構威されている。

ａ）浅い培養ウェルにおいて分析物に対して特異な結合
体でサンプル材を培養して分析物・結合体の複合体を形
成し、 ｂ）固相として作用する捕獲剤を同時に添加すると共に
、反応混合物を免疫複合体の形成を最大化し得る温度と
時間に互って培養（インキュベーション）して、読取り
用ウェルへと捕捉剤・分析物・結合体の複合体を洗い流
し、 Ｃ）洗浄溶液を別途読取り用ウエルに添加して、捕獲剤
・分析物・結合体の複合体を繊維マトリックスへと移す
と共に、その繊維マトリックスにおいて前記の複合体を
保持且つ固定化し、 ｄ）固定化した前記の複合体から生じる信号を検出する
。

尚、前述の操作（ａ）は、捕獲剤、サンプル、分析物に
特異な結合体の三者を同時に培養ウェルに添加して、そ
の混合物を読取り用ウエルに洗い流すことで実施しても
よい。また、別の方法としては、前述の操作（ｂ）を、
培養ウエルにおいて分析２２ 物・結合体の複合体を捕獲剤に接触させて微粒子・分析
物・結合体の複合体を形成し、その複合体を読取り用ウ
ェルに洗い流すことで実施してもよい。

また別の好ましい実施例では、操作（ａ）を培養ウェル
において捕獲剤でサンプルを培養して、捕獲剤・分析物
の複合体を読取り用ウェルに洗い流すことで実施しても
よい。別の方法としては、操作（ｂ）を分析物に特異な
結合体で捕獲剤・分析物の複合体を培養して捕獲剤・分
析物・結合体の複合体を形成し、その複合体を読取り用
ウェルに洗い流すことで実施してもよい。

使捨て式装置は、競合的アッセイを実施するのに利用す
ることもできる。この競合的アッセイは、培養ウェルに
て標識化した抗原でサンプルと捕獲剤とを培養し、その
後反応混合物を読取り用ウエルに洗い流して、生戊物を
検出する操作で構成されている。

（実　施　例） 本発明は、固相免疫学的アッセイを実施する装置と、こ
の装置を用いて固相免疫学的アツセイを２３ 実施する方法とに対してなされたものである。この装置
は使捨て式であって、プログラム化された命令を実行す
ると共に、サンプルと試薬、即ち、反応物質とを添加し
、アツセイ反応混合物を培養ウェルから読取り用ウエル
へと転移すべく洗浄溶液を注入し、アッセイの結果を光
学的に読み取る手段類を備えた装置と共に用いるのに適
している。

また、本発明は、反応混合物をピペットもしくはその他
の転移手段と物理的に接触させることなく、当該反応混
合物を培養ウエルから読取り用ウエルへと転移させる方
法を提供するのを、その目的の一つとしている。従って
、アツセイと装置の汚染を防ぐことができると共に、ア
ツセイの感度と精度とを向上させることができる。尚、
ア・冫セイの感度は、培養操作と読取り操作とを別々の
ウエルで行うことにより更に向上させることができるが
、その場合、読取り用ウエルでの結合体の非特異結合作
用を減少させることができると共に、ノく・ソクグラン
ド信号をも減少させることができる。

更に、本発明は、前述の使捨て式装置と反応体２４ の転移、洗浄方法とを利用して固相アッセイを実施する
種々の方法を提供するものでもある。

本発明の使捨て式装置は、例えばサンドイッチ・アッセ
イや競合的結合アッセイなどの種々の固相診断アッセイ
に用いることができるように工夫されている。同時に、
蛍光定量検出方法や非色定量検出法にも利用できるよう
に工夫されている。また、化学的発光測定法に必要な遮
光シールがこの使捨て式装置に得られるように、特殊な
工夫も用いられている。その上、本発明の装置は、免疫
化学反応生成物を分離する微粒子捕獲法もしくはイオン
捕獲法にも用いることができるものである。

本発明の使捨て式装置は複数組のウエルを備えるように
、成形法により構威されたものであり、各組のウエルは
、サンプルを受け入れると共に、アッセイの結果を検出
するための読取り用ウエルと傾斜路を介して連通してい
る浅い培養ウエルで構威されている。好ましくは、不透
明な戒形用樹脂、例えば、ポリスチレンーアクリロニト
リル・ブタジエン・スチレン・ター・ポリマー（ＡＢＳ
樹脂）、２５ ポリカーボネート、ポリアクリレートなど、アツセイ或
分に対して不活性な戒形用不透明樹脂でウエルを構成す
るのが望ましい。

本発明の装置でアツセイすべきサンプルとしては、全血
、脊髄液、尿、血清、血漿などの生体液が含まれる。し
かし、このような生体液でなくとも、つまり、非生体液
であっても本発明の使捨て式装置を用いて分析すること
も当業者には容易に考えられるところである。何れにし
ても、サンプルは手操作ないし機械的に浅い培養ウエル
に入れて、後述するように反応を起こさせて、所定時間
後に読取り用ウエルに洗い流すことで移し、然る後にア
ッセイ結果をモニターないし検出する。

本発明の好ましい一実施例による使捨て式装置を第１図
と第２図とに１０を持って示す。第１図と第２図とにお
いて、図示の使捨て式装置１０は、複数の浅い培養ウエ
ルｌ２と、読取り用ウエルｌ４に対応する液路手段ｌ６
とを備えている。各読取り用ウエルｌ４は、保持手段２
０と、正方形もしくは矩形のアレーにこしらえた繊維材
２２とを有している。各読２６ 取り用ウエル素子は、それなりに独立した繊維マトリッ
クス２２と、同様に独立した吸収材素子と共通の吸収材
パッドとの何れか一方、叉は、吸収材パッド層とを有し
ている。尚、個々の吸収材素子２４が一端において繊維
マトリックス２２と接触し、他端において共通の吸収層
と接触するように構威してもよい。何れにしても、吸収
材は、多孔質繊維マトリックス２２から液体が拡散し易
いように、その形状を定めれば良いのである。従って、
大量処理装置が望まれる場合では、吸収材をアレー形に
するのが望ましい。表面上で際立ったものは矩形突条２
６のアレーであって、各突条２６は、培養ウェルと読取
り用ウェルからなるウエル対を囲繞していて、化学的発
光検出器における対応接合面に形成した溝に嵌挿した弾
性ポリマー材と協働して、遮光シールを形成するように
なっている。即ち、使捨て装置１０と化学的発光検出器
とが接合させられると、前記突条２６が前記溝に嵌挿し
た弾性ポリマー材と当接して突条２６の内側に遮光室を
形成するようになっている。各ウェル対には排気孔２８
が一２７ 設けられているので、始めから吸収材パッドに捕捉され
ていたが、反応混合物と洗浄溶液により吸収材パッドか
ら押しやられた空気を排気できるようになっている。多
孔質マトリックス２２と吸収材２４との緻密な接触は、
使捨て式装置ＩＯの底の内表面における表面突条２５を
利用して、吸収材を多孔質マトリックスに対して圧縮す
ることにより達或される。

浅い培養ウェル１２は、鋭くとがった角がない限り、半
球状、半円筒形、トロイダル形などその他の複雑な曲線
を描いた形状を呈していても良い。

その場合、培養ウエルｌ２の最大半径曲率が、培養ウェ
ルｌ２と読取り用ウェルｌ４とを結ぶ軸に沿うところに
あるようにする。また、培養ウエルｌ２の寸法は、当該
ウェルにて培養すべき反応混合物の体積量を最大化でき
、しかも、流体の排出路が急傾斜にならないように選定
する。流体の排出路が急傾斜になると、洗浄溶液の注入
速度ないし注入流量を大きくする必要が生ずる。このよ
うに注入速度を大きくすると、培養ウェルから洗い流さ
れた２８ 洗浄溶液が読取り用ウェルに移るどころか、読取り用ウ
ェルから才パーシュート、即ち、読取り用ウエルを越し
て洗い流されてしまう。他方では、流体の排出路の角度
が小さすぎると、反応混合物が自ら読取り用ウェルへと
こぼれるように移ってしまう。兎も角、ウェルの寸法や
、流体特性に対する関係などについては、当業者には容
易に算出できることである。

培養ウェルｌ２から読取り用ウェルｌ４への転移は、読
取り用ウエルｌ４とは反対側の培養ウェルｌ２の片側か
ら、第４図に示した洗転移装置３０を用いて洗浄液を注
入することにまり達威できる。第４図において、洗転移
装置３０は複数の注入ノズル３２を備えており、これら
のノズル３２は、洗浄溶液を培養ウェルｌ２に注入すべ
く、当該培養ウェルＩ２の表面に近接して配置されてい
る。ノズル３２から注入される前記洗浄溶液は、反応混
合物のメニスカスと交わる培養ウエルの表面部分に対す
る接線方向に対して小さな角度をなして、培養ウェルｌ
２に注入されるようになっている。洗浄溶液の注入方向
と２９ 培養ウエルの表面に対する接線方向との間の角度は、４
５″以下にするのが通常であり、５〜２０°の範囲が好
ましい。

培養ウエル１２への洗浄溶液の注入体積量と注入速度と
は、読取り用ウェルｌ４へと転移すべき反応混合物の体
積量に依存する。注入速度が小さければ、反応混合物は
一部だけしか転移されなくなると共に、希釈されてしま
う。このような場合では、全ての反応混合物を転移させ
るのに、大量の洗浄溶液が必要となり、かくて吸収材２
４としては大量の流体を保持し得る保水能を有するもの
が必要となり、使捨て装置が大型にならざるを得なくな
る。

逆に注入速度を大きくとると、転移させられた反応混合
物が読取り用ウェルｌ４を越して洗い流されると共に、
反応混合物もしくは洗浄溶液が注入ノズルの方へと飛散
するようになって、注入ノズルが汚染されるようなこと
が発生する。換言すれば、培養ウェルｌ２の深さと曲率
、並びに移転口（ｅｘｉｔｐｏｒｔ）１６の角度、洗浄
溶液の注入体積量と注入速度などのパラメータは培養ウ
ェルｌ２にて培養すベ３０ き全アッセイ量に応じて選定する。尚、全アッセイ量は
、所定のアッセイ条件の下で所望の結合反応を達戊する
ように最適化する。流体力学に慣れた当業者なら、本発
明の本質を理解すれば、前述の諸寸法を算出することが
できるであろう。

読取り用ウェル１４は概して、下方に傾斜した入口兼保
持手段２０と、多孔質繊維マトリックス２２と、吸収材
２４とで構成されている。入口兼保持手段２０は、使捨
て式装置の戊形された一部分であって、好ましくは漏斗
構造体の形を呈していると共に、培養ウエルｌ２と一体
形成されている。保持手段２０は、その側面が下方に傾
斜して繊維マトリックス２２の上面と接触するように形
成されていると共に、実施する特定のアッセイの要件を
満たすべく、充分量のサンプル、結合体ないしその他の
反応試薬を収容するように、その大きさが定められてい
る。

この保持手段２０は、光学システムとのバックグランド
干渉を減少させるためにも、充分不透明でなければなら
ない、即ち、黒色プラスチック材で構成するのが望まし
い。

３ｌ 各ウェル対は、前述したようにプラスチック製壁部もし
くは突条２６により囲繞されている。この突条２６は使
捨て式装置と一体戊形された部分であると共に、化学的
発光検出器における接合面と協働して遮光シールを形成
するようになっている。

この遮光シールの高さは、０．０２０〜０．ＩＯインチ
程度、好ましくは０．０４〜０．０８インチに選ばれて
いる。

本発明の好ましい実施形態として、転移装置３０は２組
のノズル群３２を備えている。各組のノズルは、ウェル
対が２列形成されている反応トレー１０の培養ウエルに
指向されていると共に、パルスモーター駆動式ポンプに
より洗浄溶液が供給される流体配分マニホールド３４に
接続されている。第１組のノズル３２は、複数のウエル
対の内でのＭｌ培養ウェルに、また、第２組のノズノレ
３２は第１培養ウエルと並列している第２培養ウエルに
対して指向されていて、第２組のノズル３２への流体の
流れは前記したのと同一ポンプにより弁３６を介して分
流されるようになっている。別の方法としては、各組の
ノズル３２につきそれぞれのポンプを用いて３２ も良い。兎も角、並列した培養ウエルに対して順次、又
は、同時に洗転移プロセスを実施することができる。こ
の洗転移プロセスでは、洗浄溶液を単一パルス状、又は
、断続的なパルス状に培養ウェルへと噴射ないし注入す
ることにより、反応混合物を読取り用ウェルに転移させ
る。その際、噴射間隔ないし注入間隔は、注入した流体
が読取り用ウエル１４から排出されるのに要する時間に
相当するようにする。こうすることにより、一旦読取り
用ウェルへと転移させた反応混合物が、注入した流体の
勢いで培養ウエルへと跳ね返されて転移効率が損なわれ
るのを防ぐことができる。前記注入間隔は注入した流体
の排出時間にも対応するが、この排出時間としては、２
〜１８０秒、好ましくは２〜６０秒、更に好ましくは２
〜１５秒が望ましい。

同一洗転移装置において、並列している読取り用ウェル
１４の上方には、第４図と第５図とに示すように別のノ
ズル群３８が設けられている。この第３ノズル群の各ノ
ズル３８は、ポンプに直接、もしくは弁を介して接続さ
れていて、繊維パッド２２上３３ に転移された反応混合物に反応試薬を添加するようにな
っている。このノズルの一つは、保持手段２０の壁面に
付着している捕獲剤・分析物・結合体の複合体を繊維マ
トリックス２２に移すために、別の洗浄溶液を注入する
のに用いることもできる。尚、繊維７１・リックスに移
されたの複合体は、当該繊維マトリックス上で保持され
ると共に、固定化されるから、保持された免疫複合体の
量の変動にともなうアソセイ数の変動を減少させること
ができる。また、転移に先立って繊維パッドを洗浄溶液
で予湿潤させるのに前記したのと同一ノズルを利用して
も良く、その場合パッド及び吸収材への流体のながれ、
即ち、浸透を促進することができる。

更に、パッド２２上に転移させた反応混合物に別の、第
２反応試薬を添加するのに、前記したのとは別のノズル
を用いることもできる。

転移用洗浄溶液には少量の洗剤を含ませても良く、そう
すれば、、表面張力を減少させてプラスチック材の湿潤
を促すことで、反応混合物の転移をはかどらせることが
できる。洗剤を用いる場合、３４ ｒＴｗｅｅｎＪなる商標名で販売されているドデシル硫
酸塩ナトリウムないしドデシル硫酸塩リチウムを用いる
ことができる。その他の界面活性材を用いることも考え
られるが、このことは当業者にはよく知られているとこ
ろであるので、詳述しない。

培養ウエルｌ２から読取り用ウエル１４へと反応混合物
を転移させる別の方法としては、空気噴射ノズルと洗浄
溶液注入ノズルの組み合わせを利用する方法がある。洗
浄溶液注入ノズルと圧縮空気噴射ノズルとを交互に配置
してノズル群をなさしめ、それらのノズルを同時に作動
させることにより、前述と同様に反応混合物を転移させ
ることができる。この場合では、アッセイで用いる流体
の体積量を節約でき、従って、吸収材２４に吸収される
流体の量をも減少させることができる利点がある。

前記構或の転移装置３０は、ロボット手段により移動さ
せられて、次の反応混合物の洗転移を行うべく、次の培
養ウェル上に正確に位置決めされるようになっている。

次のウェルを転移装置３０の直下に来るようにするに当
たっての好ましい方法は、３５ 第６図に示すように、パルスモーター４４により減速装
置４５を介して制御されるタイミングベルト４２からな
る機構４０を用いて、使捨て式装置１０を制御しつつ転
移装置３０の直下に移動させることである。

そのために、プラスチック製矩形ロッグないし係合片４
６がタイミングベルト４２に所定間隔おきに設けられて
いて、タイミングベルト４２の回動に伴って使捨て式装
置ｌＯと係合して押し出すようになっている。尚、係合
片４６を備えたタイミングベルト４２の他に、直線作動
装置、金属ベルト、スクリュー・シャフト式送り装置な
どのその他の使捨て式装置移動手段を用いることも、当
業者には容易に考えられるところである。多孔質繊維マ
トリックス２２は、薄い円盤状の素材であって、入口兼
保持千段２０の直下に配置されて、アッセイ信号を読み
取ることになっている複合体を保持し、且つ、固定化す
るようになっている。尚、本願明細書で言う「保持、且
つ、固定化」とは、捕獲された／標識化された免疫複合
体が、素材の繊維上にある限り、当該繊維素材上で恣意
的に移動できないよう３６ にほば拘束され、当該繊維素材を分解するか、解くなど
をしない限り、当該繊維素材から除去ないし取り出すこ
とができない状態を意味する。

繊維マトリックス２２を構成する繊維の孔径ないし繊維
離開距離は、本発明が狙う固相免疫学的アッセイの総合
性能を左右するものとして重要なものである。従って、
繊維マトリックス２２における孔径ないし繊維離開距離
は、反応試薬とサンプルとが繊維マトリックスを適切に
貫流するのに充分な微小空隙が繊維マトリックス２２に
残されるように選定する必要がある。換言すれば、繊維
離開距離は、微粒子捕捉アッセイの場合では、繊維マト
リックスに微粒子が付着した後でも、マトリックスが目
詰まりを起こして閉塞されるようなことがなく、多孔質
を温存し得るほど、アッセイに使用する微粒子の径より
も大きいものでなければならない。

従って、本願明細書において言う「多孔質」とは、繊維
マトリックスの特性であって、外部より減圧雰囲気や加
圧雰囲気などを繊維マトリックスに作用させる必要なく
、流体それ自体が繊維マトリツ＝３７ クスを容易に貫流し得る素材の特性を温存し得る状態を
意味する。

本発明の繊維マトリックスは、ガラス繊維、セルローズ
繊維、ナイロン繊維、それに、当業者によく知られてい
るその他の繊維材の何れで構或しても良い。その中でも
、米国マサチューセッツ州イースト・ウォルポールに所
在のＨｏｌ　Ｉｉｎｇｓｗｏｒｔｈａｎｄ　Ｖｏｓｅ社
から市販されている製品番号ＨＣ４　１　１の、公称厚
さが０．０５５インチであるガラス繊維製フィルター・
ペーパーが適している。尚、繊維マトリックス２２の厚
さは重要な要因ではないので、アッセイすべきサンプル
の特性、例えば流動性などに基づいて適宜選定すれば良
い。

前記した繊維マトリックス２２は、流体の当該マトリッ
クスを介しての貫流を促進すべく作用する手段の上方に
おいて、保持千段２２に当接させた状態で配置されてい
る。流体の貫流を促進すべく作用する手段としては液溜
でも良く、その場合、反応混合物の転移中、或いはその
後に液溜に減圧を作用させる。或いは、当該手段を常時
湿潤性を保３８ つ、繊維マトリックス２２を貫流した流体を効果的に保
持し得る流体保持材で構威した吸収要素であっても良い
。本実施例では、吸収材２４を用い、これを繊維マトリ
ックス２２の下方に配置すると共に、繊維マトリックス
２２を貫流した反応試薬を吸収するように、繊維マトリ
ックス２２の下面と直接接触させてある。このように直
接接触させることで、反応流体をして迅速に繊維マトリ
ックス２２を貫流せしめることができる。

固相免疫学的アッセイを実施するに当たって用いる微粒
子は、抗体もしくは抗原が当該微粒子に付着ないし被覆
し易いように水もしくは蔗糖溶液において懸濁状態にな
り得る程度、小さい平均粒径を有しているのが望ましい
。この要件を鑑みれば、微粒子の平均粒径としては０．
１〜５０ミクロン、好ましくは１〜ｌＯミクロンが望ま
しい。この要件を満たした微粒子としては、ポリスチレ
ン、ポリメタクリレート、ポリプロピレン、ラテックス
、ポリテトラ７ルオロエチレン、ポリアクリロニトリル
、ポリカーポネートなどの微粒子から選定し３９ ても良い。

ある分析物を結合させるのに被覆していない微粒子を用
いることもできるが、大抵の場合、抗体や抗原の何れか
一方、ないし両方の如くの分析物を結合させるのに、粒
子を物質で被覆する。

本発明の装置のおいてのサンプルの転移や、反応試薬で
の処理は、コンピュータの制御の下で自動手段により達
戒されるようにするのが望ましいが、必ずしもそうする
必要はない。自動手段により達威されるような場合では
、ロボットのアームが、装置外に設けられているが、機
構と連係させた反応試薬容器と連通ずる種々の移送手段
から必要な反応試薬を供給することになる。その中でも
最も大切なのは、装置機構ないしロボット手段で、洗浄
溶液を培養ウェルｌ２に注入ないし噴射するピペット手
段ないし噴流手段の位置決めを行うようにすることであ
る。

別の方法としては、アッセイ装置ＩＯをコンベヤーに載
置して、タイミングベルトをしてアッセイ装置１０を適
切な時間間隔で、自動点滴（ピペット）４０− 手段、反応試薬注入器、転移装置、洗浄装置、検出器な
どが設けられているそれぞれのステーションを搬送する
ようにしても良い。使捨て式装置を搬送するのに直線コ
ースをとるか、円形コースをとるか、何れにしても、最
終的には転移装置のあるステーションに搬送して、そこ
でアッセイ反応混合物が液路手段ｌ６を介して読取り用
ウェルｌ４へと洗い流されるように、流体が培養ウエル
１２に注入されるようにする。このようにすれば、自動
化装置ないし自動点滴手段、並びに、アッセイ反応混合
物が汚染されるのを防ぐことができる。また、他のアッ
セイとのクロス汚染を防ぐためにビベットを洗浄するよ
うな必要性はない。

アッセイ方法の手順を数例、以下に掲載しておく。

あるサンドイッチ・アッセイ法では、浅い培養ウエルに
サンプルを置いて、複数の装置を保持できるように構威
した移送手段に当該装置を載置する。その後、下記のス
テップ（ａ）からステップ（ｅ）までが、マイクロプロ
セッサーにより制御された４１ 自動化装置により、または、手操作で行われる。

（ａ）サンプルを含む培養ウェルに分析物に対して特異
な結合体を添加して、存在する分析物がその分析物に対
して特異な結合体と複合体を形成するに充分な時間に互
って、得られ等混合物を培養する。

（ｂ）微粒子・分析物・結合体の複合体を形成するため
に混合物に微粒子を添加するか、または、分析物・結合
体の複合体を、微粒子が予め添加されている読取り用ウ
ェルに洗転移させる、或いは、当該複合体の洗転移と同
時に当該微粒子を読取り用ウエルに添加する。

（ｃ）培養したアニオン型ポリマー・分析物の複合体を
読取り用ウエルの受入れ口へと洗い流し、適当な緩衝液
または水で洗い流して多孔質繊維マトリックスへと移す
。

（ｄ）微粒子・分析物・結合体の複合体の存在の下で色
変化を催すか、または、検出可能な信号を発する指示物
質を読取り用ウエルに添加する。

（ｅ）光学手段で検出を行うが、その際、アッセイ４２ 信号がサンプルにおける分析物の存在、もしくは、その
量の関数として検出される。

尚、前述の手順の変形として、ステップ（ａ）とステッ
プ（ｂ）、即ち、分析物・結合体の複合体の形成と微粒
子・分析物・結合体の複合体の形成とを、培養ウエルに
捕獲剤とサンプルと、分析物に対して特異な結合体とを
添加、培養することにより、同時に行っても良い。その
後、複合体を読取り用ウェルに洗い流す、即ち、洗転移
させる。

また、最終ステップ（ｅ）では、読取り用ウェルで生じ
た信号の検出方法は、用いた標識（ラベル）の種類に応
じて変わる。例えば、酵素で標識した抗原や抗体の場合
では、読取り用ウエルに基質溶液を添加し、それにより
得られた生成物が産生ずる蛍光信号の発生もしくは発色
変化を検出する。

また、発蛍光団により標識された抗原や抗体の場合では
、発蛍光団を直接励起して、自然に発生した或いは経時
変化する蛍光信号を検出する方法がとられる。更に、化
学的発光により標識された抗原や抗体の場合では、発光
性標識を化学的に活性４３ 化して、それに伴って発する冷光をモニターすることで
検出を行う方法がとられる。どれにしても、所定時間に
亙る全積分信号もしくは観察期間中での信号の変化率を
利用してアンセイの標準曲線を定めた上で、未知サンプ
ルにおける分析物の濃度を求める。

別の固相サンドインチ・アッセイ法では、下記のステッ
プを自動的もしくは手操作で実行する。

（ａ）培養ウェル上でサンプルと捕獲剤とを混合して微
粒子と分析物の複合体を形成する。

（ｂ）微粒子・分析物の複合体を分析物に特異な結合体
で処理し、それを培養して微粒子・分析物・結合体の複
合体を形成する。（または、別の方法として、サンプル
、捕獲剤、分析物に特異な結合体とを培養ウェルに添加
し、培養した後に得られた複合体を読取り用ウエルに洗
い流すことにより、ステップ（ａ）とステップ（ｂ）と
を同時に行う。）（ｃ）その後、適当なバッファ一（緩
衝液）または水を注入手段から複合体に噴射することで
、当該複合体を繊維マトリックスに洗い流して集める。

４４ （ｄ）微粒子・分析物・結合体の複合体の存在の下で信
号を発する指示物質を読取り用ウェルに添加してアッセ
イ信号を発生させる。

（ｅ）光学手段でアッセイ信号の検出を行うが、その際
、アッセイ信号がサンプルにおける分析物の存在、もし
くは、その量の関数として検出される。

また別の固相免疫学的アッセイでは、競合的結合アッセ
イを行うのに使捨て式装置を用いることができる。その
場合でのステップは下記の通りであるが、それも自動的
または手操作にて行われる。

（ａ）既知量の標識した抗原と、疑わしい抗原を結合す
る捕獲剤とにサンプルを添加して、培養ウェル上で混合
物を形成する。

（ｂ）この混合物を読取り用ウェルに洗い流して、捕獲
剤をして繊維マトリックスに結合させる。

（ｃ）繊維マトリックスを洗浄して、結合されなかった
抗原を除去する。

（ｄ）読取り用ウェルに指示物質を添加して、標識した
抗原の存在の下でアッセイ信号を発生させる。

（ｅ）光学手段でアッセイ信号の検出を行うが、そ４５ の際、アッセイ信号がサンプルにおける分析物の存在、
もしくは、その量の関数として検出される。

尚、多孔質繊維マトリックス上で光学手段により検出さ
れる微粒子・分析物・結合体の複合体を形成するのに、
前述したステップ以外の方法を採用することもできるの
は明かである。サンドイッチ・免疫学的アッセイや競合
的免疫学的アッセイ、及び、分析物に特異な結合体の選
定、指示物質の種類などは、当業者には明かなことであ
るので、ここでは詳述しない。それより、本発明は前述
の構戒の装置と転移方法とに対してなされたものであり
、好ましい実施例としてマイクロプロセッサーにより制
御される装置において固相免疫学的アツセイを自動的に
実施するのに適した装置を挙げたものである。

尚、一方の室で培養、流体による洗転移を行い、他方の
室で分離、信号発生を行う前述の方法は、微粒子に基づ
く免疫学的アッセイに限られるものではない。従って、
前述のイオン捕獲分離法を用いることも本発明の好まし
い実施例の内である。

４６ 捕獲相として微粒子を用いた場合での前述した方法には
イオン捕獲法を用いることもでき、また、各例での微粒
子の代わりに捕獲剤として、ハブテン、抗原、もしくは
抗体に付着したポリアニオン型物質を用いることもでき
る。この場合、ポリアニオン型物質を陽極帯電したガラ
ス繊維パッドに転移させた後に、イオンカでガラス繊維
パッドに免疫複合体が保持されると共に、そこで固定化
される。

競合的結合イオン捕獲免疫学的アッセイ（ｃｏｍ一ｐｅ
ｔｉｔｉｖｅ　ｂｉｎｄｉｎｇ　ｉｏｎ　ｃａｐｔｕｒ
ｅ　ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ）は、本発明の方法で実施
することができる。その場合、繊維パッド２２を、第４
アンモニア類を含む水溶性ポリマー材の如くの、表面を
陽極帯電させる材料で処理しておく。尚、この材料とし
ては、商標名ｒｃｅｌｑｕａｔ　Ｌ−２００Ｊ　　（米
国ニュージャージー州ブリッジウォーターに所在のＮａ
ｔｉｏｎａｌ　Ｓｔａｒｃｂ　ａｎｄＣｈｅｍｉｃａ１
社の製品）で市販されているものが利用できる。その際
、分析物のために標識した抗体と共にサンプルを培養ウ
エルで培養し、その後、例４７ えばポリグルタミン酸の如くのアニオン型ポリマーに化
学的に結合した分析物の分子からなる捕獲相を添加する
。２回目の培養の後に、反応混合物を、洗浄溶液を注入
ないし噴射することにより繊維パッドに移す。

実験例　１ 本発明の実施例に従って２個の射出戊形部品で、長さ６
．８００インチ（約１７３ｍｍ）　、輻３．１２５イン
チ（約７９ｍｍ）　、高さ０．８００インチ（約２０ｍ
ｍ）の使捨て式装置を構威した。上部構威部品には、各
列を８個とした２列の培養ウエルの矩形アレーを形成し
た。

各ウェルにつき、実施例について説明したように漏斗構
造体と液路とを形成した。培養ウェルの容量は２８０マ
イクロリットル、漏斗部の容量は４８０マイクロリット
ルである。各列の互いに隣接する培養ウエルないし漏斗
部の中心間間隔は、１．４１７３インチ（約３６ｍｍ）
で、２列の培養ウエルのピッチは０．８００インチ（約
２０ｍｍ）である。漏斗構造体の内表面には切削縁があ
り、遮光シールを構或する表面突条は、高さと幅とが０
．０４０インチ（約１　ｍｍ）４８ のものである。排気孔は、遮光装置（ｌｉｇｈｔ　ｂａ
ｆｆ−ｌｅ）から０．２５０インチ（約６　ｍｍ）離れ
たところに形成されていて、その直径が０．０６０イン
チ（約１．５ｍｍ）である。この上部構或部品は黒色Ａ
ＢＳ樹脂を射出戒形して構成した。下部構成部品は、白
色ＡＢＳ樹脂を射出威形して構成したもので、上部構威
部品と接合するものの、両者を超音波接着法で一体化し
ても良い。上部構威部品とか部構成部品のそれぞれの接
合表面には、一片の吸収材を狭着させる部分がある。使
捨て式装置うちの上部構成部品は逆さまにして、ガラス
繊維のシートを使捨て式装置の内側に設けて読取り用ウ
ェルの底部を覆うようにした。その後、漏斗構造体の底
にある切削縁に繊維材を宛てがって押圧切断することに
より、各ウェル毎に全直径が０．３５０インチ（約９　
ｍｍ）のフィルター・パッドを形成した。この各パッド
の、検出器に対峙する有効部位の直径は０．２１０イン
チ（約５　ｍｍ）であった。このようにフィルター・パ
ッドを押圧切断した後、シートの残部を除去した。

このように繊維マトリックスを切断すると共に、４９ 余分の材料を除去することで各ウェル毎に繊維パッドを
形成する方法は、互いに隣接するウェル間での流体の漏
れを防ぐことができ、従って、アッセイ感度を向上させ
ることができるので望ましい方法である。然る後、使捨
て式装置の上部構戒部品に、長さ６．５インチ（約１６
５ｍｍ）　、輻３インチ（約７６ｍｍ）　、厚さ０．２
６５インチ（約６７ｍｍ）のガラス繊維パッドを接触す
るように吸収材を配置した。この吸収材は、米国ヴアー
ジニア州リッチモンドに所在のＡ＋＋＋ａｒｉｃａｎ　
Ｆｉｌｔｅｒｏｎａ社製の酢酸セルローズ製であった。

この吸収材は、下部構成部品を上部構或部品に対して接
合させるに当たり、ガラス繊維ディスクと共に両者間に
扶持させた。下部構成部品における表面に形成されてい
るものは、それぞれが漏斗構造体と同心的な複数のリン
グ状リブであって、各リング状リブは直径が０．６６５
インチ（約１７ｍｍ）　、高さが０．１２０インチ（約
３ｍｍ）テあった。このリング状リブをして、ガラス繊
維パッドに対して吸収材を押圧させることで、両者間を
直接接触させた。米国コ不チカット州ダンベリーに５０ 所在するＢｒａｎｓｏｎ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ社製
のＢｒａｎｓｏｎ超音波溶接機を用い、且つ、この溶接
機のホーンを使捨て式装置に適合するように最適化した
上で、上部及び下部構戒部品を接合した。

本発明の実施例において説明したのと類似の洗転移装置
を構成した。サンプルと反応試薬とを培養ウェルで培養
した。洗浄溶液は、テ７ロン製チューブからなる公称直
径０．５ｍｍの３本のノズルの組立体から注入したが、
このノズルは、米国コネチカット州ウエストブルークに
所在のＬｅｅ社製の接続具を介して研削加工したポリア
クリル製マニホールドに接続しておいた。また、このマ
ニホールドは、パルスモーター駆動式注入ポンプへと、
三方向電磁弁（米国ニュージャージー州フローハム・パ
ークに所在のＡｎｇａｒ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）
を介して接続した。前述のノズルは、反応混合物の表面
との交点において浅いウェルに対する接線方向に対して
１３°の角度を威すように指向させた。この幾何学的配
向においては、ノズルの水平面に対する角度は６０’で
あった。マニホールドにおいて洗浄５１ 液をｌ２５０μＬ／ｓｅａの割合で注入した。この時の
平均直線注入速度は２−　ｌｍ／ｓｅｃであった。それ
ぞれが３００μＬの洗浄溶液を培養ウェルに噴射して洗
転移を行った。最初の３００μＬの洗浄溶液の噴射とそ
の次の３００μＬの洗浄溶液の噴射との間に１０秒の遅
延時間をおいて、その時間中にパッドに滞留している流
体を排水させた。漏斗構造体の容量は、噴射した流体が
後戻りするのを阻止するのに充分な容量であった。尚、
洗転移させるのに用いた溶液は、培養ウエルでの流体の
泡立ちを防ぎ、流体の流れを促進するために、好ましく
はｒＴｗｅｅｎ　２０Ｊなる商標名で販売されている洗
剤を０．０２５〜０．１％、ないし、ラウリル硫酸ナト
リウムまたはラウリル硫酸リチウムを０．０２５〜０．
１％とかの如く、所定量の洗剤を含有させた。

第２群のノズルを洗転移装置に設置し、且つ、パッドに
中心を合わせた。この第２群のノズルは、群をなして、
或いは、個別的に利用して、漏斗構造体の壁面に付着し
ている反応混合物をパッドへと洗い流すか、または、結
合体溶液をパッドに添一５２ 加した。

実験例　２ 下記の方法を利用して、実験例ｌにおいて記載した使捨
て式装置における培養ウェルから読取り用ウェルへの標
識した化学的発光微粒子の洗転移効率を求めることによ
り、洗転移方法と洗転移装置の作用とを試験した。

臨床試験に用意したロフトからプールした濃度５μｇ／
ｍＬのＢ型肝炎のコア抗原に対する、アクリジニウム・
スル７才ンアミドで標識化した抗体を、ｐＨ６．８のリ
ン酸塩で緩衝した塩水にウシ胎児血清（本願出願人のス
トック品）を５０％、ヒト血漿を２％、ｒＴｗｅｅｎ−
２０」を０．１％、エチレンジアミン４酢酸を０．１％
、アジド化ナトリウムを０．１％含有することよりなる
結合体希釈液で希釈した。結合体の最終濃度は１５０ｎ
ｇ／ｍＬであった。Ｂ型肝炎コア抗原に対する抗体に下
層として結合し、その後、組換えＢ型肝炎コア抗原で結
合したカルポキシル化ポリスチレン微粒子（固形重量％
：０．３％）を、臨床試験に用意したロフトからプール
した。この５３ 微粒子を、ｐＨ７．２、蔗糖をｌ６％含有するリン酸塩
で緩衝した塩水（本願出願人の製品）に懸濁させた。洗
浄溶液としてリン酸塩緩衝塩水にｒ７ｖｅｅｎ−２０」
を０．１％含有する、ｐＨ７，２の溶液を用いた。

洗転移効率を求めるための発光性微粒子を、５０ｍｌの
結合体溶液と５０ｍｌの微粒子懸濁液とを混合すること
により調製した。反応混合物を４０゜Ｃの水槽にて２時
間に亙って培養した。その後室温の下に２４時間放置し
て、抗原標識化散粒子に対するアクリジニウム・スルフ
ォンアミド標識化抗体の結合を完全にした。

１００μＬの発光性微粒子と１００μＬのウシ胎児血清
とを、実験例】における使捨て式装置の各ウェルに注入
した。使捨て式反応トレーを直線軌道に載置して、本発
明の洗転移装置の直下のステーションに移動させた。そ
こで、反応混合物を培養ウェルから読取り用ウェルへと
転移させたのではあるが、その際、３００／７Ｌの洗浄
溶液を２回、パルス状に噴射した。その後、０．１％Ｔ
ｖｅｅｎ−２０溶液を３本のノズルから反応ウエルへと
２．　１ｍ／ｓｅｅの直線注入速５４ 度にて噴射して、血清と微粒子とをガラス繊維パッドへ
と移した。その後、使捨て式反応トレーを化学的発光読
取りヘッドのあるステーションへ搬送し、そこで使捨て
式反応トレーの各側を独立した光増倍管で検出した。０
．３％アルカリ性過酸化物溶液を用いてパッド上の微粒
子を１〜リガー（誘発）した。各ウエルから測定した信
号は、本発明の方法により反応ウェルから読取り用ウエ
ルへと転移させられた反応混合物の量に対応するものと
做された。使捨て式反応トレーの各側における各列のウ
ェル毎の平均標準偏差も算出した。

実験例１における使捨て式反応トレーの、全部で１６個
あるウェルのそれぞれにおけるガラス繊維パッドに１０
０μＬの発光性微粒子を注入、排出することによりベー
スラインを求めた。また、同一反応トレーにおける反応
ウェルにｌ００ｍＬのウシ胎児血清と１００ｍＬの脱イ
オン化水とを注入した。使捨て式反応トレーを直線軌道
に載置して、本発明の洗転移装置の直下のステーション
に移動させた。

そこで、微粒子と血清の混合物を移すための実験５５ の最初の部分で用いたのと同量の流体でガラス繊維パッ
ド上の微粒子を洗い流すために、１回３００ｐＬの０．
１％Ｔｗｅｅｎ−２Ｑ溶液を２回、３本のノズルから反
応ウエルへと２．　１ｍ／ｓｅｃの直線注入速度にて噴
射して血清と水との混合物を移し、使捨て式反応トレー
を同一軌道に沿って同一機構で読取りヘッドの直下にあ
るステーションへと搬送した。パッド上の微粒子をアル
カリ性過酸化物溶液で活性化した後、それに伴って発生
した化学的発光信号を６秒間に互って積分した。各列の
全てのウェルにおいて発生した信号の平均標準偏差を算
出した。

手操作にてパッドに点滴させた粒子についての信号カウ
ントの平均値は、１００％洗転移に対応する。

転移効率は、各側における転移させた微粒子が発した平
均信号の大きさを、対応側における１００％洗転移に相
当する信号で割り出すことにより求めＩこ。

また、反応ウェルから読取り用ウエルへの反応混合物の
洗転移の精度については、３基の使捨て式トレーについ
ての前述した二種の転移及びベー５６ スライン実験を繰り返すことによりそれを求めた。

平均洗転移率と洗転移率の％Ｃｖとを、３基のトレーの
各側について求めた。それぞれ独立した６基の洗転移装
置を、それぞれに読取りヘッドが備わった培養トンネル
に装着して、それぞれの装置について実験を繰り返し、
その際３１０開発システム（米国カリ７オルニア州サン
バレーに所在のＩｎｔｅｌ社の製品）を用いてそこで使
われた電子機器を制御しＩ二。

この調査の結果を表１に示す。表ｌから明らかなように
、全ての実験例で洗転移効率が９５％以上で、洗転移の
Ｃｖ率が５％以下であることが示された。また、実験を
再現しても、ほぼ同一数値が得られ、したがって、本発
明の方法の有効性が立証されたことになる。

（以下余白） ５７ 表 ■ ９８．９ ９６．７ １０１．３ ９６．２３ ９８．４ ９８．０ ０．６ １．９ ｌ，４９ ３．２３ ３．４ １．９ ９６．０ ９６．６ ９８．０ ９７．３ １００．６ ９９．２ １．８ ２．２ １．１６ ０．９９ ２．０ １．８ 実験例　３ 臨床試験のために用意したロットからプールした濃度５
μｇ／ｍＬのＢ型肝炎のコア抗原に対するアクリジニウ
ム・スルフォンアミドで標識した抗体を、ｐＨ６．８の
リン酸塩緩衝塩水にウシ胎児血清（本願出願人のストッ
ク品）を５０％、ヒト血漿を２％、ｒＴｗａｅｎ−２０
Ｊを０．１％、エチレンジアミン４酢酸５８ を０．１％、アジド化ナトリウムを０．１％含有するこ
とよりなる結合体希釈液で希釈した。結合体の最終濃度
は１５０ｎｇ／ｍＬであった。Ｂ型肝炎コア抗原に対す
る抗体に下層として結合し、その後、組換えＢ型肝炎コ
ア抗原で結合したカルポキシル化ポリスチレン微粒子（
固形重量二０．３％）を、臨床試験に用意したロフトか
らプールした。この微粒子を、ｐＨ７．２、蔗糖を１６
％含有するリン酸塩で緩衝した塩水（本願出願人の製品
）に懸濁させた。臨床実験で用いたロフトの番号につい
ては、研究所帳簿＃３５，９９’ｌの１−１２頁に記載
されている。洗浄溶液として、リン酸塩緩衝塩水にｒＴ
ｗｅｅｎ−２０Ｊを０．１％含有する、ｐＨが７．２の
溶液を用いた。

サンプルとして、従来の酵素免疫学的アッセイ法（本願
出願人のＣｏｒｅｚｙｍｅ）により測定したところ５０
〜６０％抑制作用のある、市販されている酵素免疫学的
検定キットであるＣｏｒｅバネル・コントロールから得
た抗コア陰性対照群と抗コア陽性対照群を用いた。アッ
セイは下記の二つの方法で行つＩこ。

５９ 方法Ａ：　ｌ−ステップ自動アッセイ法自動点滴器を用
いて使捨て装置の底の浅い反応ウエルに１００μＬの対
照群ないしサンプルを点滴した。５０／ｌＬのアクリジ
ウムで標識した抗コア抗体と、５０μＬの抗原被覆ラテ
ックス粒子とを各培養ウェルに注入して、この反応混合
物を４０°Ｃに加温したトンネルで４０分に互って培養
した。この時使捨て式装置を１秒間当たり０．８０イン
チ（約２０ｍｍ）間欠送りのタイミングベルトでトンネ
ル内を搬送した。検定ステップを行うに当たっては、検
定ステーションに７２秒間停止させ、その後は１秒間当
たり０．８０インチ（約２０ｍｍ）で間欠送りした。

使捨て式装置が洗転移ステーションに達すると、反応混
合物を培養ウェルから多孔質繊維マトリックスに洗い流
した。この洗転移は、洗転移装置の３本のノズルから０
．１％Ｔｗｅｅｎ−２０溶液を３００７ＩＬずつ２回噴
射することで行った。ここで用いた各ノズルは公称直径
が０．５ｍｍのもので、２．１ｍ／ｓｅｃの平均直線注
入速度で流体を噴射した。尚、２回に互る噴射注入は、
溶液がパッドを介して排出されるよ６０ うにするためにも、１２秒の遅延時間をおいて行つＩこ
。

その後、ｌ００μＬの洗浄溶液を３回かけて、洗転移さ
せて読取り用ウェルのパッドに保持させた微粒子を洗い
流した。然る後、タイミングベルトと共に使捨て式装置
を搬送してウエル対が洗転移装置の直下に来るようにし
て、反応混合物を洗転移させると共に、繊維パッドに保
持され、且つ、捕獲されている微粒子を洗い流した。そ
して、使捨て式装置ｌＯを読取りステーションまで前述
の速度で搬送した後、化学的発光読取りヘッドを下降さ
せて、ウェルを囲繞している壁部と接合することにより
当該ウェルと読取りヘッドとの間を遮光室に形成した。

この状態で、０．３％アルカリ性過酸化物溶液を用いて
繊維パッド上の微粒子を活性化した。各ウェルについて
測定した信号は、微粒子に付着したアクリジウム標識結
合体の量に相当するものと做された。ｌ００（陰性対照
群の平均一サンプルの平均）バ陰性対照群の平均一陽性
対照群の平均）なる関係式で定まる信号の抑制率を算出
すること６１ で最終目的を求めた。抑制率が５０％かそれ以上の場合
は陽性とし、それ以下の場合は陰性とした。

得られたデータを表２に示す。表に掲げた抑制率を再現
できることからして、本発明の洗転移法の有効性が立証
されたことになる。また、標準の酵素免疫学的アッセイ
法とも合致しているので、本発明の方法と装置とを異種
免疫学的アツセイにも用いることができるのは明かであ
る。

Ｃ以下余白） ６２ ６３ 方法Ｂ：２−ステソプ自動アッセイ法 自動点滴器を用いて使捨て装置の反応ウエルに１００μ
Ｌの対照群ないしサンプルを点滴する一方、１０ｍＭの
ＥＤＴＡと０．Ｏｌ％のゲンタマイシンとを含有する希
釈液の５０ｍＭンステイン５０μＬと、抗原被覆ラテッ
クス粒子５０μＬとを各培養ウエルに注入した。

前述のｌ−ステップ自動アッセイ法において説明したの
と同一の機構を使って使捨て式装置を１・ン不ルに搬送
することで、反応混合物を４０℃に加温したトンネルで
２０分に互って培養した。使捨て式装置が洗転移ステー
シモンに達すると、反応混合物を培養ウェルから、前述
の実験例におけるのと同様な読取り用ウエルの多孔質繊
維マトリックスに洗い流した。この噴射による洗い流し
は、溶液がパッドを介して排出されるようにするために
も、１２秒の遅延時間をおいて行った。洗転移装置に配
置されて読取り用ウェルの中心に指向させたノズルの内
の一本から５０μＬのアクリジウム標識抗１１Ｂｃ抗体
を、各繊維パッドに注入した。その後、タイミングベル
トと共に使捨て式装置を搬送して次の６４ ウエル対が洗転移装置の直下に来るようにして、反応混
合物を洗転移させると共に、同一タイミングベルトを用
いてトンネルにおいて更に２０分間培養させた。

然る後、読取り用ウエルの繊維パッドに保持された微粒
子と余分のアクリジウム標識抗体とを、１００μＬの洗
浄溶液で洗い流した。そして、使捨て式装置を読取りス
テーションまで前述の速度で搬送した後、０，３％アル
カリ性過酸化物溶液を用いて繊維パッド上の微粒子を活
性化（トリガー）して、得られた化学的発光信号を６秒
間積分した。各ウェルについて測定した信号は、微粒子
に付着したアクリジウム標識結合体の量に相当するもの
と做されＩこ。

抑制率が５０％かそれ以上の場合は陽性とし、それ以下
の場合は陰性とした。ＥＬＩＳＡ法による酵素連関免疫
吸着分析法を用いて、Ｂ型肝炎コア抗原に対する抗体が
陰性と認定された２００サンプルからなる陰性群につい
て分析を行ってカットオフ値を設定した。

６５ ６６ 実験例　４ イオン捕獲による競合的結合ハプテンＣＬＩＡ本例は、
前述のイオン捕獲免疫学的検定法を利用して、薬物乱用
による尿でのフェニールサイクリジン（ｐｃｐ）の競合
的結合検定に本発明の装置と方法とが利用できることを
示すものである。本発明の使捨て式装置の反応ウェルに
おいて免疫複合体を形成するのに、捕獲試薬（反応混合
物）としてアニオン型ポリマーを利用する。反応混合物
は、前記装置の読取り用ウエルに移すが、タン（ｔａｎ
）免疫化学反応生成物は、予めカチオン型ポリマー溶液
で処理した前記装置の繊維パッド上にイオン力により固
定化される。

抗フェニールサイクリジンを、ＥＤＡＣ結合法に従って
アクリジニウム・スル７才ンアミドで標識した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）自動固相診断アッセイを行うのに適した装置であっ
   て、サンプルと反応混合物を形成する試薬とを受容する
   サンプルウェルと；（ａ）所定量のサンプルとアッセイ
   試薬とを受容して保持する入口と保持手段と、（ｂ）検
   出に備えて反応生成物を固定化するものであって、前記
   保持手段の直下に配置され、且つ、反応混合物が自由に
   貫流し得る平均空隙離間距離を有する繊維質マトリック
   スと、（ｃ）前記繊維質マトリックスを貫流するサンプ
   ルもしくはアッセイ試薬を吸収すべく前記繊維質マトリ
   ックスの下方に配置した吸収材とからなる読取り用ウェ
   ルと；前記サンプルウェルと前記読取りウェルとを囲繞
   して遮光室を形成すると共に、信号読取り装置と協働す
   る遮光室形成手段と；吸収材に捕捉され、且つ、前記吸
   収材に吸収された液分により放逐される空気を排気する
   手段と；前記サンプルウェルと前記読取り用ウェルとの
   間を連通していて、前記サンプルウェルから前記読取り
   用ウエルへとサンプルと反応混合物とが洗転移されるよ
   うになっている通路手段とからなることを特徴とする装
   置。 ２）請求項１に記載のものであって、前記繊維質マトリ
   ックスの繊維間平均空隙離開距離が１０ミクロン以上で
   あることを特徴とする装置。 ３）転移用流体を読取り用ウェルから遠いところにある
   浅い培養ウェルの片側に向けて、反応混合物のメニスカ
   スとの交差部位におけるウェルの表面に対する接線に対
   して小さな角度でノズル群から注入することにより培養
   ウェルと読取り用ウェルとの間で反応混合物の転移を行
   うことを特徴とする非接触転移方法。 ４）請求項３に記載のものであって、前記転移用流体の
   注入方向と前記培養ウェルの表面に対する接線との間の
   角度が４５゜以下であることを特徴とする方法。 ５）浅い培養ウェルと読取り用ウェルとの間で反応混合
   物の転移を行う装置であって、流体配分用マニホルドを
   介してポンプ装置に接続され、且つ、読取り用ウェルか
   ら遠いところにある浅い培養ウェルの片側に向けて、反
   応混合物のメニスカスとの交差部位におけるウェルの表
   面に対する接線に対して小さな角度をなすように複数の
   ノズルを並設したことを特徴とする転移装置。 ６）サンプルと反応混合物を形成する試薬とを受容する
   サンプルウェルと；（ａ）所定量のサンプルとアッセイ
   試薬とを受容して保持する入口と保持手段と、（ｂ）検
   出に備えて微粒子・分析物の複合体を固定化するもので
   あって、前記保持手段の直下に配置され、且つ、反応混
   合物が自由に貫流し得る平均空隙離間距離を有する繊維
   質マトリックスと、（ｃ）前記繊維質マトリックスを貫
   流するサンプルもしくはアッセイ試薬を吸収すべく前記
   繊維質マトリックスの下方に配置した吸収材とからなる
   読取り用ウェルと；前記サンプルウェルと前記読取りウ
   ェルとを囲繞して遮光室を形成する一方、信号読取り装
   置と協働する遮光室形成手段と；吸収材に捕捉され、且
   つ、前記吸収材に吸収された液分により放逐される空気
   を排気する手段と；前記サンプルウェルと前記読取り用
   ウェルとの間を連通していて、前記サンプルウェルから
   前記読取り用ウェルへとサンプルと反応混合物とが洗転
   移されるようになっている通路手段とからなる装置の一
   機素において固相診断アッセイを行う方法であって、 （ａ）前記繊維質マトリックスを構成する繊維の平均空
   隙離間距離よりも小さい平均径を有する微粒子の存在の
   下で前記サンプルウェルにサンプルを添加して、微粒子
   ・分析物の複合体を形成すべく培養し、 （ｂ）前記浅いサンプルウェル、従って、前記微粒子・
   分析物の複合体に分析物に特異な結合体を添加して得ら
   れた混合物を培養することで微粒子・分析物・結合体の
   複合体を形成し、 （ｃ）前記微粒子・分析物・結合体の複合体を前記読取
   り用ウェルへと洗転移させ、 （ｄ）前記読取り用ウェルに、前記微粒子・分析物・結
   合体の複合体の存在の下でアッセイ信号を形成し得る指
   示物質を添加し、 （ｅ）前記指示物質により発生させられた前記アッセイ
   信号を前記サンプルにおける分析物の有無の関数として
   検出することを特徴とする固相診断アッセイ方法。 ７）請求項６に記載のものであって、分析物を結合し得
   る物質が前記微粒子の表面に固定化されていることを特
   徴とする方法。 ８）サンプルと反応混合物を形成する試薬とを受容する
   サンプルウェルと；（ａ）所定量のサンプルとアッセイ
   試薬とを受容して保持する入口と保持手段と、（ｂ）検
   出に備えて微粒子・分析物の複合体を固定化するもので
   あって、前記保持手段の直下に配置され、且つ、（ｃ）
   反応混合物が自由に貫流し得る平均空隙離開虚入りを有
   する繊維質マトリックスと、前記繊維質マトリックスを
   貫流するサンプルもしくはアッセイ試薬を吸収すべく前
   記繊維質マトリックスの下方に配置した吸収材とからな
   る読取り用ウェルと；前記サンプルウェルと前記読取り
   ウェルとを囲繞して遮光室を形成する一方、信号読取り
   装置と協働する遮光室形成手段と；吸収材に捕捉され、
   且つ、前記吸収材に吸収された液分により放逐される空
   気を排気する手段と；前記サンプルウェルと前記読取り
   用ウェルとの間を連通していて、前記サンプルウェルか
   ら前記読取り用ウェルへとサンプルと反応混合物とが洗
   転移されるようになっている通路手段とからなる装置の
   一機素において固相診断アッセイを行う方法であって、 （ａ）標識した抗原と、この抗原を結合して前記サンプ
   ルウェル内で反応混合物を形成し得る微粒子とでサンプ
   ルを処理し、 （ｂ）前記反応混合物を前記読取り用ウェルに洗転移さ
   せて、前記微粒子・分析物・結合体の複合体を前記繊維
   質マトリックス上で固定化させ、 （ｃ）未結合抗原を除去すべく前記繊維質マトリックス
   を洗浄し、 （ｄ）前記微粒子・分析物・結合体の複合体の存在の下
   でアッセイ信号を形成し得る指示物質を前記読取り用ウ
   ェルに添加し、 （ｅ）前記指示物質により発生せしめられたアッセイ信
   号を前記サンプルにおける分析物の有無の関数として検
   出することからなる固相診断アッセイ方法。 ９）サンプルと反応混合物を形成する試薬とを受容する
   サンプルウェルと；（ａ）所定量のサンプルとアッセイ
   試薬とを受容して保持する入口と保持手段と、（ｂ）検
   出に備えてアニオン型ポリマー・分析物の複合体を固定
   化するものであって、前記保持手段の直下に配置され、
   且つ、カチオン型ポリマーで処理さてて前記ポリアニオ
   ン型抗体誘導体とは反対の極性の電荷を有する繊維質マ
   トリックスと、（ｃ）前記繊維質マトリックスを貫流す
   るサンプルもしくはアッセイ試薬を吸収すべく前記繊維
   質マトリックスの下方に配置した吸収材とからなる読取
   り用ウェルと；前記サンプルウェルと前記読取りウェル
   とを囲繞して遮光室を形成すると共に、信号読取り装置
   と協働する遮光室形成手段と：吸収材に捕捉され、且つ
   、前記吸収材に吸収された液分により放逐される空気を
   排気する手段と；前記サンプルウェルと前記読取り用ウ
   ェルとの間を連通していて、前記サンプルウェルから前
   記読取り用ウェルへとサンプルと反応混合物とが洗転移
   されるようになっている通路手段とからなる装置の一機
   素において固相診断アッセイを行う方法であつて、 （ａ）アニオン型ポリマー抗体の存在の下で前記サンプ
   ルウェルにサンプルを添加して、アニオン型ポリマー抗
   体・分析物の複合体を形成すべく前記サンプルを培養し
   、 （ｂ）分析物に特異な結合体を前記サンプルウェル、従
   つて、前記アニオン型ポリマー抗体・分析物の複合体に
   添加して混合物を得、この混合物を培養してアニオン型
   ポリマー抗体・分析物・結合体の複合体を形成し、 （ｃ）前記アニオン型ポリマー抗体・分析物・結合体の
   複合体を前記読取り用ウェルに洗転移させ、（ｄ）前記
   の複合体の存在の下でアッセイ信号を形成し得る指示物
   質を前記読取り用ウェルに添加し、（ｅ）前記指示物質
   により発生せしめられたアッセイ信号を前記サンプルに
   おける分析物の有無の関数として検出することからなる
   固相診断アッセイ方法。 １０）サンプルと反応混合物を形成する試薬とを受容す
   るサンプルウェルと；（ａ）所定量のサンプルとアッセ
   イ試薬とを受容して保持する入口と保持手段と、（ｂ）
   検出に備えてアニオン型ポリマー・分析物の複合体を固
   定化するものであって、前記保持手段の直下に配置され
   、且つ、カチオン型ポリマーで処理さてて前記ポリアニ
   オン型抗体誘導体とは反対の極性の電荷を有する繊維質
   マトリックスと、（ｃ）前記繊維質マトリックスを貫流
   するサンプルもしくはアッセイ試薬を吸収すべく前記繊
   維質マトリックスの下方に配置した吸収材とからなる読
   取り用ウェルと；前記サンプルウェルと前記読取りウェ
   ルとを囲繞して遮光室を形成すると共に、信号読取り装
   置と協働する遮光室形成手段と；吸収材に捕捉され、且
   つ、前記吸収材に吸収された液分により放逐される空気
   を排気する手段と；前記サンプルウェルと前記読取り用
   ウェルとの間を連通していて、前記サンプルウェルから
   前記読取り用ウェルへとサンプルと反応混合物とが洗転
   移されるようになっている通路手段とからなる装置の一
   機素において固相診断アッセイを行う方法であって、 （ａ）前記サンプルウェルに反応混合物を形成すべく、
   標識抗原と抗原を結合し得るポリアニオン抗体とで前記
   サンプルを処理し、 （ｂ）前記反応混合物を前記読取り用ウェルへ洗転移さ
   せて、前記処理した繊維質マトリックスに前記ポリアニ
   オン抗体・分析物・結合体の複合体が固定化されるよう
   にし、 （ｃ）未結合抗原を除去すべく前記繊維質マトリックス
   を洗浄し、 （ｄ）前記ポリアニオン抗体・分析物・結合体の複合体
   の存在の下でアッセイ信号を形成し得る指示物質を前記
   読取り用ウェルに添加し、 （ｅ）前記指示物質により発生せしめられたアッセイ信
   号を前記サンプルにおける分析物の有無の関数として検
   出することからなる固相診断アッセイ方法。