JPH05180841A - 固相アッセイ装置 - Google Patents

固相アッセイ装置

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JPH05180841A JP3355456A JP35545691A JPH05180841A JP H05180841 A JPH05180841 A JP H05180841A JP 3355456 A JP3355456 A JP 3355456A JP 35545691 A JP35545691 A JP 35545691A JP H05180841 A JPH05180841 A JP H05180841A
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エム デベロークス シャロン
G Hofler John
ジー ホフラー ジョン
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エム ナイジ ケビン
E Safford Sarah
イー サフォード サラ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 生物流体及び生産物を、感度よく簡便に測定
するための分析装置を提供する。 【構成】 流体試料中分析物の存在又は量を決定するた
めの結合アッセイにおいて使用するための固相アッセイ
装置であって、正の対照域が分析物結合域と相互作用し
て、装置の使用の際正の試験結果がおこると第１の意味
を有する第１の表示シンボルを生成し、そして装置の使
用の際負の試験結果がおこると第１の表示シンボルと異
なる第２の表示シンボルを生成するような構造になって
いる、負の対照域、正の対照域及び分析物結合域を有す
る反応面よりなる固相アッセイ装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は一般的に、分析装置に関する。更
に詳細には、本発明は、結合アッセイの実施の際有用な
改良分析装置、並びにこの装置を利用してアッセイを行
なう方法に関する。本発明の概念は、血清、血しょう、
全血、尿、脊髄及び羊膜液、粘膜液等のような生物流体
及び生産物の酵素イムノアッセイの実施の際特に有利で
ある。
【０００２】
【背景技術】流体その他の材料中存在することがある、
興味ある又は臨床上の意義のある物質の存在及び（又
は）濃度を決定するアッセイにおいて、種々の分析操作
及び装置が広く用いられている。このような臨床上の意
義又は興味がある物質は、普通「分析物」（ａｎａｌｙ
ｔｅ）と称され、例えば、抗体、抗原及び「リガンド」
（ｌｉｇａｎｄ）という用語で普通知られている広い範
ちゅうの物質を含むことができる。特に疾病又はその他
の人体の条件に関しては、適時の、臨床上意義のあるい
くつかの分析物の、生物液中の存在又は量の精密な決定
は、健康管理専門家が病的生理不全を処置管理し、又妊
娠のような生理条件を早期かつ精密に決定することがで
きるのに大きな影響を有する。
【０００３】人体の種々の障害又は条件の診断の際次第
に応用されている１つのアッセイ法は、結合アッセイ、
特に酵素イムノアッセイ（ＥＩＡ）として知られる型の
結合アッセイである。ＥＩＡ技術は、高等生物の免疫系
を利用し、系中生物に病原性又は異質である物質（即
ち、抗原）の生物中の存在に反応して抗体が生じる。１
種又はそれ以上の抗体が特定の抗原に反応して生じ、又
それと反応することができ、それによってその特定の抗
原を測定するのに、試験管内で、有利に利用することが
できる高度に特異性の反応機構がつくり出される。
【０００４】常用のＥＩＡ操作は、液体試薬を使用する
一連の湿式化学工程を含み、アッセイ中の試料生物流
体、例えば、尿、全血又は血清の試験試料中の抗原又は
抗体が検出される。１つの型のＥＩＡ操作においては、
試料中の分析物は、はじめ試料中に導入される対応する
抗原又は抗体試薬に結合するようになる。次に、他の抗
原又は抗体が導入される。しかし、この第２の抗原又は
抗体は、多くは追加の適当な色原体又は色素のような指
示試薬と反応する時又はその存在下に、発色のような検
出可能な反応を生じるか又は引きおこすことができる酵
素その他の物質で標識又はコンプレックス化されてい
る。次にこのようにして生じた検出可能な反応を、原試
料中存在する抗原又は抗体の存在又は量の指示又は尺度
として、可視的に又は機器により、読みとり解釈するこ
とができる。
【０００５】固相ＥＩＡ操作は一般に、ラジオイムノア
ッセイ（ＲＩＡ）その他の常用の湿式化学法のような従
来用いられている液体試薬結合アッセイ技術に比して、
安全、使用の容易さ、特異性及び感度の故に、抗体及び
抗原のアッセイに対して共に好適であると考えられる。
更に、分光光度計の使用のような、機器により発色を読
む可能性は、多くの固相ＥＩＡ技術の特徴であり、その
結果それらは広く使用されている。
【０００６】かくして、１つの型の常用の固相ＥＩＡ
「サンドイッチ」アッセイにおいては、興味のある抗体
又は抗原を含有することが疑われている試験試料は、表
面上に抗原又は抗体の固定化によるか又はそれとの化学
結合によってそれを支持体の表面に保持することができ
るタンパクまたはその他の物質で予め被覆されている固
体の、実質的に不活性なプラスチック又はガラスビー
ズ、その他の支持材料とはじめに接触させられる。第２
の抗原又は抗体〔これは、普通酵素と結合（化学的に結
合）されている〕を次に添加し、この第２の種は、支持
体上対応する抗体又は抗原に結合するようになる。１回
又はそれ以上の洗浄工程によって非結合材料を除去して
後、指示薬物質、例えば、酵素の存在下に反応性である
色原体物質を次に添加し、酵素の存在に対するその感受
性により、検出可能な色反応を生じる。発色反応、その
密度等は、試料中に存在した抗原又は抗体量を可視的に
又は機器により決定することができ、それと相関させる
ことができる。
【０００７】このようなアッセイ技術、並びにこのよう
なアッセイにおいて必要な免疫学的反応及び変化を行な
うための固相ビーズその他の支持体は周知であるが、欠
点がないわけではない。例えば、アッセイを実施し、又
用いられる液体試薬を含有する精巧な装置が必要である
結果、特に個々の試料の低容量試験のためには、実質な
労力及び装置のコストがかかることが多い。更に、この
ようなアッセイと結びつけられた常法で被覆された支持
体その他の装置を製造することはしばしば困難で、特定
のアッセイに対して、所定の感度及び特異性の要求に適
合せしめるように、その中に使用される材料すべてを特
別に設計することは難かしく、このようなアッセイの精
度及び再現性を最適のものとすることは難かしい。従っ
て、ＥＩＡ操作において有利に使用することができ、又
多くの面倒な湿式化学工程又は複雑な機器の必要なし
に、前述したような常用の方法に比して迅速、敏感かつ
高度に再現性の結果を生じることができる、比較的単純
な、使用容易かつ比較的安価な固相材料及び分析装置が
必要であるのである。
【０００８】
【発明の要約】本発明は、前述した必要性に直接向けら
れ、一面においては、試験試料中分析物の存在又は量を
決定するため結合アッセイの実施の際有用である新規な
改良固相分析装置、並びにこの装置を使用する結合アッ
セイを提供し、それは先行技術の装置及びアッセイ法よ
りきわめて有利である。尚別の一面においては、本発明
は、固相分析装置の使用について独特の、内蔵された操
作のコントロールを提供する。尚別の一面においては、
本発明は、固相分析装置中液流を制限する障壁手段を提
供する。
【０００９】本発明に従えば、次なる装置も提供され
る。 （１）液体試料中分析物の存在又はその量を決定するた
めの特異的結合アッセイに使用する固相アッセイ装置に
おいて、それは反応表面域からなり、その反応表面域は
負の対照域と正の対照域とを有しており且つその両対照
域は、表示シグナルを生成する標識の存在下に試験結果
の有効性を示すための手段を有し；さらにその反応表面
域は分析物結合域を有しており、その分析物結合域は該
分析物を特異的に結合せしめる手段を有し：
【００１０】該装置において上記三つの領域は （ａ）各域が試料及び／又は試薬の一回の適用により接
触せしめられ； （ｂ）表示シグナルを生成する標識の供与及び該試料中
検知しうる分析物の存在下に、第一の表示シンボルが形
成せしめられて、有効で正の試験結果を示し、該第一の
表示シンボルはその分析物結合域中の標識の存在により
部分的に形成せしめられるものであり；且つ （ｃ）表示シグナルを生成する標識の供与及び該試料中
検知しうる分析物の存在下に、第二の表示シンボルが形
成せしめられて、有効で負の試験結果を示し、該第二の
表示シンボルはその分析物結合域によりなされてそれに
寄与せしめられることを除いて該第一の表示シンボルに
より形成せしめられ、そして該正の対照域中の標識の存
在により部分的に形成せしめられるものであることを特
徴とする固相アッセイ装置。
【００１１】本発明の改良装置は、試料中の分析物と反
応することのできる物質を含むマトリックス材料の実質
的に平面の層よりなり、それは結合アッセイのための反
応マトリックスを形成する。実質的に平面の層は、第１
の試料接触面及び第１の面に対している第２の面を有す
る。実質的に平面の層は、装置が結合アッセイの実施に
際して使用される時、第１の面に接触する試料の少なく
とも一部が実質的に平面の層を通って第２の面に送られ
るように装置中配置されている。好適には、本発明のア
ッセイ装置は、その外、装置が使用されている時、試料
液が第１の面に接触する前に濾過手段を通るような、第
１の実質的に平面の層との関係で配置されている濾過手
段よりなる。更に、本発明の装置は、吸収手段（実質的
に平面の層を通る液を吸収するため）よりなることが好
適である。
【００１２】本発明の概念は、試験試料中種々の分析物
の未知の存在又は濃度を決定するための結合アッセイの
実施の際のみならず、固体アッセイ装置に対して内蔵さ
れたコントロールを提供するのに有利である。下に、更
に詳述するように、本発明による好適な固相分析装置
は、アッセイ系中試験結果のあいまいでない可視の解釈
を可能にする、負の結果を示すための可視の正の対照域
のような、アッセイ対照をその中に組入れることができ
る。又、例えば、本発明の概念を利用する好適な操作コ
ントロール装置は、本発明の材料、分析中の試験試料中
分析物に検出可能な反応を生じることができる物質をそ
の多孔性の繊維のマトリックス中に有する材料よりなる
ことができる。
【００１３】本発明の障壁手段は、吸収剤手段に入る液
が反応マトリックスと再接触するのを制限するための、
固相分析装置の反応マトリックスと吸収剤手段との間に
置かれた障壁手段よりなる。
【００１４】その外、本発明によれば、本発明の材料及
び装置を利用する結合アッセイを実施する改良法が提供
される。１つのこのような好適な方法においては、分析
物、例えば、抗原又は抗体を含有する試料がこの材料か
らつくられる反応マトリックスと接触される。分析物
は、マトリックスの材料内に保持されている粒子上試薬
と結合するようになる；次に、マトリックス中保持され
ている試薬によって結合されている分析物に結合するよ
うになることができる第２の「標識」（ｌａｂｅｌｌｅ
ｄ）試薬とマトリックスが接触される。別法として、第
２の試薬は、標識されていない抗体であることができ、
次いで抗体に向けられる標識物質又は試薬を添加する
（増幅又は間接イムノアッセイ）。その後、非結合材料
は、例えば、洗浄によって除去され、装置は、指示薬物
質と接触され、これは、第２の試薬の「標識」の存在下
に、試料中分析物の存在及び（又は）量を示す検出可能
な反応を生じる。このような検出可能な反応は、可視的
に又は機器により読むことができ、有利には、特にアッ
セイから夫々正又は負の結果のみが必要であるか又は望
ましい場合には、最も望ましくはアッセイの結果を示す
ため“＋”又は“−”符号の可視的出現の形態の、色反
応であることができる。別法として、定量的又は半定量
的結果は、検出可能な反応を可視的に又は機器により読
むことによって得ることができる。
【００１５】以下さらに詳しく本発明を説明する。本発
明の新規な材料、並びにそれから得られる装置は、多く
の型の分析に応用可能であるが、前述したような、生物
流体の呈色その他のＥＩＡを実施するための常用の固相
イムノアッセイを改良するために、イムノアッセイ中使
用される時特に有利である。本発明によって得られる装
置は、比較的使用するのが容易であり、先行技術のアッ
セイに比して、少ない操作工程及び複雑でないアッセイ
技術を要し、又未知の試料の試験のため迅速な定量的、
半定量的又は定性的結果の利点を更に提供する。この材
料及び装置は、その外、例えば、このようなアッセイの
精度及び信頼性を評価するため、対照として有利に使用
するのに適している。更に、製造にあたっては、本発明
の装置は、比較的容易につくることができる。本発明の
このような装置を利用するアッセイは、又種々の水準の
分析物に対して高度に敏感であることが見出されてい
る。
【００１６】図面の図１及び図２について、本発明の分
析装置の好適な実施態様は、一般に１０で示される。好
適な装置１０は、実質的に平面の、一般に円形の、ディ
スク形の反応マトリックス１２を含む。マトリックス１
２は、明細書中説明されるとおり、本発明の新規な材料
よりなり、分折中の試料中分析物の存在又は量を決定す
るため、装置１０がこのようなアッセイの際に使用され
る時（下に詳細説明されるとおり）、マトリックス１２
内で結合アッセイに必要な種々の化学反応及び変化がお
こるように、装置１０内に配置されている。マトリック
ス１２は、試料接触面１２ａ及びそれに対している面１
２ｂを有する；マトリックス１２の好適な組成は、下の
実施例中更に詳細に説明されている。
【００１７】好適な装置１０は、その外に、キャリヤー
１４を含み、その中にマトリックス１２が配置されてい
る。キャリヤー１４は、プラスチック、金属その他の剛
体又は半剛体物質のような任意の適当な材料からつくら
れることができる。キャリヤー１４のための材料として
特に好適なのは、“ＡＢＳ”として市場で知られ、ミズ
ーリ州セントルイス在モンサント・カンパニーから入手
し得るプラスチックである。図示される好適な実施態様
においては、キャリヤー１４は、マトリックス１２を完
全に囲み、その支持体及びホルダーとして機能する。こ
の機能を行なうために、キャリヤー１４は、マトリック
ス１２を密に支持し保持するため一般に円形のフランジ
を有する。図１及び図３ａにおいて最もよく示されると
おり、流体試料及びアッセイの実施の際使用される試薬
を受け取るためのチャンバー１７は、フランジ１６の外
側壁面１６ａによって形成される側壁及びマトリックス
１２の試料接触面１２ａによって形成される底壁によっ
て装置１０中定められている。
【００１８】好適な装置１０は更に、アッセイ装置の使
用の間液を吸収するため、図示されるとおり、キャリヤ
ー１４中配置されている吸収剤手段よりなる。装置１０
の吸収剤手段２０は、１つ又はそれ以上の材料の層より
なり、使用される時、障壁材料１８と、或いは反応マト
リックス１２と、図示されるように物理的に接触してい
る。この特に有利な特徴は、装置１０を使用するアッセ
イの実施の間、過剰の液がアッセイ操作の間に反応マト
リックス１２から送られて後、必要に応じて、過剰の液
が容易に吸収されることを可能にする。吸収剤手段２０
は、任意の水分又は流体保持性の材料、例えば、ジェー
ムス・リバーから入手でき、「１０５ポイント」又は
「５０ポイント」と称されるもの、或いは、特に好適な
ものとして、前述したものの各々の１つ又はそれ以上の
層の組合せである。
【００１９】本発明の他の一面においては、固相分析装
置中液の流れを制限するため障壁手段が提供される。こ
の面は、透過性反応面又はマトリックス、或いはフィル
ター層、並びに装置中使用される液を吸収するための吸
収剤層を有する固相分析装置中使用される時、吸収剤層
から反応マトリックスへの液の流通を防止しながら、反
応面から吸収剤手段又は層への液流を可能にするのに特
に有利である。
【００２０】図１に示されるとおり、障壁手段は、マト
リックス１２の下、かつキャリヤー１４内に拡がる障壁
材料１８の層よりなる。障壁材料１８は、マトリックス
１２の面１２ｂと接触しており、装置が使用されている
時、マトリックス１２を通って面１２ｂに送られ、そし
てそれを通って層１８中に入る液が面１２ｂと再接触す
るのを制限する機能をもつ。層１８を液制限層として利
用してマトリックス１２中「バックグラウンド」干渉を
防止するか又は排除するのを助けることが、本発明の装
置中最も好適であるが、この特徴は、マトリックス１２
の基本的機能又は概念として必須又は肝要ではなく、所
望の場合には装置から省略することができることを認め
るべきである。省略される場合にも、装置は一般に、ア
ッセイにおいて十分な性能をもつが、感度が低くなる
（検出可能な反応の低下）可能性がある。
【００２１】層１８は、制限的で、流体又は水分の実質
的に「一方向」の流れにすることができる任意の適当な
材料よりなることができる。この目的のために特に適当
な材料の例は、“Ｘ−６０５７”（１．０ミル）及び
“Ｘ−６１０８”（１．２５ミル）と称してルイジアナ
州バトン・ルージュ在エチル・ヴイスクイーン・コーポ
レーションによって製造販売されているポリエチレンウ
イーブ材料、並びに米国特許３，９２９，１３５及び
４，３４２，３１４に記載されている材料である。
【００２２】下に説明されるとおり、好適な装置１０が
試験試料中分析物を示す発色のような可視的に読むこと
ができる反応を得ることができる外に、アッセイが実施
される時、その中におこる化学的及び生物学的反応の結
果としてマトリックス１２によって得られる、例えば、
可視光線の反射率又は蛍光強度等に対応する、それから
の検出可能な反応を用いて機器測定を行なうことができ
る。従って、装置１０からの検出可能な反応は、例え
ば、常用の分光光度計によって測定することができる。
例えば、特定のアッセイの間の反応及び変化によって得
られるマトリックス１２中の検出可能な反応が、発色す
る、又増大する発色が分析を受ける試験試料中特定の分
析物の増大する水準を示すものである場合には、分光光
度計にマトリックス１２から反射される光の減少する水
準が、試料中分析物の増大する水準に対応する。このよ
うな結果の解釈は、大部分常用のエレクトロニクスを使
用して分光光度計の検出器によってつくられるアナログ
信号をディジタル情報に変換することのような、当該技
術熟練者に周知の方式で行なうことができる。このよう
なエレクトロニクスも当該技術熟練者に周知であり、試
験試料中分析物の存在及び（又は）量に対応するか又は
相関するディジタル情報からヒトが読める信号を得るこ
とができる。
【００２３】次に図面の図１，２及び図５について更に
詳細に説明すると、本発明の分析装置１０の特に好適な
実施態様は、更に反応マトリックス１２の表面１２ａ上
に配置されている濾過手段２２を含む。濾過手段２２
は、保持リング２２ａによってキャリヤー１４中にプレ
ス−フィットされており、好適にはハンドル部分２２ｃ
を有する取出し可能な部分２２ｂを有する。手段２２は
更に、例えば、プラスチック周囲部中ガラス又はセルロ
ース膜のような適当な多孔性、繊維質材料２２ｄから構
成される；特に好適なのは、単一又は組合せの、リドル
社からの「リデール商標グレード２５４」、並びにワッ
トマン社からの“ＧＦ／Ｆ”又は“ＧＦ／Ｄ”である。
装置１０がアッセイを実施するのに使用される時は、手
段２２は、種々の機能を果すことができる。行なわれる
アッセイの型及び試験試料の種類によって、手段２２
は、試料を保持するか又は反応マトリックス１２への試
料又は試薬の通過をおそくするリザーバ；アッセイ中使
用される試薬、例えば、凍結乾燥された試薬を保持する
容器；又試料中外来物を除去するか、或いは、例えば、
血しょうを通過させながら全血試料から血球を分離保持
するための「プレフィルター」のような機能を果す。そ
の外、図５に示されるように、フィルター手段２２が装
置１０から少なくとも部分的に取出し可能である（本発
明において好適であるが、必須ではない特徴）場合に
は、装置１０を使用するアッセイの実施の間、所望に応
じて、その中に保持されているかも知れない材料を取り
出すか、或いは試薬の添加のために反応マトリックス１
２を露出させるか又はそれから検出可能な反応を読むた
めに、アッセイの１工程の間、フィルター手段２２の取
外し可能な部分２２ｂを取り出すことができる。その場
合にはフィルター手段２２の膜部分は、その取外し可能
な部分の不可欠部分である。
【００２４】本発明によれば、分析装置の反応マトリッ
クス中検出可能な反応が得られる；この反応は、分析中
の試料中分析物の存在及び（又は）量を示すものであ
る。本発明の好適な実施態様においては、このような検
出可能な反応は、一連のアッセイ工程に続く発色である
ことができ、或いは分析技術において周知であり、又同
様な目的に対して使用される任意の数の反応であること
ができる。例えば、得られる反応は、当該技術熟練者に
周知であるように、適当な試薬がアッセイにおいて用い
られるならば、蛍光の反応であることができる。この反
応は又、化学発光、或いは可視的にか、種々の既知の装
置によって機器で検出可能な種々の放射活性エネルギー
反応のいずれか（例えば、放射活性放出）であることが
できる。かくして、本発明の材料及び装置を使用する
際、多くの異なった型の検出可能な反応が可能でありか
つ望ましく、本発明の概念はそれによって限定されない
ことが特に認められるべきである。
【００２５】本発明の概念においては、「内蔵された」
（ｏｎ−ｂｏａｒｄ）対照域が固相分析装置に備えられ
ており、単一の分析装置反応面において正の対照（これ
は試験試料中興味のある分析物の存在又は不存在に関係
なく、有効なアッセイ結果を示す検出可能な反応を示
す）、負の対照（これは、アッセイ結果が有効でない場
合にのみ検出可能な反応の変化を示す）及び試料分析物
に対応する検出可能な反応を同時に示す。本発明のこの
面においては、同じ容量の試験試料及びアッセイ試薬
が、操作対照及び試験域に同時に接触させられ、それに
よって、当該技術において一般に実施されているような
別の対照試験の必要が避けられる。本発明のこの面は、
今まで説明したような現在特に好適な反応マトリックス
及び分析装置について、後で詳述されるが、本発明のこ
の面は、複数又は多種の反応結果を同時に示すことがで
きる反応面を有する任意の分析装置の場合同様に用いる
ことができることが当該技術熟練者に明らかである。こ
のような他の型の反応面は、例えば、被覆型又は非被覆
型繊維マトリックス、フィルター又は膜、比較的平面の
固体面等を含む。
【００２６】次に図３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，４Ａ，４Ｂ及び
４Ｃについて、内蔵された負及び正の対照域３０及び３
２は、夫々分析装置１０の反応面又はマトリックス１２
上に備えられるのが好適である。負及び正の対照域は、
定量的に機能し、それによって負及び正のアッセイレフ
ァレンス対照として機能することができ、或いは定性的
に機能し、それによってアッセイの実施の際使用される
操作及び試薬の有効性を示す操作対照として機能するこ
とができる。明細書中使用される場合、用語「対照」
（ｃｏｎｔｒｏｌ）は、定量的及び定性的実施態様を共
に包含する。負の対照域３０は、明細書中説明されたよ
うに、結合アッセイの実施の際、装置１０の正常な使用
の間、酵素標識その他の信号反応材料を保持する物質を
含まない、マトリックス１２の対照域３０を保持するこ
とによって形成される。正の対照域３２は、試験試料中
興味がある分析物の存在又は不存在に関係なく、マトリ
ックスの対照域３２内に酵素標識その他の信号反応材料
と結合することができる物質を備えることによって形成
される。前述したような特に好適な反応マトリックスに
関連して使用される場合、正の対照域３２は、対照域３
２内のミクロ粒子を、結合アッセイの実施の間区域３２
内で酵素標識を結合又は保持させることができる分析物
その他の物質で被覆することによって形成されてよい。
その外、結合アッセイの実施の間区域３４上、試験試料
からの興味がある分析物を結合又は保持させるため、１
つ又はそれ以上の分析物結合域３４がマトリックス１２
上に備えられる。分析物結合域３４は、分析物を結合す
ることができる、抗原又は抗体のような物質で、マトリ
ックス１２の区域３４内のミクロ粒子を被覆することに
よって、本明細書中説明された特に好適な反応マトリッ
クス材料中に形成されてよい。
【００２７】正の対照域３２及び分析物結合域３４は、
結合アッセイの実施の際装置１０の使用を容易にするい
ずれの形状で備えられてもよい。しかし、正の対照域及
び分析物結合域を、正の試験結果がおこると正の対照域
が分析物結合域と相互作用して、使用者に既知の意味を
有する第１の表示シンボルを形成し、そして負の試験結
果がおこると正の対照域のみが第１の表示シンボルと異
なった、使用者に既知の意味を有する第２の表示シンボ
ルを形成する相互作用する形状で備えることが本発明で
は好適である。相互作用する正の対照及び分析物結合域
は、図３Ａ，３Ｂ及び３Ｃの特に好適な実施態様中最も
よく示され、ここでは、正の対照域３２は、長方形の棒
又は“−”符号の形で形成され、一方分析物結合域は、
正の対照域の反対側、かつそれについて垂直に配向され
た長方形の棒の形で形成される。従って、図３Ａ，３Ｂ
及び３Ｃの装置の使用の際、装置１０の正しい使用から
得られる正の試験結果は、図３Ｃに示されるように、正
の対照域３２及び分析物結合域３４共に“＋”符号の形
で、検出可能な反応を生じ、使用者に“＋”又は正の試
験結果を示す。装置１０の正しい使用から得られる負の
試験結果は、図３Ｂに示されるように、正の対照域３２
においてのみ“−”符号の形で、検出可能な反応を生
じ、使用者に“−”又は負の試験結果を示す。結合アッ
セイが正しく実施されない場合には、或いはアッセイに
おいて使用される試薬が正しく機能しない場合には、図
３Ａに示されるように、正の対照域３２か又は分析物結
合域３４において検出可能な反応が得られず、有効でな
い試験結果を示す。その外、非特異的結合又はアッセイ
の実施の際洗浄工程を正しく行なわなかったことのよう
な、負の対照域における検出可能な反応はいずれも、有
効でない試験結果を示すことができる。図３Ａ，３Ｂ及
び３Ｃの形状は、試験結果の正（＋）又は負（−）の本
性について、並びにアッセイの有効性について、あいま
いでないシンボルの形態の使用者に対する即刻の情報で
あることが照明されているので、本発明において特に好
適である。
【００２８】別法として、操作対照域及び分析物結合域
は、所望に応じて、他の形状で備えられてよい。図４
Ａ，４Ｂ及び４Ｃの別の実施態様においては、正の対照
域３２及び分析物結合域３４は、図示されるとおり、点
の形で形成されている。かくして、正の試験結果は、図
４Ｃに示されるように、２つの点の形の存在によって示
され、負の試験結果は、図４Ｂに示されるように、正の
対照域３２においてのみ検出可能な反応の存在によって
示され、そして有効でない試験結果は、図４Ａに示され
るように、検出可能な反応に欠けることによって示され
る。他のシンボル、数等のような、負の対照域３０、正
の対照域３２及び分析物結合域３４の他の均等な形状
は、当該技術熟練者に容易に明らかである。
【００２９】
【実施例】例１：ベータ−ｈＣＧに対する迅速アッセイ ベータ−ｈＣＧに対する有利に迅速、かつ操作が簡易で
あるアッセイを、図１及び図２について前に示し説明さ
れたように、本発明に従って得られた分析装置を使用し
て実施した。アッセイのプロトコールは次のとおりであ
った。患者の尿試料５滴を、移動ピペットを使用し、装
置の反応マトリックス上のフィルターの中央に医学用滴
下器から適用した。試料をマトリックスを通して浸漬さ
せた（約１０秒）。次に抗体−酵素複合体（アルカリ性
ホスファターゼ）３滴を添加し、反応マトリックスを６
０秒間室温において温置した。次にフィルターを除き、
棄却し、ツイーン及びトライトン緩衝液と組み合わせた
クエン酸／ＮａＣｌ洗浄液１ｍｌを添加し、マトリック
スを通した。
【００３０】次に色原体酵素基質（ブロモ−クロロイン
ドールホスフェートニトロ−ブルーテトラゾリウム）を
添加し、２分間マトリックス中発色させた。可視検出可
能な正の符号（＋）の出現は、試料が上昇した（約５０
ｍＩＵ／ｍｌより大きい）水準のベータ−ｈＣＧを含有
することを示した。前述した操作を使用して実施された
が、このような上昇した水準のベータ−ｈＣＧを含有し
ない試料は、マトリックス中負の符号（−）を生じた。
例８と実質的に同様のプロトコールを用いて実施された
が、正（＋）又は負（−）の符号の出現を生じなかった
試験は、試薬の正しくない添加か、或いは試薬の劣化を
示した。
【００３１】以下は、本発明による分析装置の製造の一
般例であり、それは固相の場合の試料の非特異的反応性
（干渉）を決定するため、更に操作対照域を組み入れて
いる。本発明の材料を用いる反応マトリックスは、実質
的に前述したとおり製造することができ、粒子は、実質
的に「十字」（ｃｒｏｓｓ）の全体の形を有するパター
ンで材料に組み入れられる。「十字」の縦軸は、表面に
分析物結合性の物質を有する粒子から形成されることが
できるが、「十字」の横軸は、酵素標識を結合すること
ができる物質（即ち、標識と「複合」（ｃｏｎｊｕｇａ
ｔｅｄ）又はそれに連結することができる抗体）から形
成されることができる。従って、これらの反応マトリッ
クスが、例えば、ベータ−ｈＣＧのアッセイ（前述した
ような）において使用される時、試料中検出可能な水準
の分析物が存在しない場合には、マトリックスの「操作
対照域」（ｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａ
ｒｅａ）のみが検出可能な反応を生じる、即ち、「十
字」の縦軸（「マイナス］符号）のみが発色その他の反
応を生じ、負の結果を示す。しかし、検出可能な水準の
分析物が存在する場合には、分析物は、標識と共に、横
及び縦軸において共に粒子に結合し、両軸中検出可能な
反応（「プラス」符号）を生じる。
【００３２】さらに本発明に従った表示シンボルを形成
せしめるところの固相アッセイ装置の原理を一つの例を
あげて具体的に説明する。例えば、ツーステップサンド
イッチ法を用いた酵素免疫分析を用いた尿中のベータ−
ｈＣＧ検出キットについて説明すると、この検出キット
の反応表面を形成するマトリックス上には、抗ベータ−
ｈＣＧ抗体を固相化された粒子が、反応表面の“＋”形
状のうちの縦軸に保持されるようにしてある。一方、検
出キットの反応表面を形成するマトリックス上には、ベ
ータ−ｈＣＧが保持固相化された粒子が、反応表面の
“＋”形状のうちの横軸に保持されるようにしてある。
こうして、結果としては、本発明に従った検出キットの
反応表面上には、抗ベータ−ｈＣＧ抗体とベータ−ｈＣ
Ｇとが“＋”形状を形成するように配置されることにな
る。そして、その他の領域はコントロール域を形成する
事になる。
【００３３】試験にあたり、この検出キットに被検試
料、例えば尿を滴下すると、以下のような反応が生起す
るものとすることができる。なお、尿は一度の滴下でそ
の円内の各領域すべてと接触することとなる。これは以
下の操作において各試薬についても起こる。 （１）被検試料中にベータ−ｈＣＧが存在するならば、
縦方向に固相化された抗ベータ−ｈＣＧ抗体にｈＣＧが
結合する。次に、アルカリ性ホスファターゼ標識抗ｈＣ
Ｇ抗体を加えると、その酵素標識抗体は、ベータ−ｈＣ
Ｇと結合する。次にこうして得られたマトリックスは、
任意に洗浄処理を施こされた後、酵素と反応して発色す
る試薬例えば、ブロモ−クロロインドールホスフェート
ニトロ−ブルーテトラゾリウムを加えると、酵素標識さ
れた抗体と抗原とがコンプレックスを形成している部分
が発色する。つまり“＋”形状に発色する。
【００３４】（２）被検試料中にｈＣＧが存在しない場
合は、縦方向のｈＣＧの結合は起こらず、次に添加する
酵素標識抗体は横方向のｈＣＧ抗原とのみ反応する。こ
うして、“−”形状に発色した表示シンボルを得る。 （３）もしここで、被検試料を添加した後に、劣化して
試薬として使用するに適さない試薬例えば、変性酵素標
識抗体を用いたとすると、この試薬は、抗原抗体コンプ
レックスを形成せずに、したがって何らの表示、例えば
“＋”の表示も“−”の表示もでないこととなる。つま
り、反応マトリックス上での“−”という形の発色は、
被検試料中にベータ−ｈＣＧが存在していないことを示
すのみならず、反応面上において抗原抗体反応と酵素反
応が正しく行なわれたことをも表示しているのである。
【００３５】別法として、反応が生じるマトリックスの
区域は、「点」（ｄｏｔｓ）、円、数などの形をとるこ
とができる。かくして、ミクロ粒子は、マトリックスの
材料中に噴霧その他施用して、所望に応じて種々のパタ
ーンで、前述したようにして組み入れることができる。
前述した対照は、本発明の好適なマトリックス材料と組
み合わせて使用されるようにこの例において説明された
が、内蔵された対照を、前述したように、他の固相分析
装置と組み合わせて同様に用いてよい。前述した材料及
び装置中、並びに他の型のマトリックス材料を使用する
固相アッセイ装置中へこのような操作対照を組み入れる
ことの利点は、ａ）対照が格アッセイ実施について材料
の有効性の尺度を与える；ｂ）各アッセイ実施の場合の
対照が、特に「プラス」（＋）及び「マイナス」（−）
符号のような特定のパターンが使用される時、結果の比
較解釈を可能にする；又ｃ）各アッセイ装置中への対照
の組み入れがアッセイの適切な効力確認を与え、使用者
をアッセイの結果に更に信用をもたせることを含む。
【００３６】特許請求の範囲に述べられるような、本発
明の精神及び範囲から離れることなしに、明細書中詳述
された本発明の特定の好適な実施態様において種々の修
飾及び改変を行なうことができることが認められるべき
である。本発明のうちからは、次の実施態様をあげるこ
とができる。 １．試験試料中分析物の存在又は量を決定するための結
合アッセイにおいて有用な材料であって、繊維の多孔性
マトリックス及び０．１〜１０ミクロンの平均直径を有
する実質的に球形の固体粒子よりなり、粒子が繊維上該
マトリックス内に保持固定されてなる材料。 ２．該粒子がその表面に試料中の分析物と反応すること
ができる物質を有することよりなる前項第１項記載の材
料。
【００３７】３．粒子の平均直径がマトリックスの平均
孔径より小さいことよりなる前項第１項記載の材料。 ４．流体試料中分析物の存在又は量を決定するための結
合アッセイにおいて有用な固相アッセイ装置であって、
繊維の多孔性のマトリックス及び０．１〜１０ミクロン
の平均直径を有する実質的に球形の固体粒子を有する材
料の実質的に平面の層よりなり、粒子が繊維上該マトリ
ックス内に保持固定され、実質的に平面の層が第１の試
料接触面及び第１の面に対している第２の面を有し、そ
してアッセイの実施に装置が使用されている時、第１の
面に接触する試料の少なくとも一部分が実質的に平面の
層を通して第２の面に送られるように装置中配置されて
いる固相アッセイ装置。
【００３８】５．装置が更に、試料液が第１の面に接触
する前に濾過手段を通るような、実質的に平面の層の第
１の面との関係で配置されている濾過手段よりなる前項
第４項記載のアッセイ装置。 ６．装置が更に、実質的に平面の層を通る液の少なくと
も一部分が吸収剤手段によって吸収されるような、実質
的に平面の層の低い方の面との関係で配置されている吸
収剤手段よりなる前項第４項記載のアッセイ装置。 ７．装置が更に、実質的に平面の層と吸収剤手段との間
に置かれた障壁手段よりなり、障壁手段が、吸収剤手段
によって保持されている液が実質的に平面の層に戻るの
を制限するように適応されている前項第６項記載のアッ
セイ装置。 ８．障壁層がポリエチレンウイーブ材料より構成される
前項第７項記載のアッセイ装置。
【００３９】９．次の工程よりなる試験試料中分析物の
存在又は量を決定するための結合アッセイ法であって、 ａ）繊維のマトリックス及び０．１〜１０ミクロンの平
均直径を有する複数の実質的に球形の固体粒子（粒子
は、繊維上該マトリックス内に保持固定されている）を
試料と接触させ、それによって試料中の分析物が粒子と
結合するようになり、粒子上分析物コンプレックスを生
成する； ｂ）粒子上コンプレックスを含有する材料を分析物と反
応することができる第２の物質（これは、分析物及び指
示薬の存在下に検出し得る反応を生じることができる物
質で標識されている）と接触させる； ｃ）材料から非結合標識物質を除去する； ｄ）材料を指示薬物質と接触させる；そして ｅ）試料中分析物の存在又は量の関数として得られる反
応を検出することを特徴とする方法。
【００４０】１０．検出し得る反応が、試料中に検出し
得る量の分析物が存在する時には可視検出可能な“＋”
符号であり、試料中に検出し得る量の分析物が存在しな
い時には可視検出可能な“−”符号である前項第９項記
載のアッセイ方法。 １１．分析物がベータ−ｈＣＧ、ストレプ−Ａ抗原、或
いはＨＢｓＡｇである前項第９項記載のアッセイ方法。 １２．粒子がその表面上試料中の分析物と反応すること
ができる物質を有する前項第９項記載のアッセイ方法。
【００４１】１３．次の工程よりなる流体中分析物の存
在又は量を決定するのに有用な材料の製法であって、 ａ）約０．１〜約５ミクロンの平均直径を有する、複数
の実質的に球形の固体粒子（粒子は、その表面上に固定
されて、分析物と反応することができる結合性物質を有
している）を流体の試料と共に温置し、それによって分
析物はこの物質に結合されるようになって粒子上分析物
／結合性物質コンプレックスを生成する；そして ｂ）多孔性繊維質マトリックスを温置された種子と接触
させ、それによって粒子の少なくとも一部分は、繊維の
少なくとも一部分上マトリックス内に保持固定されるよ
うにすることを特徴とする製法。
【００４２】本発明に従えば、次なる装置も提供され
る。 （１）液体試料中分析物の存在又はその量を決定するた
めの特異的結合アッセイに使用する固相アッセイ装置に
おいて、それは反応表面域からなり、その反応表面域は
負の対照域と正の対照域とを有しており且つその両対照
域は、表示シグナルを生成する標識の存在下に試験結果
の有効性を示すための手段を有し；さらにその反応表面
域は分析物結合域を有しており、その分析物結合域は該
分析物を特異的に結合せしめる手段を有し：
【００４３】該装置において上記三つの領域は （ａ）各域が試料及び／又は試薬の一回の適用により接
触せしめられ； （ｂ）表示シグナルを生成する標識の供与及び該試料中
検知しうる分析物の存在下に、第一の表示シンボルが形
成せしめられて、有効で正の試験結果を示し、該第一の
表示シンボルはその分析物結合域中の標識の存在により
部分的に形成せしめられるものであり；且つ （ｃ）表示シグナルを生成する標識の供与及び該試料中
検知しうる分析物の存在下に、第二の表示シンボルが形
成せしめられて、有効で負の試験結果を示し、該第二の
表示シンボルはその分析物結合域によりなされてそれに
寄与せしめられることを除いて該第一の表示シンボルに
より形成せしめられ、そして該正の対照域中の標識の存
在により部分的に形成せしめられるものであることを特
徴とする固相アッセイ装置。
【００４４】（２）該正の対照域が、長方形の棒の形で
反応表面域上形成せしめられるものである前項第１項記
載の固相アッセイ装置。 （３）該分析物結合域が該正の対照域の反対側では二つ
の長方形の棒の形でそして該正の対照域に対して垂直に
配向された形でその反応表面域上に形成せしめられるも
のであり、それにより該分析物結合域は該正の対照域と
一緒になり、“＋”符号の形を形成せしめ且つ該正の対
照域は単独で負の試験結果の生起の場合“−”符号の形
を形成せしめるものである前項第２項記載の固相アッセ
イ装置。
【００４５】（４）該正の対照域及び該分析物結合域の
少なくとも１つが、該正の対照域及び該分析物結合域の
その他に実質的に隣接した点の形で形成せしめられるも
のである前項第１項記載の固相アッセイ装置。 （５）該負の対照域が正の対照域及び分析物結合域を囲
んでいるものである前項第１項記載の固相アッセイ装
置。 （６）液体試料及びアッセイを実施する際使用される試
薬を受け入れるための流体チャンバーを有し、該流体チ
ャンバーが少なくとも１つの側壁及び１つの底壁によっ
て定められ、該底壁は反応表面域からなり、単位容量の
その液体試料及びアッセイで使用される試薬によって同
時に接触せしめられるものである前項第１項記載の固相
アッセイ装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による分析装置の部分断面の側面図であ
る。
【図２】図１の装置の上部平面図である。
【図３】図１の装置の特に好適な実施態様の上部平面図
である。
【図４】図１の装置の別の実施態様の上部平面図であ
る。
【図５】図１の装置の透視図であり、装置の本体から取
り出されたプレフィルターを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エム クレメンズ アメリカ合衆国イリノイ州 60031 ガー ネ キャリッジ ドライブ 4948 (72)発明者 シャロン エム デベロークス アメリカ合衆国イリノイ州 60031 ガー ネ ビーチウッド アベニュー 5180 (72)発明者 ジョン ジー ホフラー アメリカ合衆国イリノイ州 60041 イン グルサイド ファーフィールド ロード 36433 (72)発明者 ケビン エム ナイジ アメリカ合衆国イリノイ州 60090 ヒー リングノースバリー レーン 1166 (72)発明者 サラ イー サフォード アメリカ合衆国イリノイ州 60048 リバ ティビルチムバー レーン 15585

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体試料中分析物の存在又は量を決定す
    るための結合アッセイにおいて使用するための固相アッ
    セイ装置であって、正の対照域が分析物結合域と相互作
    用して、装置の使用の際正の試験結果がおこると第１の
    意味を有する第１の表示シンボルを生成し、そして装置
    の使用の際負の試験結果がおこると第１の表示シンボル
    と異なる第２の表示シンボルを生成するような構造にな
    っている、負の対照域、正の対照域及び分析物結合域を
    有する反応面よりなる装置。
  2. 【請求項２】 正の対照域が長方形の棒の形で反応面上
    形成されている請求項第１項記載の固相アッセイ装置。
  3. 【請求項３】 分析物結合域が反応面上、正の対照域の
    反対側の、かつそれに垂直に配向された２つの長方形の
    棒の形で形成されており、それによって分析物結合域
    が、正の対照域と共に“＋”符号の形を形成し、正の対
    照域が負の試験結果がおこると単独で作用して“−”の
    符号を形成する請求項第２項記載の固相アッセイ装置。
  4. 【請求項４】 正の対照域及び分析物結合域が点の形で
    形成される請求項第１項記載の固相アッセイ装置。
  5. 【請求項５】 負の対照域が正の対照域及び分析物結合
    域を囲んでいる請求項第１項記載の固相アッセイ装置。
  6. 【請求項６】 流体試料及びアッセイを実施する際使用
    される試薬を受け取るための流体チャンバーを有し、流
    体チャンバーが少なくとも１側壁及び１底壁によって定
    められ、底壁が反応面よりなるので、単一容量の流体試
    料及びアッセイ中使用される試薬によって同時に接触さ
    れる請求項第１項記載の固相アッセイ装置。
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