JPH05203579A - 被分析物の濁度分析または比朧分析のための方法および試薬 - Google Patents

被分析物の濁度分析または比朧分析のための方法および試薬

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JPH05203579A
JPH05203579A JP4194017A JP19401792A JPH05203579A JP H05203579 A JPH05203579 A JP H05203579A JP 4194017 A JP4194017 A JP 4194017A JP 19401792 A JP19401792 A JP 19401792A JP H05203579 A JPH05203579 A JP H05203579A
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ドレーヘア ミヒァエル
Winfried Dr Linxweiler
リンクスヴァイラー ヴィンフリート
Siegfried Dr Neumann
ノイマン ジークフリート
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    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6854Immunoglobulins
    • G01N33/6857Antibody fragments

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抗体結合反応を利用して液体中の被分析物の
濁度分析および比朧分析を行うための方法および試薬を
提供する。 【構成】 ポリペプチドを抗体またはそれらのフラグメ
ントと反応させて、得られるカップリング産物を被分析
物とともにインキュベートして、得られる濁度を測定す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抗体結合反応を利用す
る、液体中の被分析物の濁度分析または比朧分析の方法
および試薬に関する。
【0002】
【従来の技術】免疫濁度分析法および免疫比朧分析法は
ともに検出されるべき抗体と抗原との間の反応に基づい
ている。この反応の結果、入射光を散乱させる中心とし
て作用する高分子量の凝集物が形成される。光の散乱
は、免疫濁度分析における吸光度の増加として、および
免疫比朧分析における入射光に対しての角度>0°〜≦
90°における散乱光の強度の増加として記録される。
光散乱の程度は1/λ4にほぼ比例するので、免疫濁度
分析および免疫比朧分析のために一般に選択される波長
は短波長(320〜360nm)である。免疫沈降の理
論的根拠は、例えば、Immunology、 32、 445-457 (1977)
に記載されている。
【0003】そのような測定を実施するための緩衝液、
界面活性剤、中性塩、促進剤などの最適条件は文献に記
載されているが、それぞれの場合に用いられる抗体およ
び検出されるべき抗原によって僅かに異なる(Ann. Cli
n. Biochem.、 20、 1-14 (1983))。
【0004】今日までに記載された免疫濁度分析および
免疫比朧分析の大きな利点は、方法の自動化が比較的簡
単にできることである。免疫濁度分析および免疫比朧分
析は、多くの血清タンパク質について記載されている
(The Plasma Proteins、 Vo. 2、 Academic Press、 New
York、 375-425 (1975)、 Automated Immunoanalysis、 Pa
rt 1+2、 R.F. Ritchie (ed.)、 Marcel Dekker Inc.、 Ne
w York、 Basel (1978))。
【0005】従来技術に報告された検出限界は、抗体お
よび抗原によって異なっている。免疫濁度分析の検出限
界は約5mg/リットル、免疫比朧分析の検出限界は約
1mg/リットルである。免疫濁度分析および免疫比朧
分析の測定領域の上限は分析の最適化によるが、約20
0〜500mg/リットルである。
【0006】免疫濁度分析および免疫比朧分析によって
より低濃度の被分析物を測定することは可能ではない。
このためには、例えば、分析の目的によって抗体または
抗原で被覆された比較的大きな粒子(直径約0.05〜
3μm)を用いるラテックス凝集が用いられる。ラテッ
クス凝集法によって1μg/リットル以下の検出限界を
達成することができる。しかし、測定領域の一般的な上
限は、200〜1000μg/リットル(0.2〜1m
g/リットル)である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、濁度分析ま
たは比朧分析による被分析物の測定のための方法および
試薬を提供することを目的とするもので、これは既知の
方法よりもより感度が高く、濃度領域0.1〜>100
mg/リットルの抗原の検出を可能にする。
【0008】本発明はさらに、液体中の被分析物の濁度
分析または比朧分析による測定のための方法に関し、こ
れにはポリペプチドおよび抗体またはそれらの断片から
なるカップリング産物を、それと被分析物をインキュベ
ートし、その結果の濁りを計ることからなるものであ
る。本発明は更に、液体中の被分析物の濁度分析または
比朧分析のための試薬に関し、これにはポリペプチドお
よび抗体またはそれらの断片からなるカップリング産
物、好ましくは球状タンパク質およびFab′断片から
なるカップリング産物が含まれる。
【0009】
【課題を解決するための手段】驚いたことに、例えば、
抗血清から酸沈澱で得られた重合した抗体は濁度分析で
は単量体の抗体よりも高い測定値を示すことが見出ださ
れた。しかし、これら抗体の重合の程度は変化し、した
がって保存中では測定値が違ってくる。この欠点を除く
ために、複数の結合部位を有する性質の明かな安定した
複合体を天然IgGまたは抗体断片、好ましくはFa
b′断片、と分子担体とカップリングさせて調製され
た。
【0010】適当な分子担体としては、少なくとも1
0、000Dの分子量を有するタンパク質などのポリペ
プチドである。好ましくは、アルブミン、チログロブリ
ン、トランスフェリン、ヘモシアニンなどの球状タンパ
ク質またはポリリジンなどのポリペプチドが用いられ
る。同様に、既知のアビジン/ビオチンまたはストレプ
トアビジン/ビオチン系を用いることもできるが、この
場合、ビオチン化した抗体またはそれらの断片はアビジ
ンまたはストレプトアビジンと安定した複合体を形成す
る。
【0011】抗体またはそれらの断片とのカップリング
はいろいろな方法で行うことができる。この目的のため
には、二機能性のヘテロ架橋剤、例えば、サクシニミジ
ルマレイミド架橋剤および関連物質が好ましく用いられ
る。これら架橋剤の利点は、望まないカップリング産物
ができないこと、抗体または抗体断片が段階的に導入さ
れること、抗体または抗体断片が端末部を使ってカップ
リングされること、およびカップリング産物がクロマト
グラフィーで容易に精製されることである。
【0012】カップリング産物は一般に次のようなステ
ップで調製される。
【0013】 1.例えばペプシンなどを用いての抗体の切断 2.クロマトグラフィーを用いてのF(ab′)2断片
の精製 3.F(ab′)2断片の還元 4.クロマトグラフィーを用いてのFab′断片の単離 5.クロスリンカーの担体へのカップリング 6.クロマトグラフィーによる担体−クロスリンカー抱
合体の精製 7.担体−クロスリンカー抱合体へのFab′断片のカ
ップリング 8.クロマトグラフィーによるカップリング産物の精製 担体−クロスリンカー抱合体はバッチプロセスによって
問題なく調製することができ、溶液中で凍結させるか凍
結乾燥して保存することができる。F(ab′)2断片
についても同様で、バッチプロセスで調製して、上記の
ようにして保存することができる。したがって、実際の
調製では、3、4、7および8のステップだけが必要と
される。
【0014】既知の試薬と比較して、このようにして調
製された試薬によれば濁度分析および比朧分析において
著しく高い測定値が得られ、検出感度を高めることがで
きる。検出感度は既知の促進剤(例えば、ポリエチレン
グリコール)の存在によってさらに高めることができ
る。このようにして調製された試薬は溶液中で安定で、
これらは自動分析機中でも問題なく使用することがで
き、したがって被分析物の自動免疫濁度分析にも適して
いる。
【0015】免疫濁度分析および免疫比朧分析はともに
320〜400nm、好ましくは約340nmにおいて
行われる。測定は反応速度論的に行うことができるが、
好ましくは終点反応として行う。
【0016】本発明による方法および試薬は全ての抗
原、すなわち抗体に対する複数の結合部位を有する物質
の測定に用いることができる。このタイプのタンパク質
の例としては、トランスフェリン、CRP、α1−ミク
ログロブリン、RF、TBG、RBP、C3、C4、I
gsなどがあげられ、これらは体液中に含まれて診断に
関連する。これらタンパク質はさらなる前希釈なしに、
0.05〜>100mg/リットル、好ましくは0.5
〜100mg/リットルの濃度領域で測定される。唯一
の結合部位を有するハプテンは、いわゆるポリハプテン
を用いる競合測定法と同様にして行うことができる。 [実施例] 実施例1 抗−トランスフェリンFab′−アルブミン抱合体の調
製 3.2gのヒツジ抗−トランスフェリンIgGを0.9
%NaCl溶液150mlに溶かす。1M酢酸を用いて
溶液をpH=4.5に調整する。80mgのペプシンを
この溶液に加えて、混合物を37℃で約16時間インキ
ュベートする。1Mトリス溶液を用いて反応溶液をpH
=7.0に調整する。反応溶液をヒトトランスフェリン
を共有結合させたセファロースR4Bカラムを用いるア
フィニティークロマトグラフィーで精製する。結合した
F(ab′)2断片を0.1Mグリシン/HCl(pH
=2.8)を用いて溶出する。タンパク質を含むフラク
ションを集めて1Mトリス溶液を用いてpH=7.0に
調整する。溶液を限外濾過セル中で30mlに濃縮す
る。比色分析後、376mgの特異的F(ab′)2
片が得られる。
【0017】この溶液の16mlを1M酢酸を用いてp
H=4.9に調整して、脱気し、アルゴンで覆って、
0.9mlの11%塩酸システアミン水溶液と混合す
る。37℃で2時間インキュベートした後、Fab′断
片をセファデックスRG−25(150mM NaCl、
20mM燐酸塩緩衝液、pH=7.0)上のゲルクロマ
トグラフィーで精製する。
【0018】タンパク質を含むフラクションを集める。
比色定量後、190mgのFab′断片が34ml溶液
中に得られる。溶液を暗所でアルゴンガス下で保存す
る。
【0019】40.5mgのウシ血清アルブミンを7m
lの水に溶解して、1mlの30mgのスクシニイミジ
ル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−
カルボキシラート(SMCC)のジオキサン溶液を加え
る。反応溶液を30℃で1時間インキュベートした後、
セファデックスRG−25上のゲルクロマトグラフィー
で精製する。タンパク質を含むフラクションを合一す
る。比色定量後、38mgのカップリング産物が14.
8mlの溶液中に得られる。Fab′溶液をアルゴンガ
スの下でカップリング産物の溶液と混合して、室温で1
7時間インキュベートする。
【0020】反応混合物をゲル濾過クロマトグラフィー
(例えば、スーパーデックスR、ファルマシア/LK
B、150mM KCl、20mM燐酸塩緩衝液、1m
M EDTA、0.02%NaN3、pH=7.0)で精
製する。目的の生産物を含むフラクションを合わせる。 実施例2 抗−トランスフェリンFab′−アルブミン抱合体を用
いる免疫濁度測定 反応緩衝液:0.1MトリスHCl緩衝液、pH=7.
6、6%ポリエチレングリコール6000、0.1%C
HAPS、0.1%トリトンRX−100、0.02%
NaN3 Fab′−アルブミン:実施例1のようにして調製。 トランスフェリン:ヒトトランスフェリンを0.1Mト
リスHCl緩衝液、pH=7.6、に溶解する。100
mg/リットルまでの濃度領域のトランスフェリンを連
続希釈で調製した。 装置調整:アッセイは臨床化学分析のためのEPOS5
060自動分析機中で終点アッセイとして行う。まず、
40μlの試料(トランスフェリン溶液)および200
μlの反応緩衝液をピペットで入れ、混合し、37℃で
64秒間プレインキュベートする。次いで、30μlの
Fab′−アルブミン抱合体をピペットで入れ、混合
し、得られる吸光度を288秒後に測定する。装置サイ
クルは16秒に設定する。開始試薬の添加前のプレイン
キュベーション終了時の吸光度を試料ブランクの測定に
用いる。得られる検量プロット(吸光度/濃度)を第1
図に示す。 実施例3 抗−CRP Fab′−アルブミン抱合体の調製 250mgの凍結乾燥ヒツジ抗−CRP IgGを15
0mM NaCl溶液20mlに溶解する。溶液を4m
lの1M酢酸ナトリウム緩衝液、pH=4.9、と混合
する。溶液のpHを1M酢酸を用いてpH=4.35に
調整する。6.3mgのペプシンを加えて、混合物を3
7℃で約16時間インキュベートする。得られるF(a
b′)2断片をゲル濾過クロマトグラフィー(例えば、
スーパーデックスR、ファルマシア/LKB、20mM
燐酸カリウム緩衝液、pH=7.0、150mM KC
l)によって精製する。合わせたフラクションは122
mgのF(ab′)2断片を含む。合一した全フラクシ
ョンを限外濾過セル中で12mlに濃縮する(12.3
mg/ml F(ab′)2)。
【0021】この溶液の6ml(73.3mgF(a
b′)2)を1mlの1M酢酸ナトリウム緩衝液、pH
=4.9、と混合する。pHを1M酢酸で5.0に調整
する。この溶液に0.35mlの11%塩酸システアミ
ン水溶液を加える。反応混合物をアルゴンガスで覆っ
て、30℃で2時間インキュベートする。得られるFa
b′断片をセファデックスRG−25上のゲル濾過によ
って精製する。53mgのFab′断片が得られる。
【0022】14.6mgのウシ血清アルブミンを1.
8mlの水に溶解する。0.18mlのジオキサンに溶
かした7.2mgのSMCCをこの溶液に加えて、30
℃で1時間インキュベートする。得られるBSA−SM
CC抱合体をセファデックス RG−25上のゲルクロマ
トグラフィーによって精製する。14.3mgのBSA
−SMCC抱合体が得られる。Fab′断片の溶液をア
ルゴンガスの下でBSA−SMCC抱合体溶液と合わせ
て、室温で18時間インキュベートする。次いで、0.
25mlの11%塩酸システアミン溶液を加える。反応
混合物を限外濾過セル中で8mlに濃縮する。反応混合
液をゲル濾過クロマトグラフィー(例えば、スーパーデ
ックスR、ファルマシア/LKB、150mM KCl、
20mM燐酸塩緩衝液、1mM EDTA、0.02%
NaN3、pH=7.0)で精製する。目的の生産物を
含むフラクションを合わせる(21ml)。 実施例4 抗−CRP Fab′−アルブミン抱合体を用いる免疫
濁度測定 反応緩衝液:0.1MトリスHCl緩衝液、pH=7.
6、6%ポリエチレングリコール6000、0.1%C
HAPS、0.1%トリトンRX−100、0.02%
NaN3 Fab′−アルブミン:実施例3のようにして調製。 CRP:ヒトCRPを0.1MトリスHCl緩衝液、p
H=7.6、に溶解する。100mg/リットルまでの
濃度領域のCRPを連続希釈で調製する。 装置調整:アッセイは臨床化学分析のためのEPOS5
060自動分析機中で終点アッセイとして行う。まず、
20μlの試料(CRP溶液)および220μlの反応
緩衝液をピペットで入れ、混合物を37℃で64秒間プ
レインキュベートする。次いで、30μlのFab′−
アルブミン抱合体をピペットで入れ、混合し、得られる
吸光度を288秒後に測定する。装置サイクルは16秒
に設定する。開始試薬の添加前のプレインキュベーショ
ン終了時の吸光度を試料ブランクの測定に用いる。
【0023】得られる検量プロット(吸光度/濃度)を
第2図に示す。 実施例5 抗−トランスフェリンFab′−チログロブリン抱合体
の調製 抗−トランスフェリンIgG(ヒツジ)を実施例1と同
様にペプシンで処理する。F(ab′)2断片をゲル濾
過クロマトグラフィーで精製する。これらF(ab′)
2断片の41.5mgを1.3mlの燐酸塩緩衝液(2
0mM燐酸塩、150mM KCl、pH=7.0)に
溶解して、0.2mlの1M酢酸塩緩衝液、pH=5.
0、と混合して、アルゴンガスで覆う。脱気した0.1
mlの11%塩酸システアミン水溶液を加えて、37℃
で2時間インキュベートする。得られるFab′断片を
セファデックスRG−25上のゲルクロマトグラフィー
によって精製する。2mlの溶出緩衝液中に34.6m
gのFab′断片が得られる。 25mgのチログロブ
リン(ブタ)を3mlの燐酸塩緩衝液(20mM燐酸
塩、150mM KCl、pH=7.0)に溶解する。
0.1mlの27mg/mlSMCCジオキサン溶液を
加えて、混合物を30℃で30分間インキュベートす
る。反応混合物をセファデックスRG−25上のゲルク
ロマトグラフィーによって精製する。Fab′断片の溶
液を分けてカップリング産物に加えて、室温で一晩イン
キュベートする。
【0024】得られるチログロブリン−(Fab′)n
抱合体をゲル濾過クロマトグラフィー(150mM K
Cl、20mM燐酸塩緩衝液、1mM EDTA、0.
02%NaN3、pH=7.0)で精製する。目的の生
産物を含むフラクションを合わせる(24ml)。 実施例6 抗−トランスフェリンFab′−チログロブリン抱合体
を用いる免疫濁度測定 反応緩衝液:0.1MトリスHCl緩衝液、pH=7.
6、5%ポリエチレングリコール6000、0.1%C
HAPS、0.1%トリトンR、0.02%NaN3 Fab′−チログロブリン:実施例5のようにして調
製。 トランスフェリン:ヒトトランスフェリンを0.1Mト
リスHCl緩衝液、pH=7.6、に溶解する。100
mg/リットルまでの濃度領域のトランスフェリンを連
続希釈で調製する。 装置調整:アッセイはEPOS5060分析機中で終点
アッセイとして行う。まず、15μlの試料(トランス
フェリン溶液)および235μlの反応緩衝液をピペッ
トで入れ、混合物を37℃で64秒間プレインキュベー
トする。次いで、60μlのFab′−チログロブリン
抱合体をピペットで入れ、混合し、得られる吸光度を2
88秒後に測定する。装置サイクルは16秒に設定す
る。開始試薬の添加前のプレインキュベーション終了時
の吸光度を試料ブランクの測定に用いる。
【0025】得られる検量プロット(吸光度/濃度)を
第3図に示す。 実施例7 トランスフェリンを測定する比較実験 反応緩衝液:0.1MトリスHCl緩衝液、pH=7.
6、5%ポリエチレングリコール6000、0.1%C
HAPS、0.1%トリトンR−X−100、0.02
%アジ化ナトリウム Fab′−アルブミン:実施例1のようにして調製。 抗−トランスフェリンIgG:実施例1の出発材料 トランスフェリン:ヒトトランスフェリンを0.1Mト
リスHCl緩衝液、pH=7.6、に溶解する。100
mg/リットルまでの濃度領域のトランスフェリンを連
続希釈で調製する。 装置調整:アッセイはEPOS5060分析機中で終点
アッセイとして行う。まず、20μlの試料(トランス
フェリン溶液)および235μlの反応緩衝液をピペッ
トで入れ、混合物を37℃で64秒間プレインキュベー
トする。次いで、50μlのFab′−アルブミン抱合
体または抗−トランスフェリンIgGをピペットで入
れ、混合し、得られる吸光度を288秒後に測定する。
装置サイクルは16秒に設定する。開始試薬の添加前の
プレインキュベーション終了時の吸光度を試料ブランク
の測定に用いる。
【0026】Fab′−アルブミン抱合体および抗−ト
ランスフェリンIgGについて得られる検量プロット
(吸光度/濃度)を第4図に示す。第5図は、低トラン
スフェリン濃度におけるこれら検量プロットを示す。F
ab′−アルブミン抱合体について得られた測定値は、
天然の抗−トランスフェリンIgGについて同じ条件下
で得られたものに比べて明らかに高い。 実施例8 抗−CRP Fab′−アルブミン抱合体を用いる免疫
比朧測定 反応緩衝液:0.1MトリスHCl緩衝液、pH=7.
6、5%ポリエチレングリコール6000、0.1%C
HAPS、0.1%トリトンR−X−100、0.02
%アジ化ナトリウム Fab′−アルブミン:実施例3のようにして調製。 CRP:ヒトCRPを0.1MトリスHCl緩衝液、p
H=7.6、に溶解する。77.5mg/リットルまで
の濃度領域のCRPを連続希釈で調製する。 装置調整:アッセイは蛍光スペクトル光度計(日立F4
000)中でマニュアル終点アッセイとして行う。装置
は拡散光の強度を90°の角度で測定する。強度は任意
単位(a.u.)として報告される。励起および放出の波長
は340nmに設定する。スリット幅は3mmに設定す
る。ゼロ点調整をした後、展開範囲0〜9999a.u.を
選択する。
【0027】200μlの試料および2500μlの反
応緩衝液を1cmの蛍光キュベットにピペットで入れ、
混合し、室温で90秒間プレインキュベートする。次い
で、300μlのFab′−アルブミン抱合体をピペッ
トで入れて混合し、拡散光強度の増加を10分間モニタ
ーする。得られる測定値をCRP濃度にたいしてプロッ
トする。
【0028】検量プロット(a.u./濃度としての拡散光
強度)を第6図に示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】トランスフェリンの濃度と吸光度の関係を示す
説明図である。抱合体はFab′−アルブミンを用い
る。
【図2】CRPの濃度と吸光度の関係を示す説明図であ
る。
【図3】トランスフェリンの濃度と吸光度を示す説明図
である。抱合体はFab′−チログロブリンを用いる。
【図4】トランスフェリン測定の比較実験の説明図であ
る。図中、白丸は抗−トランスフェリンIgG、黒丸は
Fab′−アルブミン抱合体を示す。
【図5】トランスフェリン測定の比較実験の説明図であ
る。図4の低濃度部分を示す。
【図6】CRP比朧測定を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒァエル ドレーヘア ドイツ連邦共和国 デー−6100 ダルムシ ュタットフランクフルター シュトラーセ 250 (72)発明者 ヴィンフリート リンクスヴァイラー ドイツ連邦共和国 デー−6100 ダルムシ ュタットフランクフルター シュトラーセ 250 (72)発明者 ジークフリート ノイマン ドイツ連邦共和国 デー−6100 ダルムシ ュタットフランクフルター シュトラーセ 250

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抗体−結合反応を利用する液体中の被分
    析物の濁度分析または比朧分析のための方法であって、
    ポリペプチドを抗体またはそれらの断片と反応させて、
    その結果として得られるカップリング産物を被分析物と
    インキュベートして、得られる濁度を測定することを特
    徴とする、濁度分析または比朧分析測定法。
  2. 【請求項2】 ポリペプチドとして少なくとも10、0
    00Dの分子量を有するタンパク質を用いることを特徴
    とする、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 ポリペプチドとして球状タンパク質を用
    いることを特徴とする、請求項1〜2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 ポリペプチドとしてアルブミン、チログ
    ロブリン、トランスフェリン、ヘモシアニンを用いるこ
    とを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の
    方法。
  5. 【請求項5】 断片としてFab′断片を用いることを
    特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 ポリペプチドおよび抗体またはそれらの
    断片からなるカップリング産物を含む、液体中の被分析
    物の濁度分析または比朧分析のための試薬。
  7. 【請求項7】 球状タンパク質およびFab′断片から
    なるカップリング産物を含む、請求項6に記載の試薬。
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