JPH0521185B2 - - Google Patents
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- JPH0521185B2 JPH0521185B2 JP58154001A JP15400183A JPH0521185B2 JP H0521185 B2 JPH0521185 B2 JP H0521185B2 JP 58154001 A JP58154001 A JP 58154001A JP 15400183 A JP15400183 A JP 15400183A JP H0521185 B2 JPH0521185 B2 JP H0521185B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は免疫定量法に関し、さらに詳しくはエ
ネルギー準位を高める励起放射によつて励起され
たとき螢光放射を放出する放射標識を抗原−抗体
または類似のコンプレツクスに組み込んだ定量法
に関する。
ネルギー準位を高める励起放射によつて励起され
たとき螢光放射を放出する放射標識を抗原−抗体
または類似のコンプレツクスに組み込んだ定量法
に関する。
サンプルの一部と１種または２種以上の試薬を
様々な形で反応させて抗原−抗体または類似のコ
ンプレツクスを形成させ、このコンプレツクスの
あらかじめ定量されている反応部の存在または力
価を測定する免疫定量法はよく知られている。代
表的なこの種の定量法としては、特定の抗体をそ
れに特異的な抗原の量の測定に用いる方法または
その逆の方法がある。しかしながら、この技術は
抗原からさらにハプテン（ホルモン、アルカロイ
ド、ステロイド等を含む）の定量に、また完全な
抗体からさらに抗体フラグメント（すなわち
Fab）の定量にも広げられてきている。本発明に
おける免疫定量法はこの広い意味におけるものと
理解すべきである。
様々な形で反応させて抗原−抗体または類似のコ
ンプレツクスを形成させ、このコンプレツクスの
あらかじめ定量されている反応部の存在または力
価を測定する免疫定量法はよく知られている。代
表的なこの種の定量法としては、特定の抗体をそ
れに特異的な抗原の量の測定に用いる方法または
その逆の方法がある。しかしながら、この技術は
抗原からさらにハプテン（ホルモン、アルカロイ
ド、ステロイド等を含む）の定量に、また完全な
抗体からさらに抗体フラグメント（すなわち
Fab）の定量にも広げられてきている。本発明に
おける免疫定量法はこの広い意味におけるものと
理解すべきである。
よく知られているように、高感度免疫定量法で
はコンプレツクスの標識成分を試薬中に組み込ま
せ、コンプレツクスを生成しない標識試薬をコン
プレツクスを生成した試薬と分離し、ついで標識
を調べることによりコンプレツク（またはコンプ
レツクを生成しない試薬）を定量するトレーサー
技術を使用する。放射同位元素および螢光マーカ
ーはいずれも免疫定量試薬の標識成分に用いられ
ていて、この標識はそれぞれγ線カウンターまた
は螢光計によつて測定される。しかしながら、本
発明は螢光に関する定量法を目的としたものであ
る。
はコンプレツクスの標識成分を試薬中に組み込ま
せ、コンプレツクスを生成しない標識試薬をコン
プレツクスを生成した試薬と分離し、ついで標識
を調べることによりコンプレツク（またはコンプ
レツクを生成しない試薬）を定量するトレーサー
技術を使用する。放射同位元素および螢光マーカ
ーはいずれも免疫定量試薬の標識成分に用いられ
ていて、この標識はそれぞれγ線カウンターまた
は螢光計によつて測定される。しかしながら、本
発明は螢光に関する定量法を目的としたものであ
る。
コンプレツクスを生成しない標識反応部のコン
プレツクス生成反応部との分離は、既知量の一方
のコンプレツクス成分を固相（たとえば試験管の
内壁、ガラスまたはポリマーのビーズ等）に、そ
の成分のコンプレツクス形成反応性を妨害しない
形で非可動化することにより通常行われる。たと
えば免疫グロブリンＧ（IgG）のような抗体はそ
のカルボキシル末端を、ガラスのような固相に３
−アミノプロピルトリメトキシシランのようなシ
リル化合物によつて結合させる。この場合、抗体
の抗原反応性アミノ末端は遊離の形で残されてい
る。非可動化成分を導入して生成したコンプレツ
クスは、溶液中に残存する非反応補体から物理的
に、たとえば試験管からの液体の吸引または傾
瀉、あるいは液体の粒子状ベツドを通した溶出に
よつて分離される。
プレツクス生成反応部との分離は、既知量の一方
のコンプレツクス成分を固相（たとえば試験管の
内壁、ガラスまたはポリマーのビーズ等）に、そ
の成分のコンプレツクス形成反応性を妨害しない
形で非可動化することにより通常行われる。たと
えば免疫グロブリンＧ（IgG）のような抗体はそ
のカルボキシル末端を、ガラスのような固相に３
−アミノプロピルトリメトキシシランのようなシ
リル化合物によつて結合させる。この場合、抗体
の抗原反応性アミノ末端は遊離の形で残されてい
る。非可動化成分を導入して生成したコンプレツ
クスは、溶液中に残存する非反応補体から物理的
に、たとえば試験管からの液体の吸引または傾
瀉、あるいは液体の粒子状ベツドを通した溶出に
よつて分離される。
競合的免疫定量法においては、試薬はコンプレ
ツクスの非可動化成分（たとえば抗体）に対する
既知量の標識補体（この場合は抗原）からなつて
いる。試薬を、定量すべき非標識補体を含むサン
プルの一定量と混合する。標識、非標識補体は両
者ともコンプレツクスの非可動化成分に付着し、
その割合は両者の相対濃度に避例する。指定時間
インキユベートしたのち、液体サンプルと試薬を
分離する。固相に非可動化されたコンプレツクス
を標識の螢光を励起させるのに選ばれた波長の放
射線で照射し、螢光を測定する。非可動化コンプ
レツクスの螢光の強度は定量すべき非標識補体の
濃度に逆比例する。
ツクスの非可動化成分（たとえば抗体）に対する
既知量の標識補体（この場合は抗原）からなつて
いる。試薬を、定量すべき非標識補体を含むサン
プルの一定量と混合する。標識、非標識補体は両
者ともコンプレツクスの非可動化成分に付着し、
その割合は両者の相対濃度に避例する。指定時間
インキユベートしたのち、液体サンプルと試薬を
分離する。固相に非可動化されたコンプレツクス
を標識の螢光を励起させるのに選ばれた波長の放
射線で照射し、螢光を測定する。非可動化コンプ
レツクスの螢光の強度は定量すべき非標識補体の
濃度に逆比例する。
また、定量すべき反応部の類似体（すなわち免
疫学的に類似の反応性を有する物質）の一定量を
非可動化し、サンプルを既知量の標識補体と反応
させてもよい。標識補体はサンプル中の未知量の
反応部および非可動化類似体の両者とコンプレツ
クスを生成する。この場合も非可動化コンプレツ
クスの螢光の強さは定量すべき（遊離）反応部の
濃度に逆比例する。
疫学的に類似の反応性を有する物質）の一定量を
非可動化し、サンプルを既知量の標識補体と反応
させてもよい。標識補体はサンプル中の未知量の
反応部および非可動化類似体の両者とコンプレツ
クスを生成する。この場合も非可動化コンプレツ
クスの螢光の強さは定量すべき（遊離）反応部の
濃度に逆比例する。
いわゆる「サンドウイツチ」免疫定量法は非可
動化成分に対する多価補体を用い、付着した補体
をさらに非可動化成分の標識類似体と反応させ
る。すなわち、多価抗原は非可動化抗体と結合
し、ついで螢光標識抗体と反応して抗体−抗原−
標識抗体サンドウイツチを形成する。ついでこれ
を未反応標識抗体と分類する。かくして生成した
非可動化コンプレツクスの螢光の強さは定量すべ
き物質の濃度に比例する。
動化成分に対する多価補体を用い、付着した補体
をさらに非可動化成分の標識類似体と反応させ
る。すなわち、多価抗原は非可動化抗体と結合
し、ついで螢光標識抗体と反応して抗体−抗原−
標識抗体サンドウイツチを形成する。ついでこれ
を未反応標識抗体と分類する。かくして生成した
非可動化コンプレツクスの螢光の強さは定量すべ
き物質の濃度に比例する。
いずれの定量法においても、定量の精度はそれ
を実施する実験者の技術によつてある程度左右さ
れる。正確な螢光免疫定量を行うには、あらかじ
め定められた量の試薬を既知希釈度で添加したあ
らかじめ定められた容量のサンプルについて螢光
測定を実施する必要がある。必要な容量の測定が
定量の精度決定工程にならないようにするには熟
練した実験用による正確な装置の使用か、あるい
は正確に構成され、装填された使い捨て試薬キツ
ト（試薬の力価の保証）を正確な時間の拡張過程
（定量すべきサンプル容量の大きさの保証）での
使用が要求される。
を実施する実験者の技術によつてある程度左右さ
れる。正確な螢光免疫定量を行うには、あらかじ
め定められた量の試薬を既知希釈度で添加したあ
らかじめ定められた容量のサンプルについて螢光
測定を実施する必要がある。必要な容量の測定が
定量の精度決定工程にならないようにするには熟
練した実験用による正確な装置の使用か、あるい
は正確に構成され、装填された使い捨て試薬キツ
ト（試薬の力価の保証）を正確な時間の拡張過程
（定量すべきサンプル容量の大きさの保証）での
使用が要求される。
熟練した実験者、正確な装置、および正確な処
理とタイミングの要求は定量の費用および普遍的
な活用性の上で問題となる。
理とタイミングの要求は定量の費用および普遍的
な活用性の上で問題となる。
したがつて、本発明の目的は、容量の測定が定
量の精度決定工程でも熟練度決定工程でもなく、
したがつて正確な免疫定量を広範囲かつ安価に利
用できるようにする螢光免疫定量方法およびその
装置を提供することである。
量の精度決定工程でも熟練度決定工程でもなく、
したがつて正確な免疫定量を広範囲かつ安価に利
用できるようにする螢光免疫定量方法およびその
装置を提供することである。
本発明の他の目的は、高価につく正確な製造あ
るいは装置、試薬等の正確な装填を要しない螢光
免疫定量方法およびその装置を提供することであ
る。
るいは装置、試薬等の正確な装填を要しない螢光
免疫定量方法およびその装置を提供することであ
る。
さらに本発明の他の目的は、安価な、操作が簡
単な使い捨て装置により、サンプル容量や試薬の
適量の供給および希釈を確実にした、簡便かつ正
確な免疫定量方法を提供することにある。
単な使い捨て装置により、サンプル容量や試薬の
適量の供給および希釈を確実にした、簡便かつ正
確な免疫定量方法を提供することにある。
上述の目的および他の目的に本発明の免疫定量
方法およびその装置によつて達成された。すなわ
ち本発明は、好ましい態様においてはほぼ同軸的
に配置され抗体−抗原の一方の成分（たとえば抗
体）の単層が非可動化されている光学的繊維を内
部に有する正確な直径とある長さをもつ毛細管、
不活性希釈剤、および非可動化成分に対する標識
補体の既知量の装填物から構成される使い捨て装
置である。繊維に非可動化成分、希釈剤および標
識成分を負荷する以前に、活性な繊維の長さはそ
の一部にシリコンコーテイングを施し、コーテイ
ングした部分を化学的に不活性にして調節され
る。非可動化成分、希釈剤および標識成分は固定
した組成および量に調整し、適当な試薬濃度の溶
液から繊維の活性領域に負荷される。
方法およびその装置によつて達成された。すなわ
ち本発明は、好ましい態様においてはほぼ同軸的
に配置され抗体−抗原の一方の成分（たとえば抗
体）の単層が非可動化されている光学的繊維を内
部に有する正確な直径とある長さをもつ毛細管、
不活性希釈剤、および非可動化成分に対する標識
補体の既知量の装填物から構成される使い捨て装
置である。繊維に非可動化成分、希釈剤および標
識成分を負荷する以前に、活性な繊維の長さはそ
の一部にシリコンコーテイングを施し、コーテイ
ングした部分を化学的に不活性にして調節され
る。非可動化成分、希釈剤および標識成分は固定
した組成および量に調整し、適当な試薬濃度の溶
液から繊維の活性領域に負荷される。
繊維と毛細管の大きさは、毛細管の端をサンプ
ル中に浸漬すれば毛細管作用によつて毛細管自体
がサンプルで満たされるように選択する。毛細管
と繊維の大きさが一定であれば、毛細管をサンプ
ルに浸しサンプルを充満させたときは常に一定量
のサンプルが毛細管内に引き上げられる。しかし
ながら、サンプルが活性な繊維の長さ（すなわち
非可動化成分、標識成分および希釈剤が負荷され
た部分）だけがサンプルで覆われれば十分であ
る。これは繊維上の不活性化シリコンコーテイン
グに対して毛細管のどこまでサンプルが上つてい
るかを観察すれば確認できる。したがつて毛細管
の長さを正確に調整することや毛細管のサンプル
による充満の保証は必要ではない。螢光の測定は
全反射螢光技術によつて行われる。
ル中に浸漬すれば毛細管作用によつて毛細管自体
がサンプルで満たされるように選択する。毛細管
と繊維の大きさが一定であれば、毛細管をサンプ
ルに浸しサンプルを充満させたときは常に一定量
のサンプルが毛細管内に引き上げられる。しかし
ながら、サンプルが活性な繊維の長さ（すなわち
非可動化成分、標識成分および希釈剤が負荷され
た部分）だけがサンプルで覆われれば十分であ
る。これは繊維上の不活性化シリコンコーテイン
グに対して毛細管のどこまでサンプルが上つてい
るかを観察すれば確認できる。したがつて毛細管
の長さを正確に調整することや毛細管のサンプル
による充満の保証は必要ではない。螢光の測定は
全反射螢光技術によつて行われる。
実際にサンプリングされる容量は活性な繊維の
表面積と拡散過程において繊維上での定量に関与
するサンプルの厚さとの積になる。繊維の長さと
直径の比が大きいので、定量が行われる領域の長
さは活性な繊維の長さとほとんど同じである。拡
散によつて定量される層の深さはインキユベーシ
ヨン時間によつて決定される。正確なタイミング
の必要性あるいは変動中の値の測定を回避するた
めに、インキユベーシヨン時間は繊維と毛細管の
間の全容量から定量すべき物質を捕促するのに必
要な拡散時間より長くする。このようにして、サ
ンプリングされる容量は本発明の使い捨て装置の
構造により容易に調節される。
表面積と拡散過程において繊維上での定量に関与
するサンプルの厚さとの積になる。繊維の長さと
直径の比が大きいので、定量が行われる領域の長
さは活性な繊維の長さとほとんど同じである。拡
散によつて定量される層の深さはインキユベーシ
ヨン時間によつて決定される。正確なタイミング
の必要性あるいは変動中の値の測定を回避するた
めに、インキユベーシヨン時間は繊維と毛細管の
間の全容量から定量すべき物質を捕促するのに必
要な拡散時間より長くする。このようにして、サ
ンプリングされる容量は本発明の使い捨て装置の
構造により容易に調節される。
本発明の定量キツトは必要な試薬を必要量だけ
必要な希釈度で含有し、またその構造がサンプリ
ング量を決定するので、この定量を行う技術者へ
の練習や熟練の要求も、また正確な容量、示差の
検知やタイミングを要する装置の必要もない。
必要な希釈度で含有し、またその構造がサンプリ
ング量を決定するので、この定量を行う技術者へ
の練習や熟練の要求も、また正確な容量、示差の
検知やタイミングを要する装置の必要もない。
それぞれ正確な直径と内径を有する繊維と毛細
管は容易かつ安価に人手できるし、繊維の被覆と
負荷は製造過程で容易に調整されるので、本発明
の使い捨て装置はきわめて安価に製造できる。
管は容易かつ安価に人手できるし、繊維の被覆と
負荷は製造過程で容易に調整されるので、本発明
の使い捨て装置はきわめて安価に製造できる。
本発明のその他の目的の一部は自明であるし、
また一部は以下の記述から明らかにされる。本発
明は構造、要素の組合せ、部品の配列を特徴とす
る装置と、いくつかの工程およびこの工程間の関
係を特徴とする方法である。以下に本発明を具体
例について詳細に説明するが、本発明の範囲は特
許請求の範囲に示すとおりである。
また一部は以下の記述から明らかにされる。本発
明は構造、要素の組合せ、部品の配列を特徴とす
る装置と、いくつかの工程およびこの工程間の関
係を特徴とする方法である。以下に本発明を具体
例について詳細に説明するが、本発明の範囲は特
許請求の範囲に示すとおりである。
本発明の性質および目的の理解を助けるため、
以下の詳細な説明においては添付図面を参照しな
がら説明する。
以下の詳細な説明においては添付図面を参照しな
がら説明する。
第１図は本発明の装置の好ましい態様を示す使
い捨て免疫定量キツトの縦断面図である。
い捨て免疫定量キツトの縦断面図である。
第２図は第１図と同様、本発明の免疫定量キツ
トの別の態様を示す図である。
トの別の態様を示す図である。
第３図は本発明の具現における代表的免疫化学
的反応を第１図（または第２図）のキツトの一部
の様式化により示した図である。
的反応を第１図（または第２図）のキツトの一部
の様式化により示した図である。
第４図は本発明の免疫定量に使用する螢光計の
例を模式的に示した図である。
例を模式的に示した図である。
図中、同一の番号は同一の要素を示す。
本発明の装置に関する詳細な記述において装置
の上部および下部という表示を用いることがあ
る。しかしこれはあくまで説明の便宜上あるいは
図中の上下関係に基づく記述である。本発明の装
置は任意の位置関係および方向性で機能できるも
のであつて、任意の位置、方向に置かれた場合す
べてが本発明の範囲内に包含されるものである。
の上部および下部という表示を用いることがあ
る。しかしこれはあくまで説明の便宜上あるいは
図中の上下関係に基づく記述である。本発明の装
置は任意の位置関係および方向性で機能できるも
のであつて、任意の位置、方向に置かれた場合す
べてが本発明の範囲内に包含されるものである。
図面はその概略を示したもので、実際の大きさ
または各部の比率を表示するものではない。
または各部の比率を表示するものではない。
本発明は螢光放射のトンネル通過を利用した全
反射螢光によつて操作される。この原理ならびに
その装置の光学的操作方法の詳細は本願出願人の
出願に係る係属中の米国特許出願第406324号
（1982年８月９日出願）に記述されている。
反射螢光によつて操作される。この原理ならびに
その装置の光学的操作方法の詳細は本願出願人の
出願に係る係属中の米国特許出願第406324号
（1982年８月９日出願）に記述されている。
第１図は本発明の原理にしたがつて製造された
免疫定量キツト１０の縦断面図である。キツト１
０は光学的繊維１２、毛細管１４およびストツパ
ー１６によつて構成されている。
免疫定量キツト１０の縦断面図である。キツト１
０は光学的繊維１２、毛細管１４およびストツパ
ー１６によつて構成されている。
繊維１２は細長い、実質的に円柱状の光学的透
明体であり、繊維の末端から繊維軸の周囲に回転
対称的に確立された立体角の範囲内で入射した光
学的放射を何回もの全内反射によつてその長軸方
向に伝播するために用いられる。光学的繊維技術
の分野においてはよく知られているように、繊維
内に入射した放射線がその内部で伝播されるため
の繊維軸に対する最大許容角Ｂは、繊維とその周
囲の媒体の屈折率によつて決まる。放射線がはじ
め屈折率n0の媒体を通つて伝播し、屈折率n1の繊
維に入射し、繊維は屈折率n2の物質で囲まれてい
るとすると、最大許容角は次式で表される。
明体であり、繊維の末端から繊維軸の周囲に回転
対称的に確立された立体角の範囲内で入射した光
学的放射を何回もの全内反射によつてその長軸方
向に伝播するために用いられる。光学的繊維技術
の分野においてはよく知られているように、繊維
内に入射した放射線がその内部で伝播されるため
の繊維軸に対する最大許容角Ｂは、繊維とその周
囲の媒体の屈折率によつて決まる。放射線がはじ
め屈折率n0の媒体を通つて伝播し、屈折率n1の繊
維に入射し、繊維は屈折率n2の物質で囲まれてい
るとすると、最大許容角は次式で表される。
N.A＝n0sinB＝（n1 2−n2 2）１／２ (1)
式中N.A.はいわゆる繊維の開口数と呼ばれる
値である。繊維の材料としては光学的に透過性の
多くの物質、たとえばガラス、石英、ポリプロピ
レン、ポリオレフイン、ナイロン等を挙げること
ができるが、これは単なる例示であつて本発明を
限定するものではない。任意の材料を利用でき
る。この材料は屈折率が定量すべき液体サンプル
の値（屈折率は水溶液で1.33、血清で約1.35であ
る）より大となるように、また定量すべき液体に
不溶で非反応性であるものが選ばれる。繊維の直
径は任意に選択できるが、200ミクロン程度とす
るのが好ましいことが明らかにされている。大部
分の定量に際して、繊維の長さは25mm程度が適当
である。しかしながら繊維の長さは定量の種類に
よつて適宜調節できる。
値である。繊維の材料としては光学的に透過性の
多くの物質、たとえばガラス、石英、ポリプロピ
レン、ポリオレフイン、ナイロン等を挙げること
ができるが、これは単なる例示であつて本発明を
限定するものではない。任意の材料を利用でき
る。この材料は屈折率が定量すべき液体サンプル
の値（屈折率は水溶液で1.33、血清で約1.35であ
る）より大となるように、また定量すべき液体に
不溶で非反応性であるものが選ばれる。繊維の直
径は任意に選択できるが、200ミクロン程度とす
るのが好ましいことが明らかにされている。大部
分の定量に際して、繊維の長さは25mm程度が適当
である。しかしながら繊維の長さは定量の種類に
よつて適宜調節できる。
以下に詳述するように、繊維１２の表面にはコ
ーテイングが施される。これが抗原−抗体コンプ
レツクス（以下、抗原−抗体コンプレツクスの語
は完全抗体と抗原のコンプレツクスのみでなく、
一方または両者が免疫学的反応性を有するフラグ
メントであるコンプレツクスも包含する）の選ば
れた反応部への付着手段となる。
ーテイングが施される。これが抗原−抗体コンプ
レツクス（以下、抗原−抗体コンプレツクスの語
は完全抗体と抗原のコンプレツクスのみでなく、
一方または両者が免疫学的反応性を有するフラグ
メントであるコンプレツクスも包含する）の選ば
れた反応部への付着手段となる。
毛細管１４は光学的透過性を有する管であるこ
とが好ましい。その構成材料も定量すべき液体に
対し不溶性、非反応性のものが選ばれる。すなわ
ち毛細管１４はたとえばガラス、石英、ポリプロ
ピレン、ポリオレフイン等のような材料で製造さ
れる。好ましい態様においては毛細管は正円筒状
の管で内径は繊維の直径より数百ミクロン大きく
する（たとえば繊維の直径が200ミクロンの場合、
毛細管１４の内径は約800ミクロンとする）。
とが好ましい。その構成材料も定量すべき液体に
対し不溶性、非反応性のものが選ばれる。すなわ
ち毛細管１４はたとえばガラス、石英、ポリプロ
ピレン、ポリオレフイン等のような材料で製造さ
れる。好ましい態様においては毛細管は正円筒状
の管で内径は繊維の直径より数百ミクロン大きく
する（たとえば繊維の直径が200ミクロンの場合、
毛細管１４の内径は約800ミクロンとする）。
ストツパー１６は毛細管１４の末端の内側に適
合する形状および大きさを有し、繊維１２の末端
部１８を毛細管と実質的同軸に支持する。しかも
ストツパー１６はキツト１０を以下に述べるよう
に螢光計に対して位置させるための硬い位置決定
面を有する。ストツパー１６のこの末端部には毛
細管１４の外径に相当する径の縁部２０と、中央
孔２２と同軸の突縁様延長部２１を中央に設ける
のが好ましい。中央孔２２はストツパー１６を貫
通し、その寸法は繊維１２の末端部１８を保持す
るように設計される。好ましい態様においては、
ストツパー１６は繊維１２の周囲で成型するのが
好ましく、屈折率の低い材料たとえばシロキサン
で製造される。ストツパー１６にはさらに１個ま
たは２個以上の、毛細管１４の内部に通じる貫通
孔２３を設ける。
合する形状および大きさを有し、繊維１２の末端
部１８を毛細管と実質的同軸に支持する。しかも
ストツパー１６はキツト１０を以下に述べるよう
に螢光計に対して位置させるための硬い位置決定
面を有する。ストツパー１６のこの末端部には毛
細管１４の外径に相当する径の縁部２０と、中央
孔２２と同軸の突縁様延長部２１を中央に設ける
のが好ましい。中央孔２２はストツパー１６を貫
通し、その寸法は繊維１２の末端部１８を保持す
るように設計される。好ましい態様においては、
ストツパー１６は繊維１２の周囲で成型するのが
好ましく、屈折率の低い材料たとえばシロキサン
で製造される。ストツパー１６にはさらに１個ま
たは２個以上の、毛細管１４の内部に通じる貫通
孔２３を設ける。
繊維１２はストツパー１６を貫通し、末端部１
８を除く全繊維が毛細管１４の内部に曝されるよ
うに支持される。末端部１８の末端面２４は隠ぺ
いされないようにし、毛細管の外部にある中央孔
２２の末端と同一延長上にある。末端面２４は平
面状で繊維１２の軸に対して垂直に配置する。末
端面２４も高度の透過性を有し、末端面から入射
する光を散乱させる欠点をもたない。この目的の
ため、末端面２４を光学的に平滑にすることもで
きるが熔融石英繊維を固着させることによつて適
当な光学的表面を設置できることが明らかになつ
ている。所望により、末端面２４に対し逆端の繊
維の末端面２６も平滑に磨くかまたは他の繊維材
料を固着させ、さらにミラーコーテイング２８
（または別個のミラー）を施し、繊維の軸に垂直
に位置させる。これにより繊維内に入つた放射線
は繊維内を２回通過する。繊維１２、毛細管１４
およびストツパー１６の全体的な大きさは、繊維
の下端面２６が毛細管内に位置するように選択さ
れる。
８を除く全繊維が毛細管１４の内部に曝されるよ
うに支持される。末端部１８の末端面２４は隠ぺ
いされないようにし、毛細管の外部にある中央孔
２２の末端と同一延長上にある。末端面２４は平
面状で繊維１２の軸に対して垂直に配置する。末
端面２４も高度の透過性を有し、末端面から入射
する光を散乱させる欠点をもたない。この目的の
ため、末端面２４を光学的に平滑にすることもで
きるが熔融石英繊維を固着させることによつて適
当な光学的表面を設置できることが明らかになつ
ている。所望により、末端面２４に対し逆端の繊
維の末端面２６も平滑に磨くかまたは他の繊維材
料を固着させ、さらにミラーコーテイング２８
（または別個のミラー）を施し、繊維の軸に垂直
に位置させる。これにより繊維内に入つた放射線
は繊維内を２回通過する。繊維１２、毛細管１４
およびストツパー１６の全体的な大きさは、繊維
の下端面２６が毛細管内に位置するように選択さ
れる。
キツト１０内に装着する前に、繊維１２には後
述のように、その円筒状表面の領域３０を定量の
ために活性化するコーテイングを施す。好ましい
態様においては、活性化領域３０を繊維１２のあ
らかじめ定められた長さに限定する。これは繊維
の両端にたとえば低光学指数のシリコンの化学
的、光学的に不活性なコーテイング３２を施すこ
とにより行われる。しかしながら活性化領域３０
の大きさは他の手段（たとえばコーテイング時に
繊維を被覆する等）により、あるいは繊維１２の
全長を活性化し、毛細管１４の内部に置く繊維の
長さを注意深く調整する方法で実施することもで
きる。
述のように、その円筒状表面の領域３０を定量の
ために活性化するコーテイングを施す。好ましい
態様においては、活性化領域３０を繊維１２のあ
らかじめ定められた長さに限定する。これは繊維
の両端にたとえば低光学指数のシリコンの化学
的、光学的に不活性なコーテイング３２を施すこ
とにより行われる。しかしながら活性化領域３０
の大きさは他の手段（たとえばコーテイング時に
繊維を被覆する等）により、あるいは繊維１２の
全長を活性化し、毛細管１４の内部に置く繊維の
長さを注意深く調整する方法で実施することもで
きる。
第３図はキツト１０の縦断面図を様式化した図
面で、繊維１２の活性化領域３０と定量すべきサ
ンプル４３が表示されている。
面で、繊維１２の活性化領域３０と定量すべきサ
ンプル４３が表示されている。
領域３０内の繊維１２の表面には複数個の結合
部位４４が設けられ、その多くには抗体−抗原コ
ンプレツクスの反応部４６が結合している。本明
細書において用いられる「抗体−抗原コンプレツ
クスの反応部」の語は完全抗原と同様にハプテン
また完全抗体と同様に抗原反応性抗体フラグメン
ト〔Fab〕を含めたこの種のコンプレツクスの免
疫学的反応部分を示す。結合部位４４はコンプレ
ツクスの相補部分に対する反応部の反応性（たと
えば親和性および結合性）に影響しないで反応部
４６を非可動化できるように選択される。好まし
い態様においては、繊維１２はガラスまたは石英
で、結合部位４４はシリル化合物たとえば３−ア
ミノプロピルトリメトキシシランの反応基であ
り、反応部４６はたとえば免疫グロブリンＧ
（IgG）のような抗体である。上述のように、こ
の固相の特定の組合せにおいては、結合部位４４
と反応部４６は抗体のカルボキシル末端を介して
結合し、抗体の抗原反応性アミノ末端は遊離のま
ま残されている。繊維１２のガラス表面の調整方
法、それへのシリル化合物の付着方法およびシリ
ル結合を介したガラスへの抗体の共有結合方法に
ついてはWeetall（米国特許第3652761号）が報告
しているが、また他のシリル化合物の記載や、抗
体または抗原（またはそのフラグメント）のカル
ボキシル、アミノおよび他の反応基を各種無機材
料と共有結合させる方法の記述がある。抗原また
は抗体のポリマーへの非可動化については応範な
技術が知られていて、本技術分野の熟練者にとつ
ては自明のように抗原または抗体に対する結合部
位４４はポリマー繊維上に設けることもできる。
すなわち、繊維１２がナイロン（ポリアミド）で
ある場合には、結合はポリマーの官能基への水素
結合による適当な基の置換の形とすることもでき
る。
部位４４が設けられ、その多くには抗体−抗原コ
ンプレツクスの反応部４６が結合している。本明
細書において用いられる「抗体−抗原コンプレツ
クスの反応部」の語は完全抗原と同様にハプテン
また完全抗体と同様に抗原反応性抗体フラグメン
ト〔Fab〕を含めたこの種のコンプレツクスの免
疫学的反応部分を示す。結合部位４４はコンプレ
ツクスの相補部分に対する反応部の反応性（たと
えば親和性および結合性）に影響しないで反応部
４６を非可動化できるように選択される。好まし
い態様においては、繊維１２はガラスまたは石英
で、結合部位４４はシリル化合物たとえば３−ア
ミノプロピルトリメトキシシランの反応基であ
り、反応部４６はたとえば免疫グロブリンＧ
（IgG）のような抗体である。上述のように、こ
の固相の特定の組合せにおいては、結合部位４４
と反応部４６は抗体のカルボキシル末端を介して
結合し、抗体の抗原反応性アミノ末端は遊離のま
ま残されている。繊維１２のガラス表面の調整方
法、それへのシリル化合物の付着方法およびシリ
ル結合を介したガラスへの抗体の共有結合方法に
ついてはWeetall（米国特許第3652761号）が報告
しているが、また他のシリル化合物の記載や、抗
体または抗原（またはそのフラグメント）のカル
ボキシル、アミノおよび他の反応基を各種無機材
料と共有結合させる方法の記述がある。抗原また
は抗体のポリマーへの非可動化については応範な
技術が知られていて、本技術分野の熟練者にとつ
ては自明のように抗原または抗体に対する結合部
位４４はポリマー繊維上に設けることもできる。
すなわち、繊維１２がナイロン（ポリアミド）で
ある場合には、結合はポリマーの官能基への水素
結合による適当な基の置換の形とすることもでき
る。
結合部位４４には、本技術分野においてはよく
知られているように、スペーサー基を導入し、繊
維１２と反応部４６を抗体−抗原結合過程の立体
障害を最小限にできるように十分分離することも
できる。たとえば結合部位にポリエチレン鎖を結
合させる。たとえば１，６−ジアミノヘキサンま
たは６−アミノヘキサン酸をペプチド結合によつ
て繊維１２に結合させた場合は、それぞれ遊離の
一級アミノ基およびカルボキシル基がタンパクの
反応部４６のカルボキシルまたはアミノ末端と共
有結合する。これらの結合材料はいずれも両末端
の間に６個の炭素鎖を有し、繊維１２から反応部
４６の間にはそれ相当の間隔を生じる。類似の適
当な結合スペーサー物質は、免疫定量法および親
和性クロマトグラフイーの分野でよく知られてい
る。
知られているように、スペーサー基を導入し、繊
維１２と反応部４６を抗体−抗原結合過程の立体
障害を最小限にできるように十分分離することも
できる。たとえば結合部位にポリエチレン鎖を結
合させる。たとえば１，６−ジアミノヘキサンま
たは６−アミノヘキサン酸をペプチド結合によつ
て繊維１２に結合させた場合は、それぞれ遊離の
一級アミノ基およびカルボキシル基がタンパクの
反応部４６のカルボキシルまたはアミノ末端と共
有結合する。これらの結合材料はいずれも両末端
の間に６個の炭素鎖を有し、繊維１２から反応部
４６の間にはそれ相当の間隔を生じる。類似の適
当な結合スペーサー物質は、免疫定量法および親
和性クロマトグラフイーの分野でよく知られてい
る。
好ましい態様においては、繊維１２は４６ｃで
示したように、反応部４６は結合部位を占拠して
いて、この反応部は一部、競合的免疫定量法のた
めの標準補体５０が付着した形で提供される。す
なわち、一態様では、反応部４６は抗体であり、
標識抗原またはハプテンの前負荷は繊維１２のコ
ーテイング中に導入される。各標識成分５０はあ
らかじめ定められた量の螢光団５２を与え、これ
で標識となる。標識に使用できる螢光化合物の例
としては、フルオレスセイン、テトラメチルロー
ダミン、希土類キレート等を挙げることができ
る。螢光標識をタンパクに結合させる方法は本技
術分野ではよく知られているところであり、タン
パクに結合できる基を有する多くの螢光化合物が
市販されている。競合的定量の場合は結合部位４
４の一定量は免疫学的に不活性なタンパク５６、
たとえばアルブミンを結合させておくのが好まし
い。
示したように、反応部４６は結合部位を占拠して
いて、この反応部は一部、競合的免疫定量法のた
めの標準補体５０が付着した形で提供される。す
なわち、一態様では、反応部４６は抗体であり、
標識抗原またはハプテンの前負荷は繊維１２のコ
ーテイング中に導入される。各標識成分５０はあ
らかじめ定められた量の螢光団５２を与え、これ
で標識となる。標識に使用できる螢光化合物の例
としては、フルオレスセイン、テトラメチルロー
ダミン、希土類キレート等を挙げることができ
る。螢光標識をタンパクに結合させる方法は本技
術分野ではよく知られているところであり、タン
パクに結合できる基を有する多くの螢光化合物が
市販されている。競合的定量の場合は結合部位４
４の一定量は免疫学的に不活性なタンパク５６、
たとえばアルブミンを結合させておくのが好まし
い。
コーテイングは吸着現象を利用して一定の表面
組成を示すように行われる。すなわち、試薬を適
当な濃度に調整したコーテイング溶液に、適当な
表面結合基４４で活性化された繊維を浸すだけ
で、化学的に結合したタンパクの単層表面が形成
される。この層内の免疫グロブリンと不活性タン
パクに比はその溶液中の比率によつて決定される
（同一ではない）。免疫グロブリン活性部位の一部
に標識抗原を結合させても溶液中のレベルはもち
ろん維持される。
組成を示すように行われる。すなわち、試薬を適
当な濃度に調整したコーテイング溶液に、適当な
表面結合基４４で活性化された繊維を浸すだけ
で、化学的に結合したタンパクの単層表面が形成
される。この層内の免疫グロブリンと不活性タン
パクに比はその溶液中の比率によつて決定される
（同一ではない）。免疫グロブリン活性部位の一部
に標識抗原を結合させても溶液中のレベルはもち
ろん維持される。
浸漬後、繊維をコーテイング溶液から取り出
す。付着した液体層による試薬の伴出を防ぐた
め、蒸発が起こる前に繊維を速やかに洗浄する。
共有結合されたタンパク層はこの操作では脱着し
ない。一層以上のタンパクが結合するのを防ぐた
めには、二官能性試薬がタンパクの純電荷を変え
てはならない（これはコーテイング溶液のPHを調
整することで抑制できる）。またスペーサーの腕
が長すぎてもいけない。
す。付着した液体層による試薬の伴出を防ぐた
め、蒸発が起こる前に繊維を速やかに洗浄する。
共有結合されたタンパク層はこの操作では脱着し
ない。一層以上のタンパクが結合するのを防ぐた
めには、二官能性試薬がタンパクの純電荷を変え
てはならない（これはコーテイング溶液のPHを調
整することで抑制できる）。またスペーサーの腕
が長すぎてもいけない。
キツト１０は螢光計５９（第４図）に使用でき
るように設計されている。螢光計５９は光源６
０、二色ビームスプリツター６２、対物部６４、
光電管６６、参照検知計６８、比例増幅計７０お
よび指示板７２からなる。
るように設計されている。螢光計５９は光源６
０、二色ビームスプリツター６２、対物部６４、
光電管６６、参照検知計６８、比例増幅計７０お
よび指示板７２からなる。
光源６０は、定量に標識として用いる螢光団に
基づいて、試薬の標識成分中の螢光を励起できる
ように選ばれた適当な波長の光線を与える。光源
６０は螢光を最大にするために選ばれたこの光線
を狭い波長帯でのみ与えるようにすることが好ま
しい。したがつて、光源６０は通常、好ましいタ
ングステン−ハロゲンランプと付属の電源装置の
ほかに帯域フイルターを包含する。また光源６０
には他の光源たとえば水銀ランプ、フラツシユラ
ンプまたはレーザーを組み込むこともできる。光
源６０にはまた、適当なビーム整型孔および光学
素子を設け、本技術分野における熟練者には自明
のように、適当な両眼運動のビームで対物部６４
を照明する。これにより対物部は繊維１２の末端
面２４上に電源開口の像を結ぶことを可能にし、
繊維の開口数に相当する値以上の入射角で末端面
に入射する光線はなくなる。
基づいて、試薬の標識成分中の螢光を励起できる
ように選ばれた適当な波長の光線を与える。光源
６０は螢光を最大にするために選ばれたこの光線
を狭い波長帯でのみ与えるようにすることが好ま
しい。したがつて、光源６０は通常、好ましいタ
ングステン−ハロゲンランプと付属の電源装置の
ほかに帯域フイルターを包含する。また光源６０
には他の光源たとえば水銀ランプ、フラツシユラ
ンプまたはレーザーを組み込むこともできる。光
源６０にはまた、適当なビーム整型孔および光学
素子を設け、本技術分野における熟練者には自明
のように、適当な両眼運動のビームで対物部６４
を照明する。これにより対物部は繊維１２の末端
面２４上に電源開口の像を結ぶことを可能にし、
繊維の開口数に相当する値以上の入射角で末端面
に入射する光線はなくなる。
光源６０と対物部６４の間に二色ビームスプリ
ツター６２を設ける。好ましい態様においては、
問題の螢光団の最大吸収と最大螢光放出の振動数
の間にあるように選ばれる遮断周波数での低域フ
イルターである。したがつてビームスプリツター
６２は光源６０からの高周波数（短波長）螢光励
起放射を反射し、螢光団の螢光最大に相当する低
周波数放射を透過する。
ツター６２を設ける。好ましい態様においては、
問題の螢光団の最大吸収と最大螢光放出の振動数
の間にあるように選ばれる遮断周波数での低域フ
イルターである。したがつてビームスプリツター
６２は光源６０からの高周波数（短波長）螢光励
起放射を反射し、螢光団の螢光最大に相当する低
周波数放射を透過する。
対物部６４は光源６０を繊維１２の末端面上に
結像させるように選ばれる。したがつて末端面は
光源のビーム整型孔の像で満たされ、光線の最大
入射角は繊維の開口数に相当する値以下になるよ
うに選択される。対物部６４はまた、末端部２４
を繊維の開口数以上に励起するすべての光線を集
め、末端面の像を光電管６６に結像させるように
選ばれる。繊維１２を適当な位置に置くために、
螢光計５９には位置決定手段を設けるのが好まし
い。たとえばストツパー１６の突縁様延長部と適
合する大きさをもち、対物体６４に対して適当な
位置に末端面２４を配置させる開口板６５を設置
する。
結像させるように選ばれる。したがつて末端面は
光源のビーム整型孔の像で満たされ、光線の最大
入射角は繊維の開口数に相当する値以下になるよ
うに選択される。対物部６４はまた、末端部２４
を繊維の開口数以上に励起するすべての光線を集
め、末端面の像を光電管６６に結像させるように
選ばれる。繊維１２を適当な位置に置くために、
螢光計５９には位置決定手段を設けるのが好まし
い。たとえばストツパー１６の突縁様延長部と適
合する大きさをもち、対物体６４に対して適当な
位置に末端面２４を配置させる開口板６５を設置
する。
光電管６６はビームスプリツター６２を通し
て、対物部６４からの光電管方向に投射された繊
維１２の末端面２４の像を受けるように位置され
る。光電管６６は螢光団の最大螢光領域に最大の
感受性を示すように選ばれる光電子増倍管を包含
させることが好ましい（本技術分野においてはよ
く知られているように、末端面２４に対する光電
管の視野を限定するための適当な電源供給装置と
視野光学素子を設ける）。光電管６６にはさらに、
光源６０に設けた帯域フイルターに相当する遮断
フイルターを設けるのが好ましい。
て、対物部６４からの光電管方向に投射された繊
維１２の末端面２４の像を受けるように位置され
る。光電管６６は螢光団の最大螢光領域に最大の
感受性を示すように選ばれる光電子増倍管を包含
させることが好ましい（本技術分野においてはよ
く知られているように、末端面２４に対する光電
管の視野を限定するための適当な電源供給装置と
視野光学素子を設ける）。光電管６６にはさらに、
光源６０に設けた帯域フイルターに相当する遮断
フイルターを設けるのが好ましい。
参照検知器は好ましくは光ダイオードであり、
二色ビームスプリツター６２を通過して光源６０
からの光線を遮断するために設けられる。参照検
知器６８は二色ビームスプリツター６２を通過し
た光源６０のスペクトル領域における最大感度に
ついて選択され、光源の視野を限定するための適
当な視野絞りと光学素子を包含する。
二色ビームスプリツター６２を通過して光源６０
からの光線を遮断するために設けられる。参照検
知器６８は二色ビームスプリツター６２を通過し
た光源６０のスペクトル領域における最大感度に
ついて選択され、光源の視野を限定するための適
当な視野絞りと光学素子を包含する。
比例増幅器７０は一対の入力信号の比に比例す
る出力信号を与える公知の多くの電気的手段の任
意のものであつて、したがつて光電管６６と参照
検知計６８からの出力を受け、参照検知計の出力
対光電管の出力の比に比例する信号を与える。た
とえば比例増幅器７０は光電管６６からの出力を
増幅する可変利得増幅器で、参照検知計６８から
の出力に逆比例する利得調節を行う。
る出力信号を与える公知の多くの電気的手段の任
意のものであつて、したがつて光電管６６と参照
検知計６８からの出力を受け、参照検知計の出力
対光電管の出力の比に比例する信号を与える。た
とえば比例増幅器７０は光電管６６からの出力を
増幅する可変利得増幅器で、参照検知計６８から
の出力に逆比例する利得調節を行う。
比例増幅器７０の出力は表示板７２に接続さ
れ、表示板への入力となる。表示板７２には電気
的入力に比例する可視信号を与える多くの装置の
任意のものを採用でき、たとえばメーター、文字
表示板、ストリツプチヤート記録計等が用いられ
る。
れ、表示板への入力となる。表示板７２には電気
的入力に比例する可視信号を与える多くの装置の
任意のものを採用でき、たとえばメーター、文字
表示板、ストリツプチヤート記録計等が用いられ
る。
操作にあたつてはキツト１０を定量すべきサン
プルに浸す。孔部２３を通じ、一旦サンプル中に
毛細管の末端を浸せば、毛細管作用で毛細管１４
自体の内部はサンプルで満たされる（上述の毛細
管の径は繊維をサンプル充填のために傾斜させて
保持する場合、有利である。
プルに浸す。孔部２３を通じ、一旦サンプル中に
毛細管の末端を浸せば、毛細管作用で毛細管１４
自体の内部はサンプルで満たされる（上述の毛細
管の径は繊維をサンプル充填のために傾斜させて
保持する場合、有利である。
毛細管を溶液中に浸せば常にそれが完全に溶液
で満たされ、一定量のサンプルが毛細管１４中に
採取される。実際に注意する必要はないぐらい、
この操作で繊維１２の活性領域３０がすべて液体
で覆われる。これは繊維上の上部不活性コーテイ
ングがサンプルで覆われているかどうかを調べれ
ば確認できる。すなわち毛細管の長さを正確に調
節したりそれが完全に充填されるように調節する
必要はない。
で満たされ、一定量のサンプルが毛細管１４中に
採取される。実際に注意する必要はないぐらい、
この操作で繊維１２の活性領域３０がすべて液体
で覆われる。これは繊維上の上部不活性コーテイ
ングがサンプルで覆われているかどうかを調べれ
ば確認できる。すなわち毛細管の長さを正確に調
節したりそれが完全に充填されるように調節する
必要はない。
実際にサンプリングされた容量は活性領域３０
の表面積と拡散過程によつてサンプル中の定量す
べき物質が繊維上に到達できる距離との積にな
る。この距離は定量すべき物質の粒子径、温度お
よびサンプル液の粘度によつて決定される。この
値は通常、血清の場合数百ミクロンでインキユベ
ーシヨン時間15分程度でこの範囲の抗原はすべて
捕捉される。このインキユベーシヨン時間では、
定量されるサンプル容量は活性領域３０に接して
繊維１２と毛細管１４の間に含まれる容量に一致
する。繊維の長さ対径の比が大きいので、かなり
長時間インキユベートしてもサンプリングが行わ
れる領域の長さは領域３０の長さとほぼ同じに保
たれる。
の表面積と拡散過程によつてサンプル中の定量す
べき物質が繊維上に到達できる距離との積にな
る。この距離は定量すべき物質の粒子径、温度お
よびサンプル液の粘度によつて決定される。この
値は通常、血清の場合数百ミクロンでインキユベ
ーシヨン時間15分程度でこの範囲の抗原はすべて
捕捉される。このインキユベーシヨン時間では、
定量されるサンプル容量は活性領域３０に接して
繊維１２と毛細管１４の間に含まれる容量に一致
する。繊維の長さ対径の比が大きいので、かなり
長時間インキユベートしてもサンプリングが行わ
れる領域の長さは領域３０の長さとほぼ同じに保
たれる。
競合的定量法においては、定量すべき非標識抗
原と試薬の標識抗原の間に平衡が成立したのちの
比を測定する。はじめに飽和した一層の抗体と標
識抗原を用いる場合は、サンプルから捕捉される
非標識抗原が結合部位４４の半分を占拠するに
は、生物学的液体中の通常の抗原力価では数mlの
拡散距離が必要になる。このような長い拡散距離
では長いインキユベーシヨン時間が必要になるの
は明らかである。生物学的に不活性なタンパク５
６を抗体に対し一定の比率で導入するのは競合的
定量における標識抗原対サンプル中抗原の比のバ
ランスをとる目的である。不活性タンパクと抗体
の至適比は定量の種類およびインキユベーシヨン
時間によつて決定される。通常の抗原濃度でイン
キユベーシヨン時間が15分程度の場合、不活性タ
ンパク対抗体の比は100：１程度とするのが好ま
しいようである。
原と試薬の標識抗原の間に平衡が成立したのちの
比を測定する。はじめに飽和した一層の抗体と標
識抗原を用いる場合は、サンプルから捕捉される
非標識抗原が結合部位４４の半分を占拠するに
は、生物学的液体中の通常の抗原力価では数mlの
拡散距離が必要になる。このような長い拡散距離
では長いインキユベーシヨン時間が必要になるの
は明らかである。生物学的に不活性なタンパク５
６を抗体に対し一定の比率で導入するのは競合的
定量における標識抗原対サンプル中抗原の比のバ
ランスをとる目的である。不活性タンパクと抗体
の至適比は定量の種類およびインキユベーシヨン
時間によつて決定される。通常の抗原濃度でイン
キユベーシヨン時間が15分程度の場合、不活性タ
ンパク対抗体の比は100：１程度とするのが好ま
しいようである。
本発明の方法は速度定量法（すなわち螢光の増
加速度を測定する）とすることもできるが、好ま
しい方法は、拡散が毛細管１４と繊維１２の直径
の差より大となつてサンプル層の全サンプルが定
量に用いられるのに十分な時間インキユベートす
る方法である（繊維は中央にあるとは限らないの
で、この差には直径の差を用いる）。前述のよう
に、このようなインキユベーシヨン時間では、活
性領域３０の全長において断面上の全サンプルに
ついて定量が行われる。繊維１２、毛細管１４お
よび活性領域３０の大きさは製造時に容易に調節
できるので、サンプリング容量は定量技術の熟練
度には影響しない。このような方法によればサン
プルによつて異なる粘度が測定値に影響しなくな
るので、速度定量法に比べて有利である。反応の
終点は最大信号を与える点となるので、信号とノ
イズの比も最良の点で測定が行われる。
加速度を測定する）とすることもできるが、好ま
しい方法は、拡散が毛細管１４と繊維１２の直径
の差より大となつてサンプル層の全サンプルが定
量に用いられるのに十分な時間インキユベートす
る方法である（繊維は中央にあるとは限らないの
で、この差には直径の差を用いる）。前述のよう
に、このようなインキユベーシヨン時間では、活
性領域３０の全長において断面上の全サンプルに
ついて定量が行われる。繊維１２、毛細管１４お
よび活性領域３０の大きさは製造時に容易に調節
できるので、サンプリング容量は定量技術の熟練
度には影響しない。このような方法によればサン
プルによつて異なる粘度が測定値に影響しなくな
るので、速度定量法に比べて有利である。反応の
終点は最大信号を与える点となるので、信号とノ
イズの比も最良の点で測定が行われる。
インキユベーシヨン終了後、キツト１０を螢光
計に接続するが、ストツパー１６の開孔板６５が
繊維１２の末端面１２に位置させると、螢光計の
光列に対し適当に配置される。螢光団５２の螢光
を励起するために選ばれる波長の放射は光源６０
から供給され、二色ビームスプリツター６２およ
び対物部６４を通つて、繊維の開口数によつて決
定される円錐角内で繊維１２の末端面２４を照射
する。この光線はついで上述の限界角（第３図に
光線５４で示した）以上で繊維１２内を伝播し、
繊維の全長で全内反射をくり返す。その結果、繊
維に隣接した液体中に消失光線を生じる。標識成
分５０と非標識成分の繊維に付着した反応部４６
への競合的結合は標識および非標識成分の相対濃
度に比例して螢光標識コンプレツクス４６ｃを産
生する。螢光放出の一部は繊維内に入り、限界角
を越えて、たとえば第３図の光線５６で示したよ
うに繊維内を伝播する。この全反射螢光放出は半
分以上が繊維の末端面２４に達し、ここで対物部
６４に集められ、光電管６６の方向に投射され
る。螢光は励起放射により長い波長（低周波数）
であるので低域二色ビームスプリツター６２でこ
の放射は光電管に通過させられ、螢光の強度に比
例した電気的信号を与える。二色ビームスプリツ
ター６２は光源６０からの一部の放射も通過さ
せ、参照検知計６８を照射するが、これは光源の
強度に比例する電気的信号を生じる。これらの２
つの電気的信号は比例増幅器７０で増幅され、光
源強度の変動に対して補正された螢光強度に比例
する電気出力となり、表示板７２に表示される。
計に接続するが、ストツパー１６の開孔板６５が
繊維１２の末端面１２に位置させると、螢光計の
光列に対し適当に配置される。螢光団５２の螢光
を励起するために選ばれる波長の放射は光源６０
から供給され、二色ビームスプリツター６２およ
び対物部６４を通つて、繊維の開口数によつて決
定される円錐角内で繊維１２の末端面２４を照射
する。この光線はついで上述の限界角（第３図に
光線５４で示した）以上で繊維１２内を伝播し、
繊維の全長で全内反射をくり返す。その結果、繊
維に隣接した液体中に消失光線を生じる。標識成
分５０と非標識成分の繊維に付着した反応部４６
への競合的結合は標識および非標識成分の相対濃
度に比例して螢光標識コンプレツクス４６ｃを産
生する。螢光放出の一部は繊維内に入り、限界角
を越えて、たとえば第３図の光線５６で示したよ
うに繊維内を伝播する。この全反射螢光放出は半
分以上が繊維の末端面２４に達し、ここで対物部
６４に集められ、光電管６６の方向に投射され
る。螢光は励起放射により長い波長（低周波数）
であるので低域二色ビームスプリツター６２でこ
の放射は光電管に通過させられ、螢光の強度に比
例した電気的信号を与える。二色ビームスプリツ
ター６２は光源６０からの一部の放射も通過さ
せ、参照検知計６８を照射するが、これは光源の
強度に比例する電気的信号を生じる。これらの２
つの電気的信号は比例増幅器７０で増幅され、光
源強度の変動に対して補正された螢光強度に比例
する電気出力となり、表示板７２に表示される。
本発明は以上述べた装置または上述の実験プロ
トコールによつて限定されるものではない。すな
わち、毛細管をサンプルから引き上げると直ちに
毛細管１４内にサンプルが毛細管現象で保持され
るが、サンプルの自由表面における蒸発は毛細管
でも同様に起こる。したがつてサンプルが捕集さ
れたらば直ちに毛細管を非螢光性材料でシールす
るのが有利である。また第２図のキツト１１０の
番号９０で示したように毛細管１１４の末端を狭
くしてサンプルの急速な蒸発を防ぐこともでき
る。狭窄部９０は繊維１２の下部不活性領域３２
に対面する領域に限るべきで、通常は繊磯の直径
より100ミクロン程度大きい内径を最小とする
（好ましい態様における繊維の直径が200ミクロン
であるから、この場合狭窄部６０の最小小内径は
300ミクロン程度となる）。その他の点ではキツト
１１０はキツト１０と類似している。
トコールによつて限定されるものではない。すな
わち、毛細管をサンプルから引き上げると直ちに
毛細管１４内にサンプルが毛細管現象で保持され
るが、サンプルの自由表面における蒸発は毛細管
でも同様に起こる。したがつてサンプルが捕集さ
れたらば直ちに毛細管を非螢光性材料でシールす
るのが有利である。また第２図のキツト１１０の
番号９０で示したように毛細管１１４の末端を狭
くしてサンプルの急速な蒸発を防ぐこともでき
る。狭窄部９０は繊維１２の下部不活性領域３２
に対面する領域に限るべきで、通常は繊磯の直径
より100ミクロン程度大きい内径を最小とする
（好ましい態様における繊維の直径が200ミクロン
であるから、この場合狭窄部６０の最小小内径は
300ミクロン程度となる）。その他の点ではキツト
１１０はキツト１０と類似している。
また緩衝剤が必要な場合はこれを凍結乾燥粉末
として毛細管の内部に充填しておくことも可能で
ある（このような態様においては毛細管１１４の
構造が望ましい）。しかしながら、キツト１０の
表面対容量の比は大きいので、緩衝剤は繊維上に
または毛細管１４の内壁に両性多価電解質の形で
（タンパクでもよい）コーテイングすることも可
能である。とくに、この種の材料は試薬コーテイ
ング１３０（第２図）として毛細管の内壁にコー
テイングする。毛細管１４の内壁は繊維１２の自
由面よりも大きいので、試薬を活性領域のほかに
導入する必要があり、しかもそれがかなりの量で
ある場合は毛細管の内壁が適している。その他の
試薬たとえば抗凝固剤も繊維または毛細管にコー
テイングすることができる。
として毛細管の内部に充填しておくことも可能で
ある（このような態様においては毛細管１１４の
構造が望ましい）。しかしながら、キツト１０の
表面対容量の比は大きいので、緩衝剤は繊維上に
または毛細管１４の内壁に両性多価電解質の形で
（タンパクでもよい）コーテイングすることも可
能である。とくに、この種の材料は試薬コーテイ
ング１３０（第２図）として毛細管の内壁にコー
テイングする。毛細管１４の内壁は繊維１２の自
由面よりも大きいので、試薬を活性領域のほかに
導入する必要があり、しかもそれがかなりの量で
ある場合は毛細管の内壁が適している。その他の
試薬たとえば抗凝固剤も繊維または毛細管にコー
テイングすることができる。
繊維の直径もその全長で一定である必要はない
が各キツト間では一定にする必要がある。そうで
ないと総サンプル量は各試験ごとに一定になつて
も試薬の量が変化してしまう。この精度の要求は
標識抗原を毛細管の内壁上に試薬コーテイング１
３０（第２図）としてコーテイングすれば回避さ
れる。これは繊維の直径の一定性と同時に手細管
の直径の一定性に対する要求も低減させる。毛細
管の内径の増加は試薬量を増加させるのみでなく
サンプル量を増大させるからである。一方、繊維
の場合は結合部位数を増加させるが、これは反射
回数の減少によつて補償される（照射は繊維の直
径の低下に相当する）。
が各キツト間では一定にする必要がある。そうで
ないと総サンプル量は各試験ごとに一定になつて
も試薬の量が変化してしまう。この精度の要求は
標識抗原を毛細管の内壁上に試薬コーテイング１
３０（第２図）としてコーテイングすれば回避さ
れる。これは繊維の直径の一定性と同時に手細管
の直径の一定性に対する要求も低減させる。毛細
管の内径の増加は試薬量を増加させるのみでなく
サンプル量を増大させるからである。一方、繊維
の場合は結合部位数を増加させるが、これは反射
回数の減少によつて補償される（照射は繊維の直
径の低下に相当する）。
繊維１２および毛細管１４が正円筒状シリンダ
ー以外の形状でよいことももちろんである。たと
えばその間に毛細管性の間隔を設けて一対の平行
板を置くだけでもよい。
ー以外の形状でよいことももちろんである。たと
えばその間に毛細管性の間隔を設けて一対の平行
板を置くだけでもよい。
装置の使用に際し繊維１２を毛細管１４から取
り出す必要はないように記述したが、キツト１０
をこのように分解し、以下適当な別のプロトコー
ルにしたがつて、たとえば洗浄または稀釈工程、
サンプルに接触させたのち試薬に接触させる等の
操作をすることもできる。たとえば活性化領域３
０の非可動性抗体に対して多価抗原を結合させた
のち、サンドウイツチ法を実施するため、繊維１
２を一般には洗浄または希釈後に標識抗原と接触
させる場合もあり得る。液体の必要な変更を吸引
によつて行うことも可能であり、また繊維１２を
他の液体を内臓した毛細管間で処理することも便
利な場合があろう。
り出す必要はないように記述したが、キツト１０
をこのように分解し、以下適当な別のプロトコー
ルにしたがつて、たとえば洗浄または稀釈工程、
サンプルに接触させたのち試薬に接触させる等の
操作をすることもできる。たとえば活性化領域３
０の非可動性抗体に対して多価抗原を結合させた
のち、サンドウイツチ法を実施するため、繊維１
２を一般には洗浄または希釈後に標識抗原と接触
させる場合もあり得る。液体の必要な変更を吸引
によつて行うことも可能であり、また繊維１２を
他の液体を内臓した毛細管間で処理することも便
利な場合があろう。
これらのまたその他の上記装置および方法にお
ける変更等、本発明の精神から逸脱することない
変更は本発明の範囲内に包含されるものである。
以上の詳細な説明および添付された図面は単に本
発明を例示するものであつて、本発明を限定する
ものではない。
ける変更等、本発明の精神から逸脱することない
変更は本発明の範囲内に包含されるものである。
以上の詳細な説明および添付された図面は単に本
発明を例示するものであつて、本発明を限定する
ものではない。
第１図は本発明の装置の好ましい態様を示す使
い捨て免疫定量用キツトの縦断面図であり、第２
図は第１図と同様に、本発明の免疫定量用キツト
の別の態様を示す図であり、第３図は本発明を実
施するにあたつての代表的免疫化学的反応を第１
図（または第２図）のキツトの一部の様式化によ
つて示した図であり、第４図は本発明の免疫定量
方法に使用する螢光計の一例を模式的に示した図
面である。
い捨て免疫定量用キツトの縦断面図であり、第２
図は第１図と同様に、本発明の免疫定量用キツト
の別の態様を示す図であり、第３図は本発明を実
施するにあたつての代表的免疫化学的反応を第１
図（または第２図）のキツトの一部の様式化によ
つて示した図であり、第４図は本発明の免疫定量
方法に使用する螢光計の一例を模式的に示した図
面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 励起放射によつて励起されたとき蛍光放射を
放出する蛍光標識を組み込んだ抗原−抗体コンプ
レツクスを用いる免疫定量を行うための装置にお
いて、 (イ) 上記励起放射および蛍光放射の両方を伝達す
る光学繊維、 (ロ) 上記繊維の少なくとも一部分に施された被覆
であつて、 上記抗原−抗体コンプレツクスの形成のため
の活性には実質的に影響を与えることなく、上
記抗原−抗体コンプレツクスの選ばれた反応部
が付着できる複数個の部位を有する被覆、およ
び (ハ) 上記繊維の上記部分に接する毛管性領域の容
量を調節するための手段であつて、 毛管性領域を作る間隔をおいた位置関係で光
学繊維を取り囲むように寸法を定めた、細長い
封入体と、繊維を封入体内に上述の関係で配置
させるための手段とからなる手段、 からなる装置。 ２ 被覆は繊維のあらかじめ定められた長さだけ
に施される特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 抗原−抗体コンプレツクスの選ばれた反応部
複数個が被覆に付着した特許請求の範囲第１項記
載の装置。 ４ 選ばれた反応部は複数個の部位の実質的すべ
てに付着した特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 選ばれた反応部と免疫学的に不活性な材料の
複数個の粒子があらかじめ定められた比率で複数
個の部位の実質的すべてに付着した特許請求の範
囲第３項記載の装置。 ６ 反応部に対して相補性の標識複数個が反応部
と結合している特許請求の範囲第５項記載の装
置。 ７ 毛管性領域の容量はあらかじめ定められてい
る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８ 細長い封入体は毛細管である特許請求の範囲
第７項に記載の装置。 ９ 毛細管内部の少なくとも一部分は試薬被覆を
施されている特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 繊維を配置させるための手段は、毛細管の
第一端に装着した実質的に中央に孔部を有するス
トツパーであり、繊維は上記孔部内に配置する特
許請求の範囲第８項記載の装置。 １１ ストツパーには繊維の未端の位置を決定す
るための位置決定手段を設けた特許請求の範囲第
１０項記載の装置。 １２ 毛細管の他端はその第一端よりも内径が小
さくなるようにした特許請求の範囲第１０項記載
の装置。 １３ 該励起放射はエネルギーを高める励起放射
であり、 該蛍光標識は該抗原−抗体コンプレツクスの構
成要素に組み込まれており、 該光学繊維のあらかじめ定められた長さにあら
かじめ定められた表面濃度で所望の抗原−抗体コ
ンプレツクスの選ばれた反応部は非可動化されて
おり、 該封入体は上記繊維が一定の間隔をおいてちよ
うど入るように寸法を定めた毛細管であり、およ
び 繊維を封入体内に上記の関係で配置させるため
の手段は上記毛細管の第一端に挿入されたストツ
パーであつて、その実質的に中央部に設けた孔部
を通し上記毛細管内に実質的に同軸的に上記繊維
を支持し、上記繊維の末端の位置を決定するため
の位置決定手段を有するストツパーである特許請
求の範囲第１項記載の装置。 １４ 抗原−抗体コンプレツクスの構成要素とし
て組み込まれた蛍光標識の蛍光を励起できる励起
放射を伝達する光学的要素を用い、この光学的要
素は蛍光も伝達でき、またこの光学的要素はその
表面のあらかじめ定められた面積に上記抗原−抗
体コンプレツクスの選ばれた反応部を付着させた
免疫定量方法において、上記光学的要素を定量す
べき液体サンプル中に浸漬してサンプルの免疫学
的に反応性を有する部分を上記選ばれた反応部と
反応させてコンプレツクスを形成させ、光学的要
素の液体サンプルへの浸漬は上記のあらかじめ定
められた面積が液体サンプルの既知の厚さの層で
完全に覆われるように調整し、上記液体サンプル
層内の光学的要素を上記面積と厚さによつて決定
されるサンプル全量から上記免疫学的反応性を有
する部分を捕捉するための拡散過程に必要な時間
以上インキユベートし、上記光学的要素に短時間
の電磁波による励起放射を行つて光学的要素に付
着した上記コンプレツクス中の標識の蛍光を励起
させ、この蛍光を測定する定量方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US410340 | 1982-08-23 | ||
| US06/410,340 US4447546A (en) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | Fluorescent immunoassay employing optical fiber in capillary tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981560A JPS5981560A (ja) | 1984-05-11 |
| JPH0521185B2 true JPH0521185B2 (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=23624290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154001A Granted JPS5981560A (ja) | 1982-08-23 | 1983-08-23 | 免疫定量方法およびその装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4447546A (ja) |
| EP (1) | EP0103426B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5981560A (ja) |
| DE (1) | DE3380744D1 (ja) |
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