JPH054021B2 - - Google Patents
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- JPH054021B2 JPH054021B2 JP60257545A JP25754585A JPH054021B2 JP H054021 B2 JPH054021 B2 JP H054021B2 JP 60257545 A JP60257545 A JP 60257545A JP 25754585 A JP25754585 A JP 25754585A JP H054021 B2 JPH054021 B2 JP H054021B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は抗原−抗体反応に基く免疫反応を、
抗体または抗原を固定した磁性体からなる微粒子
の磁界による変位に基く散乱光を利用して検出す
る磁界を用いた免疫反応の検出法に関する。
抗体または抗原を固定した磁性体からなる微粒子
の磁界による変位に基く散乱光を利用して検出す
る磁界を用いた免疫反応の検出法に関する。
免疫物質、ホルモン、医薬品、免疫調節等生体
内微量成分の検出法として免疫反応の特異的選択
反応を利用した免疫分析法がある。この免疫分析
法には大別して酵素や放射性アイソトープを標識
物質として用いる標識免疫分析法と、抗原・抗体
複合対を直接測定する非標識免疫分析法との２つ
の方法があり、前者の標識免疫分析法としては、
ラジオイムノアツセイ（RIA）、エンザイムイム
ノアツセイ（EIA）、フルオロイムノアツセイ
（FIA）等がよく知られている。また、後者の非
標識免疫分析法としては、免疫電気泳動法、免疫
拡散法、沈降法等があり、例えば「臨床検査法提
要」（金井泉原著、金井正光編著、金原出版）や、
「臨床検査」Vol、22、No.５（1978）、第471〜487
頁に詳しく説明されている。
内微量成分の検出法として免疫反応の特異的選択
反応を利用した免疫分析法がある。この免疫分析
法には大別して酵素や放射性アイソトープを標識
物質として用いる標識免疫分析法と、抗原・抗体
複合対を直接測定する非標識免疫分析法との２つ
の方法があり、前者の標識免疫分析法としては、
ラジオイムノアツセイ（RIA）、エンザイムイム
ノアツセイ（EIA）、フルオロイムノアツセイ
（FIA）等がよく知られている。また、後者の非
標識免疫分析法としては、免疫電気泳動法、免疫
拡散法、沈降法等があり、例えば「臨床検査法提
要」（金井泉原著、金井正光編著、金原出版）や、
「臨床検査」Vol、22、No.５（1978）、第471〜487
頁に詳しく説明されている。
更に、非標識免疫分析法の１つに、「Immuno
−chemistry」、Vol.12、No.４（1975）、第349〜
351頁には、抗体または抗原を表面に固定させた
微粒子を被測定液中の抗原または抗体と反応さ
せ、凝集粒子の大きさに比例して減少するブラウ
ン運動の指標となる平均拡散定数を、レーザ光の
拡散光のスペクトル幅の変化から求めることによ
り抗原または抗体を定量分析する方法が開示され
ている。
−chemistry」、Vol.12、No.４（1975）、第349〜
351頁には、抗体または抗原を表面に固定させた
微粒子を被測定液中の抗原または抗体と反応さ
せ、凝集粒子の大きさに比例して減少するブラウ
ン運動の指標となる平均拡散定数を、レーザ光の
拡散光のスペクトル幅の変化から求めることによ
り抗原または抗体を定量分析する方法が開示され
ている。
しかしながら、上述した標識免疫分析法にあつ
ては、高感度であるが、測定に長時間を要するう
えに標識試薬が高価であるため、検査コストが高
くなるという問題があり、また特にRIAにおいて
はアイソトープの取扱いや廃棄物処理等において
種々の制限があるという問題がある。
ては、高感度であるが、測定に長時間を要するう
えに標識試薬が高価であるため、検査コストが高
くなるという問題があり、また特にRIAにおいて
はアイソトープの取扱いや廃棄物処理等において
種々の制限があるという問題がある。
また、非標識免疫分析法として、抗体または抗
原を固定した微粒子を用いないものにあつては、
簡便ではあるが、感度、定量性、再現性の点で精
密測定としては不十分であると共に、測定時間が
長くなるという問題がある。
原を固定した微粒子を用いないものにあつては、
簡便ではあるが、感度、定量性、再現性の点で精
密測定としては不十分であると共に、測定時間が
長くなるという問題がある。
更に、上述した抗体または抗原を固定した微粒
子を用いるものにあつては、標識試薬を用いない
利点はあるが、微粒子のブラウン運動によるドツ
プラ効果によつて入射光のスペクトルが広がるの
を分光計を用いて検出しているため、装置が大形
で高価となる問題があると共に分光計を機械的に
駆動する際に誤差が生じ、感度および再現性が悪
くなるという問題がある。また、この方法では光
のスペクトル幅から平均拡散定数を求めているだ
けであり、情報量が少ないという問題もある。
子を用いるものにあつては、標識試薬を用いない
利点はあるが、微粒子のブラウン運動によるドツ
プラ効果によつて入射光のスペクトルが広がるの
を分光計を用いて検出しているため、装置が大形
で高価となる問題があると共に分光計を機械的に
駆動する際に誤差が生じ、感度および再現性が悪
くなるという問題がある。また、この方法では光
のスペクトル幅から平均拡散定数を求めているだ
けであり、情報量が少ないという問題もある。
この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、高価な標識試薬や高価でかつ
大形な分光計を用いずに、高い精度および再現性
を以つて順次の試料の測定を能率良く行なうこと
ができ、しかも測定時間の短縮、抗原−抗体反応
測定の自動化が可能であると共に抗原−抗体反応
について多くの有用な情報を得ることができる磁
界を用いた免疫反応の検出法を提供することを目
的とする。
てなされたもので、高価な標識試薬や高価でかつ
大形な分光計を用いずに、高い精度および再現性
を以つて順次の試料の測定を能率良く行なうこと
ができ、しかも測定時間の短縮、抗原−抗体反応
測定の自動化が可能であると共に抗原−抗体反応
について多くの有用な情報を得ることができる磁
界を用いた免疫反応の検出法を提供することを目
的とする。
上記目的を達成するため、この発明では、抗体
または抗原を固定した磁性体から成る微粒子を反
応液中で磁界により変位させながら、該反応液に
偏光された輻射線を投射し、その微粒子の抗原−
抗体反応によつて生じる散乱光を偏光面を有する
検光子を介して検知して、その検知出力に基いて
抗原−抗体反応を検出する。
または抗原を固定した磁性体から成る微粒子を反
応液中で磁界により変位させながら、該反応液に
偏光された輻射線を投射し、その微粒子の抗原−
抗体反応によつて生じる散乱光を偏光面を有する
検光子を介して検知して、その検知出力に基いて
抗原−抗体反応を検出する。
第１図はこの発明の概念図である。光源１から
放射される光を偏光子２を経てセル３に投射す
る。セル３内には試料中の測定すべき抗原または
抗体と特異的に抗原−抗体反応を起こす抗体また
は抗原を表面に固相化した磁性体より成る例えば
球形の微粒子と試料との混合反応液４を収容す
る。偏光子２によつて、例えば直線偏光された光
は反応液４中の微粒子により散乱されるが、その
散乱光の偏光状態は微粒子の凝集状態に応じて変
化することになる。互いに凝集していない微粒子
は球形であるため、直線偏光された入射光の電磁
波の電場ベクトルの振動方向と同一方向に分極す
る。したがつて、微粒子による散乱光は入射光を
同じ面内の直接偏光されたものとなる。一方、抗
原−抗体反応が起こり、微粒子が互いに凝集する
と、粒子塊は球形とはならなくなるから光学的に
異方性を呈することになり、散乱光は入射光とは
異なる偏光成分をもつものとなる。
放射される光を偏光子２を経てセル３に投射す
る。セル３内には試料中の測定すべき抗原または
抗体と特異的に抗原−抗体反応を起こす抗体また
は抗原を表面に固相化した磁性体より成る例えば
球形の微粒子と試料との混合反応液４を収容す
る。偏光子２によつて、例えば直線偏光された光
は反応液４中の微粒子により散乱されるが、その
散乱光の偏光状態は微粒子の凝集状態に応じて変
化することになる。互いに凝集していない微粒子
は球形であるため、直線偏光された入射光の電磁
波の電場ベクトルの振動方向と同一方向に分極す
る。したがつて、微粒子による散乱光は入射光を
同じ面内の直接偏光されたものとなる。一方、抗
原−抗体反応が起こり、微粒子が互いに凝集する
と、粒子塊は球形とはならなくなるから光学的に
異方性を呈することになり、散乱光は入射光とは
異なる偏光成分をもつものとなる。
この発明では、更にセル３内に収容された微粒
子を外部磁界発生装置５による磁界によつて変位
させる。ここで、磁界による微粒子の変位を、例
えば入射光の方向を軸とするそれと直交する平面
内での周期的な回転運動とすると、未反応の凝集
していない微粒子は球形であるため回転運動をし
てもその散乱光の偏光方向は入射光の偏光方向と
変わらないが、互いに凝集した粒子塊の散乱光の
偏光方向は粒子塊の回転に伴つて回転することに
なる。
子を外部磁界発生装置５による磁界によつて変位
させる。ここで、磁界による微粒子の変位を、例
えば入射光の方向を軸とするそれと直交する平面
内での周期的な回転運動とすると、未反応の凝集
していない微粒子は球形であるため回転運動をし
てもその散乱光の偏光方向は入射光の偏光方向と
変わらないが、互いに凝集した粒子塊の散乱光の
偏光方向は粒子塊の回転に伴つて回転することに
なる。
したがつて、散乱光を検光子６を経て光検出器
７に入射させると、その出力は反応液４中の微粒
子の凝集状態すなわち抗原−抗体反応の状態に応
じて変化することになる。すなわち、検光子６の
偏光面を偏光子２の偏光面と同一方向とすると、
凝集しない微粒子の散乱光が凝集した粒子塊の散
乱光に重畳されて光検出器７に入射し、検光子６
の偏光面を偏光子２のそれと直交させると、凝集
した粒子塊の散乱光のみが光検出器７に入射する
ことになる。また、いずれの場合においても、光
検出器７に入射する粒子塊の散乱光は、その回転
の２倍の周波数でピークとなる。したがつて、光
検出器７の出力の変化を検出することにより免疫
反応を測定することができる。
７に入射させると、その出力は反応液４中の微粒
子の凝集状態すなわち抗原−抗体反応の状態に応
じて変化することになる。すなわち、検光子６の
偏光面を偏光子２の偏光面と同一方向とすると、
凝集しない微粒子の散乱光が凝集した粒子塊の散
乱光に重畳されて光検出器７に入射し、検光子６
の偏光面を偏光子２のそれと直交させると、凝集
した粒子塊の散乱光のみが光検出器７に入射する
ことになる。また、いずれの場合においても、光
検出器７に入射する粒子塊の散乱光は、その回転
の２倍の周波数でピークとなる。したがつて、光
検出器７の出力の変化を検出することにより免疫
反応を測定することができる。
第２図はこの発明による免疫反応検出装置の一
実施例の構成を示し、前方散乱光を検出するよう
にしたものである。この実施例では、コヒーレン
ト光を放出する光源として波長632.8nｍのHe−
Neガスレーザ１１を用いる。コヒーレント光を
放射する光源としては、このようなガスレーザの
他に半導体レーザのような固体レーザを用いるこ
ともできる。光源１１から放射されるレーザ光束
１２は半透鏡１３により光束１４と光束１５とに
分離する。一方の光束１４は集光レンズ１６によ
り集光した後、例えばグラントムソンプリズムよ
り成る偏光子１７に通して直線偏光された光とし
て、透明なセル１８に投射する。また、他方の光
束１５はシリコンフオトダイオードより成る光検
出器１９に入射させ、光源１１の出力光強度の変
動を表わすモニタ信号に変換する。
実施例の構成を示し、前方散乱光を検出するよう
にしたものである。この実施例では、コヒーレン
ト光を放出する光源として波長632.8nｍのHe−
Neガスレーザ１１を用いる。コヒーレント光を
放射する光源としては、このようなガスレーザの
他に半導体レーザのような固体レーザを用いるこ
ともできる。光源１１から放射されるレーザ光束
１２は半透鏡１３により光束１４と光束１５とに
分離する。一方の光束１４は集光レンズ１６によ
り集光した後、例えばグラントムソンプリズムよ
り成る偏光子１７に通して直線偏光された光とし
て、透明なセル１８に投射する。また、他方の光
束１５はシリコンフオトダイオードより成る光検
出器１９に入射させ、光源１１の出力光強度の変
動を表わすモニタ信号に変換する。
セル１８の中には、先ず表面に抗体または抗原
を結合した磁性体より成る球形の微粒子、例えば
表面に免疫グロブリンＧ（IgG）を固定した粒径
0.1μｍ〜0.05μｍのNi、Coあるいはそれらの合金
より成る強磁性体で自発磁化のないものを分散さ
せた緩衝液を加えておき、その後抗原または抗体
を含む被検液を加えて抗原−抗体反応液２０を収
容する。また、このセル１８の近傍には、外部磁
界発生装置２１を配置し、これにより微粒子を入
射光の方向を軸としてそれと直交する平面内で周
期的に回転させるような磁界を発生させる。
を結合した磁性体より成る球形の微粒子、例えば
表面に免疫グロブリンＧ（IgG）を固定した粒径
0.1μｍ〜0.05μｍのNi、Coあるいはそれらの合金
より成る強磁性体で自発磁化のないものを分散さ
せた緩衝液を加えておき、その後抗原または抗体
を含む被検液を加えて抗原−抗体反応液２０を収
容する。また、このセル１８の近傍には、外部磁
界発生装置２１を配置し、これにより微粒子を入
射光の方向を軸としてそれと直交する平面内で周
期的に回転させるような磁界を発生させる。
セル１８中の微粒子によつて散乱された散乱光
を、一対のピンホールを有するコリメータ２２に
入射させ、前記偏光子１７の偏光面とは異なる本
実施例では直交する偏光面を有する検光子２３を
経て光電子増倍管より成る光検出器２４に入射さ
せる。この出力信号は低雑音増幅器２５および低
域通過フイルタ２６を経てデータ処理装置２７に
供給する。また、このデータ処理装置２７には、
光検出器１９の出力モニタ信号も低雑音増幅器２
８を経て供給する。データ処理装置２７にはＡ／
Ｄ変換部２９、高速フーリエ変換部３０および演
算処理部３１を設け、後述するような信号処理を
行つて、抗原−抗体反応の測定結果を出力し、こ
れを表示装置３２に供給して表示させる。
を、一対のピンホールを有するコリメータ２２に
入射させ、前記偏光子１７の偏光面とは異なる本
実施例では直交する偏光面を有する検光子２３を
経て光電子増倍管より成る光検出器２４に入射さ
せる。この出力信号は低雑音増幅器２５および低
域通過フイルタ２６を経てデータ処理装置２７に
供給する。また、このデータ処理装置２７には、
光検出器１９の出力モニタ信号も低雑音増幅器２
８を経て供給する。データ処理装置２７にはＡ／
Ｄ変換部２９、高速フーリエ変換部３０および演
算処理部３１を設け、後述するような信号処理を
行つて、抗原−抗体反応の測定結果を出力し、こ
れを表示装置３２に供給して表示させる。
第３図は第２図に示す外部磁界発生装置２１の
一例の構成を示すものである。本例では、セル１
８の入射光方向と直交し、かつ互いに直交する方
向にコイル３５，３６を配置し、これらコイル３
５，３６に発振器３７により周波数f0≒10Hzで位
相が90゜異なる正弦波状あるいはパルス状の交番
電流を供給して、微粒子に入射光方向と直交する
平面内で、互いに直交する方向に90゜の位相差を
もつて、すなわち磁界の方向が前記平面内で回転
するように交番磁界を作用させる。
一例の構成を示すものである。本例では、セル１
８の入射光方向と直交し、かつ互いに直交する方
向にコイル３５，３６を配置し、これらコイル３
５，３６に発振器３７により周波数f0≒10Hzで位
相が90゜異なる正弦波状あるいはパルス状の交番
電流を供給して、微粒子に入射光方向と直交する
平面内で、互いに直交する方向に90゜の位相差を
もつて、すなわち磁界の方向が前記平面内で回転
するように交番磁界を作用させる。
このように微粒子に入射光方向と直交する平面
内で互いに直交する方向において90゜の位相差を
もつて交番磁界を作用させると、微粒子は磁性体
から成るので磁界が作用したときの誘導磁化との
相互作用により、入射光方向と直交する平面内
で、交番磁界の周波数と同じ周波数で回転する。
内で互いに直交する方向において90゜の位相差を
もつて交番磁界を作用させると、微粒子は磁性体
から成るので磁界が作用したときの誘導磁化との
相互作用により、入射光方向と直交する平面内
で、交番磁界の周波数と同じ周波数で回転する。
第４図は第２図に示したコリメータ２２の詳細
な構成を示す図である。本例のコリメータ２２は
空洞構造で、空洞２２ａは外光の影響を除くため
に暗箱構造となつており、その内面は反射防止構
造となつている。空洞２２ａの前後にはピンホー
ル２２ｂおよび２２ｃを形成する。このコリメー
タ２２は、光検出器２４の視野を限定することに
より迷光を少なくするためのもので、本例では直
径0.3mmのピンホール２２ｂ，２２ｃを30cm離し
て形成したものを用いる。
な構成を示す図である。本例のコリメータ２２は
空洞構造で、空洞２２ａは外光の影響を除くため
に暗箱構造となつており、その内面は反射防止構
造となつている。空洞２２ａの前後にはピンホー
ル２２ｂおよび２２ｃを形成する。このコリメー
タ２２は、光検出器２４の視野を限定することに
より迷光を少なくするためのもので、本例では直
径0.3mmのピンホール２２ｂ，２２ｃを30cm離し
て形成したものを用いる。
この発明の一実施例では、前方散乱光の強度ゆ
らぎのパワースペクトル密度を検出するが、この
パワースペクトル密度は、ブラウン運動によるラ
ンダムな成分と、回転磁界による周期的な成分
と、散乱体積への微粒子の出入りによつて生じる
粒子数のゆらぎによる成分とから成つている。
らぎのパワースペクトル密度を検出するが、この
パワースペクトル密度は、ブラウン運動によるラ
ンダムな成分と、回転磁界による周期的な成分
と、散乱体積への微粒子の出入りによつて生じる
粒子数のゆらぎによる成分とから成つている。
第２図において、セル１８中で反応液２０が抗
原−抗体反応を起さず、粒子が凝集しない場合に
は、球状の粒子の持つ光学的等方性は失われない
ため、その回転運動中の散乱光は入射光と同じ直
線偏光をもつ。したがつて散乱光は検光子２３を
透過せず、光検出器２４の出力は理論上零とな
る。これに対し抗原−抗体反応が起こり、粒子が
凝集すると粒子塊は球状とはならず、光学的異方
性を呈することになり、したがつて散乱光は入射
光と直交する偏光成分を持つようになるのでその
一部は検光子２３を透過するようになり、光検出
器２３の出力は零ではなくなる。しかも、この粒
子塊の散乱光は、磁界による粒子塊の回転運動に
伴つてその偏光方向が回転するので光検出器２４
で受光される散乱光はその回転の２倍の周波数で
変動する成分をもつようになる。ここで血清試料
等被検液中に存在する高分子その他の不純物の散
乱光は、偏光成分の直交する成分に寄与するがそ
れらは外部から印加される磁界によつては位置お
よび方向を変えないので抗原−抗体反応による散
乱から区別すことができる。したがつて、抗原−
抗体反応をＳ／Ｎ比良く、高感度で検出すること
ができる。
原−抗体反応を起さず、粒子が凝集しない場合に
は、球状の粒子の持つ光学的等方性は失われない
ため、その回転運動中の散乱光は入射光と同じ直
線偏光をもつ。したがつて散乱光は検光子２３を
透過せず、光検出器２４の出力は理論上零とな
る。これに対し抗原−抗体反応が起こり、粒子が
凝集すると粒子塊は球状とはならず、光学的異方
性を呈することになり、したがつて散乱光は入射
光と直交する偏光成分を持つようになるのでその
一部は検光子２３を透過するようになり、光検出
器２３の出力は零ではなくなる。しかも、この粒
子塊の散乱光は、磁界による粒子塊の回転運動に
伴つてその偏光方向が回転するので光検出器２４
で受光される散乱光はその回転の２倍の周波数で
変動する成分をもつようになる。ここで血清試料
等被検液中に存在する高分子その他の不純物の散
乱光は、偏光成分の直交する成分に寄与するがそ
れらは外部から印加される磁界によつては位置お
よび方向を変えないので抗原−抗体反応による散
乱から区別すことができる。したがつて、抗原−
抗体反応をＳ／Ｎ比良く、高感度で検出すること
ができる。
この実施例では、この強度ゆらぎのパワースペ
クトル密度からその変動成分を検知し、免疫反応
を検出する。以下、データ処理装置２７におい
て、光検出器２４の出力信号を光検出器１９から
のモニタ信号と共に処理して散乱光の強度ゆらぎ
のパワースペクトル密度を求める過程を説明す
る。ここで定常確率過程ｘ(t)のパワースペクトル
密度Ｓ(f)は、次のように表わすことができる。
クトル密度からその変動成分を検知し、免疫反応
を検出する。以下、データ処理装置２７におい
て、光検出器２４の出力信号を光検出器１９から
のモニタ信号と共に処理して散乱光の強度ゆらぎ
のパワースペクトル密度を求める過程を説明す
る。ここで定常確率過程ｘ(t)のパワースペクトル
密度Ｓ(f)は、次のように表わすことができる。
Ｓ(f)＝lim T→∞１／2T＜｜∫T -Tｘ(t)e-2〓iftdt｜2＞
この式をもとに高速フーリエ変換を用いてパワ
ースペクトル密度の計算を行なう。すなわち、光
検出器２４からの出力信号を低雑音増幅器２５に
より、データ処理装置２７におけるＡ／Ｄ変換の
量子化レベルを信号の値域ができるだけ広くおお
うように増幅し、この量子化したデータをマイク
ロプロセツサによつて演算処理してパワースペク
トル密度を求め、このパワースペクトル密度にも
とづいて免疫反応を検出してその結果を表示装置
３２に表示する。ここで、凝集粒子が周波数f0で
回転するとその光学的異方性は周波数2f0で変化
するので、パワースペクトル密度は、粒子の凝集
に応じて変化する。したがつて、このパワースペ
クトル密度の周波数2f0成分の強度あるいは2f0近
傍のパワースペクトル密度の形状から、抗原−抗
体反応が起こつたか否かを検出して抗原の有無を
同定したり、抗原濃度を定量することができる。
ースペクトル密度の計算を行なう。すなわち、光
検出器２４からの出力信号を低雑音増幅器２５に
より、データ処理装置２７におけるＡ／Ｄ変換の
量子化レベルを信号の値域ができるだけ広くおお
うように増幅し、この量子化したデータをマイク
ロプロセツサによつて演算処理してパワースペク
トル密度を求め、このパワースペクトル密度にも
とづいて免疫反応を検出してその結果を表示装置
３２に表示する。ここで、凝集粒子が周波数f0で
回転するとその光学的異方性は周波数2f0で変化
するので、パワースペクトル密度は、粒子の凝集
に応じて変化する。したがつて、このパワースペ
クトル密度の周波数2f0成分の強度あるいは2f0近
傍のパワースペクトル密度の形状から、抗原−抗
体反応が起こつたか否かを検出して抗原の有無を
同定したり、抗原濃度を定量することができる。
この実施例によれば、酵素やラジオアイソトー
プのような高価で、取り扱いの面倒な標識試薬を
用いる必要がないので、安価且つ容易に実施する
ことができる。また、免疫電気泳動法、免疫拡散
法、沈降法などの非標識免疫分析法に比べ精度が
高く、再現性が高いので信頼性の高い測定結果を
高精度で得ることができる。更に、平均拡散定数
を散乱光のスペクトル幅の変化から求めることに
より抗原または抗体を定量する方法に比べ、分光
計が不要であるので装置は小形かつ安価となると
共に精度および信頼性の高い測定結果が得られ
る。また、光ゆらぎのパワースペクトル密度に基
づいて測定を行うので、抗原−抗体反応について
の多くの有用な情報を得ることができる。
プのような高価で、取り扱いの面倒な標識試薬を
用いる必要がないので、安価且つ容易に実施する
ことができる。また、免疫電気泳動法、免疫拡散
法、沈降法などの非標識免疫分析法に比べ精度が
高く、再現性が高いので信頼性の高い測定結果を
高精度で得ることができる。更に、平均拡散定数
を散乱光のスペクトル幅の変化から求めることに
より抗原または抗体を定量する方法に比べ、分光
計が不要であるので装置は小形かつ安価となると
共に精度および信頼性の高い測定結果が得られ
る。また、光ゆらぎのパワースペクトル密度に基
づいて測定を行うので、抗原−抗体反応について
の多くの有用な情報を得ることができる。
第５図はこの発明による免疫反応検出装置の他
の実施例の要部を示すものである。この実施例で
は、光検出器２４の出力信号を同期検出装置４１
において発振器３７からの周波数f0をもつた参照
信号により周波数2f0をもつた成分を同期検波し、
その出力を表示装置３２に表示させるようにした
点が第２図と異なるものである。
の実施例の要部を示すものである。この実施例で
は、光検出器２４の出力信号を同期検出装置４１
において発振器３７からの周波数f0をもつた参照
信号により周波数2f0をもつた成分を同期検波し、
その出力を表示装置３２に表示させるようにした
点が第２図と異なるものである。
このようにすれば、同期検出装置４１の出力
は、粒子の凝集状態すなわち抗原濃度にのみ依存
することになる。したがつて、抗原濃度既知の試
料について予め検量線をもとめておけば、未知試
料にける同期検出装置４１の出力からその抗原濃
度を高精度で求めることができる。
は、粒子の凝集状態すなわち抗原濃度にのみ依存
することになる。したがつて、抗原濃度既知の試
料について予め検量線をもとめておけば、未知試
料にける同期検出装置４１の出力からその抗原濃
度を高精度で求めることができる。
この実施例によれば、信号処理が簡単となり、
短時間での測定が可能であると共に、高いＳ／Ｎ
比で高精度の検出を行うことができる。
短時間での測定が可能であると共に、高いＳ／Ｎ
比で高精度の検出を行うことができる。
なお、この発明は上述した実施例にのみ限定さ
れるものではなく、幾多の変更または変形が可能
でる。例えば、上述した説明は免疫グロブリンＧ
（IgG）について例示したが、免疫グロブリンＡ
（IgA）、IgN、IgD、IgE、オーストラリア抗原、
梅毒抗原、インシユリンなど抗原−抗体反応によ
つて凝集を生ずるすべての物質の測定に適用する
ことができる。また、上述した実施例では、微粒
子の表面に抗体を固定して、被検体中の抗原を検
出するようにしたが、微粒子の表面に抗原を固定
し、被検体中の抗体を検出することもできる。ま
た上述した実施例では抗原−抗体反応液をセルに
収容して測定を行うバツチ方式としたが、抗原−
抗体反応液を連続的に流しながら測定を行うフロ
ー方式とすることが勿論可能である。さらに上述
した実施例では光源としてコヒーレントな光を放
射するレーザ光源を用いたが、インコヒーレント
な光を放射する光源を用いることもできる。
れるものではなく、幾多の変更または変形が可能
でる。例えば、上述した説明は免疫グロブリンＧ
（IgG）について例示したが、免疫グロブリンＡ
（IgA）、IgN、IgD、IgE、オーストラリア抗原、
梅毒抗原、インシユリンなど抗原−抗体反応によ
つて凝集を生ずるすべての物質の測定に適用する
ことができる。また、上述した実施例では、微粒
子の表面に抗体を固定して、被検体中の抗原を検
出するようにしたが、微粒子の表面に抗原を固定
し、被検体中の抗体を検出することもできる。ま
た上述した実施例では抗原−抗体反応液をセルに
収容して測定を行うバツチ方式としたが、抗原−
抗体反応液を連続的に流しながら測定を行うフロ
ー方式とすることが勿論可能である。さらに上述
した実施例では光源としてコヒーレントな光を放
射するレーザ光源を用いたが、インコヒーレント
な光を放射する光源を用いることもできる。
また、磁性体より成る微粒子は球形に限らず、
入射光の波長の数十分の一の大きさを持つ超微粒
子を用いれば、球形でなくともよい。
入射光の波長の数十分の一の大きさを持つ超微粒
子を用いれば、球形でなくともよい。
また、上述した実施例では検光子２３の偏光面
を偏光子１７のそれに対して直交させたので、光
検出器２４には凝集しない微粒子の散乱光は入射
しない。したがつて、光検出器２４の出力強度、
あるいはその平均値から免疫反応を高精度で検出
することもできる。更に、検光子２３の偏光面は
偏光子１７の偏光面に対して任意に設定すること
ができる。
を偏光子１７のそれに対して直交させたので、光
検出器２４には凝集しない微粒子の散乱光は入射
しない。したがつて、光検出器２４の出力強度、
あるいはその平均値から免疫反応を高精度で検出
することもできる。更に、検光子２３の偏光面は
偏光子１７の偏光面に対して任意に設定すること
ができる。
更に、第３図においては、コイル３５，３６を
入射光方向と直交し、かつ互いに直交する方向に
おいてセル１８の一方の側にそれぞれ配置した
が、第６図Ａに示すようにコイル３５ａと３５ｂ
およびコイル３６ａと３６ｂとをそれぞれセル１
８を介して対向するように２対にして配置するこ
ともできる。また、上述した実施例では、微粒子
を入射光方向を軸としてそれと直交する平面内で
回転させるよるうにしたが、任意の方向に回転さ
せても同様にして免疫反応を検出することができ
ると共に、回転のみでなく一方のコイル３５また
は３６、あるいは第６図Ｂに示すように対向する
一対のコイル３５ａ，３５ｂにより交番磁界を加
えて微粒子を任意の方向で揺動させても同様にし
て免疫反応を検出することができる。また、この
ような微粒子の磁界による変位は、コイルに直流
電流を断続的に供給して行うこともできるし、ま
たコイルを用いる代わりに永久磁石を回転させて
行うこともできる。また、測定に先立つて外部磁
界発生装置２１により反応液２０に均一または不
均一な磁界を断続的に作用させることもでき、こ
れにより同一装置で断続的に微粒子を磁界の方向
に配向させて抗原−抗体反応を促進させることも
できる。このようにすれば、より短時間で免疫反
応を検出することができる。
入射光方向と直交し、かつ互いに直交する方向に
おいてセル１８の一方の側にそれぞれ配置した
が、第６図Ａに示すようにコイル３５ａと３５ｂ
およびコイル３６ａと３６ｂとをそれぞれセル１
８を介して対向するように２対にして配置するこ
ともできる。また、上述した実施例では、微粒子
を入射光方向を軸としてそれと直交する平面内で
回転させるよるうにしたが、任意の方向に回転さ
せても同様にして免疫反応を検出することができ
ると共に、回転のみでなく一方のコイル３５また
は３６、あるいは第６図Ｂに示すように対向する
一対のコイル３５ａ，３５ｂにより交番磁界を加
えて微粒子を任意の方向で揺動させても同様にし
て免疫反応を検出することができる。また、この
ような微粒子の磁界による変位は、コイルに直流
電流を断続的に供給して行うこともできるし、ま
たコイルを用いる代わりに永久磁石を回転させて
行うこともできる。また、測定に先立つて外部磁
界発生装置２１により反応液２０に均一または不
均一な磁界を断続的に作用させることもでき、こ
れにより同一装置で断続的に微粒子を磁界の方向
に配向させて抗原−抗体反応を促進させることも
できる。このようにすれば、より短時間で免疫反
応を検出することができる。
また、上述した実施例では前方散乱光を検出す
るようにしたが、側方散乱光を検出して抗原−抗
体反応を測定することもできる。
るようにしたが、側方散乱光を検出して抗原−抗
体反応を測定することもできる。
更にまた、上述した実施例では直線偏光した光
をセル１８に入射させるようにしたが、円偏光あ
るいは楕円偏光した光を入射させるようにしても
よい。このような場合には、粒子からの散乱光を
１／４波長板を経て検光子１７に導くことにより、
同様にして免疫反応を検出することができる。
をセル１８に入射させるようにしたが、円偏光あ
るいは楕円偏光した光を入射させるようにしても
よい。このような場合には、粒子からの散乱光を
１／４波長板を経て検光子１７に導くことにより、
同様にして免疫反応を検出することができる。
また、この発明は磁界によつて磁性体より成る
微粒子を変位させるものであるから、大気汚染検
査や水質検査等の環境衛生の分野において磁性粒
子の検出に適用することができる。
微粒子を変位させるものであるから、大気汚染検
査や水質検査等の環境衛生の分野において磁性粒
子の検出に適用することができる。
以上述べたように、この発明によれば偏光され
た光を用いると共に、磁性体より成る微粒子を用
いてそれを変動磁界によつて変位させるように
し、それに応じて変動する散乱光成分のみを検出
するようにしたので、被検液中に存在する高分子
等の不純物成分による散乱光の影響を除去するこ
とができる。したがつて、超微量の被検液で高感
度かつ高精度の測定ができると共に測定時間も短
時間にできる。
た光を用いると共に、磁性体より成る微粒子を用
いてそれを変動磁界によつて変位させるように
し、それに応じて変動する散乱光成分のみを検出
するようにしたので、被検液中に存在する高分子
等の不純物成分による散乱光の影響を除去するこ
とができる。したがつて、超微量の被検液で高感
度かつ高精度の測定ができると共に測定時間も短
時間にできる。
第１図はこの発明の概念図、第２図はこの発明
による免疫反応検出装置の一実施例の要部の構成
を示す線図、第３図は第２図に示す外部磁界発生
装置の一例の構成を示す図、第４図は同じくコリ
メータの詳細な構成を示す図、第５図はこの発明
による免疫反応検出装置の他の実施例の要部の構
成を示す図、第６図ＡおよびＢはそれぞれ外部磁
界発生装置の変形例を示す図である。 １……光源、２……偏光子、３……セル、４…
…反応液、５……外部磁界発生装置、６……検光
子、７……光検出器、１１……レーザ光源、１７
……偏光子、１８……セル、２０……反応液、２
１……外部磁界発生装置、２２……コリメータ、
２３……検光子、２４……光検出器、２５……低
雑音増幅器、２６……低域通過フイルタ、２７…
…データ処理装置、３２……表示装置、３５，３
６……コイル、３７……発振器、４１……同期検
出装置。
による免疫反応検出装置の一実施例の要部の構成
を示す線図、第３図は第２図に示す外部磁界発生
装置の一例の構成を示す図、第４図は同じくコリ
メータの詳細な構成を示す図、第５図はこの発明
による免疫反応検出装置の他の実施例の要部の構
成を示す図、第６図ＡおよびＢはそれぞれ外部磁
界発生装置の変形例を示す図である。 １……光源、２……偏光子、３……セル、４…
…反応液、５……外部磁界発生装置、６……検光
子、７……光検出器、１１……レーザ光源、１７
……偏光子、１８……セル、２０……反応液、２
１……外部磁界発生装置、２２……コリメータ、
２３……検光子、２４……光検出器、２５……低
雑音増幅器、２６……低域通過フイルタ、２７…
…データ処理装置、３２……表示装置、３５，３
６……コイル、３７……発振器、４１……同期検
出装置。
Claims (1)
- １ 抗体または抗原を固定した磁性体から成る微
粒子を反応液中で磁界により変位させながら、該
反応液に偏光された輻射線を投射し、その微粒子
の抗原−抗体反応によつて生じる散乱光を偏光面
を有する検光子を介して検知して、その検知出力
に基いて抗原−抗体反応を検出することを特徴と
する磁界を用いた免疫反応の検出法。
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|---|---|---|---|
| JP60257545A JPS62118255A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 磁界を用いた免疫反応の検出法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257545A JPS62118255A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 磁界を用いた免疫反応の検出法 |
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| JPH054021B2 true JPH054021B2 (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=17307770
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-
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-
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