JPH0617916B2 - 抗原抗体反応の測定法 - Google Patents

抗原抗体反応の測定法

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JPH0617916B2
JPH0617916B2 JP18794583A JP18794583A JPH0617916B2 JP H0617916 B2 JPH0617916 B2 JP H0617916B2 JP 18794583 A JP18794583 A JP 18794583A JP 18794583 A JP18794583 A JP 18794583A JP H0617916 B2 JPH0617916 B2 JP H0617916B2
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    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、抗原抗体反応の測定法に関する。
抗原抗体反応を利用した免疫測定法(イムノアセイ)
は、近時、急速な進展をみている。この免疫測定法は、
標識法と非標識法とに大別される。
標識法における標識としては、放射性同位元素をはじ
め、酵素、螢光物質、電子スピン共鳴物質、発光物質、
金属、バクテリオフアージ、電気化学活性物質等があ
り、標識抗原又は抗体の測定には、放射活性、吸光・螢
光・発光等の光学分析、電子スピン共鳴、ポーラログラ
フイー等が用いられている。
一方、非標識法においては、たとえば、抗原をあらかじ
め結合させた不溶性粒子(ラテツクスなど)を用いて凝
集反応に伴う濁度の変化を光学的にとらえる方法、不溶
性粒子を使用しない免疫比濁法、レーザーネフエロメト
リー法等が知られている。
これらの免疫測定法は、いずれも抗原と抗体が反応して
生じる結合物の量を直接又は間接的に測定する点におい
ては軌を一にする。
ところが、このような免疫測定法においては、ある濃度
以上に抗原が存在するいわゆる“抗原過剰域”の場合に
おける測定が問題となる。
すなわち、上記非標識法の一例の場合について説明す
る。
たとえば、不溶性担体粒子に担持させた抗体又は抗原
と、抗原又は抗体とを液体媒体中で反応させ、その反応
の進行に伴う反応混合物の透過率の減少(すなわち吸光
度の増加)からその抗原抗体反応の速度を測定し、さら
にその速度から被検体中の抗原又は抗体の濃度を測定す
る方法が知られている。そして、この方法によれば、抗
原又は抗体の濃度を高い精度で、迅速に定量しうる。
しかしながら、たとえば、抗体を感作した不溶性担体の
場合、抗原分子数が抗体分子数に比して過剰な領域で
は、過剰な抗原が本来ならば粒子の凝集に寄与しうる抗
体をブロツクしてしまい、みかけ上、抗原抗体反応の進
行が阻害される、いわゆる抗原過剰域として知られる現
象がみられ、このような場合には、一つの反応速度に対
応して複数の濃度が存在することになる。
臨床検査においては、上記の非標識法に限らず、上記抗
原過剰域を呈するような抗体の出現頻度は小さく、また
そういう場合には、他の臨床知見から注意書きが添えら
れるので、予め検体を希釈して検査に供するのが一般で
あった。
しかるに、自動機械の出現により、短時間に大量の検体
を処理するときには、出現頻度はきわめて小さいとはい
え、臨床的に重要なこの種の抗原過剰検体を発見する技
術が必要とされる。
たとえば、このような場合に正確な測定を行なうために
は、同一検体に対して希釈率を変えて2度以上の測定を
行なう2回希釈法等をいつも行なう必要がある。
そこで本発明者らは、自動化による多数検体の迅速処理
にさらに好適な測定法を見出すべく種々検討した結果、
本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、 抗原と抗体を反応させ、その反応結合物の産生量又は速
度を測定することにより、抗原又は抗体の濃度を決定す
る免疫測定法において、 抗原又は抗体の濃度が既知である試料を用いて得られる
反応結合物の産生量又は速度の測定値と濃度との対応曲
線において、一つの測定値に複数の濃度が対応する場合
に、この対応曲線から未知試料中の抗原又は抗体の濃度
を決定するにあたり、 (i)抗原又は抗体の濃度が既知である試料と、それに対
応する抗体又は抗原とを反応させて得られる反応結合物
の産生量又は速度の測定値Aを得、ついで前記対応す
る抗体又は抗原の量を1/n(nは1より大きい任意の数
字を示す)として同様に反応させて得られる反応結合物
の産生量又は速度の測定値Bを得、 (ii)この二つの測定値A及びBの加減乗除あるいは
その組合せにより算出され、抗原又は抗体の濃度に対し
増加又は減少の単調変化を呈する判別指標γを算出し、 (iii)(i)及び(ii)から、濃度と判別指標の関係を示す単
調変化曲線を得、これと上記対応曲線とから、濃度を一
義的に決定しうる濃度測定可能領域の判定基準を設定
し、 (iv)ついで、抗原又は抗体の濃度が未知の試料につい
て、上記(i)及び(ii)の方法により判別指標γ′を算出
し、(iii)で設定した判定基準と比較することによりそ
の抗原又は抗体の濃度が上記濃度測定可能領域に属する
か否かを判定し、 (v)属する場合には、上記対応曲線から未知試料中の抗
原又は抗体の濃度を決定し、 (vi)属しない場合には、上記単調変化曲線から未知試料
中の抗原又は抗体のおおよその濃度を決定する、 ことよりなることを特徴とする抗原又は抗体反応の測定
法にある。
以下、本発明を詳細に説明する。
まず本発明が適用される免疫測定法は、特に制限され
ず、上記の標識法、非標識法のいずれにも適用される。
たとえば、代表的な方法として、ラジオイムノアセイ
(RIA)、酵素イムノアセイ、(EIA)、螢光イムノアセ
イ、ラテツクス凝集反応、免疫比濁法等が挙げられる。
以下、本発明の実施の態様として、不溶性担体粒子に抗
体又は抗原を支持させ、この支持された抗体又は抗原
に、抗原又は抗体を液体媒体中で反応させて、この反応
混合物に反応開始後2以上の時点で光を照射し、一定時
間内におけるその反応混合物の透過率の減少を測定する
方法(ラテックス凝集反応を含む)において適用する場
合について説明する。
まず、この方法においては、平均粒径が1.6μ程度以
下、好ましくは0.1〜1.0μの不溶性担体粒子を用い、
これに抗体又は抗原を担持させ(感作し)、これに被検
体中の抗原又は抗体を反応させ、その反応混合物の透過
率を、通常0.3〜2.4μ、好ましくは0.6〜1.4μの範
囲の波長の光線で測定してその反応速度を求めることに
より、被検体中の抗原又は抗体の濃度を測定する。
不溶性担体粒子としては、測定を行なう時に用いられる
液体媒体に実質的に不溶性で前記平均粒径を有する有機
高分子、たとえばポリスチレン、スチレン−ブタジエン
共重合体のような乳化重合により得られるラテツクス、
あるいはアルミナ等の無機酸化物等が用いられる。
このような不溶性担体粒子(好ましくはラテツクス粒
子)に、測定しようとする被検体中の抗原又は抗体と反
応しうる抗体又は抗原を常法により担持させる(感作す
る。) 抗体又は抗原を感作した不溶性担体粒子の濃度が通常0.
01重量%以上、好ましくは0.1−1重量%程度の懸濁
液として用いられる。
この感作担体を液体媒体中において、抗原又は抗体と一
定条件下で反応させ、反応開始後の一定時間後の反応混
合物の単位時間当りの透過率の減少量を測定することに
より抗原抗体反応を定量的に測定しうる。この減少率の
測定は、反応混合物の構成成分である感作担体と被検液
中の抗原又は抗体との反応開始後抗原抗体反応の進行が
少なくとも安定した時点以後に行なうのが望ましい。
このためには、感作担体と被検液とを好ましくは攪拌下
に混合し、好ましくは混合後たとえば2〜3秒以後の時
点で、その透過率を測定するのが好適である。
このような抗原抗体反応の測定は、たとえば以下のよう
にして実施される。
まず、ある一定の平均粒径を有する不溶性担体粒子にあ
る一定の抗体又は抗原を感作して感作担体を調製する。
他方、実際に測定しようとする被検液(試料)中に含有
される抗原又は抗体と同一の抗原又は抗体を用いて、そ
れを種々の既知濃度で被検液の媒体と実質的に同一の液
体媒体中に含有する種々の濃度の標準被検液を調製す
る。
次に、上記感作担体と上記標準被検液とを用いて、両者
を混合させ、抗原抗体反応の進行状態が安定した段階
で、経時的に上記反応混合物の透過率を測定する。たと
えば、透過率が定常的に減少する段階において、前記各
種濃度の被検液について、その各反応混合物の透過率の
単位時間当りの減少率を測定する。
次に、この減少率を、たとえば、標準被検液中の抗原又
は抗体の濃度を横軸とし、たとえば減少率を縦軸とした
グラフにプロツトすると、標準被検液中の抗原又は抗体
濃度と、反応混合物の透過率の単位時間当りの減少率
(反応速度)との対応曲線が得られる。
そこで、特定の抗原又は抗体について、予め上記のよう
な対応曲線を作成しておき、それと同一の抗原又は抗体
を含有する濃度未知の被検液について、上記と同様の反
応速度を測定し、これを前記対応曲線と対比することに
より、被検液中に含有させる抗原又は抗体の濃度を定量
的に測定しうる。
本発明は、上記の測定法において、濃度既知の試料を用
いて得られる反応速度と濃度の対応曲線において、一つ
の反応速度に複数の濃度が対応する場合に、この対応曲
線から未知試料の濃度を決定するのに有用である。
すなわち、たとえば抗原の濃度が未知の試料の反応速度
を測定して、濃度を決定するためには、 (1)予め、濃度既知の試料の測定によって、抗原濃度と
反応速度の対応曲線が求められていること、 (2)未知試料の反応速度とこの対応曲線から、濃度が一
義的に決定しうること、 が必要であるが、(2)は、一般的には成立しない。すな
わち、抗原濃度の増加とともに、はじめは反応速度も増
加するが、途中から反応速度の増加の度合が低下する領
域が出現し、さらに抗原濃度が増加すると、むしろ反応
速度が減少する領域が現われたり、また、減少した後、
再度増加、減少する場合もある。
このような場合には、一つの反応速度に複数の濃度が対
応するため、未知試料の濃度が一義的に定まらない。こ
のような現象がおこる抗原過剰域においては、存在する
抗原量に見合う凝集反応、透過率変化が期待できないの
で、未知試料の濃度測定には不適当な領域といえる。し
たがって、未知試料の濃度測定に際しては、その抗原濃
度が濃度測定可能領域であるかどうかを、まず判定する
必要がある。
判定の結果、その領域内であることがわかれば、反応速
度と対応曲線から濃度を一義的に定めることができる。
濃度測定不能の領域であることがわかれば、試料を希釈
して測定可能領域になるようにして測定することができ
るし、本発明方法によれば、この希釈を行なわないで、
おおよその濃度を定めることもできる。
そこで、上記ラテツクス凝集反応における本発明の測定
方法についてさらに説明する。
まず、抗原又は抗体の濃度が既知である試料と、抗体又
は抗原を感作したラテツクス試薬を反応させて得られる
反応結合物の産生量又は速度の測定値A得る。つい
で、ラテツクス試薬の量を1/nとし、同様に反応させて
反応結合物の産生量又は速度の測定値Bを得る。上記
nは、1より大きい任意の数字を示し、反応条件により
異なるが、通常2〜20程度から選ばれる。
上記測定値A,Bとしてはたとえば、ある時間後の
透過率(又は吸光度)変化量、ある時間での透過率変化
を適当な曲線(直線を含む)で近似し、ある時刻(t)に
おける接線の傾きを初期透過率で除した値である反応速
度、等が挙げられる。
本発明方法においては、次に、これらのA,Bの値
より判別指標γが算出される。この算出は、γが濃度に
対し単調変化(増加又は減少)を呈するような観点から
両者の加減乗除あるいはその組合せにより算出できる。
たとえば吸光度変化(△Abs)の場合(時刻t,t′に
おける△AbsをそれぞれANt,ANt′とする。t>t′)
には、 ANt/B,(ANt−B)/B|ANt−ANt′|/B(これらの場合には、通常、単調
増加となる)等又はこれらの逆数等が挙げられる。
また、反応速度(V)による場合(時刻t,t′におけるVを
それぞれANt,ANt′とする。t>t′)には、同様に ANt/B,ANt/ANt′・B,ANt′/B(これらの
場合、通常、単調増加となる)等、又はこれらの逆数等
が挙げられる。
ついで、抗原又は抗体の濃度を横軸にとり、γをプロツ
トすると、直線近似可能な単調変化曲線が得られる。
これと上記反応曲線とを対比して、濃度を一義的に決定
しうる濃度測定可能領域の測定基準が設定される。たと
えば上記変化曲線が増加曲線である場合、反応曲線で示
された測定可能な限界濃度に対応するγ値が判定基準と
なる。すなわち、未知試料について測定、算出したγが
それ以下のとき、判定可能領域に属すると判定される。
この場合、上記対応曲線から未知試料中の抗体又は抗原
の濃度を決定しうる。
一方、γの値がこの基準値より大きくて、属しないと判
定された場合には、上記変化曲線よりおおよその濃度を
決定することができるし、要すれば試料を希釈してさら
に正確な濃度の測定に供することができる。
本発明は、上記の免疫測定法にかぎらず、抗原過剰域が
問題となる他の免疫測定法にも適用しうる。これらの場
合において、反応結合物の産生量又は速度の測定値は、
それぞれの測定法で常用される物理量、たとえば吸光度
(又は透過率)、その変化率、反応速度、放射活性、等
とすることができ、判別指標の算出も同様に行なうこと
ができる。
本発明に係る抗原抗体反応の測定方法は、上記のとお
り、2回目の試薬の量を通常より少なくでき、かつ、短
時間に大量の検体を処理する場合に特に有用である。
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明する。
実施例1 (フエリチンの測定) 測定条件(ラテツクス凝集反応) (イ)ラテツクス(LTX):粒径0.33μm 濃度0.15wt% フエリチン感作 (ロ)標準物質(Std.)〜164μg/m (ハ)測定系 標準物質 10μ 希釈安定液及びバツフアー 240μ 感作ラテツクス 1回目40μ 2回目10μ(n=4) 波長 0.94μm 温度 37±1℃ (ニ)10分間の吸光度変化(△Abs)により、検量線(吸
光度変化と濃度との対応曲線)を作成した(図1)。
また、得られたAN,BN値よりγ値(AN/BN)を算出した
結果を図2に示す。濃度測定可能領域の判定基準はγ:
約5.2であり、この単調増加曲線を用いて未知試料中の
フエリチンの濃度を決定することができる。
実施例2 実施例1と同様にして、α−フエトプロテイン(AFP)
について、AN,BN値を測定し、γ(=AN/BN,n=4)
値を得た(図3、図4)。この単調増加曲線(図4)を
用いて、未知試料中のAFPの濃度を決定することがで
きる(判定基準はγ:約4.6)。
【図面の簡単な説明】
図1及び2はフエリチンの測定における吸光度変化率と
濃度の対応曲線、ならびに判別指標と濃度との関係を示
す単調変化曲線を示す。図3及び4は、AFPについて
の同様の曲線を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】抗原と抗体を反応させ、その反応結合物の
    産生量又は速度を測定することにより、抗原又は抗体の
    濃度を決定する免疫測定法において、 抗原又は抗体の濃度が既知である試料を用いて得られる
    反応結合物の産生量又は速度の測定値と濃度との対応曲
    線において、一つの測定値に複数の濃度が対応する場合
    に、この対応曲線から未知試料中の抗原又は抗体の濃度
    を決定するにあたり、 (i)抗原又は抗体の濃度が既知である試料と、それに対
    応する抗体又は抗原とを反応させて得られる反応結合物
    の産生量又は速度の測定値Aを得、ついで前記対応す
    る抗体又は抗原の量を1/n(nは1より大きい任意の数
    字を示す)として同様に反応させて得られる反応結合物
    の産生量又は速度の測定値Bを得、 (ii)この二つの測定値A及びBの加減乗除あるいは
    その組合せにより算出され、抗原又は抗体の濃度に対し
    増加又は減少の単調変化を呈する判別指標γを算出し、 (iii)(i)及び(ii)から、濃度と判別指標の関係を示す単
    調変化曲線を得、これと上記対応曲線とから、濃度を一
    義的に決定しうる濃度測定可能領域の判定基準を設定
    し、 (iv)ついで、抗原又は抗体の濃度が未知の試料につい
    て、上記(i)及び(ii)の方法により判別指標γ′を算出
    し、(iii)で設定した判定基準と比較することによりそ
    の抗原又は抗体の濃度が上記濃度測定可能領域に属する
    か否かを判定し、 (v)属する場合には、上記対応曲線から未知試料中の抗
    原又は抗体の濃度を決定し、 (vi)属しない場合には、上記単調変化曲線から未知試料
    中の抗原又は抗体のおおよその濃度を決定する、 ことよりなることを特徴とする抗原又は抗体反応の測定
    法。
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