JPH06508211A - 2ステップイオン捕獲結合アッセイを実施するための試薬及び方法 - Google Patents

2ステップイオン捕獲結合アッセイを実施するための試薬及び方法

Info

Publication number
JPH06508211A
JPH06508211A JP5500394A JP50039493A JPH06508211A JP H06508211 A JPH06508211 A JP H06508211A JP 5500394 A JP5500394 A JP 5500394A JP 50039493 A JP50039493 A JP 50039493A JP H06508211 A JPH06508211 A JP H06508211A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analyte
solid phase
indicator
capture agent
assay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5500394A
Other languages
English (en)
Inventor
アダムツイツク,ジヤニーナ
ベリー,ダニエル・エス
フイコ,ロサリオ
ジヨウ,イー−ハー
ストロウプ,ステイーブン・デイ
Original Assignee
アボツト・ラボラトリーズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アボツト・ラボラトリーズ filed Critical アボツト・ラボラトリーズ
Publication of JPH06508211A publication Critical patent/JPH06508211A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • 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
    • G01N33/536Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase
    • G01N33/537Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase with separation of immune complex from unbound antigen or antibody
    • G01N33/538Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase with separation of immune complex from unbound antigen or antibody by sorbent column, particles or resin strip, i.e. sorbent materials

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 2ステップイオン捕獲結合アッセイを実施するための試薬及び方法 発明の背景 1、発明の分野 本発明は広義には結合アッセイの装置及び方法の分野に係わる。特に本発明は、 均一イムノアッセイを実施する際に有効な新規の装置に係わる。
2、従来技術 体液または他の材料中に存在し得る問題の物質または臨床上重要な物質の存在及 び/または濃度を判定するアッセイにおいて、種々の分析方法及び装置が一般に 使用されている。かかる物質は一般に“被分析物質(analyteS)”と称 されており、これには例えば、抗体、抗原、薬物、ホルモンなどを挙げることが できる。
イムノアッセイ法は、該生物に対して病原性または外来性の抗原が存在すると、 これに応答して抗体が産生される旨の高等生物の免疫機構を利用している。かか る抗体及び抗原、即ち免疫反応物質は相互に結合し、それによって高度に特異的 な反応機構を生成するが、この機構をin vitroで使用して生物試料中の 特定の抗原の存在または濃度を判定することができる。
少なくとも1種の免疫反応物質を検出可能な成分で標識して分析的に同定可能と した、免疫反応物質を使用するイムノアッセイ法が幾つか公知である。例えば“ サンドイッチ”または“2部位(two−s i t e)m法は、1つの抗原 と2つの抗体とで3要素結合体を形成することを含む。
かかる方法において結合体の形成を検出する便宜的な方法では、標識抗体と、結 合体を容易に単離し得るように固相支持体に結合させた非標識抗体とを用いる。
この例では、固相に付着した標識抗体の量が試験試料中の被分析物質の量に正比 例する。
別の方法として“競合アッセイ”を挙げることができる。
競合アッセイの1つの例では、捕獲機構はここでも不溶性固相に結合させた抗体 を使用するが、(標識抗体ではなくてむしろ)標識被分析物質が試験試料中に存 在する被分析物質と、固定抗体への結合において競合する。同様に、固定被分析 物質が問題の被分析物質と標識抗体に対して競合することもできる。これらの競 合アッセイにおいては、捕獲された標識試薬の量は、試料中に存在する被分析物 質の量と反比例する。
多大な有用性にも係わらず、上記アッセイ法には欠点がある。第1に、液体試験 試料と可溶性または不溶性アッセイ試薬とが不均一反応混合液となるときには、 反応速度が抑制され得る。全ての試薬が可溶性である液相反応、即ち均一反応混 合液と比較し、不均一反応混合液は、反応混合液中で不溶性固相系と、試験試料 中の遊離被分析物質と、可溶性標識試薬と、新たに形成された不溶性結合体とが 平衡に達するのにより長時間インキュベートすることが必要となり得る。第2に 、抗体を固相に吸着させるなどして、結合メンバーを面相に付着させる慣用方法 では、固相が被分析物質以外の物質とも容易に結合し得る。これは非特異的結合 と称され、陽性結果の検出を妨害し得る。第3に、慣用の固定方法においては、 固相試薬に固定されている結合メンバーの量が製造バッチごとに異なり得る。
結合アッセイに使用するための面相装置の製造に関して言えば、被分析物質の存 在を、固相(例えば浸漬片、試験ストリップ、流通パッド(flow−thro guh pad)、濾紙、ファイバーマトリックスまたは他の固相材料)に結合 された、標識試薬及び/または相補的結合メンバーに結合した被分析物質の存在 によって示す、多数のアッセイ装置及び方法がある。このような特異的結合反応 では、標識試薬が固相に固定されているものと遊離したままのものとに分配され る結果となる。典型的には、試験試料中の被分析物質の存在または量は、標識試 薬が固相に固定された程度によって示される。
特異的結合アッセイを実施する上で多孔質試験ストリップを使用することもよ( 知られている。サンドイッチアッセイ法においては、試験試料を試験ストリップ の一部分に添加し、ストリップ材料中を毛管作用によって移動させる。
検出または測定すべき被分析物質は、流体試験試料の成分としてまたはストリッ プに別個に添加することができる溶出即ちクロマトグラフィー溶剤によって、試 験ストリップ材料中を移動する。それによって被分析物質は、被分析物質に特異 的な結合メンバーが固定されている試験ストリップ上の検出ゾーンまで輸送され る。検出ゾーン内に被分析物質が結合した程度は、試験ストリップ内に取り込ま れているかまたはストリップに別個に添加することができる標識被分析物質特異 的結合メンバーによって測定することができる。
上記原理に基づく装置の例としては、以下の特許及び特許出願に記載のものを挙 げることができる。Deutschらは米国特許第4,094,647号、第4 .235,601号及び第4.361,537号に、定量的クロマトグラフィー 試験ストリップ装置を記載している。該装置は、溶液を毛管作用によって輸送し 得る材料を含む。ストリ・ノブの種々の領域またはゾーンが結合アッセイを実施 するのに必要な試薬を含んでおり、被分析物質がかかるゾーンに到達するかまた はそれを通過すると検出可能なシグナルを生成する。このデバイスは、化学アッ セイや、抗原及び相補的抗体間の結合反応によって代表される結合ア・ソセイに 適している。
続いてDeutschらの装置の多数の変形が開示されティる。例えば、Tom ら(米国特許第4,366.241号)は、固定された特異的結合メンバーを含 む免疫吸着ゾーン(immunosorbing zone)を有する吸湿性支 持体を開示している。試験試料を免疫吸着ゾーンに添加し、この免疫吸着ゾーン においてア・ソセイ結果を読取る。
Wengら(米国特許第4.740,468号及び第4゜879.215号)も また、結合ア・ソセイを実施するtこめの試験ストリップ装置及び方法を記載し ている。該装置は、問題の被分析物質を含むと推定される試験試料と、被分析物 質に結合する標識特異的結合メンバーとを含む試験溶液に使用される。アッセイ は、標識結合メンバーに結合する固定第2結合メンバーと、未結合の標識結合メ ンバーをアッセイ系から除去する固定被分析物質類縁体とを必要とする。
Greenquistら(米国特許第4,806,311号及び第4.806, 312号)は、W e n gらのものに類似の、結合アッセイを実施するため の層状アッセイデバイスを記載しており、ここでは、被分析物質類縁体のような 第1固定試薬を使用して未結合物質を反応混合液から除去してから、反応混合液 を後続の検出層に通す。
Rosenstein (欧州特許公開筒0 284 232号)及びCamp be I Iら(米国特許第4,703,017号)は、色素を含むリポソーム からなる着色粒子を好ましい検出可能標識とする、特異的結合アッセイを実施す るアッセイ方法及び装置を記載している。Baharら(米国特許第4,868 ,108号)は、試験試料がその中を輸送される複数ゾーンを含む支持体と酵素 /基質検出手段とを使用する、特異的結合アッセイを実施するアッセイ方法及び 装置を記載している。Eisingerら(米国特許第4,943,522号) は、試験試料が毛管作用によって輸送される複数ゾーンを含む大孔側方流動膜( Iarge pored 1ateral flow membrane)を使 用する、特異的結合アッセイを実施するアッセイ方法及び装置を記載している。
Ullmanら(欧州特許出願第87309724.0号:公開筒0 271  204号)は、前出のW e n gらの特許(米国特許第4,740,468 号及び第4,879,215号)に関連している。Ullmanらは、被分析物 質類縁体と被分析物質を含むと推定される試験試料とを含む試験溶液の調製を記 載している。試験溶液を、2つ並んだ結合部位を有する吸湿性材料に接触させる 。第1結合部位は、被分析物質及び被分析物質類縁体に結合し得る特異的結合対 メンバーを含んでおり、第2結合部位は、第1結合部位において結合しなかった 被分析物質類縁体を結合し得る。
Cerny E、(国際出願第PCT/US85102534号、公開筒W0  86103839号)は、試験試料及び標識試験物質を含む試験溶液を、測定可 能な拡散パターンを与える固相を通して拡散させる結合アッセイを記載している 。得られた拡散パターンの直径は、標識試験物質単独の拡散パターンの直径より も大きい。
Zukら(米国特許第4,956,275号)は、センサー装置によって被分析 物質を検出する方法及び装置を記載している。被分析物質関連シグナルをセンサ ー装置によってアッセイ装置の2力所以上で測定し、測定値間の数学的関係によ っである値(例えば差、比、勾配など)を得、これを既知量の被分析物質を含む 標準値と比較する。
Hochstrasser (米国特許第4.059,407号)は、流体中の 被分析物質の半定量的測定のために生物試料中に浸漬し得る浸漬片装置を開示し ている。被分析物質の半定量的測定は、被分析物質の量の増加に応じて検出可能 な色(即ち陽性結果)を与える一連の試薬含有パッドを使用して行われる。米国 特許第3,802,842号、第3,915,639号及び第4,689,30 9号もまた浸漬片装置の領域で重要である。
Grubbら(米国特許第4,168,146号)は、抗原特異的抗体を共有結 合によってストリップに固定する、多孔質試験ストリップ材料の使用を開示して いる。試験ストリップを、抗原を含むと推定される溶液中に浸漬し、溶液を試験 ストリップ中で毛管作用により移動させる。抗原が試験ストリップを移動すると き、固定されている抗原特異的抗体に結合する。次いで、蛍光物質または酵素標 識を共有結合させた第2の抗原特異的抗体でストリップを濡らすことにより、抗 原の存在を判定する。定量試験は、結合抗原を含むストリップの長さを測定する ことにより行うことができる。かかる試験ストリップの変形として、米国特許第 4,435,504号は2つの酵素指示薬系を使用するものを開示しており、米 国特許第4.594,327号は、空気/液体界面に隣接するストリップの領域 で赤血球細胞を凝固させる結合剤を全血試料に添加することを開示しており、ま た米国特許第4,757,004号は、試験ストリップに沿って移動する流体の 前面の形状を制御する手段を開示している。アッセイ原理は、Zuk et a l、、Enzyme Immunochromatography−A Qua ntitative Immunoassay Requiring No I nstrumentaLion、C11nical Chemistry、31 (7)・1144−1150.1985に更に記載されている。
ストリップタイプの診断装置の別の例としては以下のものを挙げることができる 。Swansonら(欧州特許公開第088 636号)は、間隔を開けて連続 的に並べた所定数の反応ゾーンを含む流体浸透性固体媒質を含む、被分析物質の 定量分析のための装置を記載している。反応ゾーンは、被分析物質と反応して検 出可能なシグナルを生成し得る試薬を含む。検出可能なシグナルを生成したゾー ンの数が多いほど、試験試料中の被分析物質中の被分析物質の量は多いとされる 。Freisenら(米国特許第4゜861.711号)は、試料が通過すべき 幾つかの機能セクターを含むシート状診断装置を記載している。少なくとも1つ のセクターは、被分析物質または被分析物質結合体に対して生物学的親和性を有 する固定試薬を含んでいる。
Gordonら(米国特許第4,956,302号)は、被分析物質、試験試料 及び/または溶出溶剤を該デバイス中で単一方向に移動させ、それによって試薬 含有ゾーンまたは検出ゾーンと順次接触させることを特徴とする試験ストリップ 装置を記載している。Gordonら(米国特許第4.960,691号)は、 被分析物質、試験試料及び/または溶出溶剤を試薬含有ゾーン及び検出ゾーンに 所定の順序で導(ための1つ以上の境界付き経路を含む装置を記載している。
被分析物質を試験溶液から取り出すために種々の結合方法が使用されている。B olzら(米国特許第4,020゜151号)は、試験試料中の抗原または抗体 の定量化のための固相アッセイを記載している。試料抗原または抗体をアニオン 交換樹脂のような固相支持体表面に直接吸着させ、次いで支持体を、試料抗原ま たは抗体に対して免疫的反応性を示す標識特異的結合メンバーに暴露する。
5chickら(米国特許第4.145,406号)は、タンパク質に非特異的 に結合するイオン交換吸着剤の使用を記載している。Marshallら(米国 特許第4,211.763号)は、タンパク質を結合して凝集体を形成。
するアニオン交換樹脂を使用する、甲状腺機能を測定する方法を記載している。
Tabbら(米国特許第4,362゜697号)は、増強物質としてビニルピロ リドンのコポリマーを使用する試験装置を記載している。Giegelら(米国 特許第4,517.288号)は、被分析物質特異的結合メンバーを多孔質媒体 に吸着または免疫学的に結合し、次いで被分析物質を多孔質媒体に適用すること が必要なりガントアッセイを実施する方法を記載している。
他のアッセイ方法は、補助的な特異的結合メンバーの使用を含む。Tanswe  11ら(米国特許第4.642,930号)は、抗原を3種のレセプターと一 緒にインキュベートすることにより多価抗原の存在を判定する方法を記載してい る。3種のレセプターは、第1及び第3レセプターが抗原に結合し、固体支持体 に結合された第2レセプターが第ルセブターに特異的に結合するものである。V alkirsら(米国特許第4,727,019号)は、Tanswe I I らのごとく、抗レセプター(例えばアビジン)を多孔質メンバー上に固定し、標 的リガンドに結合させたレセプター(例えばビオチンに結合させた被分析物質特 異的抗体)に結合する、リガンド−レセプターアッセイの方法及び装置を記載し ている。Woltersら(米国特許第4.343,896号)は、検出可能な 結合体を生成または完成するために補助の特異的結合メンバーを使用すること、 即ち検出可能な被分析物質−結合メンバー結合体を完成するために結合アッセイ において第3の抗体を使用することを記載している。W、Georghegan  (米国特許第4.880,751号)は、選択した1g0分子のF(c)部分 を帯電表面に吸着させることにより免疫吸着マトリックスを作製する方法を記載 している。Partkhら(米国特許第4.298,685号)は、ビオチンと 抗被分析物質抗体の結合体を、アビジンが固定された不活性支持体と一緒に使用 することを記載している。アビジン成分及びビオチン成分の特異的結合によって 抗体を不活性支持体上に固定することができる。
別の分離方法としては、磁性固相の使用、重合技術、及び未結合の被分析物質と は異なる特性を有する被分析物質結合体の形成を挙げることができる。Ullm anら(米国特許第4,935,147号)は、帯電非磁性懸濁粒子を液体媒質 から、粒子を帯電磁性粒子及び化学試薬と接触させることにより分離する方法を 記載している。化学試薬は、磁性粒子と非磁性粒子との間で非特異的結合を形成 して磁性凝集体を生成する。反応容器に磁場勾配を印加し、凝集体を容器の一方 の側に集め、次いで液体媒質をデカントする。
Longoriaら(米国特許第4,948.726号)は、抗原分子と抗体分 子を反応させ、個々の分子のイオン電荷とは異なる固有のイオン電荷を示す抗原 /抗体結合体を形成することを含むアッセイ方法を記載している。濾紙マトリッ クスを、抗原/抗体結合体に対する固有の親和性において選択する。M i l  b u r nら(米国特許第4.959.303号)は、試験試料由来の抗 原及び該抗原に特異的な抗体を、抗原が抗体に結合したときにその抗体が支持体 に結合するのに十分な条件下でインキュベートする。
Vandekerckhove (米国特許第4,839゜231号)は、まず 、ポリアクリルアミド電気泳動ゲルのようなゲル中で標的タンパク質を分離また は単離し、次いで、単離タンパク質を固定用の被膜支持体の表面に移送すること を含む、2段階タンパク質固定方法を記載している。
被膜支持体は、(負電荷基を有する)化学的に不活性な支持体材料を(正電荷基 を有する)ポリビニルピリジンまたはポリブレンの溶液と接触させることにより 作製される。
正電荷ポリマーが支持体材料の負電荷基とイオン結合を形成し得ることにより、 支持体上に不溶性ポリマー薄膜が形成される。
Monjiら(米国特許第4,780,409号)は、試験溶液の温度または塩 濃度を適当なレベルに調整すると該溶液から沈殿する感温性または感塩性(sa lt−sensitive)ポリマーに結合させた反応物質を記載している。M arshall(米国特許第4,530,900号)は、可溶性ポリマーに結合 させた反応物質を記載しており、該ポリマーは溶液から取り出すために不溶性に され、濾過または遠心によって試験溶液から物理的に取り出される。
Marshallは、反応物質−ポリマー結合体を不溶性にするために、溶液の pHを低下させるかまたはMonjiらのごとく塩を加えるかの2つの手段を開 示している。
Marshallは更に、不溶化した結合体を沈殿させ、試験溶液から取り出し 、最後に再度可溶化して第2の溶液を形成してから、被分析物質を検出すること を記載している。
従来技術の再検討から理解されるように、試験ストリップ分野は極めて活発であ る。所望のアッセイを実施するのに操作ステップを僅かしかまたは全く必要とし ない装置、比較的未熟な者でも使用し得る装置、及びアッセイ実施方法の変化に 最小限にしか影響されない結果を与える装置に対する要求が高まっている。得ら れた検出シグナルを観察するのが容易であること、及び検出部位に固定されたい かなるシグナル物質をも、検出部位を通過したシグナル物質から区別することが 容易であることも考慮される。更に、“汎用”装置、即ち装置の製造時に使用さ れる試薬ではなくてアッセイ実施時に使用される試薬によって使用可能性が規定 されるアッセイ装置を製造し得る装置製造フォーマットが長い間追究されている 。
発明の概要 本発明は、試験試料中の被分析物質の存在または量を判定するための新規の2ス テップ結合アッセイ法を提供する。
該アッセイは、ポリマーアニオン性物質に結合した第1結合メンバーを含む捕獲 剤と、検出可能な標識を有する第2結合メンバーを含む指示薬と、窒素含有量が 約2%以上のポリマーカチオン性物質でできた反応部位を含む固相材料とを必要 とする。捕獲剤及び指示薬の特異的結合メンバーは、サンドイッチアッセイ、競 合アッセイまたは間接アッセイにおいて被分析物質と一緒に結合体を形成し、そ れによって試験試料中の被分析物質の存在または量に応じて検出可能な結合体を 形成するように選択される。
固相を捕獲剤及び試験試料と接触させると、固相のポリマーカチオンが捕獲剤の ポリマーアニオンを引き付は且つそれに結合し、従って捕獲剤及びその結合体が 固相上に固定される。次いで固相を指示薬と接触させると、指示薬が、試験試料 中に存在する被分析物質の量に応じた量で固定されている捕獲剤またはその結合 体に結合する。一般的には、固相に付着した指示薬を検出し、試験試料中の被分 析物質の存在または量を判定する。或いは、未結合のままの指示薬を検出するこ ともできる。
本発明の2ステツプアツセイは、ポリマーカチオン性物質が、対イオンを除き窒 素含有量が約2%以上の第四級アンモニウムポリマー化合物である場合に有利に 実施される。
このようなポリカチオン性物質を使用すると、何回も洗浄ステップを受けても捕 獲剤を引き付は且つ保持する能力を失うことのない固相が与えられる。
別の実施態様においては、アッセイ方法は更に、シグナル生成試薬を指示薬に添 加し、試験試料中の被分析物質の存在または量を示す検出可能なシグナルを生成 することを含む。更に別の実施態様においては、アッセイ方法は補助特異的結合 メンバー試薬の添加を含む。間接アッセイ方法においては、補助特異的結合メン バーが、被分析物質を結合し得ると共に指示薬または捕獲剤にも結合し得る。
本発明によって更に、特異的結合アッセイに使用するための汎用固相装置の製造 が可能になる。種々の被分析物質に対するアッセイ法において、通常の流通装置 及び試験ストリップ装置に見られる特定の被分析物質のみを結合し得る固定結合 メンバーではなく、アニオン性またはカチオン性捕獲ポリマーの所定のゾーンを 含む同じ固相材料を使用することができる。
捕獲剤の特異的結合メンバー成分はハブテンまたは高分子とすることができる。
帯電捕獲剤によって、混合液を反対の電荷を有する固相と接触させることにより 反応結合体を反応混合液から取り出すことができる、均一アッセイ及び分離反応 が可能になる。実質的に全ての結合アッセイ(サンドイッチアッセイ、競合アッ セイ、間接アッセイ、補助特異的結合メンバー使用のアッセイ、阻害アッセイな ど)を、本発明の新規の捕獲剤及びイオン捕獲法を使用するよう適合させること ができる。
本発明は、特異的結合アッセイ分野に2つの主要な進歩をもたらす;a)液相反 応(liquid phasekinetics)を使用することにより被分析 物質及びアッセイ試薬特異的結合メンバーの均一混合液から結合体が容易に形成 される、及びb)イオン捕獲法によって固体支持体上に固定され得る結合体の数 が増大する。液相反応の有益性をめないならば、本発明は更に、吸収、吸着また は共有結合以外の方法によって結合メンバーを固相上に固定する有効な方法を提 供する。
本発明の新規の捕獲剤は、分離操作に使用することもできる。試料から分離すべ き被分析物質を含む液体試料を捕獲剤と混合し、反応させ、帯電した被分析物質 /補獲剤結合体を形成する。特異的結合反応に次いで、溶液を、新たに形成され た結合体を引き付け、そこに結合し、そして液体試料から分離する、反対の電荷 を有する固相に接触させる。
発明の詳細 な説明のアッセイ方法及び試薬は種々のイムノアッセイ形式に使用することがで きる。しかしながら、本発明はイムノアッセイに制限されることはない。被分析 物質とアッセイ試薬との間の特異的結合反応を使用する任意のアッセイを実施す ることができる。
定義 以下の定義が本発明に適用可能である。
本明細書における“特異的結合メンバー(specific binding  member)”なる用語は、特異的結合対、即ち一方の分子が化学的または物 理的手段によって第2の分子に特異的に結合する2つの異なる分子のメンバーを 指す。特異的結合対の相補的メンバーは、リガンド及びレセプターと称すること もできる。抗原及び抗体というよく知られた特異的結合対の例のほかに、以下の ものを特異的結合対の例として挙げることができる:ビオチンとアビジン、炭水 化物とレクチン、相補的ヌクレオチド配列(標的核酸配列を検出するためのD  N A /1イブリダイゼーションアッセイに使用されるプローブ及び捕獲核酸 配列を含む)、相補的ペプチド配列(組換え法によって形成されたものを含む) 、エフェクター分子とレセプター分子、ホルモンとホルモン結合タンパク質、補 酵素(e n z yme cofactors)と酵素、酵素阻害物質と酵素 など。更に、特異的結合対は、元の特異的結合メンバーの類縁体であるメンバー を含み得る。例えば、被分析物質と共通の少なくとも1つのエピトープを有する 限りは、被分析物質の誘導体またはフラグメント(被分析物質類縁体)を使用す ることができる。免疫反応性特異的結合メンバーとしては、抗原、ハプテン、抗 体、及び組換えDNA法またはペプチド合成によって形成されるものを含むこれ らの結合体を挙げることができる。抗体は、モノクローナルもしくはポリクロー ナル抗体、キメラ抗体、組換えタンパク質、またはこれらの混合物もしくはフラ グメント、並びに抗体と他の特異的結合メンバーとの混合物であり得る。かかる 抗体の製造及び特異的結合メンバーとして使用する上でのそれらの適合性の詳細 は当業者にはよ(知られている。
本明細書における“ハプテン”なる用語は、抗体に結合することはできるが、担 体タンパク質に結合しないと抗体形成を誘導できない部分抗原または非タンパク 質結合メンバーを指す。
本明細書における“試験試料”なる用語は、実質的に全ての液体試料を指す。試 験試料は、体液、例えば血液、唾液、涙(ocular 1ens fluid )、を髄液(cerebral 5pinal fluid)、汗、尿、乳、腹 水、粘液、滑液、腹膜液、羊水など任意の所望の供給源から得ることができる。
液体試験試料は、血液から血漿を調製したり、粘性液体を希釈するなど、使用前 に前処理を行なうことができる。前処理方法としては、分離、濾過、蒸留、濃縮 、妨害性成分の不活性化、試薬の添加を挙げることができる。体液のほかに、水 、食品などの他の液体試料を使用することもできる。更に固体試験試料は、液体 媒質に変換すれば、それを使用することができる。
本明細書における“被分析物質(analyte)”なる用語は、本発明によっ て試験試料中で検出すべき、またはそれから分離すべき物質を指す。被分析物質 は、その天然の特異的結合メンバーが存在するかまたはその特異的結合メンバー を調製し得る任意の物質であり得る。更に、被分析物質は2種以上の特異的結合 メンバーに結合し得る。
“被分析物質”としては、抗原性物質、ノ1ブテン、抗体、及びこれらの組合せ を挙げることもできる。このような被分析物質としては、限定的ではないが、タ ンパク質、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、ステロイド、ビタミン、治療目的で 投与されるもの及び不正に投与されるものを含む薬物、細菌、ウィルス、及び、 これらの物質の代謝物またはそれに対する抗体を挙げることができる。
本明細書における“被分析物質類縁体”なる用語は、被分析物質に特異的な結合 メンバーと交差反応する物質を指すが、被分析物質類縁体は結合メンバーと、被 分析物質自体より高度にまたは低度に反応し得る。被分析物質類縁体は、それが 問題の被分析物質と共通の少な(とも1つのエピトープ部位を有する限りは、変 性被分析物質及び被分析物質分子のフラグメントまたは合成部分であり得る。
本明細書における“標識”なる用語は、特異的結合メンバーに直接または間接的 に結合し、目視または装置によって検出可能なシグナルを生成し得る任意の物質 を指す。本発明に使用するのに適当な種々の標識としては、色原体;触媒;蛍光 化合物:化学ルミネセンス化合物;放射性標識:金属及び非金属コロイド粒子、 色素粒子、酵素もしくは基質、または有機ポリマーラテックス粒子を含む直接可 視標識;シグナル生成物質を含むリポソームまたは他のビヒクルなどを挙げるこ とができる。
標識として使用するのに適した多数の酵素が米国特許第4.275.149号の カラム19〜23に記載されており、この特許の開示内容は参照により本明細書 の一部を構成するものとする。例えば、本発明に有効な酵素/基質シグナル生成 系は、酵素としてアルカリ性ホスファターゼを、基質としてニトロブルーテトラ ゾリウム−5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリルホスフェートまたはその誘 導体もしくは類縁体を含む。
別のシグナル生成系においては、標識を蛍光化合物とすることができるが、この 場合、検出可能なシグナルを生成するために標識の酵素作用は必要でない。フル オレセン、フィコビリタンパク質、ローダミン並びにこれらの誘導体及び類縁体 といった蛍光分子が、この系の標識として使用するのに適している。
本発明の特に好ましい実施態様においては、可視検出可能な着色粒子を指示薬の 標識成分として使用し、他のシグナル生成試薬を添加する必要なしに、試料中の 被分析物質の存在または濃度を着色度から直接読取ることができる。
着色粒子として使用される材料は、米国特許第4,313゜734号及び第4. 373,932号に記載のごとく、金のようなコロイド金属及び色素粒子であり 、この特許の開示内容は参照により本明細書の一部を構成するものとする。
セレンコロイド粒子のような非金属コロイド粒子の調製及び使用が米国特許第4 ,954,452号に開示されており、この特許の開示内容は参照により本明細 書の一部を構成するものとする。イムノクロマトグラフィーにおけるコロイド粒 子標識の使用は、本出願人による1987年7月13日出願の同時係属米国特許 出願第072,459号に開示されており、この特許の開示内容は参照により本 明細書の一部を構成するものとする。標識として使用する有機ポリマーラテック ス粒子は、本出願人による1988年9月23日出願の同時係属米国特許出願第 248.858号に開示されており、この特許の開示内容は参照により本明細書 の一部を構成するものとする。
本明細書における“シグナル生成成分”なる用語は、被分析物質または他のアッ セイ試薬と反応し、被分析物質の存在または量を示すと共に目視または装置によ って検出可能な反応生成物またはシグナルを生成し得る任意の物質を指す。本明 細書における“シグナル生成系”なる用語は、所望の反応生成物またはシグナル を生成するために使用される一部の反応試薬を指す。例えば、1種以上のシグナ ル生成成分を使用し、標識と反応させて検出可能なシグナルを生成することがで きる。例えば標識が酵素であるならば、該酵素を1種以上の基質または追加酵素 と反応させて検出可能な反応生成物を生成することにより、検出可能なシグナル が増幅される。
本明細書における“指示薬”なる用語は、標識に結合しているかまたは標識に結 合する特異的結合メンバーを指す。
指示薬は検出可能なシグナルを、試験試料中の被分析物質の量に関係するレベル で生成する。一般に指示薬は、固相材料に捕獲させてから検出または測定するが 、未結合の指示薬を測定してアッセイ結果を判定することもできる。
指示薬の特異的結合メンバーは、サンドイツチア・ツセイにおいては被分析物質 、競合アッセイにおいては捕獲剤、また検出可能な複合体を完成するためには補 助特異的結合メンバーに結合し得る。前述したように、標識によって指示薬は、 試験試料中の被分析物質の存在または量に関係する検出可能なシグナルを生成す ることができる。指示薬の特異的結合メンバー成分によって、標識は、被分析物 質、補助特異的結合メンバーまたは捕獲剤に間接的に結合される。特定の標識の 選択は限定的ではな(、標識は、例えば着色有機ポリマーラテックス粒子により て生成される可視検出可能なシグナルのような単独で検出可能なシグナル、また は酵素/基質シグナル生成系のような1つ以上の追加シグナル生成成分と併用し て検出可能なシグナルを生成し得る。標識または特異的結合メンバーを変えるこ とにより種々の指示薬を形成することができる。選択には検出すべき被分析物質 及び所望の検出手段を考慮する必要があることは当業者には理解されよう。
上述したように、標識はアッセイの過程で特異的結合メンバーに結合することが できる。例えばビオチニル化抗被分析物質抗体は標識ストレプトアビジン分子と 反応することができる。結合メンバー及び標識を適当に組み合わせて使用するこ とができる。
本明細書における”捕獲剤(capture reagent)”なる用語は、 帯電物質に結合した非標識特異的結合メンバーを指す。成分の結合は実質的に不 可逆的であり、共有結合を含み得る。特異的結合メンバーは、帯電物質への結合 が結合メンバーの結合部位を妨害しない限りは、ハプテンまたは小ペプチドのよ うな小分子であり得る。捕獲剤の結合メンバー成分は、サンドイッチアッセイに おいては被分析物質に、競合アッセイにおいては指示薬または被分析物質に、ま たは、それ自体も被分析物質に特異的である補助特異的結合メンバーに特異的で ある。
捕獲剤の帯電物質成分としてはアニオン性及びカチオン性のモノマーまたはポリ マーを挙げることができる。例えばアニオン性ポリマーとしては、ポリグルタミ ン酸(PGA)、アニオン性タンパク質もしくは誘導タンパク質(例えばアルブ ミン)、アニオン性多糖(例えばヘパリンまたはアルギン酸)、ポリアスパラギ ン酸、ポリアクリル酸、及び、特異的結合反応に適当なpH(例えばpH4〜1 0)で正味負電荷を有するポリアミノ酸を挙げることができる。
更に、特異的結合メンバーを1つ以上の帯電モノマーまたはポリマーに結合し、 捕獲剤に伴なう正味電荷を増大することができる。
本発明の新規の捕獲剤を使用し、被分析物質及び/または指示薬を他のアッセイ 試薬及び残りの試験試料成分から実質的に分離することにより、検出可能なシグ ナルの観察が容易になる。最も有利な使用においては、捕獲剤を試験試料及びア ッセイ試薬と均一反応混合液中で反応させる。
所望の特異的結合メンバー結合体を形成した後、捕獲剤を含む結合体を、均一反 応混合液を捕獲剤の電荷とは反対の電荷を有する固相に接触させることにより均 一反応混合液から取り出す。
本発明の1つの実施態様においては、選択した特異的結合メンバーを、一般式: 〔式中、nは約10〜約500であり;2は約1〜約6であり:WはH+、Na ”、K”、Li”、H”N R、のごときアミン塩及びその誘導体から選択され :Xは、特異的結合メンバーとポリマーの化学結合を可能にする反応基を有する 実質的に任意の反応基または部分である〕で表される1つ以上の活性化アニオン 性ポリマー分子及びその結合ベースに結合することにより、負電荷を有する捕獲 剤を作製することができる。“X”は、アミン反応基もしくは部分、チオール反 応基もしくは部分、または、−A−3H[ここでAはスペーサーアームである〕 で表されるチオール基もしくは部分であり得る。例えば、アミノ基を有する特異 的結合メンバーを、アミン反応性部分を有する活性化PGAアニオン性分子に結 合することができる。アミン反応性部分によって、活性化ポリマーを特異的結合 メンバー上のアミノ基へ結合することができる。アミン反応性部分としては、限 定的ではないが、式:%式% 〔式中、mは2または3であり、R′は硫黄安定剤であり、R“は脂肪族または アリール基である〕で表されるものを挙げることができる。硫黄安定剤としては 、限定的ではないが、2−ピリジル基、4−ピリジル基及び5−ニトロ−2−ピ リジル基を挙げることができる。
“A”は、限定的ではないが、炭素、窒素、硫黄及び酸素原子鎖並びにこれらの 組合せ、例えばポリエーテル、ポリメチレン及びポリアミドを含む約1〜約30 個の原子からなるスペーサー、或いはフェニルチオカルバミルのような芳香族ス ペーサーを表わす。
或いは、チオール基を有する特異的結合メンバーを、チオール反応性部分を有す る活性化ポリマーに結合することもできる。チオール反応性部分としては、限定 的ではない〔式中、Aは前述のごとき約1〜約30個の原子からなるスペーサー である〕 で表されるものを挙げることができる。更に別の態様においては、チオール反応 基を有する特異的結合メンバーを、−A−3Hのようなチオール部分を有する活 性化ポリマーと結合することができる。
典型的には後記実施例の負電荷を有する捕獲剤は、所望の特異的結合メンバーを 、修飾末端アミノ基を有する活性化PGA分子と反応させることにより形成した 。簡単に述べると、修飾方法は、1)PGAを溶剤(例えばジオキサン、ジメチ ルホルムアミド、1−メチル−2−ピロリジノン及びジメチルスルホキシドのよ うな水混和性非プロトン性溶剤)中に溶解し;2)滴定カルボン酸当たり約1当 量のプロトン吸収剤(例えば4−メチルモルホリン)を加え;3)約2〜約10 0モル過剰量のアミン反応性変性剤(例えばジメチルホルムアミド中に溶解した 1、4−フェニレンジイソチオシアネート)を加え;4)混合液を反応させ:及 び5)未反応のアミン反応性変性剤を除去することを含む。適当なプロトン吸収 剤としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたは水酸化リチウムと いったアルカリ金属水酸化物や、4−メチルモルホリン及びトリエチルアミンと いった第三級アミンを挙げることができる。
アニオン性ポリマー分子または特異的結合メンバーは、1つ以上のアミノ、カル ボキシルまたはチオール基を含むか、またはアミノ、カルボキシルまたはチオー ル基を取込むことにより活性化することができ、それによって特異的結合メンバ ーをアニオン性ポリマー分子と化学的に架橋し得る。“活性化種(activa ted 5pecies)”とは、架橋または他の活性化剤の取込みにより反応 基を含んだ特異的結合メンバー及びアニオン性ポリマー分子を指す。アミン反応 性変性剤は、特異的結合メンバーまたはアニオン性ポリマー分子を“活性化”す る、即ち特異的結合メンバーまたはアニオン性ポリマー分子を化学的架橋に対処 するために使用されるサブクラスの試薬である。活性化剤としては、チオラン( 例えば2−イミノチオラン)、スクシンイミジルメルカプトアセテート(例えば N−スクシンイミジル−8−アセチルメルカプトアセテート)、及び後でチオー ルに還元されるジスルフィド化合物といったチオール導入剤を挙げることができ る。チオール導入剤を使用し、後でチオール反応性基と反応させるために、特異 的結合メンバー及び固相材料を活性化することができる。
アミン反応性変性剤としては、限定的ではないが、特異的結合メンバーとアニオ ン性ポリマー分子との化学的架橋を可能にする二官能性架橋剤またはカップリン グ剤、例えば無水コハク酸類縁体、イミノチオラン類縁体、ホモニ官能剤及びヘ テロニ官能剤を挙げることができる。ホモニ官能剤の例は式X−A−X [ここ でXはアミン反応性基であり、Aは約1〜約30個の原子からなるスペーサーで ある〕で表すことができる。ヘテロニ官能剤の例は式X−A−Y〔ここでXはア ミン反応性基であり、Yはチオール反応性部分、チオール部分またはチオール前 駆体であり、Aは前述のごとき約1〜約30個の原子からなるスペーサーである 〕で表すことができる。タンパク質の活性部位にシスティン残基を有するタンパ ク質特異的結合メンバーは、カップリング剤を添加することによりその活性が低 下され得るので、タンパク質をカップリング剤と反応させる前に、活性部位にあ るシスティン残基を当分野において周知の手段によって保護する必要がある。
本明細書における“カップリング剤“なる用語は、二官能性架橋剤またはカップ リング剤、即ちスペーサーによってつながれている2つの反応基または“末端” を含む分子を包含する。反応性末端は、限定的ではないが、アミノ反応性末端( 例えばN−ヒドロキシスクシンイミド(NH8)活性エステル、イミドエステル 、アルデヒド、エポキシド、ハロゲン化スルホニル、イソシアネート、イソチオ シアネート及びハロゲン化ニドロアリール);及びチオール反応性末端(例えば ピリジルジスルフィド、マレイミド、チオフタルイミド、及び活性ハロゲン)を 含む種々の官能基のいずれかとし得る。ヘテロニ官能性架橋剤は2つの異なる反 応性末端、例えばアミノ反応性末端とチオール反応性末端とを有するが、ホモニ 官能剤は2つの同種の反応性末端を有しており、それには例えば、スルフヒドリ ル含有化合物を架橋し得るビスマレイミドヘキサン(BMH)及びNHSホモニ 官能性架橋剤(例えばジスクシンイミジルスベラート(DSS)並びに水溶性類 縁体)、スルホ−NHSエステル(Pierce 1989 Handbook and General Catalog;Pierce。
Rockford、IL)を挙げることができる。
他の市販のホモニ官能性架橋剤としては、限定的ではな□いが、例えばジメチル アジピミデートジヒドロクロリド(DMA) 、ジメチルピメリミデートジヒド ロクロリド(DMP)及びジメチルスベリミデートジヒドロクロリド(DMS) といったイミドエステルを挙げることができる。
イミノチオラン類縁体は一般式: 〔式中、Aは約1〜約5個の原子からなるスペーサー〕で表わされ、例えば2− イミノチオラン(Traut試薬)である。
本発明に使用するのに適した市販のへテロニ官能剤としルカップリング剤、例え ばm−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル(MB S);スクシンイミジル 4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1− カルボキシレート(SMCC)、スクシンイミジル 4−(p−マレイミドフェ ニル)ブチレート(SMPH)及び、スルホスクシンイミジル誘導体を含むその 誘導体(例えばスルホスクシンイミジル 4−(N−マレイミド−メチル)シク ロヘキサン−1−カルボキシレート(スルホ−SMCC));m−マレイミドベ ンゾイル−スルホスクシンイミドエステル(スルホ−MBS)及びスルホスクシ ンイミジル 4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート(スルホ−SMPH) (Pierce)を挙げることができる。他の適当なヘテロニ官能剤としては、 N−スクシンイミジルブロモアセテート及びN−スクシンイミジル(4−ヨード アセチル)アミノベンゾエート(SIAB)といった市販の活性ハロゲン−NH 8活性エステル力・ツブリング剤や、スルホスクシンイミジル(4−ヨードアセ チル)アミノベンゾエート(スルホ−8IAB)(Pierce)といったスル ホスクシンイミジル誘導体を挙げることができる。別のグループのカップリング 剤としては、N−スクシンイミジル 3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネー ト(SPDP)(Pierce)といったヘテロ二官能性チオール切断性剤を挙 げることができる。
更に別のグループのカップリング剤としては、本出願人による同時係属米国特許 出願第254,288号(1988年10月11日出願)及び第114.930 号(1987年10月30日出願)に記載の長鎖ヘテロニ官能性カップリング剤 を挙げることができる。これら2つの特許出願の開示内容は参照により本明細書 の一部を構成するものとする。長鎖ヘテロ官能性カップリング剤としては、スベ ー〔式中、アミノ酸は、直鎖状の3〜10個の炭素原子を有する置換または未置 換のアミノ酸であり、nは1〜10であり:Rはアルキル、シクロアルキル、ア ルキル−シクロアルキルまたは芳香族カルボキシル環である〕で表わされるマレ イミド−N HS活性エステル剤を挙げることができる。アルキル−シクロアル キルなる用語は、アルキル基がシクロアルキルをマレイミドまたはカルボニル基 に結合している、シクロアルキル環構造に結合しているアルキル基を含む。アル キルなる用語は、直鎖または分枝鎖アルキル基、好ましくは1〜6個の炭素原子 を有する低級アルキル基を含む。
スペーサーが存在する場合、スペーサーは、非反応性であり、安定であり、且つ それと一緒に使用される被分析物質または他の特異的結合メンバーに非結合性で ある任意の分子鎖とすることができる。スペーサーの長さは変化させることがで き、単一原子の大きさから、米国特許出願第254.288号及び第114.9 30号に記載の大きさまたはそれ以上の範囲とすることができる。
アミン反応性変性剤、チオール導入剤または他の活性化剤の選択は限定的ではな いが、当業者は、診断ア・ソセイに使用される特定のアニオン性ポリマー分子及 び特異的結合メンバーと一緒に使用するのに適したまたは好ましくX¥lJ質が 判るであろう。従って、所与のアッセイに使用される力・ツブリング剤または活 性化剤は通常は経験的に決定されることが当業者には理解されるであろう。
ペテロ官能剤の適当なチオール反応性部分として(ま、限定的ではないが、式。
で表されるものを挙げることができる。
適当なチオール前駆体部分としては、限定的ではないが、式: で表わされるものを挙げることができる。
適当なアミン反応性部分としては、限定的ではないが、式: 〔式中、mは2または3であり、R′は前述のごとき硫黄安定化剤であり、R” は脂肪族またはアリール基である〕で表わされるものを挙げることができる。
本発明の更に別の実施態様においては、アミン反応性基を有する特異的結合メン バー(例えば活性化特異的結合メンバー)を、アニオン性ポリマー分子の末端ア ミノ基に結合することができる。簡単に述べると、結合方法の例は、1)PGA を溶剤(例えばジオキサン、ジメチルホルムアミド、1−メチル−2−ピロリジ ノン及びジメチルスルホキシドのような水混和性非プロトン性溶剤)中に溶解し ;2)滴定カルボン酸当たり約1当量のプロトン吸収試薬(例えば水酸化ナトリ ウム、水酸化カリウムもしくは水酸化リチウムのようなアルカリ金属水酸化物ま たは4−メチルモルホリンもしくはトリエチルアミンのような第三級アミン)を 加え;3)約2〜約1ooモル過剰量のアミン反応性特異的結合メンバー(例え ばホスゲン活性化フェニルジクリジンまたはフェニルジクリジン−4−クロロホ ルメート)を加え;4)混合液を反応させ;及び5)未反応のアミン反応性特異 的結合メンバーを除去することを含む。
特異的結合メンバー上の適当なアミン反応性基の例としては、限定的ではないが 、 〔式中、Aは前述のごとき約1〜約30個の原子からなるスペーサーであり、m は2または3であり、R′は硫黄安定化剤であり、R”は脂肪族またはアリール 基である〕を挙げることができる。
負電荷を有する捕獲剤の調製例は、アミノ基を有する特異的結合メンバー(SB M)とアミノ反応性部分を有する活性化PGAとを反応させることを含む。得ら れる反応及び反応生成物は以下のように表わすことができる。
本発明の更に別の実施態様においては、捕獲剤に使用するのに好ましいアニオン 性ポリマーは、種々のイムノアッセイ構成における特定の効力から、カルボキシ メチルアミロース(CMA)である。CMAを含む捕獲剤の優れた効力は、カチ オン性固相に対するCMA捕獲剤の親和力(avidity)がより高いことに 起因し得る。このことは、指示薬のカチオン性固相への非特異的結合をブロック するためにポリアニオンを使用する2ステップサンドイッチアッセイ形式におい ては特に有利である。
本明細書における“補助特異的結合メンバー”なる用語は、捕獲剤及び指示薬の 特異的結合メンバーのほかに、アッセイに使用される特異的結合対のメンバーを 指す。例えば成るアッセイにおいては、補助特異的結合メンバーが被分析物質を 、被分析物質だけでは結合できない第2特異的結合メンバーに結合させることが できるし、また阻害アッセイにおいては、補助特異的結合メンバーが基準結合メ ンバーとなり得る。1つのアッセイに1種以上の補助特異的結合メンバーを使用 することができる。
本明細書における“固相”なる用語は、不溶性であるかまたは後続反応によって 不溶性にし得る任意の物質を指す。
固相は、その固有電荷及び捕獲剤を引き付ける能力において選択し、例えばメチ ル化ウール、ナイロン、及び正電荷を有する特殊ガラスとすることもできる。或 いは、捕獲剤の帯電物質とは反対の電荷を有する帯電物質で固相を前処理して電 荷を保持せしめることができる。例えば、アニオン性物質を特異的結合メンバー に結合して捕獲剤を形成し、カチオン性物質を固相に適用してそこに把持させて もよいし、この逆でもよい。
天然材料、合成材料または合成変性された天然材料をカチオン性物質として使用 することができる。第三級及び第四級アンモニウム化合物及びアンモニウム化合 物の誘導体を含む広範な特許ポリカチオンが入手可能である。このようなポリカ チオン性材料としては、限定的ではないが、ヘキサジメトリンプロミド(Pol ybrene (登録商標):Sigma Chemical Company 、St。
Lou i s、MO) 、GAFQua t (商標)第四級アンモニウム化 合物(GAF Corporation、Wayne、NJ、07470)、ジ エチルアミノエチル−デキストラン(Sigma)、Merquat−100( 登録商標)化合物(ジメチルジアリルアンモニウムクロリドのカチオン性ホモポ リ?−;Ca1gon Corporation、Pittsburgh、PA )及び水溶性セルロース誘導体、例えばジアリルジメチルアンモニウムクロリド −ヒドロキシエチルセルロースポリマー(Celquat(登録商標)L−20 0ポリマー第四級アンモニウム化合物及びCe1quat (登録商標)H−1 00ポリマー化合物、National 5tarch & Chemical  Corporation、Bridgewater、NJ、08807)を挙 げることができる。
ジメチルジアリルアンモニウムクロリドのカチオン性ホモポリマー及び窒素含有 量が約2%以上(対イオンは除く)の他のポリカチオン性物質は、アッセイ過捏 で洗浄される固相を製造する上で特に有利であることが意外にも見いだされた。
このようなポリカチオン性物質を使用して適当に帯電した固相を製造すると、反 対の電荷を有する捕獲剤を引き付は且つ保持する能力を失うことなく、固相の操 作性をさらに向上することができる。窒素含有量が約5%以上(対イオンは除く )のポリカチオン性物質はより好ましく、窒素含有量が約10%以上(対イオン は除く)の物質は最も好ましいことが判った。
イオン捕獲法に基づくアッセイ装置は多数の形状を有することができるが、その うちの幾つかは固相として選択する材料に依存する。種々の装置の実施態様にお いて、固相は、ポリマーもしくはガラスのビーズ、微粒子、磁性粒子、チューブ 、シート、プレート、スライド、ウェル、テープ、試験管、層状フィルムなど、 または固有の電荷を有するかもしくは帯電物質を保持し得る他の任意の材料を含 み得る。
本発明の新規のイオン捕獲装置は、任意の適当な多孔質材料でできた固相を含む 。“多孔質”とは、試験試料が毛管作用または吸上作用によって容易に通過し得 る材料を指し、吸湿性及び非吸湿性の両固相材料を含む。例えば固相としては、 1種以上のアッセイ試薬を含む1つ以上の層を有する流通アッセイ(flow− through assay)装置に使用するためのファイバーガラス、セルロ ースもしくはナイロンバッド;浸漬及び読取リア・ソセイ用の浸漬片:吸上もし くは毛管作用のための試験ストリ・ツブ(例えば濾紙、ニトロセルロース、ポリ エチレン);または当業者には周知の他の多孔質もしくは連続細孔材料(例えば Porex Technologies Corp。
rat ion、Fairburn、Georgia、USAによって製造され ているようなポリエチレンシート材料)を挙げることができる。
天然材料、合成材料または合成変性した天然材料を、多糖を含む固相として使用 することができ、例えば紙のようなセルロース材料;セルロースアセテート及び ニトロセルロースのようなセルロース誘導体ニジリカ;塩化ビニル、塩化ビニル ーブロビレンコポリア−1及び塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマーといった多孔 質ポリマーマトリ・ソクス中に均一に分散された、不活化アルミナ、ケイ藻土、 MgSO4といった無機材料または他の無機微粉砕材料、天然(例えば綿)また は合成(例えばナイロン)の布;多孔質ゲル(例えばシリカゲル、アガロース、 デキストラン及びゼラチン)、ポリマーフィルム(例えばポリアクリルアミド) などを挙げることができる。固相は、適当な強度を有するかまたは支持体によっ て強度を与えるべきであるが、支持体は検出可能なシグナルの生成を妨害すべき でない。
流通アッセイ装置に好ましい固相材料としては、多孔質ファイバーガラス材料も しくは他のファイバーマトリックス材料のような濾紙、及びポリエチレンパッド のような等方性多孔質材料を挙げることができる。使用する材料の厚さは、主に アッセイする試料または被分析物質の特性、例えば試験試料の流動性に基づいて 選択される。
固相の固有電荷を変化または増強するため、帯電物質を固相材料に直接適用する こともできるし、微粒子に適用し、次いでそれを固相支持体材料に保持させるこ ともできる。
或いは、カラム内に保持することにより、被膜微粒子を単独で帯電固相として使 用することもできる。“保持“とは、固相支持体材料上または内の粒子が支持体 内の他の位置に実質的に移動できないことを意味する。粒子は任意の適当なタイ プの粒子材料から当業者によって選択され得るが、その例としては、ポリスチレ ン、ポリメチルアクリレート、ポリプロピレン、ラテックス、ポリテトラフルオ ロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ガラスまたは同様の材 料からなるものを挙げることができる。粒径は限定的ではないが、平均粒径が使 用される支持体材料の平均孔径より小さいのが好ましい。
典型的には、本発明のイオン捕獲原理を使用する新規の試験ストリップ及び流通 装置は、被分析物質、試験試料及び/または溶出溶剤を該装置に単一方向で移動 させ、それによって試薬含有ゾーンまたは検出ゾーンと順次接触させることを特 徴とする。或いは、本発明の新規の装置は、被分析物質が試料添加部位から試薬 含有ゾーンまたは検出ゾーンまで放射状に移動するように構成することもできる 。
別の実施態様においては、新規装置は、被分析物質、試験試料及び/または溶出 溶剤が試薬含有ゾーン及び検出ゾーンを所定の順序で通過するよう導く1つ以上 の境界付き経路を含むことができる。
イオン捕獲試薬の使用 本発明の開示によれば、捕獲剤が、アニオン性ポリマーのような帯電物質に結合 させた被分析物質特異的結合メンバーを含むサンドイッチアッセイを実施するこ とができる。
捕獲剤を、被分析物質を含むと推定される試験試料と、標識被分析物質特異的結 合メンバーを含む指示薬に接触させる。試薬は、同時に混合するかまたは1種ず つもしくは組み合わせて順次加え、均一な反応混合液を形成する。
サンドイッチアッセイ例においては、結合反応によって捕獲剤/被分析物質/指 示薬の結合体が形成される。得られた結合体を均一反応混合液の過剰なアッセイ 試薬及び試験試料から、捕獲剤と反対の固有電荷を有するかまたは反対の電荷を 有する物質を保持する固相、例えばカチオン性ポリマーによって取り出す。イオ ン捕獲アッセイにおいては、反対の電荷を有する固相が捕獲剤/被分析物質/指 示薬結合体を、アニオン性ポリマー/カチオン性ポリマーの相互作用によって引 き付は且つ結合する。次いで、固相に保持された結合体を、固相の試薬を調査す ることにより検出する。被分析物質が試料中に存在したならば、固相上に標識が 存在する。固相上の標識の量は試料中の被分析物質の量に比例する。サンドイッ チアッセイに固有の唯一の重要な制約条件は、被分析物質が十分な大きさを有す ると共に、少なくとも2つの特異的結合メンバーの結合を可能にする適当に配置 されたエピトープを有することである。他のサンドイッチアッセイは、被分析物 質を指示薬及び/または捕獲剤に結合するために1種以上の補助特異的結合メン バーを含むことができる。
更に本発明を使用して競合アッセイを実施することができる。競合アッセイ例に おいては、可溶性捕獲剤はここでも、アニオン性ポリマーのような帯電物質に結 合させた特異的結合メンバーを含む。捕獲剤を、試験試料と、シグナル生成化合 物を用いて標識しである第2結合メンバーを含む指示薬とに、順次または同時に 接触させる。捕獲剤と被分析物質とが指示薬への結合において競合する(例えば 捕獲剤と被分析物質とは標識抗原を競合する抗体である)か、または指示薬と被 分析物質とが捕獲剤への結合において競合し得る(例えば指示薬は、捕獲剤の抗 体成分への結合において抗原の被分析物質と競合する標識抗原である)。競合結 合または置換反応は均一混合液中で起こり、捕獲剤/被分析物質結合体及び捕獲 剤/指示薬結合体を形成する。
得られた結合体を過剰なアッセイ試薬及び試験試料から、反応混合液を反対の電 荷を有する固相と接触させることにより取り出す。補獲剤結合体は、反対の電荷 を有するポリマーの相互作用によって固相上に保持される。固相上に保持されて いる結合体は、指示薬の標識によって検出することができる。競合アッセイにお いては、固相に付着する標識の量は試料中の被分析物質の量と反比例する。従っ て、陽性試験試料は陰性シグナルを生成する。競合アッセイは、小さなペプチド またはハブテンのような、特異的結合相手を結合するための単一エピトープを有 する小分子の被分析物質の存在を判定するために使用するのが有利である。他の 競合アッセイは、被分析物質を指示薬及び/または捕獲剤に結合するために1種 以上の補助特異的結合メンバーを含むことができる。
例えば、テオフィリンに対するアッセイにおいては、抗テオフィリン抗体(モノ クローナルまたはポリクローナルいずれでも)をアニオン性ポリマーに結合して 可溶性捕獲剤を形成し、標識テオフィリン(即ち指示薬)と試験試料中の非標識 テオフィリンとの間で前記抗体への結合を競合させることができる。インキュベ ートした後、均一混合液を、カチオン性ポリマー被膜を保持する同相と接触させ る。
捕獲剤と固相の反対の電荷を有するイオン種間の引力が、反応混合液から免疫結 合体を分離するのに有用である。次いで指示薬のシグナルを検出することができ る。この例においては、試験試料中のテオフィリンレベルが増加すると、固相に 関連するシグナル生成は減少する。
更に本発明は、基準抗原の検出を阻害することにより抗体を測定するような阻害 アッセイに使用することができる。
例えば、捕獲剤が抗体/アニオン性ポリマー結合体を含み、指示薬が標識抗体を 含むことができる。被分析抗体を含むと推定される試験試料を、イオン捕獲反応 によって固相上に固定され得る検出可能なサンドイッチ結合体を捕獲剤及び指示 薬と一緒になって形成し得る基準抗原と混合する。
被分析抗体の濃度が増加すると基準抗原が固定サンドイッチ結合体を完成する可 能性が低下するので、捕獲剤による抗原取込みの阻害の程度は試験試料中の抗体 の量に比例する。
一般に、一旦被分析物質とアッセイ試薬の間で結合体を形成したら、反対の電荷 を有する固相を分離機構として使用する。即ち、均一反応混合液を固相と接触さ せると、新たに形成された結合体が固相上に、固相と捕獲剤とが有する反対の電 荷の相互作用によって保持される。使用者が液相反応に執着しないならば、捕獲 剤を固相上に予め固定し、捕獲部位を形成することもできる。
本発明は更に、液体試料から物質を分離するために使用することもできる。例え ば、単に被分析物質を試験試料から分離する目的で、指示薬を用いずに、捕獲剤 及び固相を使用することができる。更に、捕獲剤を、捕獲剤とは反対の電荷を有 する可溶性の第2帯電物質と接触することができる。第2帯電物質は、試料を固 相材料と接触させる前は固相上に保持されていないが、捕獲剤を引き付けてそれ に付着し、得られたアッセイ結合体が、反対の電荷を有する固相上に保持される 。
帯電状態の捕獲剤及び被分析物l1t(及び/または指示薬)の結合体を反対の 電荷を有する固相と接触させるとき、結合体を反応混合液から分離する効率は、 反対の電荷を有するイオン種の引力によって支配される。イオン引力は、捕獲剤 と反対の電荷を有する固相とに複数のポリカチオン及びポリアニオン種が含まれ るときは特に、抗原に対する抗体の免疫学的引力より大きいように選択される。
更なる利点は、“イオン捕獲”法によって妨害物質の固相への非特異的な吸着が 最小限に抑制され、優れた分析精度を与えることである。従ってイオン捕獲法に よって、高度に特異的な分離、最少の非特異的結合、及び高い感受性を有するア ・ソセイを実施することができる。
本発明の1つの実施態様においては、指示薬への非特異的結合の遮断薬を添加す ると、シグナル対ノイズ比を増加する結果となることが見い出された。非特異的 結合遮断薬は、アッセイに使用する捕獲剤が特異的結合メンノ<一に結合したポ リアニオン性物質を含む場合でさえ遊離承りアニオンとし得ることが意外にも判 明した。遊離または未結合のポリアニオンが存在すると、捕獲剤の固相への固定 力(妨害または少なくとも低減されることが予期されて(また。しかしながら、 非特異的結合遮断薬は、ポリアニオン性捕獲剤のポリカチオン性固相への結合を 低下するよりも、指示薬の固相への非特異的な直接結合を阻害することにおG1 てより有効であることが判った。適当な非特異的遮断薬としては、限定的ではな いが、デキストラン硫酸、ヘノクツノン、カルボキンメチルデキストラン、カル ボキシメチルセルロ−ス スルフェート及びβーシクロデキスト+Jンスルフエートを挙げることができる 。
指示薬に加えるポリアニオン性非特異的結合遮断薬の量は、捕獲剤中に含まれる ポリアニオン性物質の量より多くし得ることもまた判明した。遊離ポリアニオン 性非特異的結合遮断薬は、指示薬に、捕獲剤中に使用されるポリアニオン性物質 の量の40,000倍の量で添加し得ることが判った。一般に、指示薬に加える ポリアニオン性遮断薬の好ましい量は、捕獲剤中に使用されるポリアニオン性物 質の量の50〜1 4.0 0 0倍の量である。2ステツプサンドイツチアツ セイにおいては、指示薬に加えるポリアニオン性遮断薬の好ましい量は、捕獲剤 に含まれるものの1000〜2000倍の量である。
問題の被分析物質の各々に対して適当な使用範囲を決定することができる。例え ば、デキストラン硫酸を指示薬に遊離ポリアニオン性非特異的結合遮断薬として 加える、甲状腺刺激ホルモン(T S H)を検出するアッセイにおいては、遊 離ポリアニオンの適量は捕獲剤の233〜19.000倍または約0.1〜8% デキストラン硫酸の範囲であった。下記の表に示すように、好ましい非特異的結 合遮断薬及び好ましい非特異的結合遮断薬の量は、各被分析物質に対して最適化 することができる。
指示薬中の非特異的結合遮断薬 %デキストラン硫酸(平均分子量5.000)(遮断薬/捕獲剤、 w/w) 被分析物質 好ましい量 より好ましい量TSH0,1〜80.5〜2 (233〜19,000) (1,000〜4.000)73 0、1〜20. 1〜0,2 (2,000〜40.000) (2,000〜4.000)%カルボキシメチ ルセルロース(平均分子量250.000)(遮断薬/捕獲剤、v/w) hOG 0.01〜0.25 0.025(0,44〜11) (1,1) HIV O〜0.2 0.05 (0〜20,000) (5,000)更に、ポリアニオン性非特異的結合遮断 薬を分離剤(Separate reagent)としてア・ソセイに加えるこ ともできるし、捕獲剤中、補助結合メン/く一中、緩衝剤中、またはアッセイに 使用される成る種の他の試薬中の遊離ポリアニオンとして含めることもできるこ とが判明した。例えば、遊離ポリアニオンを捕獲剤中に含める場合、それは、試 験試料自体もしくは他のアッセイ試薬中に含まれていたり装置製造過程で混入し た妨害物質を中和することによりシグナル対ノイズ比を増大し得る。下記の表は 、種々の被分析物質に好ましい非特異的結合遮断薬の量を示しており、ここでは 、遊離ポリアニオンが補獲剤自体に含まれている。
捕獲剤中の非特異的結合遮断薬 %デキストラン硫酸(平均分子量5.000)(遮断薬/捕獲剤、w/w) 被分析物質 好ましい量 より好ましい量ジゴキシン 0〜0.004 0.0 04(0〜222) (222) T3 0.004〜0.01 0.004〜0.006(66〜165) (6 6〜99) 問題の被分析物質及び所望のアッセイ構成に従い、好ましい非特異的結合遮断薬 並びにその濃度の最適化及び別のアッセイ試薬の成分として含めるか否かは、多 大な実験をせずとも結合アッセイの当業者によって実施し得る経験的技術によっ て選択される。唯一の公知の例においては、ジゴキシン競合アッセイの捕獲剤に 0.005%デキストラン硫酸を使用すると、非特異的結合遮断薬の添加により 、捕獲剤と固相との結合が阻害される。
イオン捕獲アッセイ装置 上述したように、イオン捕獲アッセイ装置は、ガラススライド、磁性粒子、試験 管及びプラスチックウェルといった不透過性固相を含み得る。しかしながら、イ オン捕獲アッセイ全体を多孔質固相材料内で実施し得ることも見い出された。本 発明のイオン捕獲アッセイ装置は特に、被分析物質を含む溶液または液体が通過 し得る任意の適当な、吸収性、吸着性、浸透性(imbibing)、吸湿性、 非吸湿性、等方性または毛管特性を有する材料(即ち多孔質材料)を含む。溶液 は、吸引、水圧、空気圧、吸湿、重力、毛管力、またはこれらの組合せによって 多孔質材料中を引上げまたは押上げられ得る。
使用し得るアッセイ装置としては、限定的ではないが、慣用のクロマトグラフィ ーカラム、液体流が実質的に直線形である細長い多孔質材料ストリップ、液体流 が直線形または放射状であるシート、パッド状多孔質材料、または多層ンートも しくはパッドを含む装置を挙げることができる。
本発明の新規の装置は、試験ストリップ及び流通装置の製造を含む。しかしなが ら、簡潔化のために以下の説明は試験ストリップ装置に的を絞るが、装置ゾーン の説明は、ストリップタイプ及び層状流通タイプの両装置に適用され得る。当業 者には、本発明が流通装置形式に適用可能であることが理解されよう。
試験ストリップの製造に有利に使用される1つの固相多孔質材料はニトロセルロ ースである。特に膜状固相材料を使用する場合は、被分析物質と指示薬の間で制 御された再現可能な結合反応が起こるよう、液体を固相に流し始める前に試験試 料と指示薬を混合する。或いは、試験装置は更に、細長ストリップと流体流通接 触しており且つ必要によっては指示薬を含む前混合添加パッドを含んでもよい。
添加パッドの材料は、試験試料を指示薬と前混合する能力において選択すべきで ある。例えば、ニトロセルロースを固相として使用するならば、親水性ポリエチ レン材料またはガラスファイバー濾紙が適当な添加パッド材料である。或いは、 ガラスファイバー濾紙のような固相材料を使用するならば、指示薬を細長ストリ ップの試料添加部位または添加部位より下流の別の部位に可逆的に固定すること ができる。
更に別の装置及び方法においては、指示薬を、別個の試薬溶液としてまたは試験 試料及び/または捕獲剤と順次にまたは同時に装置に加えることができる。
別の実施態様においては、試験ストリップまたは流通装置を、種々の試薬ゾーン 及び検出ゾーンを形成すべ(拡散性試薬または固定試薬を含む連続多孔質材料片 で製造することができる。更に別の実施態様においては、試験ストリップを、被 分析物質が一方の材料から他方の材料へと移動し得るように種々の材料が流体流 通接触しているような1種以上の固相材料で製造することができる。異なる材料 は異なる拡散性または固定アッセイ試薬を含むことができ、個々の材料は、細長 ストリップまたは流通パッド装置に組み立てられる。更に別の実施態様において は、装置の2つ以上のゾーンが一部重なり合っている。例えば、試料添加ゾーン は拡散性アッセイ試薬(例えば指示薬、捕獲剤など)を含み、それが被分析物質 と反応して結合体または反応生成物を形成し、それが装置内または装置上の他の ゾーンに続けて移動することができる。別の実施態様においては、試料添加ゾー ンは固定アッセイ試薬(例えば捕獲剤とは反対の電荷を有するポリマー)を含み 、それが、捕獲剤または補獲剤結合体を検出のために固定することができる。こ こでも、補獲剤結合体に直接または間接的に結合し、更にそれが、反対の電荷を 有する固相材料によって固定されることにより固定される種々の形式に本発明が 適用可能であることは、当業者には容易に理解されよう。
a、添加パッド 試験ストリップ装置に添加パッドを使用する場合、それは、試験試料または溶出 溶剤が添加パッドから多孔質材料へと通過または移動し得るように、近位端部と 称される多孔質材料の一端と流体流通接触している。流体流通接触は、添加パッ ドが多孔質材料と物理的に接触していてもよいし、パッドとストリップとの間で 流体が流れ得る中間スペース(intervening 5pace)または追 加材料によってパッドが多孔質材料から分離していてもよい。実質的に全ての添 加パッドが多孔質材料と一部重なり合い、試験試料が添加パッドの実質的に全て の部分を通って細長ストリップの近位端部に到達することができる。或いは、添 加パッドの一部分のみが細長ストリップ材料と重なり合ってもよい。添加パッド は、試験試料及び/または溶出溶剤を細長ストリップまで移送し得ると共に、細 長ストリップの全収容容積と等しいかまたはそれより多い量の試験試料及び/ま たは溶出溶剤を吸収し得る任意の材料とすることができる。
添加パッドに使用するのに好ましい材料としては、ニトロセルロース、多孔質ポ リエチレンパッド及びガラスファイバー濾紙を挙げることができる。パッド材料 は、被分析物質及びアッセイ試薬との相容性においても選択される必要があり、 例えばガラスファイバー濾紙は、ヒト絨毛性性腺刺激ホルモン(hCG)アッセ イ装置に使用するのに好ましい添加パッド材料であることが判明した。
更に、添加パッドは、拡散可能にまたは拡散不可能にそこに結合された1種以上 のアッセイ試薬を含むことができる。添加パッドに含み得る試薬としては、限定 的ではないが、指示薬、補助結合メンバー、試験試料前処理薬及びシグナル生成 系成分を挙げることができる。例えばイオン捕獲装置の好ましい実施態様におい ては、製造中に指示薬を添加パッド内に予め付着させる。このことで、装置を使 用する前に試験試料を指示薬と結合する必要は排除される。
添加パッド中でアッセイ試薬を独立させることで相互作用性試薬は別々に維持さ れ、製造工程は容易になる。例えば指示薬は添加パッド中に乾燥状態で保持させ 、試験試料または溶出溶剤と接触すると、指示薬が再構成及び拡散され、それに よって装置中を移動することができる。更に別の実施態様においては、拡散性指 示薬を、試験ストリップ材料自体の添加パッドと該試験ストリップ上の検出ゾー ンとの間の位置に置く。別の実施態様においては、拡散性指示薬を、多孔質試験 ストリップ材料の検出ゾーンに置き、アッセイ反応によって検出ゾーンに固定さ れなかった指示薬は検出ゾーンを通過して行(。
好ましいイオン捕獲装置においては、添加パッドが試験試料を受取り、試験試料 によって添加パッドが濡れることで少なくとも2つの機能が果たされる。第1に 、パッドに含まれる所定量の試薬が溶解または再構成される。第2に、試験試料 及び新たに溶解された試薬が多孔質材料まで移送され始める。添加パッドは、試 験試料とアッセイ試薬とに対し、最初の混合部位及び反応部位としての第3の機 能をも果たし得る。
別の好ましい実施態様においては、添加パッドは指示薬及び捕獲剤の両方を乾燥 形態で含む。試験試料を添加するとアッセイ試薬が再構成され、それによって被 分析物質と反応し、電荷を帯びた指示薬/被分析物質/捕獲剤結合体が形成され る。次いで結合体は、続いて検出ゾーン内に固定されているポリマー材料と反応 するため、添加パッドがら多孔質試験ストリップ材料まで移動する。検出ゾーン では、ポリマー材料は捕獲剤とは反対の電荷を有する。或いは、指示薬または捕 獲剤のいずれかを、多孔質試験ストリップ材料の添加パッドと検出ゾーンとの間 に含めることもできる。補獲剤結合体は、捕獲剤が検出ゾーン内を移動する前に またはそれと同時に形成されるのが好ましい。
本発明の別の実施態様においては、ゼラチンを使用して添加パッドの全部または 一部を閉じ込める。このような封入は典型的には、添加パッドをゼラチンで被覆 することにより行なわれる。この被覆の効果は、添加パッドに含まれる試薬の安 定性を増大することである。被覆された添加パッドに試験試料を添加するとゼラ チンが溶解し、それによって、予め付着されていたアッセイ試薬が再度水和され る。
本発明の別の実施態様においては、試薬含有添加パッドを乾燥または凍結乾燥し 、装置の貯蔵寿命を増大する。凍結乾燥した添加パッドは、空気乾燥した添加パ ッドより強力なシグナルを生成することが判明した上に、凍結乾燥添加パッドは より長い期間安定性を維持した。
別の好ましい実施態様においては、本発明のアッセイ装置は、濾過手段を追加す ることにより更に改良することができる。濾過手段は、添加パッドの上方または 添加パッドと多孔質材料の間に置かれた別個の材料とすることができる。或いは 、添加パッド材料はその濾過能力において選択することができる。濾過手段とし ては、所定の寸法より大きい粒子またはセルを試験試料から除去するために使用 される任意のフィルターまたはトラッピング装置とすることができる。例えばフ ィルタ一手段は、全血試料から赤血球を除去し、血漿を多孔質材料に移送するた めに使用される。
かかるフィルタ一手段は、米国特許第4.477.575号に開示されており、 この特許は参照により本明細書の一部を構成するものとする。必要によっては、 フィルタ一手段は、粒子または妨害物質を試験試料から除去するための1種以上 の試薬を含むことができる。
本発明の別の変形態様は、添加パッドと多孔質材料との間に設置されるかまたは 添加パッド上に重ねて設置される1つ以上の追加多孔質材料層の使用を含む。か かる追加パッドまたは層は、添加パッドへのまたは添加パッドからの試験試料の 流量を制御する手段として作用し得る。このような流量制御は、添加パッド内で の試験試料と試薬の反応に長時間のインキュベーションが所望される場合に好ま しい。
或いはかかる層は、試験試料が添加されるまで添加パッド試薬から隔絶されるの が好ましい追加アッセイ試薬を含むことができる。流量制御層は更に、未反応の アッセイ試薬が多孔質材料へ到達するのを防止する役割をも果たす。
b、多孔質試験ストリップ材料 本発明の新規のイオン捕獲装置に使用される多孔質材料は、被分析物質を含む溶 液が吸上作用によってその中を輸送され得る、任意の適当な吸収性、多孔性また は毛管作用を有する材料とすることができる。試験ストリップ装置に好ましい1 つの多孔質材料はニトロセルロースである。しかしながら、ニトロセルロースを 使用する場合、任意の添加パッドの材料は、試験試料と1種以上のアッセイ試薬 とを前混合し得る能力において選択すべきである。ニトロセルロース膜を通る流 体流は層状であり、多孔質材料内で試験試料と添加パッド試薬を最初に混合し得 るようなより不規則な流れは起こらない。ニトロセルロースを多孔質材料として 使用する場合、Porex(登録商標)親水性ポリエチレン材料またはガラスフ ァイバー濾紙が、添加パッド内での試験試料とアッセイ試薬との混合及び反応を 可能にする添加パッドとして使用するのに適当である。特に好ましい多孔質材料 はガラスファイバー濾紙である。
多孔質ストリップ材料の特定の寸法は、関与する試験試料の寸法、アッセイ態様 、シグナルを検出及び測定する手段などに従って便宜的に決定される。例えば寸 法は、流体移動速度、多孔質材料によって吸収され検出部位までまたはそこを通 して輸送される試験試料の量を調整するよう選択される。
上述のごとく、結合アッセイにおける検出ゾーンは、典型的には、帯電ポリマー を多孔質材料の所定の場所に直接または間接的に結合することにより形成される 。直接結合方法としては、吸着、吸収及び共有結合を挙げることができる。間接 結合方法としては、帯電試薬が結合された不溶性微粒子を使用し、該粒子が多孔 質支持体材料内または上に保持及び固定される方法を挙げることができる。試薬 を微粒子に結合する手段は、共有結合及び非共有結合、即ち付着、吸収または吸 着を含む。イオン捕獲剤は微粒子に共有結合によって結合するのが好ましい。
1種以上の試薬を微粒子に結合し、次いでそれを多孔質材料内に固定することも 本発明の範囲内にある。例えば、検出可能な反応生成物が酵素/基質シグナル生 成系中で拡散するのを減速または防止するため、基質を多孔質材料内に固定する ことができる。基質は、当分野において良(知られた方法によって多孔質材料に 直接結合することで固定することもできるし、多孔質材料中及び/または上に堆 積された不溶性微粒子に共有結合することにより固定することもできる。
粒径は、使用する多孔質材料のタイプ及び粒子を製造する材料のタイプに応じて 変化させることができる。例えばガラスファイバー多孔質材料においては、ガラ ス及びポリスチレン粒子は、多孔質材料の細孔内に捕捉または固定され且つ移動 流体に直面したときに動かされないのに十分な寸法であるべきである。同じガラ スファイバーマトリックスにおいて、ラテックス粒子はそれ自体がガラスファイ バーに未知の機構によって予想外に付着するが故に、はるかに小さいラテックス 粒子を使用することができる。孔径に依存するガラス及びプラスチック粒子とは 違い、ラテックス粒子は孔径に無関係であり、多孔質材料の孔径がロットごとに 変動しても、装置の性能に悪影響を及ぼさない。その結果、1つの特に好ましい 結合アッセイ装置は、捕獲剤が結合されガラスファイバー多孔質材料中に分配さ れたラテックス粒子を使用する。微粒子または他の試薬の多孔質材料マトリック ス上または内の分配は、当業者には周知のごとき試薬プリンティング法(rea gent prinイオン捕獲剤、シグナル生成成分または試薬被覆微粒子は、 多孔質材料上または内に単独でまたは種々の組合せで堆積することができる。ま たこれらは、種々の形状の検出または測定部位を生成すべく多様な構成で堆積す ることができる。例えば試薬を、多孔質ストリップ材料全体の面積より実質的に 小さい面積を有する個別部位として堆積することができる。
或いは、実質的に全多孔質材料を含む捕獲部位または検出部位を形成するように 実質的に均一に、試薬を多孔質材料全体に分配することもできる。この場合、一 定長の検出部位に沿ったシグナル生成の度合い、または多孔質材料の近位端部か ら検出可能なシグナルまでの距離は、試験試料中の被分析物質の量に関係する。
被分析物質の量は、得られた信号の長さまたは距離を較正標準試料に認められる ものと比較することにより決定することができる。
別の実施態様においては、試薬を小幅の縞として分配することができる。試薬を 均一に分配するのはなくて小幅縞を使用すると、多孔質材料上の検出可能なシグ ナルの像を鮮明化するよう作用する。更に、多孔質材料の長さに沿って1つ以上 の小幅縞を平行に分布することができる。このとき、各編向の試薬を異なる被分 析物質に対するものとし、多重分析アッセイ装置を形成することができる。被分 析物質の移動の長さまたは距離を測定する装置に加え、被分析物質の測定、即ち 定量化を助けるため、一定尺度の適当な符号、数値または文字を多孔質材料上に 印刷することができる。
別の実施態様においては、試薬を多孔質材料の一端にもう一端よりも少ない量で 分配する。競合結合アッセイにおいて、捕獲剤をこのように濃度勾配を持つよう 分配することで、指示薬が被分析物質によって捕獲剤の結合部位からより迅速に 変位するが故に、多孔質材料の分配がより少ない端部でより高い感度を得ること ができる。
別の実施例においては、適当な捕獲剤及びシグナル生成試薬を、限定的ではない が、アッセイ終了時に検出可能なシグナルを表示する数値、文字、ドツト及び符 号、例えば“+/−”、“%”などを含む、検出に便利な任意のパターンに分配 することができる。必要によっては、1つの試薬の反応が検出可能パターンの一 部分を完成し、第2の反応が検出可能パターンの別の部分を完成するよう、アッ セイ試薬を材料中に一部重なり合った態様で取り込ませた反応マトリックスを製 造することができる。例えば、一方の反応が“十字形”の縦部分を完成し、第2 の反応が十字形の横部分を完成することができる。或いは、模様の一部分はアッ セイ実施前に可視または検出可能であって、単一反応によって模様全体が完成さ れる。一般には、縦部分のみの完成は陰性のアッセイ結果を示し、検出可能な模 様の画部分の完成は陽性のアッセイ結果を示す。任意のパターンまたは模様を使 用することができるが、模様の一部形成は陽性以外のアッセイ結果を示し、模様 の完全な形成は陽性のアッセイ結果を示すようにしてもよい。このような方法及 び装置が米国特許第4,916,056号に記載されており、該特許の開示内容 は参照により本明細書の一部を構成するものとする。
更に別の実施態様においては、多孔質材料のおおよそ近位端部からおおおそ遠位 端部まで一定の間隔を置いて多孔質ストリップ材料の幅を横切る一連の平行棒状 に、はしご様の捕獲部位を形成するように試薬を分配することができる。小幅縞 構成のように、環部及び中間のスペースは、多孔質材料上に生成されたシグナル の像を鮮明にするよう作用する。シグナルを検出し得る環部の数をカウントし、 試験試料中の被分析物質の量と相関させることができる。環部を相互に近付けて 並べると、装置の分析感度は低下するが、より多量の被分析物質を測定すること ができる。また、環部をより離して並べることにより、感度を徐々に高めること ができる。被分析物質に対するより高い限界感度(discriminatio n 5ensitivity)が濃度範囲の上限で要求されるか下限で要求され るかに従い、多孔質材料の種々の部分で感度を変えることも本発明の範囲内にあ る。平行棒状構成の別の変形態様は、捕獲部位及び検出部位内の試薬が異なる被 分析物質に対するものであって、多重分析アッセイ装置を形成する、複数の捕獲 剤または反応試薬の使用を含む。
固相の特定の寸法は便宜的に決定されるものであり、関与する試験試料のサイズ 、アッセイ方法、及びシグナルを検出及び測定する手段に依存する。例えば寸法 は、流体移動速度及び固相に吸収される試験試料の量を調整するように選択する ことができる。
所定量のアッセイ試薬を装置内に組込み、使用者による追加操作の必要を低減ま たは回避することができる。従って、1種以上の試薬を装置内に組込むことは本 発明の範囲内にある。例えば、検出可能な反応生成物が酵素/基質シグナル生成 系内で拡散するのを減速または防止するため、基質を試験ストリップ内に固定す ることができる。基質は、当分野においてよく知られた方法によって試験ストリ ップ上または中に固定することもできるし、試験ストリップ中及び/または上に 堆積された不溶性微粒子に共有結合することにより固定することもできる。試験 試料または溶出溶剤と接触するまで試薬が反応しない限りは、1種以上のアッセ イ試薬を装置上の任意の所与の試薬ゾーンまたは部位に存在させることができる 。
上述の種々のシグナル表示フォーマットまたはパターンには更に、アッセイ試薬 の効力、アッセイの終了またはアッセイの適正実施を確証するようなアッセイ対 照を組込むこともできる。このような対照は当業者にはよ(知られている。アッ セイの終了を示す試薬(例えば試験試料の装置中の移動が完了したことをシグナ ルで示すアッセイ終了指示薬)を試験ストリップ装置の遠位端部に有することも 本発明の範囲内にある。例えばアッセイ終了は、試験溶液、吸上液またはシグナ ル生成成分と接触したとき、対照部位の変色によって示すことができる。試験水 溶液と接触したときに変色する試薬としては、CuSO4、Co (NOs)  tなどの脱水遷移金属塩などを挙げることができる。緩衝吸上液のpHに応答す るpH指示染料を選択することもできる。例えばフェノールフタレインは、pH 範囲が8.0〜100の吸上溶液と接触すると、透明から濃ピンクに変色する。
試験試料を添加部位に添加するかまたは添加部位を試験試料中に浸漬することに より、試験試料を試験ストリップに接触させることができる。放射状の捕獲部位 及び結合体回収部位を有するシート状装置においては、試料を中央添加部位に添 加する。試料を固相に接触させる前に、試料を、指示薬、捕獲剤、緩衝剤または 吸上剤(即ち固相を通して試験試料を輸送するのを促進する物質)といった追加 試薬と混合してもよい。別の実施態様においては、試験試料を、捕獲部位の上流 に位置する試験ストリップの部分に添加し、1種以上の追加試薬を、試験試料添 加部位の上流に位置する試験ストリップの別の部分に添加する。
更に別の実施態様においては、装置は、捕獲部位の下流または下方に位置する追 加吸収材料を含む。吸収材料は、固相上にある捕獲部位及び検出部位を通過する 試験試料及び指示薬の量を増大するよう作用し得る。
少量の非水性または粘性試験試料を装置に添加する場合、アッセイ試薬及び試験 試料が該装置中を容易に移動するように、吸上液、好ましくは緩衝吸上液を使用 する必要があり得る。水性試験試料を使用する場合、吸上液は一般に必要ではな いが、吸上液を使用して流動性を向上したり試験試料のpHを調整することがで きる。イムノアッセイにおいては、吸上液は典型的には約5.5〜約10.5、 より好ましくは約6.5〜約9.5のpHを有する。pHは、特異的結合メンバ ーと被分析物質との間で有意なレベルの結合親和性を維持するように選択される 。しかしながら指示薬の標識成分が酵素である場合には、pHは、酵素シグナル 生成系における発色のために有意な酵素活性を維持するよう選択されねばならな い。適当な緩衝液としては、限定的ではないが、ホスフェート、カーボネート、 バルビタール、ジエチルアミン、トリス(ヒドロキシメチル)−アミノメタン( Tris)、2−アミノ−2−メチル−1−プロパツールなどを挙げることがで きる。吸上液及び試験試料は、試験装置と接触させる前に混合してもよいし、添 加パッドに別々に接触させてもよい。
C0流通アッセイ装置 通常の流通アッセイ装置は、問題の被分析物質を固定するために非拡散性の特異 的結合メンバーが固定されている試料接触表面を含む少なくとも実質的に平面状 の層を有する。該層は、結合アッセイの実施に際して装置を使用するとき、第1 表面と接触した試験試料の少なくとも一部が該第1表面を通過してそれと反対側 の第2表面に到達するように配置されている。
典型的には流通装置は、第1層を通過した流体を吸収するための第2層または吸 収手段を含んでおり、吸収手段は、第1層の第2表面と直接接触しているか、ま たは第2表面を通過した流体が吸収手段に輸送されるのに十分に接近している。
変形装置においては、吸収手段は第1層から間隔を置いて設置されており、後で 2つの層を相互に押し付けることにより第1層の第2表面に接触することができ る。
必要によっては、流通装置は、装置を使用する際に試験試料が濾過手段を通過し てから第1表面と接触するように第1層に関して配置されている濾過手段を含む ことができる。更に第1層からの流体の流量を調整するために、第1層と吸収手 段の間に流量制御手段を設置することもできる。
第1層と吸収手段の間に逆流制御手段を設置し、吸収手段から第1層へのシグナ ル生成物質の移動を防止することもできる。
流通装置は、装置を使用する際に試料流体がアッセイ試薬層を通過してから第1 表面と接触するように第1層に関して配置された1つ以上のアッセイ試薬層を含 むこともできる。アッセイ試薬は一般には、試験試料を試薬層に添加することに より再度可溶化され、そうすると試薬は、被分析物質またはアッセイ装置内に収 容されている他の試薬と更に反応することができる。他の実施態様は、フィルタ ー層またはフィルター/試薬併存層を含み得る。更に別の装置は、着脱可能なフ ィルター及び/または試薬層を含み得る。
本発明の新規の流通アッセイ装置は、反対の電荷を有する捕獲剤及びその結合体 を非特異的に結合し固定するために帯電ポリマーが設置されている接触表面を含 む。該装置は、上述の1つ以上の他の装置の層と組み合わせた1つの層、即ち第 1層で構成される。例えば、被分析物質がアッセイ試薬と接触してから流通装置 のイオン捕獲表面と接触するように、1つ以上の前反応層が指示薬及び捕獲剤を 含み得る。
流通アッセイ装置または試験ストリップアッセイ装置において、指示薬または捕 獲剤のような1種以上のアッセイ試薬は、アッセイ実施中に装置に添加すること もできる。
しかしながら本発明の好ましい実施態様は、必要な全てのアッセイ試薬をアッセ イ装置に組み込んであり、試験試料及び場合によっては吸上液または溶出溶剤の みを装置に添加するだけでよい。
本発明は更に、結合アッセイを実施するキットをも提供する。例えば本発明のキ ットは、試薬が取り込まれたアッセイ装置を含むことができ、必要によっては、 装置内または上には組み込まれていない上述のごとき吸上液及び/または試験試 料前処理試薬を含むこともできる。当業者には周知の他のアッセイ成分、例えば 緩衝剤、安定剤、洗浄剤、非特異的結合阻害剤、細菌阻害剤などをアッセイ装置 及び吸上液中に存在させることもできる。
実施例 以下の実施例は、本発明の新規の材料を製造し且っがかる材料を使用してアッセ イ作業を実施する好ましい方法を示す。しかしながら、これらの実施例は説明の ためのものであり、請求の範囲によってのみ規定される本発明の範囲を制限する ものではない。
実施例1 癌胎児性抗原(CEA)のサンドイッチアッセイa、抗CEA抗体−PGA捕獲 剤の調製以下の一連のステップは、抗体/ポリグルタミン酸(PGA)結合体、 即ち抗体/アニオン性ポリマー捕獲剤の調製に使用される化学機構を説明するも のである。
検出可能アニオン性ポリマーの調製: PGAのナトリウム塩(Ig : 7. 14X10−5モ/l/;平均分子量(MW)14.000;Sigma)を、 以下のように変更したTsukadaら(JNCI ;73ニア21−729. 1984〕の方法によって、3− (2−ビリジルージチオ)プロピオニル−p cA (FDP−PGA)に変換した。チオプロピルセファロース6B単離前に 、PDP−PGAを遊離スルフヒドリルに還元することはせず、代わりに、FD P−PGAを0.1Mリン酸ナトリウム及び1mMEDTA (pH6,5)中 に溶解し、チオプロピルセファロース6B(60ml;30g;Pharmac ia Chemicals、Uppsala、Sweden)と−緒に撹拌した 。透析及び凍結乾燥後、FDP−PGA結合体が収率24%で得られた(0.2 44g ; 1.72xlO−’モル)後続の化学反応の間ジスルフィドを確実 に維持するため、チオピリジル基を5−チオ−2−ニトロベンゾエート(TNB )保護基と交換した。100モル過剰量の1.4−ジチオトレイトール(MWI  54.2)を、0.1Mリン酸ナトリウム(4,0m l ; pH7)中に FDP−PGA (20mg : 1.42xlO−’モル)を溶解した溶液に 加え、40℃で1時間反応させた。混合液を5.QmM酢酸ナトリウム、0.1 4MNaC1及び1 、0 m M E D T A (pH5,5)を用いて 10m1に希釈し、2000分子量カットオフ(MWCO)チューブにおいて希 釈緩衝液に透析した。続いて蒸留水に透析してがら凍結乾燥した。チオプロピル −PGA (H8−PGA)の収量は13.5mgであった。H3−PGA ( 13,5mg)を0.1Mリン酸ナトリ’yム(pH7,0;9.6X10−’ モル)中に溶解し、10モル過剰量の5.5゛−ジチオビス(2−ニトロ安息香 酸)(DTNB)と室温で1時間反応させた。この混合液を0゜1Mリン酸ナト リウム(pH7)で10m1に希釈し、2000MWCOチューブにおいて希釈 緩衝液に透析した。
続いて蒸留水に透析し、凍結乾燥し、5−(2−ニトロ安息香酸ジチオ)プロピ ニル−PGA (TNB−PGA ; 8゜5mg ; 6.07 x 10− ’モル)を生成した。
各補獲剤抗体に結合したアニオン性ポリマー分子の数を追跡するため、TNB保 護PGAをフルオレセンのエチレンジアミン誘導体で標識した。TNB−PGA  (8,5mg)を乾燥N−Nジメチル−ホルムアミド(20ml)中に溶解し 、90モル過剰量のN−メチルモルホリン(MWlol、15)で処理し、温度 を0℃に下げ、90モル過剰量のイソブチルクロロホルメート(MWl 36. 58)を加えることにより、TNB−PGAをエチレンジアミン誘導フルオレセ ン(EDA−F I ; MW532)をローディングした。上記反応は0℃で 1時間実施した。混合液を室温に暖め、30モル過剰量のEDA−F Iを加え 、撹拌しながら室温で一晩反応させた。混合液を0.1Mリン酸ナトリウム(p H7,0)で10m1に希釈し、2000MWCOチューブおいて希釈緩衝液に 透析した。続いて蒸留水に透析し、凍結乾燥し、TNB−PGA/EDA−F  1結合体(7,8mg ; 5.6xio−’モル)を得た。
TNB−PGA−EDA−F] (7,8mg)を0.1Mリン酸ナトリウム( 3,0ml : pH7,0)中に溶解し、100モル過剰量の1,4−ジチオ トレイトールを用いて40°Cで1時間処理することにより、TNB基を除去し た。
反応は、紫外/可視分光計においてピークが334nmから412 n mにソ フトすることでモニターした。材料を蒸留水で10m1に希釈し、2000MW COチューブにおいて蒸留水に透析した。凍結乾燥すると、チオプロピル−PG A/ED’A−F I (H8−PGA/EDA−F I 、8゜4 m g  )が得られた。この時点で、紫外/可視走査を行なってP G A 1分子当た りのフルオレセンの数(即ちローディング)を決定した。この調製物においては 、PGA1分子当たり0.81フルオレセンの値が算出された。
抗体活性化:モノクローナル抗体である抗CEA抗体を、Tsukadaら(J NCI ニア3;721−729.1984〕の方法によってマレイミド活性化 した。但し、抗体濃度は1mg/mlとし、150モル過剰量のN−スクシンイ ミジルm−(N−マレイミド)ベンゾエート(SMBE、MW314.3 ;  S igma)を使用した。3〜5個のマレイミド基を抗CEA抗体に導入する には、150モル過剰量が必要であることが実験的に判明した。Mearesら の遠心法(Analytical Biochemistry:1142;68 −78.1984)を使用し、3mlシリンジカラムにおいて5ephadex G−50/80 (S i gma)を用いてクリーンアッフヲ行なった。Li uら(Biochemistry:18;690−696.1979)の滴定法 を使用して1抗体当たりのマレイミドの数を決定した。この抗体活性化において 1抗体当たり4.6のマレイミドが導入されたことが判明した。
次いで、チオプロピル−フルオレセン標識PGAをマレイミド誘導抗体と反応さ せ、癌胎児性抗原イオン捕獲イムノアッセイに適した抗体/PGA結合体を得た 。0.1Mリン酸ナトリウム(1,0〜2.0m1 ; pH7,0)中にマレ イミド活性化抗体(1,Omg ; 6.25X10−’モル)を含む溶液のp Hを1.ON HCIを用いて6.5に調整した。次いで、0.1Mリン酸ナト リウム(100μl)中の10モル過剰量のH8−PGA/EDA−Fl (約 1゜0mg)を活性化抗体調製液に加えた。室温で静かに撹拌しながら一晩結合 させた。混合液を0.1Mリン酸ナトリウム(pH7,0)で10m1に希釈し 、50.OOOMWCOチューブにおいて0.001Mリン酸ナトリウム(pH 7,0)に透析し、凍結乾燥した。乾燥物質を蒸留水(0,25m1)中に再溶 解し、高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)によってA280に最大ピー クを有する画分を得た。クロマトグラフィーは、Blo−8ilTSK250  (Bio−Rad Laboratories、R4chmond、Cal i fornia)300mmX7.5mmカラムにおいて5QmM硫酸ナトリウム 、20mMリン酸ナトリウム及び0.3M NaCl (pH6゜8)を用いて 1ml/分で溶出することで実施した。
ウシIgG標準物質を用いたBio−Rad’s Bradfordアッセイに よって、最大ピークのタンパク質含有量を測定した。該ピークは、5.97X1 0−’モルのタンパク質(IgG MW 160.000)に相当する95.5 μg / m +のタンパク質を含んでいた。紫外/可視を走査し494nmに おける吸収を測定することにより、この両分は更に、抗体1分子当たり3.6の フルオレセンに相当する2、12X10−’モルのフルオレセンを含んでいるこ とが判った。PGAI分子当たり0.81のフルオレセンがあることが判ってい ることから、各抗体に4.4個のPGA分子が結合していることになる。ピーク 画分を凍結し、後でアッセイに使用した。
上記化学機構の重要点は、各ポリマーアニオンと抗体との間に接合部位が1個だ け存在することである。2者間の唯一の共有結合によって、複数の活性化基を有 するポリマーアニオンを使用した場合に起こり得る分子間及び分子内架橋が阻止 される。
上記捕獲剤の別の例としては、アニオン性固相材料と併用するためにカチオン性 誘導抗体を形成することもできる。
b、固相の調製 使い捨て流通材料の固相繊維質マトリックスを第四級ポリマー化合物で被覆し、 固相に正電荷を与えた。水溶性セルロース誘導体であるCe1quat (登録 商標)L−200ポリマー化合物を使用した。Ce1quat (登録商標)L −200ポリマー化合物の1%水溶液(50μl)を固相材料に塗布し、次いで 、300mM NaC1,5QmMTris及びo、i%NaN5を含む希釈剤 (75μI 、pH7,5)で洗浄した。
C3指示薬の調製 指示薬は、アルカリ性ホスファターゼと、捕獲剤において特定された抗体とは別 のエピトープに結合する抗CEA抗体フラグメントとで構成した。アルカリ性ホ スファターゼで標識した抗CEA抗体フラグメントは、50mMTr is、5 0mM NaC]、1.0mM MgC1g、o。
1mM ZnC!2.5.0mM酒石酸ナトリウム、0.5%ウシ皮膚ゼラチン 及び3%マウス血清を含む緩衝液中に置いた。
d、イムノアッセイ方法−CEA測定 指示薬(70μl)を反応ウェルに入れた。次いで、緩衝捕獲剤(50mM N atSOn、20mM リン酸ナトリウム及び300mMNaClの緩衝液、p H6,8中に抗CEA/PGA結合体を含む溶液20μl)をウェルに加えた。
CEAを含む標本35μmをウェルに加え、均一免疫反応混合液を34.5℃で 20分間インキュベートした。
このアッセイでは、各々がAbbott Laboratories CEA酵 素イムノアッセイキットからのCEA較正物質である4種類の標本を試験した。
各反応混合液のアリコート(100μm)を同相材料に添加し、次いで75μI の希釈液で3回洗浄した。最後に、指示薬と反応させるため、酵素基質(100 mM AMP、1.0mMMg C+ 2. 0.1%NaN、及び4.QmM  テトラミソール、pH10,3中に1.2mM4−メチルウンベリフェリル− ホスフェートを含む溶液70μl)を34.5℃で加え、生じた蛍光量を測定し た。アッセイの用量一応答結果を表1に示す。この結果から、CEA試験試料濃 度が増加すると、それに対応して捕獲剤/被分析物質/指示薬の結合体の形成が 増加し、従って固相に付着する検出可能な標識の量が増加したことが判る。
表1 CEAイオン捕獲サンドイッチアッセイ捕獲剤:抗CEA抗体−PGA結合体 指示薬:アルカリ性ホスファターゼ標識抗CEA抗体フラグメントCEA(ng /■l) 量(カウント7秒7秒)実施例2 マウス免疫グロブリンの競合阻害アッセイa、IgG−PGA捕獲剤の調製 以下の方法に従って水溶性カルボジイミド剤(1−エチル−3−(3−ジメチル アミノ−プロピル)カルボジイミド; EDCI)を使用し、プロティンAアフ ィニティー精製マウスモノクローナル免疫グロブリンGを負電荷を有するPGA に結合した。
フルオレセン標識PGA (10mg ; F 1−PGA)を、リン酸緩衝塩 水溶液(PBS ; 75mM KHIPO4及び300mM NaC1,pH 7,2)中に抗体(4,8mg/ m I )を含む水冷溶液に加えた。この溶 液に、新たに調製した水冷EDCI溶液(100μl ; 10mg/ml)を 加え、得られた反応混合液を継続的に撹拌しながら2゜5時間かけて室温まで暖 めた。更に新たに調製した氷冷EDCI溶液(50μl ; 100mg/ml )を反応混合液に急速撹拌しながら加えた。反応混合液を更に1.5時間撹拌し た。次いで混合液を、Spherogel TSK−Gガードカラム(2,15 cmX7.5cm;Beckman Instruments、Inc、、Fu llerton、CA、92634)を取り付けたSpherogel TSK −3000SWGカラム(2,15cmX30cm)を使用したゲル濾過クロマ トグラフィーによって画分化した。カラムを流量5m!/分のPBSで溶出した 。
抗体のFl−PGA結合体中の蛍光を定量することにより、かかるプールのPG A/抗体比を決定した。結果を表2に示す。
表2 EDCIを使用して調製したマウスIgG−PG^結合体ブール ピーク分子量  PGA/抗体 I 420.000 3.8 II 280.000 4. I III 220.000 5.5 b8固相の調製 多孔繊維質マトリックス材料を第四級アンモニウムポリマー化合物(GAFQu at (商標)755N第四級アンモニウム化合物;GAF Corporat ion)で被覆して固相を形成した。0.5%GAFQuat (商標)第四級 アンモニウム化合物の水溶液(50μm)を材料表面に塗布し、次いで水(75 μm)で洗浄した。
C1指示薬の捕獲剤への結合 指示薬としての、ヒツジ抗マウス免疫グロブリンに結合させたアルカリ性ホスフ ァターゼ(Jackson 1mmunoResearch Laborato ries。
Inc、;West Grove、PA、19390)を、1%魚ゼラチンを含 むTris緩衝塩水溶液(25mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン及 び100mMNaCI、pH7,5]で希釈した。捕獲剤としてのPGA/マウ スモノクローナル抗体結合体(表2のプール■)も同様に処理した。各々200 μlの各試薬を一連の試験管に入れ、37℃で30分間インキュベートした。反 応混合液のアリコート(75μm)を固相に添加し、直後に、各々150μlの Tris緩衝塩水溶液で3回洗浄した。
最後に、酵素基質(100mM AMP、1mM MgCI2.0.1%NaN 3及び4mM テトラミソール、pH10,3中に1.2mM4−メチルウンベ リフェリルホスフェートを含む溶液70μm)を物質に32.7℃で加え、生じ た蛍光量を測定した。実験結果を表3及び4にまとめて示す。
表3 捕獲剤/指示薬結合の用量応答 表4 指示薬/捕獲開本結合の用量応答 指示薬力価** 蛍光量(カウント/秒/秒)10” 5062 d、マウスIgGの競合阻害アッセイ 捕獲剤及び指示薬を上述のごとく調製した。全ての試薬を、1%魚ゼラチンを含 むTr’is緩衝塩水溶液で希釈した。指示薬はストック溶液の1000倍に希 釈し、捕獲剤は10μg/mlに希釈した。一連の試験管において、各々150 μmの適正に希釈した指示薬、捕獲剤及びマウスモノクローナル抗体を混合した 。混合液を37℃で30分間インキュベートした。混合液のアリコート(75μ l)を固相に添加し、即座に、各々150μmのTris緩衝塩水溶液で3回洗 浄した。次いで、酵素基質(100mMAMP、1mM MgCIt、0.1%  NaN3及び4.0mM テトラミソール、pH10,3中に1.2mM 4 −メチルウンベリフェリルホスフェートを含む溶液70μm)を固相に32.7 ℃で加え、生じた蛍光量を測定した。マウスIgGの競合阻害アッセイを示すこ の実施例の結果を表5に示す。結果から、マウスモノクローナル抗体濃度が増加 すると、これに対応して捕獲剤/指示薬結合体の形成が低下し、従って固相に付 着する検出可能な標識の量が減少したことが判る。
表5 マウスモノクローナル抗体による指示薬結合の阻害捕獲剤: PGA/マウスモ ノクローナルIgG結合体指示薬:アルカリ性ホスファターゼ−ヒツジ抗マウス 免疫グロプリ3、3X10−’ 106 3、3X10−” 98 3、3X10−’ 67 実施例3 ヒト絨毛性性腺刺激ホルモン(hCG)のサンドイッチアッセイ a、捕獲剤の調製 以下の方法に従って、高い負電荷を有するアルブミン誘導体を調製し、抗hCG 抗体に結合して、捕獲剤を形成した。
負電荷を有するタンパク質誘導体を形成するためのウサギ血清アルブミンの修飾 :ウサギ血清アルブミン(RS A)を長時間スクシニル化し、Jouらの方法 (Methods in Enzymology:Vol、92.Part E ;257−276、Academic Press。
1983)によってバラ−アゾベンゼンスルホネートに結合した。リン酸緩衝塩 水溶液(PBS、14m1.pH8゜0)中の2%R8Aを、バラ−ジオキサン (2,28m1)中の5%無水コハク酸と混合した。1.ON NaOHを加え ることによりpHを8に維持した。反応混合液を室温で30分間撹拌した。塩酸 ヒドロキシルアミンを加え(0゜6g)、適量の5N NaOHを加えることに より溶液のpHを9.5に調整した。混合液を水に透析し、得られたS U C s s RS Aを、以下の反応に従ってバラ−アゾベンゼンスルホネートに結 合した。
IN MCI (0,8m1)中にバラ−アゾベンゼンスルホン酸(0,15m mo 1.26mg)を含む懸lJ液ヲ水浴中で冷却し、IN NaN0t ( 0,2m1)を用いて30分間急速撹拌しながら処理した。得られたジアゾニウ ム塩溶液を、水冷した5UCss R3A溶液に、急速撹拌しながら滴下して加 えた。1.0NNaOHを加えることにより反応混合液のpHを11に維持した 。暗赤色の反応混合液を撹拌し、1時間かけて室温まで暖めてから、水に長時間 透析した。得られたSp 5UCss R3Aアニオン性誘導タンパク質は、使 用するまで冷蔵保管した。
抗hCG F(ab’)zフラグメントの調製:アフィニティー精製したヤギ抗 hCG抗体から、N15onoffらの方法(Arch、Biochem、Bi ophy、:89:230−244.1960)に従って抗hCG F(ab゛ )2フラグメントを調製した。リン酸緩衝塩水溶液(pH7,2)中のアフィニ ティー精製抗体溶液の一部を、酢酸を加えることによりpH4に酸性化した。こ の時点で好ましい抗体濃度はl m g / m lであった。ペプシンを、終 濃度20μg/まで加えた。混合液を37℃で一晩インキユベートした。6.O N NaOHを加えて反応混合液のpHを7.5にすることで反応を停止した。
消化抗体フラグメント溶液を20mg/mlに濃縮した。5phe rogeI  TSK−Gガードカラム(2,15cmX7.5cm)を取り付けたSphe rogel TSK−3000SWGカラム(2,15cmx30cm)を使用 したゲル濾過高性能液体クロマトグラフィーによって、F(ab’)tフラグメ ントを精製した。
抗hCG TNB−Fab’フラグメントの調製:Parhamら(J、Imm uno 1.Me thod : 53 : 133−173.1982)及び Brennanら[5cience:229:81−83.1985]の方法の 改良法に従い、抗hCG Fab’フラグメントを調製し、チオール反応性形態 に誘導した。20mM EDTAを含む0゜1MNaAsO2の溶液(158μ l)を、PBS中の微量の”’I −F (a b’)zを含むヤギF(ab’ )z(ヤギ抗ヒト絨毛性性腺刺激ホルモン抗体フラグメント、16mg/ml) の溶液1.28m1に、撹拌しながら加えた。0.1Mシスティン−HCl ( 158μl)を加えることにより還元的切断反応を開始した。反応混合液に窒素 を重層し、撹拌しながら37℃で1時間インキュベートした。次いで、19mg の5,5′−ジチオビス−(2−ニトロ安息香酸)を加えることにより反応を停 止した。室温で一晩撹拌した後、混合液を、PBSで予め平衡化しておいたPD −10カラム(Pharmacia Inc、、Piscataway、NJ) においてクロマトグラフィー処理し、更にサイズ排除高性能液体クロマトグラフ ィーカラム(Spherogel TSK−Gガードカラム(2,15cmx7 .5Cm)を取り付けたSpherogel TSK−2000SWGカラム( 2,15cmX 30 cm) )においてクロマトグラフィー処理した。CX −10限外濾過装置(Millipore Corp、、Bedford。
MA)を使用し、Fab’の精製チオニトロベンゾエート誘導体(TNB−F  a b’)を7.9mg/mlに濃縮した。
抗hCG TNB−Fab’フラグメントの5p−8UC,5−RS Aへの結 合=IMジチオトレイトール(DTT ;86 u l )溶液を、37.5m Mリン酸ナトリウム、150mMNaC1及び2.0mM EDTA (pH6 ,8)中にSp 5UCs5 R8A (2,2mg/mI)を含む溶液(4, 2m l )に加えた。混合液を37℃で3時間、次いで室温で一晩インキユベ ートした。得られた反応混合液を、5ephadex (商標)G−25(Ph armacia Inc、)を充填し、75mMリン酸ナトリウム、300mM  NaCl及び2.0mM EDTA (pH6,8)で予め平衡化しておいた 2、5cmx20cmカラムにおいてクロマトグラフィー処理した。還元した5 p−strcas R8A (0,48mg/m1)のプールフラクション2m lを抗hCG TNB−Fab’ (0,15m1 ; 7.9mg/ml)と 混合した。混合液を室温で一晩撹拌した。
次いで反応混合液を100mMヨード酢酸(107μm)で処理し、室温で1時 間撹拌した。SpherogelTSK−Gガードカラム(2,15cmX7. 5 cm)を取り付けたSpherogel TSK−3000SWGカラム( 2,15cmX30cm)を使用したサイズ排除高性能液体クロマトグラフィー によって、Fab’−3p−8UC,5−R3A結合体を精製した。
抗hCG抗体のSp 5UCss−R8Aへの結合二N。
N−ジメチルホルムアミド中に30mM スクシンイミジル 4−(N−マレイ ミド−メチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシレートを含む溶液(27μm )を、PBS中にアフィニティー精製ヤギ抗hCG抗体(3mg/ml)を含む 溶液2.25m1に加えた。得られた反応混合液を室温で1時間撹拌し、次いで 、75mMリン酸ナトリウム、300mMNaC1及び2.0mM EDTA  (pH6,8)で予め平衡化しておいたPD−10カラムにおいてクロマトグラ フィー処理した。修飾抗体(1,6mg/ml)のプールフラクション1.8m lを、3mlのDTT還元Sp SUC@e R8A (0,48mg/ml) と混合した。
室温で一晩撹拌した後、100mMヨード酢酸(0,25m1)を加え、室温で 1時間撹拌することにより、反応を停止した。上述のごときサイズ排除高性能液 体クロマトグラフィーによって、抗体−sp 5UCsi R3A結合体を精製 した。
b、指示薬の調製 指示薬は、25mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、100mM N aC+、1mM MgC1x、0.1mM ZnC]z、0.07%NaN3及 び1%魚ゼラチンを含むアッセイ緩衝液pH7,5中の(抗hCG抗体を過ヨウ 素酸活性化アルカリ性ホスファターゼに結合することにより調製した)アルカリ 性ホスファターゼ−ヤギ抗hcG抗体結合体からなった。
c、hCGのサンドイッチイムノアッセイ方法イオン捕獲イムノアッセイ方法は 、実質的に実施例2に記載の方法に従って調製した固相と、指示薬(アルカリ性 ホスファターゼ−ヤギ抗hCG抗体結合体)と、上記実施例3aで調製した2種 類の捕獲剤(ヤギ抗hCG Fab’−S p S U Cs s RS A  及ヒヤギ抗h CG I g G Sp −S U Cs s RS A )の うちいずれか1種と、精製hcG標準液とを使用した。全ての試薬をアッセイ緩 衝液で(力価曲線によって決定されるように)適正に希釈した。
同量(750μl)の指示薬及びhCG試料溶液を一連の試験管に入れた。37 ℃で30分間インキュベートした後、各インキュベート混合液のアリコート12 5μmを別々の試験管中で同量の捕獲剤と混合した。得られた混合液を30分間 インキュベートした。次いで、アッセイ混合液(75μl)を各固相材料に加え た。次いで固相材料を各々150μmの洗浄用緩衝液(25mM)リス(ヒドロ キシメチル)アミノメタン、100mM NaC1,1,0mMM g CI  2. 0 、1 m M Z n CI 2及び0.07% NaN。
、pH7,5)で3回洗浄した。酵素基質(100mM AM P 、1 、0  m M M g C1m、0 、1% NaN、及び4.0mM テトラミソ ール、pH10,3中に1.2.mM4−メチルウンベリフェリルホスフェート を含む溶液70μm)を固相材料に加えた。生じた蛍光量を32.7℃で測定し た。実験結果を表6にまとめて示す。結果から、hCG試験試料濃度が増加する と、それに対応して捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体の形成が増加し、従って 固相に付着する検出可能な標識の量が増加したことが判る。
表6 hCGイオン捕獲サンドイッチアッセイにおける種々の捕獲剤の比較指示薬:h CG特異特異的ヤギ1−Gルカリ性ホスファターゼ蛍光量(カウント/秒/秒) hCG特異的捕獲剤 12.5 96 110 実施例4 hCGの間接サンドイッチイオン捕獲イムノアッセイ間接イオン捕獲イムノアッ セイは、実質的に上記実施例2に記載のごと(調製した固相と、アルカリ性ホス ファターゼ−ヒツジ抗マウスIgG結合体[Jackson ImmunoRe search Laboratories。
I n c、]の指示薬と、実施例3に記載のごときヤギ抗hCG F(ab’ )z Sp 5UCas R8Aの捕獲剤と、マウスモノクローナル抗hCG抗 体の補助特異的結合メンバー(ImmunoSearch;Thomas Ri ver、NJ、08753)と、精製hCG標準液トヲ使用した。補助特異的結 合メンバーは、被分析物質及び指示薬に結合するよう使用した。全ての試薬をア ッセイ緩衝液で適正に希釈した。同量(150μm)の指示薬、hCG試料溶液 及び補助特異的結合メンバーを一連の試験管に入れた。37℃で5分間インキュ ベートした後、各試験管にそれぞれ150μIの捕獲剤を加えた。得られた混合 液を5分間インキュベートした。次いでアッセイ混合液(,200μl)をそれ ぞれ調製した固相材料に加えた。次いで上記実施例3に記載したのと同様に、固 相材料を洗浄用緩衝液で洗浄し、酵素基質溶液で処理した。生じた蛍光量を32 ゜7℃で測定した。アッセイ結果を表7にまとめて示す。結果から、hCG試験 試料濃度が増加すると、それに対応して捕獲剤/被分析物質/補助特異的結合メ ンバー/指示薬結合体の形成が増加し、従って固相に付着する検出可能な標識の 量が増加したことが判る。
表7 hCGのイオン捕獲間接サンドイッチアッセイ50、0 230 100、0 443 200、0 732 実施例5 2つの補助特異的結合メンバーを使用するhCGの間接サンドイッチイオン捕獲 イムノアッセイ このイオン捕獲イムノアッセイは、実質的に実施例2に記載の方法に従って調製 した固相と、アルカリ性ホスファターゼ−ヒツジ抗マウスIgG結合体(Jac ksonImmunoResearch Laboratortes、Inc、 ]の指示薬と、マウスモノクローナル抗hcG抗体の補助特異的結合メンバー( ImmunoSearch;Thomas River、NJ、08753)  と、精製hCG標準溶液とを使用した。更に、アフィニティー精製ヤギ抗hCG 抗体の第2補助特異的結合メンバーと、ウサギ抗ヤギI gG−8p−8UCs s−R8Aの捕獲剤をも使用した。捕獲剤は、上記実施例3に記載の方法に従っ てアフィニティー精製ウサギ抗ヤギl gG (Cappe 1;Cochra nville、PA、19330〕を5pSUCss R8Aに結合することに より調製した。全ての試薬をアッセイ緩衝液で適正に希釈した。同量(100μ m)の指示薬、hCG試料溶液及び第1補助特異的結合メンバーを一連の試験管 に入れた。インキュベーション(37°Cで10分間)後、第2補助特異的結合 メンバー(100μI)を加え、インキュベーションを続行した(37℃で更に 5分間)。最後に、各試験管に捕獲剤(100μI)を加えた。得られた混合液 を5分間インキュベートした。次いでアッセイ混合液(200μm)をそれぞれ 調製した固相材料に加えた。次いで上記実施例3に記載したのと同様に、固相材 料を洗浄用緩衝液で洗浄し、酵素基質溶液で処理し、蛍光量を測定した。アッセ イ結果を表8にまとめて示す。結果から、hCG試験試料濃度が増加すると、そ れに対応して捕獲剤/補助特異的結合メンバー/被分析物質/補助特異的結合メ ンバー/指示薬結合体の形成が増加し、従って固相に付着する検出可能な標識の 量が増加したことが判る。
表8 hCGのイオン捕獲間接サンドイッチアッセイ捕獲剤:ウサギ抗ヤギI gG− 8p 5UCss R8A指示薬:ヒツジ抗マウスIgG−アルカリ性ホスファ ターゼ補助特異的結合メンバー:マウスモノクローナル抗hCG抗体ヤギ抗h  CG (ng/ml) hCG(40mIU/ml) 陰性対照(Ov+IU/ m1)実施例6 抗プロゲステロン抗体のイオン捕獲イムノアッセイa、PGA標識ヤギ抗マウス 捕獲剤の調製以下の一連のステップは、抗体/ポリグルタミン酸結合体の調製に 使用される化学機構を説明するものである。
PGA−ナトリウム塩の遊離酸形態への変換: PGAのナトリウム塩(200 mg ; 1.47xlO”モル;平均MWI 3.600 : S i gm a)を59m1の水中でカチオン交換樹脂(AC30W−X8 : 13 g  ; B i o−Rad、Richmond、CA)と−緒に3時間撹拌した。
上清をデカントし、濾過し、蒸発させ、収率8o%で白色粉末状の遊離酸形態の pGA (137mg ;平均MWII。
620)を得た。
イソチオシアネート−PGA (ITC−PGA)の調製ニジメチルホルムアミ ド(DMF;2m1)中に遊離酸形態のPGA (65mg;5.6X10−’ モル)を含む溶液に、トリエチルアミン(100μl ;7.2X10−’%ル )及び1.4−フェニレンジイソチオシアネート(110mg;5.7xlO− ’モル;Aldrfch Chemical Company、Milwauk ee、WI)を加えた。室温で一晩撹拌した後、酢酸(100μl ; 1.7 XIO−3モル)を加え、次いで反応混合液を蒸発させた。
残渣に塩化メチレン(25ml)を加え、2時間撹拌してから混合液を濾過し、 白色粉末状のITC−PGA (101mg)を得た。
ITC−PGA (295μg;2.5X10−’モル;20%DMF10.1 Mリン酸ナトリウム 40μl、pH7゜0中)を、ヤギ抗マウスIgG (2 00μg ; 1.25X10−’モル; S i gma ; 0.1Mリン 酸ナトリウム40μI、pH7中)の緩衝溶液に加え、PGA標識ヤギ抗マウス 捕獲剤を形成した。室温で2日間撹拌してから、0゜1M Tr i s (2 0μ] ; pH7,4)を加え、得られた混合液を、使用するまで2〜8℃で 保管した。
b 抗プロゲステロン抗体のイムノアッセイ抗プロゲステロン抗体イオン捕獲イ ムノアッセイでは、実施例1に記載のごとき第四級ポリマー化合物で被覆した固 相材料を使用した。60μlの試料を反応ウェルに入れた。試料は、リン酸緩衝 塩水溶液(PBS;50mMリン酸ナトリウム、99mM NaC+、0.1% NaN5.DH7,4)中にモノクローナル抗プロゲステロン抗体をO15,5 0,100,250及び500ng/m+の濃度で含む溶液からなった。次に、 20μmのPBSを反応ウェルに加え、更に緩衝指示薬としてアルカリ性ホスフ ァタアーゼで標識したプロゲステロン(50mM Tris、pH7,4,15 0mM NaC1,1%NaN3,1mMMgC1z、0.1mM ZnC]z 及び1%BSAからなるTris緩衝液中3μg/m1)20μlを加えた。混 合液を34.5℃で10分間インキュベートした後、捕獲剤を加えた(20μl ;上記ストック溶液をPBSで1/100に希釈したPGA標識ヤギ抗マウス抗 体)。混合液を34.5℃で更に10分間インキュベートした。混合液の100 μlアリコートを固相材料に添加し、次いで各75μmの希釈液で3回洗浄した 。最後に、酵素基質溶液(100mM AMP、1mM MgC1t、0.1%  NaN3及び4.0mM テトラミソール、pH10,3中に1.2mM4− メチルウンベリフェリルホスフェートを含む溶液70μl)を固相に加え、生じ た蛍光量を測定した。実験結果を表9に示す。結果から、抗プロゲステロン試験 試料濃度が増加すると、それに対応して捕獲剤/被分析物貢/指示薬結合体の形 成が増加し、従って固相に付着する検出可能な標識の量が増加したことが判る。
表9 マウスモノクローナル抗プロゲステロン抗体のイオン捕獲アッセイ捕獲剤: P GA標識ヤギ抗マウス抗体指示薬:アルカリ性ホスファターゼ標識プロゲステロ ン1.00 441 500 、 2721 実施例7 プロゲステロンの間接競合イオン捕獲イムノアッセイ実質的に実施例1に記載の 方法に従って固相を調製した。
PBS中の種々の濃度のプロゲステロンの試料60μlを、プロゲステロン標識 アルカリ性ホスファターゼ指示薬(実施例4のTris緩衝液中0.4μg/m 1)20μl及び補助特異的結合メンバーとしてのマウス抗プロゲステロン抗体 (PBS中0.3μg/m+)20μlと混合した。
混合液を34.5℃で1o分間インキュベートした後、上記実施例6に記載のご と(、PGA標識ヤギ抗マウス抗体捕獲剤20μlを加えた。得られた混合液を 34.5℃で更に10分間インキュベートした。混合液の100μmアリコート を固相材料に添加し、次いで希釈液で3回洗浄した。最後に、酵素基質溶液(1 00mM AMP、1mMMgC1z、0.1%NaN3及び4.0mM テト ラミソール、pH10,3中に1.2mM4−メチルウンベリフェリルホスフェ ートを含む溶液70μl)を固相に加え、生じた蛍光量を測定した。アッセイ結 果を表10に示す。結果から、プロゲステロン試験試料濃度が増加すると、それ に対応して捕獲剤/補助特異的結合メンバー/指示薬結合体の形成が減少し、従 って固相に付着する検出可能な標識の量が減少したことが判る。
表10 プロゲステロンのイオン捕獲間接競合アッセイ捕獲剤: PGA標識ヤギ抗マウ ス抗体指示薬、アルカリ性ホスファターゼ標識プロゲステロン補助特異的結合メ ンバー:マウス抗プロゲステロン抗体1、88 277 実施例8 アニオン性捕獲剤形成のためのポリ−L−グルタミン酸の活性化 以下の一連のステップは、負電荷を有する捕獲剤を形成するためのタンパク質− PGA結合体のバルク調製に使用される化学機構を説明するものである。
a、PGAナトリウム塩の遊離酸形態への変換PGAのナトリウム塩(100m g : 7.35X10−’モル:平均MWI 3.600 : S i gm a)を、水素形態カチオン交換樹脂(50当量/グルタメート残基;AG50W −X8 ; B i o−Rad)と−緒に一晩撹拌した。樹脂は予め蒸留水で 膨潤及び洗浄し、最終的に蒸留水中に再懸濁させておいた(20ml/7g乾燥 重量ビーズ)。上清を除去し、凍結乾燥すると、収率90%で白色粉末状の遊離 酸形態のPGA (PGAFA)(80mg ;平均MW11.620)が得ら れた。遊離酸形態は、有機溶剤中で可溶性とするために使用した。
b、ITC−PGAFAの調製 PGAFAを溶剤中に溶解した(DMFMF中mg/m■)。この溶液にプロト ン吸収剤(4−メチルモルホリン)を、滴定可能遊離カルボン酸当たり約1当量 の量で加えた。次いで、約100モル過剰量のアミン反応性修飾剤(溶解するの に十分なりMF中の1.4−フェニレンジイソチオシアネート〔DITC〕)を 溶液に加えた。反応混合液を室温で一晩撹拌した。反応混合液を回転蒸発してほ ぼ乾固し、塩化メチレン(25ml)を加えてI TC−PGAFAを沈澱させ た。凝集沈澱物を遠心し、塩化メチレン及び未反応のDITCを除去した。沈澱 /遠心過程を、検出可能なりITCが実質的に残留しなくなるまで繰り返した。
DITCは、塩化メチレン中で展開するシリカスライドにおける薄層クロマトグ ラフィーを使用して検出した。
ITC−PGAFAは起点に残り、DITCは溶剤前線と共に移動する。残りの 固体を真空乾燥し、黄色粉末状の■TC−PGAFAを得た。
c、ITCをタンパク質に結合することによる捕獲剤の調製 (タンパク質に対して約1〜約20モル過剰量の)ITC−PGAFAを0.2 Mリン酸ナトリウム緩衝液pH8゜5中に、容積を出来る限り小さく維持して溶 解した。必要に応じてpHを8゜5に調整した。所望のタンパク質をこの溶液に 加え、37℃で一晩インキユベートした。次いで調製液を、1〜2mgタンパク 質の調製に対しては分析用TSK 400 Bio−Radカラム(7,5X3 00mm、流量1ml/分)、また2〜10mgタンパク質の調製に対してはT SK 4000 Beckmanカラム(31,5X 300mm、流量5m1 /分)におけるHPLCを使用して画分化した。溶出緩衝液は、0.1Mリン酸 ナトリウム及び0.3M NaCl、pH6,8を含んだ。両分を試験し、適当 に混合した。種々の結合比における種々の含むかかるフラクションのアミノ酸含 有量を測定した。測定の結果を表11に与える。
表11 種々のタンパク質を用いたI TC−PGAFAの結合効率抗CE^抗体 1  0.77 77 モノクローナル1.0mg 5 1.7 3410 3.1 31 20 8.6 43 ヤギ抗ウサギ抗体 5 1.8 37 モノクローナル1.Omg 抗β−hCG抗体 10 4.6 46、モノクローナル1.0mg 15 5 .2 36モノクローナル10mg 15 7.8 52抗ジゴキシン抗体 モノクローナル1.0mg 15 8.1 54モノクローナル5.0mg 1 5 5.5 37ヤギ抗マウス抗体 ポリクローナル1.hg 15 4.3 29抗T4抗体 モノクローナル1.0mg 15 6.9 46抗月抗体 ポリクローナル7.0mg 15 13.8 92テオフイリン標識した 15  7.8 52ウサギ血清アルブミン 表11の第1列は、種々の捕獲剤を形成するために反応に使用したタンパク質の 量を示しており、第2列は、第1列のタンパク質と反応させた活性化ITC−P GAFAのモル過剰量を示しており、第3列は、平均分子量40.000及び反 復グルタメート残基数305を基準にアミノ酸分析することにより計算された、 反応によって1抗体当たりに結合したPGA鎖の数を示しており、第4列は、反 応に使用した活性化PGAのモル過剰量を基準にしたPGA鎖の置換効率の計算 値を示す。
実施例9 テオフィリンイオン捕獲競合アッセイ:抗原捕獲形式a、テオフィリン捕獲剤の 調製 テオフィリン−ブチラード(10mg : MW280.29 ; 3.57X  10−5モル)を塩化メチレン(3,0m1)中に溶解することによりテオフ ィリンを活性化した。3モル過剰量のジシクロへキシルカルボジイミド(22m g+MW206.3)及び3モル過剰量のN−ヒドロキシスクシンイミド(12 ,3mg;MW115.09)を加え、反応混合液を室温で一晩撹拌した。混合 液を濾過してジシクロへキシルウレアを除去し、回転蒸発乾固し、10mgのN −スクシンイミジルテオフィリンーブチラード(テオフィリンーブヂラートーo Su)を得た。
ポリグルタミン酸の遊離酸(NH! PGAFA ; 1.4mg ;MWII 、798 ; 1.19xlO−’モル)をDMF (0,5m1)及びNMM  (1,1mg ;MWlol、15 : 1.07X10−’モル)中に溶解 した。テオフィリン−ブチラード−oSu (10mg ; 1mg10.5m lDMF)を加え、反応混合液を室温で一晩撹拌した。pH7゜0の0.1Mリ ン酸ナトリウム緩衝液に透析することにより、未結合のテオフィリンを除去した 。得られた捕獲剤のテオフィリン含有量を分析すると、IPGA鎖当たり3゜9 個のテオフィリン分子が結合していることが判った。次いで、抗テオフィリン抗 体と結合し得るテオフィリン−PGA捕獲剤を、25mM Tris、100m M NaC1゜1mM MgC12+ 0.1mM ZnC+!、0.1%Na N3及び1%魚ゼラチンを含むアッセイ緩衝液、pH7,2で3μg/mlに希 釈した。
b、固相の調製 ファイバーマトリックスを第四級ポリマー化合物で被覆し、正電荷を有する固相 を得た。水溶性セルロース誘導体であるCe1quat (登録商標)L−20 0ポリマー化合物を使用した。10mM NaC1(50μl)を含むCe1q uat (登録商標)L−200ポリマー化合物(50μI)の0.5%水溶液 を固相材料に添加した。
C1指示薬の調製 指示薬は、実質的に実施例3.bに記載の方法に従って調製した、アルカリ性ホ スファターゼ及び抗テオフィリン抗体の結合体からなった。指示薬をアッセイ緩 衝液で(力価曲線によって決定されるように)適正に希釈し0.17μg抗体/  m 1を得た。
d、イムノアッセイ方法 指示薬(200μI)を一連の反応試験管に入れた。テオフィリン標準溶液(2 00μl;テオフィリン−ブチラードを50mM Tris、300mM Na C1及び0゜1%NaN5.pH7,2を用いて0,6.1.2.2.5.4. 9.9.9.99.2及び992 u g/m lに希釈した溶液)を各試験管 に加えた。混合液を37℃で10分間インキュベートした。捕獲剤(200μm )を各試験管に加え、反応混合液を37℃で10分間インキュベートした。
各反応混合液のアリコート(200μm)を固相材料に添加し、希釈液(75μ m)で1回洗浄した。酵素基質(70tt I ; 100mM AMP、1. 0mM MgCL、o。
1% NaN、及び4.0mMテトラミソール、pH10,3中に1.2mM  4−メチルウンベリフェリル−ホスフェートを含む溶液)を32℃で加えて指示 薬と反応させ、生じた蛍光量を測定した。アッセイ結果を表12に示す。結果か ら、テオフィリン類縁体試験試料濃度が増加すると、それに対応して捕獲剤/指 示薬結合体の形成が減少し、従って面相に付着する検出可能な標識の量が減少し たことが判る。
表12 テオフィリンイオン捕獲競合アッセイ:抗原捕獲形式捕獲剤:テオフィリン−P GA 0、6 250 1、2 212 2、5 202 4、9 196 9・9168 99、2 68 実施例10 フェニルジクリジンイオン捕獲競合アッセイ:抗原捕獲形式 a、フェニルジクリジン捕獲剤の調製 4−ヒドロキシ−フェニルジクリジン(1,1mg ;MW259.37 ;  4.24X10−’モル)をテトラヒドロフ57 (THF ; 0.5m1) 中に溶解した。ベンゼン中10%ホスゲンを1/2ml加えた(130モル過剰 量)。
室温で2.5時間反応させた。溶剤を窒素流下に蒸発させ、フェニルジクリジン −4−クロロホルメートの残渣を得た。
フェニルジクリジンー4−クロロホルメート(1,1mg)をTHF (0,5 m1)中に溶解した。これに、1−メチル−2−ピロリジノン(0,5m1)中 に溶解したNH2−PGAFA (1,7mg ;MWI 1,798 :1. 19xio−’モル)を加えた。室温で一晩反応させ、回転蒸発乾固した。生成 物を0.1Mリン酸ナトリウム(1,5mg。
pH7,0)中に溶解した。沈澱物を濾過し、不透明な水性濾液を透明になるま で塩化メチレンで抽出した。抗フェニルジクリジン抗体と結合し得るフェニルジ クリジン−PGA捕獲剤を、実施例9に記載のごときアッセイ緩衝液で5μg  / m lに希釈した。
b、固相の調製 実質的に実施例9に記載の方法に従って固相を調製した。
C3指示薬の調製 指示薬は、アルカリ性ホスファターゼ及び抗フェニルジクリジン抗体の結合体か らなった。指示薬を、実施例9に記載のごときアッセイ緩衝液で1/250に希 釈した。
d、イムノアッセイ方法 指示薬(140μm)を、既知量のフェニルジクリジン(ヒト尿中0.0.25 .60.120.250及び500ng/ml)を含む一連の試料(各々50μ l)と混合し、混合液を32℃で10分間インキュベートした。フェニルジクリ ジン−PGA捕獲剤(100μl)を加え、反応混合液を10分間インキュベー トした。各反応混合液のアリコート(200μl)を固相試料に添加した。次い で固相を2回洗浄した。酵素基質(70μl;実施例9に記載のもの)を加え、 生じた蛍光量を測定した。アッセイ結果を表13に示す。結果から、フェニルジ クリジン試験試料濃度が増加すると、それに対応して捕獲剤/指示薬結合体の形 成が減少し、従って固相に付着する検出可能な標識の量も低下したことが判る。
表13 フェニルジクリジンイオン捕獲競合アッセイ:抗原捕獲形式 捕獲剤:フェニルジクリジンーPGA 実施例11 ジゴキシンイオン捕獲競合アッセイ:抗原捕獲形式a、ジゴキンン−1gG−P GA捕獲剤の調製実質的に実施例8.cに記載の方法に従って、ジゴキシン−I  gG−PGA捕獲剤を調製した。但し、以下の点を変更した。ITC−PGA  (5mg ; 1.25xlO−’モル:0.IMリン酸ナトリウム1.0m 1.pH8,5中)をウサギIgGジゴキシン(1mg ; 6.25X10− ’モル;0.IMリン酸ナトリウム及び0.3M NaC11,4493m1. pH8,5中)の緩衝溶液に加えて捕獲剤を形成した。溶液を撹拌し、37℃で 一晩インキユベートした。
次いで調製液を、BioSil 400 (Bio−Rad300mmx7.5 mmゲル濾過カラム)において0.1Mリン酸ナトリウム及び0.3M NaC 1,りH6,8を1m1/分で溶出するHPLCによって画分化した。抗ジゴキ シン抗体に結合し得るジゴキシン−I gG−PGA捕獲剤を、実施例9に記載 のごときアッセイ緩衝液で3μg/mlに希釈した。
b、固相の調製 実質的に実施例9に記載の方法に従つて固相を調製した。
C9指示薬の調製 指示薬は、アルカリ性ホスファターゼ及びマウス抗ジゴキシン抗体の結合体[1 mmunoSearch ;Emeryville、Ca1ifornia 9 4608]からなった。指示薬を、実施例9に記載のごときアッセイ緩衝液で3 3.3ng/mlに希釈した。
d、イムノアッセイ方法 指示薬(200μm)を、既知量のジゴキシン(正常ヒト血清中0.5、■、0 .2.5.5.0及び50.0 n g/m+)を含む一連の試料(各々200 μl)と混合した。
混合液を37℃で15分間インキュベートした。ジゴキシン−1gG−PGA捕 獲剤(200μl)を加え、反応混合液を15分間インキュベートした。各反応 混合液のアリコート(200μl)を固相材料に添加し、次いで洗浄した。酵素 基質(70μm;実施例9に記載のもの)を加え、生じた蛍光量を測定した。ア ッセイ結果を表14に示す。
結果から、ジゴキシン試験試料濃度が増加すると、それに対応して捕獲剤/指示 薬結合体の形成が減少し、従って固相に付着する検出可能な標識の量も減少した ことが判る。
表14 ジゴキシンイオン捕獲競合アッセイ:抗原捕獲形式捕獲剤:ジゴキシン−I g G−PGA指示薬:アルカリ性ホスファターゼ標識抗ジゴキシン抗体5、0 6 0 50、0 14 実施例12 ジゴキシンイオン捕獲競合アッセイニ抗体捕獲形式a、指示薬の調製 指示薬は、アルカリ性ホスファターゼ及びジゴキシンの結合体[ImmunoS earch]からなった。指示薬を、実施例9に記載のごときアッセイ緩衝液で 1/100に希釈した。
b、イムノアッセイ方法 抗ジゴキンンーPGA捕獲剤(200μl、実質的に実施例8.cに記載の方法 に従って調製したもの)を、実施例11に記載のごとき既知量のジゴキシンを含 む一連の試料(各々200μl)と混合した。混合液を37℃で15分間インキ ュベートした。指示薬(200μm)を加え、反応混合液を15分間インキュベ ートした。各反応混合液のアリコー)(200μm)を固相(実施例9に記載の ごとく調製したもの)に添加し、次いで洗浄した。酵素基質(70μI:実施例 9に記載のもの)を加え、生じた蛍光量を測定した。アッセイ結果を表15に示 す。結果から、ジゴキシン試験試料濃度が増加すると、それに対応して捕獲剤/ 指示薬結合体の形成が減少し、従って固相に付着する検出可能な標識の量も減少 したことが判る。
表15 ジゴキシンイオン捕獲競合アッセイ:抗体捕獲形式捕獲剤:抗ジゴキシン抗体− PGA 指示薬:アルカリ性ホスファターゼ標識ジゴキシン実施例13 別のhCGイオン捕獲サンすイッチアッセイa、捕獲剤の調製 実質的に上記実施例8.cに記載の方法に従って抗hcG抗体−PGA捕獲剤を 調製した。
b、固相の調製 ファイバーマトリックスを緩衝液(80μm;300mM NaCl、50mM  Tr i s及び0.1%NaN、を含む溶液、pH7,5)で濡らした。マ トリックスを、Ce1quat(登録商標)L−200ポリマー化合物の0゜5 %水溶液<50u 1 ; 10mM NaCIを含む)を用いて被覆し、次い で緩衝液で2回目の洗浄を行なった。
C0指示薬の調製 指示薬は、アルカリ性ホスファターゼ及びヤギ抗hCG抗体の結合体(実質的に 実施例3.bに記載の方法に従って調製したもの)からなった。指示薬を、25 mMTris、100mM NaCl、1mM MgCl2,0.1mM Zn C1z、0.1%NaN3.5%ヤギ血清及び1%魚ゼラチンを含むアッセイ緩 衝液、pH7,2で(力価曲線によって決定されるように)適正に希釈した。
d、イムノアッセイ方法 指示薬(140μm)を、ヒト正常血清中に既知量のhCGを含む一連の試料( 50μI)と混合した。混合液を31〜32℃で10分間インキュベートした。
抗hCG抗体−PGA捕獲剤(100μm)を加え、反応混合液を10分間イン キュベートした。各反応混合液のアリコート(200μl)を固相材料に添加し 、次いで洗浄した。酵素基質(70μ1.実施例9に記載のもの)を加え、生じ た蛍光量を測定した。アッセイ結果を表16に示す。結果から、hCG試験試料 濃度が増加すると、それに対応して捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体の形成が 増加し、従って固相に付着する検出可能な標識の量も増加したことが判る。
表16 hCGイオン捕獲サンドイッチアッセイ捕獲剤;抗hCG抗体−PGA hCG特異的捕獲剤 200、000 2058 実施例14 2ステップhCGアッセイ用イオン捕獲流通装置a、固相の調製 試験試料添加パッド(ガラスファイバーマトリックス)を、種々の濃度のMer quat−100(登録商標)ポリマーアンモニウム化合物水溶液、100mM  Tris。
100mM塩化ナトリウム、0.1%魚ゼラチン、0.1%スクロース及び0. 1%アジ化ナトリウムを用いて処理した。添加パッドを乾燥し、吸収剤材料層上 に重ねた。実質的に同じ方法で、Ce1quat (登録商標)L−200ポリ マー化合物で処理した流通固相装置を製造した。使用直前に添加パッドをM e  r q u a t。−100(登録商標)第四級アンモニウムポリマー化合 物(ジメチルジアリルアンモニウムクロリドのカチオン性ホモポリマー、水中0 ゜5%)で処理することにより、別の装置を製造した。
b 指示薬の調製 指示薬は、1%Br1j(登録商標)−35ポリオキシエチレン(23)ラウリ ルエーテル(Sigma)、100mM Tr i s、500mM NaC1 ,1mM MgCl2,0.1mM ZnCl2.0.1% N a N s及 び0.5%脱脂粉乳、 ’I) H7、2で希釈した、ヤギ抗β−hCG抗体及 びアルカリ性ホスファターゼの結合体であった。指示薬は、使用前に0.22μ mフィルターで濾過した。
別の指示薬の調製においては、非特異的結合遮断薬として硫酸デキストラン(M W5,000)またはヘパリンを含めた。遮断薬は、標識抗体の非被分析物質へ の結合を阻害することにより信号雑音比を増大するために使用した。
C6捕獲剤の調製 実質的に上記実施例8.cに記載の方法に従って、モノクローナル抗β−hCG 抗体−PGA捕獲剤を調製した。
結合反応混合液を5mlずつ、ゲル濾過クロマトグラフィーカラム(2,4x  54 cm、流量0.4ml/分)において画分化した。溶出液は、0.1Mリ ン酸ナトリウム、0゜3M NaCl及び0.05%NaN5.pH8,5を含 んだ。ポリマーアニオン/抗体結合体を、25mMTris、100mM Na C1,1mM MgCIz、0.1mMZnCIz、0.1%NaN3.10% 正常マウス血清及び1%魚ゼラチン、pH7,2で希釈した。捕獲剤は、使用前 に0.22μmフィルターで濾過した。
d、イムノアッセイ方法 捕獲剤(80μm)を、正常ヒト血清中に既知量のhcGを含む同量の試験試料 と混合した。混合液を約31〜32℃で約12分間インキュベートした。特異的 結合反応の結果、捕獲剤/被分析物質結合体が形成された。
各反応混合液(80μl)を流通装置に添加し、次いでTris緩衝塩水溶液( 75μl)で洗浄した。次いで指示薬(50μl)を固相に添加し、12分間イ ンキュベートした。次いで固相を2回洗浄した。
酵素基質(70μm ; 100mM AMP、0.01%EDTA、0.1%  NaN3及び4.0mM テトラミソール、pH10,3中に1.2mM 4 −メチルウンベリフェリル−ホスフェートを含む溶液)を加え、生じた蛍光量を 測定した。結果を表17〜19に示す。結果から、hCG試験試料濃度が増加す ると、それに対応して捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体の形成が増加し、従っ て固相に付着する検出可能な標識の量も増加したことが判る。またこの結果から 、指示薬中に非特異的結合遮断薬を含めることにより、信号雑音比が向上するこ とが判る。更に、ジメチルジアリルアンモニウムクロリドのカチオン性ホモポリ マーは、装置を2回以上洗浄する2ステツプアツセイに使用する固相の製造に好 ましいポリマーカチオンであり、例えばMerquat−100(登録商標)ア ンモニウムポリマー化合物は窒素含有量が約10%(対イオンは除()であり、 C61quat (登録商標)H−100ポリマー化合物の窒素含有量は約1% (対イオンは除く)である。
表17 hCGイオン捕獲2ステップサンドイッチアッセイホスファターゼ標識抗β−h CG抗体 固相 :使用直前にジメチルジアリルアンモニウムクロリドのカチオン性ポモポ リマーで被覆したもの 0 6g 255 +00 1028 1104 表18 hCGイオン捕獲2ステップサンドイッチアッセイ捕獲剤・抗β−hCG抗体− PGA (0,5μg/試験)指示薬: (遮断薬を含む)アルカリ性ホスファ ターゼ標識抗β−hCG抗体 固相 :種々の濃度のカチオン性ポリマーを含む表19 hCGイオン捕獲2ステップサンドイッチアッセイ捕獲剤:抗β−hCG抗体− PGA 指示薬:アルカリ性ホスファターゼ標識抗β−hCG抗体固相:0.125%C e1quat (登録商標)H−100ポリマー化合物を含むもの 蛍光量(カウント/秒/秒) 捕獲抗体の量(μg/試験) hCG(mIU/ml) 0.268 0.402 0.652実施例15 甲状腺刺激ホルモン(T S H)アッセイ用イオン捕獲流通装置 a、固相の調製 実質的に実施例14.aに記載の方法に従って、添加パッド(ガラスファイバー マトリックス)を、M e r q u a t−100(登録商標)ポリマー アンモニウム化合物の水溶液で処理した。次いでパッドを吸収材料層上に重ね、 流通固相装置を完成した。
b、指示薬の調製 指示薬は、1% Br1j(登録商標)−35ポリオキジエチレン(23)ラウ リルエーテル、1%魚ゼラチン。
100mM Tr i s、500mM NaC1,1mM MgC1g+ 0 .1mM ZnCIt、0.1% N a N s及び0゜5%脱脂粉乳、pH 7,2で希釈した、ヤギ抗β−hCG抗体及びアルカリ性ホスファターゼの結合 体であった。指示薬は、使用前に0.22μmフィルターで濾過した。非特異的 結合遮断薬として硫酸デキストラン(0,5%2MW5,000>を加えた。
C8捕獲剤の調製 プロティンA精製モノクローナル抗TSH抗体をカルボキシメチルアミロース( CMA;Po1ysciences、Inc、、Warrington、PA) に結合することにより捕獲剤を調製した。結合は、実質的に以下の方法に従って 、水溶性カルボジイミド剤(1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル) カルボジイミド、EDC■)を使用して行った。
結合混合液は、抗体溶液(2ml ;MES緩衝液[25mM2−(N−モルホ リノ)エタンスルホン酸] pH5゜5中1mg/ml)及びCM A (1、 6m I ; M E S緩衝液中10mg/ml)を含んでいた。この溶液に 、新たに調製したEDCI溶液(40μ1.MES緩衝液中100mg/ml) を撹拌しながら加えた。反応混合液を室温で40分間撹拌した。25%グリシン 溶液(67μm)を加えることにより反応を停止し、次いで生成物を、TSKガ ードカラムSW (2,15cmX7.5cm;AnspecCo、、Ann  Arbor、Michigan)を取り付けたTSKゲルG4000SWカラム (2,15cmx30cm)を使用したゲル濾過クロマトグラフィーによって画 分化した。カラムはPBS (0,1Mリン酸ナトリウム、0.3M NaC+ 及び0.05%アジ化ナトリウム。
pH6,8)で溶出した。精製した抗体/CMA捕獲剤を、50mM Tr i  s、300mM NaCl、1%ウシ血清アルブミン、2.5%魚ゼラチン及 び0.1%NaN、を含む希釈液pH7,5で希釈した。
d、イムノアッセイ方法 捕獲剤(30,czl)及びTris緩衝塩水溶液(100μl ;500mM  Tris、300mM NaC1及び0゜1%NaN5)を、正常ヒト血清中 に既知量のhCGを含む試験試料(50μm)と混合した。反応混合液を約33 〜34℃で約10分間インキュベートした。特異的結合反応の結果、捕獲剤/被 分析物質結合体が形成された。
各反応混合液のアリコート(140μm)を固相装置に添加し、次いでTris 緩衝塩水溶液(150μl)で洗浄した。指示薬(70μI)を装置に添加し、 約10分間インキュベートした。次いで装置を緩衝液(各100μm)で2回洗 浄した。酵素基質(70μl ; 100mM AMP、0.01% EDTA 、0.1% NaN5及び4.0mMテトラミソール、pH10,3中に1.2 mM 4−メチルウンベリフェリル−ホスフェートを含む溶液)を加え、生じた 蛍光量を測定した。
アッセイ結果を表20に示す。結果から、試験試料中のTSHm度が増加すると 、それに対応して捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体の形成が増加することが判 った。従って、被分析物質の濃度が増加すると、固相に付着する検出可能な標識 の量も増加した。またこの結果から、Merquat−100(登録商標)ポリ マーアンモニウム化合物をポリアクリル酸またはカルボキシメチルアミロースと 組み合わせると、装置を1回以上洗浄または操作する2ステツプアツセイに有利 に使用される固相及び捕獲剤が提供されることが判った。
表20 TSHイオン捕獲2ステップサンドイッチアッセイ(ポリアクリル酸またはカル ボキシメチルアミロースポリアニオン使用) 蛍光量(カウント/秒/秒) カルボキシメチル 0、5 13.3 12.1 2、0 34.7 28.7 10、0 147.5 119.8 40、0 513.9 442.6 100、0 1121.6 995.5e、TSH捕獲効率 放射性ヨウ素化TSHを実施例15.dに記載のごとくアッセイに使用すると、 TSHは、ポリアスパラギン酸及びポルグルタミン酸結合抗体よりもCMA結合 抗体に効率的に結合することが判った。抗体のポリアニオンへの結合は、実質的 に上記方法(実施例15.c)に従って実施した。アッセイ終了時に蛍光量を測 定した後、固相材料上に捕獲されたTSHの放射能を、シンチレーション分析計 (Auto−Logic、Abbott Laboratories、Nort h Chicago、IL)によって測定した。この結果を表20(a)に示す 。
表20(a) カチオン性固相材料における放射性標識TSHの捕獲ポリアニオン結合 蛍光量 ポリアスパラギン酸 1.5 37 ポリグルタミン酸 2.0 57 実施例16 1ステップhCGアッセイ用イオン捕獲流通装置a、固相の調製 実質的に上記実施例14.aに記載の方法に従って、ファイバーガラスマトリッ クスを、M e r q u a t −100(登録商標)ポリマーアンモニ ウム化合物の水溶液で処理した。次いでパッドを吸収材料層上に重ね、装置を完 成した。
b、指示薬の調製 指示薬は、3.33%Br1j(登録商標)−35ポリオキシエチレン(23) ラウリルエーテル、5mMTr i s、1mM MgCIt、0.1mM Z nCIs、0.1%NaN3及び0.5%魚ゼラチン、pH7,2で希釈した、 アルカリ性ホスファターゼに結合したヤギ抗β−hCG抗体であった。指示薬は 、使用前に0.2μmフィルターで濾過した。別の指示薬調製物においては、非 特異的結合遮断薬としてカルボキシメチルセルロース(MW250.000)ま たはカルボキシメチルデキストランを含めた。
C0捕獲剤の調製 実質的に上記実施例15.0に記載の方法に従って、モノクローナル抗hCG抗 体−PGA捕獲剤を調製した。ポリマーアニオン/抗体結合体を、3.33%B r1j(登録商標)−35ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル、5m M Tr i s、500mM NaC1,1mMMgCIz、0.1mM Z nC+2.0.1% NaN、及び05%魚ゼラチン、pH7,2で希釈した。
酵素基質は、100mM AMP、0.01% EDTA、0.1%NaN3及 び4.0mMテトラミソールの溶液、pH10,3中に1.2mM4−メチルウ ンベリフェリル−ホスフェートを含む溶液であった。
d、イムノアッセイ方法 捕獲剤(50μm)、指示薬(55μl)及び試料希釈緩衝液(35μI;使用 前に0.22μmフィルターで濾過した、75%正常ウシ血清、25%正常ヤギ 血清及び0゜2%NaN5)を、正常ヒト血清中に既知量のhCGを含む試験試 料(30μm)と混合した。混合液を約33〜34℃で約14分間インキュベー トした。特異的結合反応の結果、捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体が形成され た。
各反応混合液のアリコート(110μm)を固相装置に添加し、次いでTris 緩衝塩水溶液(75μl)で2回洗浄した。酵素基質(65μm)を加え、生じ た蛍光量を測定した。
アッセイ結果を表20に示す。結果から、hCG試験試料濃度が増加すると、そ れに対応して捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体の形成が増加し、従って、固相 に付着する検出可能な標識の量も増加したことが判る。またこの結果から、指示 薬中に非特異的結合遮断薬として遊離ポリアニオン性基質を含めると、捕獲剤が ポリマーアニオン/抗体結合体であっても、信号雑音比が向上することが判る。
表21 hCGイオン捕獲サンドイッチアッセイ捕獲剤:抗hCG抗体−PGA 指示薬:アルカリ性ホスファターゼ標識抗hCG抗体0 37.2 23.8  1?、2 13.310 76.8 58.4 48.8 42.11000  1803.6 1665.4 1692.2 1507.2蛍光量(カラ25フ 秒/秒) 0 35.6 30.(117,814,81075,268,454,749 ,810001826,61851,21739,51646,6実施例17 hCGサンドイッチアッセイ用イオン捕獲試験ストリップa、固相の調製 ニトロセルロースのストリップ(孔径5μm;5chleicher & 5c huell;Dassel、Germany)の中央部分の長方形ゾーンを、0 ,05%Merquat−100(登録商標)ポリマーアンモニウム化合物及び 10mMTriSの水溶液で処理し、正電荷に帯電した捕獲または検出ゾーンを 形成した。
b、指示薬の調製 指示薬は、マウスモノクローナル抗hCG抗体で被覆したセレンコロイド粒子で 製造した。指示薬を、50 m MTris、2%ラクトース、2%カゼイン、 1%ヤギ血清及び1%マウス血清を含むアッセイ緩衝液pH8,4で(力価曲線 によって決定されるように)適正に希釈した。
C8捕獲剤の調製 実質的に上記実施例15.0に記載の方法に従って1−エチル−3−(3−ジメ チルアミノプロピル)−力ルポジイミドを使用し、ヤギβ−hCG抗体をポリ− L−グルタミン酸に結合した。次いで捕獲剤を指示薬と同じ希釈液で適正に希釈 した。
d、イムノアッセイ方法 指示薬(50μl)を同容量の捕獲剤と混合した。混合液を、ヒト正常尿中に既 知量のhCGを含む一連の試料(0,50,100及び250m1U/ml ; 各々150μI)と混合した。得られた反応混合液を室温で5分間インキュベー トした。特異的結合反応の結果、捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体が形成され た。
各反応混合液(250μl)を、調製したニトロセルロースストリップの一端に 添加した。混合液は、ストリップ中を捕獲ゾーンに浸透し、更に該ゾーンを通過 した。捕獲剤及びその結合体が捕獲ゾーンに保持され、そこで、保持された捕獲 剤に結合している指示薬によって、試験試料中の被分析物質の量及び試験試料中 の被分析物質の存在が示された。0m1U/m+の試験試料では捕獲ゾーンは着 色しなかった。50.100及び250m1U/mlの試験試料では捕獲ゾーン が視認し得る着色を示した。
実施例18 hCGアッセイ用イオン捕獲試験ストリップ装置a、固相の調製 ニトロセルロースのストリップ(孔径5μm;5Chleicher & 5c huell)の中央部分の長方形ゾーンを、1%Ce1quat (登録商標) L−200ポリマー化合物で処理し、正電荷に帯電した捕獲ゾーンを形成した。
0.5インチ/秒の速度で動く#29ゲージ試験管(MICROInc、、El mhurst、NY)を使用し、カチオン性ポリマーを流量Q、Q5ml/分で 分配した。
b、指示薬の調製 指示薬は、マウスモノクローナル抗hCG抗体で被覆したセレンコロイド粒子で 製造した。指示薬を、5QmMTris、2%ラクトース、2%カゼイン、1% ヤギ血清及び1%マウス血清を含むアッセイ緩衝液pH8,4で(力価曲線によ って決定されるように)適正に希釈しt二。
C1捕獲剤の調製 実質的に上記実施例8.cに記載の方法に従って、抗β−hCG抗体をポリ−グ ルタミン酸に結合した。
d、アッセイ装置の製造 パッド状吸収材料(孔径40μガラスファイバー材料;Lydall Inc、 、Hamptonville、NC)に、Tris緩衝塩水溶液(0,IM T r i s、0゜9%NaCI、pH7,8)、1.0%カゼイン中に捕獲剤( 20μg/m+)及び指示薬(抗体濃度0.024mg/m+、セレン濃度0. 3mg/ml)を含む混合液を浸漬させることにより、指示薬パッドまたは試験 試料添加パッドを製造した。次いでパッドを空気乾燥した。試験試料添加パッド とニトロセルロースストリップを接触させ、少な(とも捕獲ゾーンからはずれた ニトロセルロースストリップの端部で添加パッドが一部重なり合うようにパッド とニトロセルロースとを二層化することにより、試験ストリップ装置を構築した 。
e、イムノアッセイ方法 正常ヒト尿中に既知量のhCGを含む試験試料(0,50及び250m1U/m l;各々50μl)をアッセイ装置の試験試料添加パッドに添加するか、または 添加パッドを試験試料中に浸漬した。試験試料、再可溶化されたアッセイ試薬及 びこれらの結合体は添加パッドからニトロセルロースストリップに浸透し、更に その中を移動した。室温で5分後、特異的結合反応及びイオン捕獲反応によって 捕獲剤/被分析物質/指示薬結合体が形成され、それが試験ストリップの捕獲ゾ ーンに固定された。未結合の指示薬及び試験試料成分は捕獲ゾーンを通過した。
0m1U/ml試験試料は捕獲ゾーンに検出可能なシグナルを生成しなかった。
59m1U試験試料は、捕獲ゾーンに僅かに検出可能な可視シグナルを生成した 。250m1U/ml試験試料は、捕獲ゾーンに明らかな検出可能な可視シグナ ルを生成した。アッセイ結果は、均一特異的結合反応が固相試験ストリップ装置 において反応する間、3成分結合体を形成し得ることを示している。
実施例19 フェニルンクリジン(PCP)アッセイ用イオン捕獲試験ストリップ装置 a、固相の調製 細長いニトロセルロースストリップ(幅3mm)の中央部分の長方形ゾーンを、 0.5%Merquat−100(登録商標)ポリマーアンモニウム化合物で処 理し、正電荷に帯電した捕獲ゾーンを形成した。
b、指示薬の調製 指示薬は、PCP抗体で被覆したセレンコロイド粒子で製造した。
C1捕獲剤の調製 実質的に上記実施例10.aに記載の方法に従って、PCP抗原をポリ−グルタ ミン酸に結合した。
d、アッセイ装置の調製 吸収材料(Whatman PDO75ガラスファイバーフィルター;What man 5pectalty Papers、C11fton、NJ)に試薬( 2,5mg/ml ;0.01M Tris中の4%カゼイン、4%スクロース 、1%ポリエチレングリコール(MW15.000〜25.0003)を浸漬さ せることにより、アッセイ試薬パッド(幅3mm)または試験試料添加パッドを 調製した。次いでパッドを空気乾燥した。添加パッドとニトロセルロースとを、 試薬パッドがニトロセルロースの一端と約1mm重なり合うように組み立てた。
e、イムノアッセイ方法 捕獲剤(15μl)と、蒸留水で既知倍率に希釈したPCP(1:10.1 :  100.1 : 1000.1:10000)を含む同容量の試験試料とを混 合した。混合液を試験試料添加パッドに添加した。混合液をパッド及びストリッ プを通して少なくとも10〜5分間移動させた。競合結合反応の結果、捕獲剤/ 指示薬結合体及び指示薬/被分析物質結合体が形成された。試験試料中の被分析 物質の量が増加するにつれて、捕獲剤/指示薬結合体の量は減少した。
高分子電解質反応の結果、捕獲剤/指示薬結合体が試験ストリップの捕獲ゾーン 内に固定された。未結合の指示薬及び未反応の試験試料成分、並びに指示薬/被 分析物質結合体は捕獲ゾーンを通過した。アッセイ結果から、試験試料中のPC Pの量が高いほど、捕獲ゾーンにおいて検出可能なシグナルは少なくなることが 判った。更にアッセイ結果から、固相試験ストリップ層において均一な特異的結 合反応が起こり得ることが判った。
実施例20 hCGアッセイ用イオン捕獲流通装置 a、固相の調製 ガラスファイバーフィルター材料を、0.125% CeIquat (登録商 標)L−200ポリマー第四級アンモニウム化合物の水溶液で処理し、正電荷に 帯電した捕獲ゾーンを形成した。次いでガラスファイバーフィルターを、帯電検 出ゾーンを含む層を通過する過剰な試薬及び試験試料を吸い取るよう作用する第 2吸収材料層上にセットした。
b、指示薬の調製 指示薬は、アフィニティー精製ヤギ抗β−hCG抗体で被覆した金コロイド粒子 で製造した。蒸留水(510ml)中に塩化金(100mg)を含む溶液を加熱 して沸騰し、1%クエン酸ナトリウム(8,0m1)と混合した。溶液の色が黄 色から暗赤色に変化したとき(約3分後)加熱を止めた。水道水の流れにさらす ことにより溶液を室温に冷ました。得られた金コロイドの一部(10ml)に1 50mmolのホウ酸緩衝液(pH9,0)を滴定してpH7゜0に調整した。
50μmのヤギ抗β−hCG抗体(9mg/ml)を金コロイドに加え、室温で 1分間混合した。次いで混合液を10%ウシ血清アルブミン(300μl)で処 理し、14゜00Orpmで1分間遠心した。指示薬として使用するため、コロ イド/抗体混合液の底層(約320μl)を回収した。
C0捕獲剤の調製 実質的に上記実施例6及び8に記載の方法に従つて、精製モノクローナル抗hC G抗体をI TC−PGAを用いて修飾した。
d、イムノアッセイ方法 全ての試薬を、50mM Tr i s、150mM NaC]。
pH7,5及び3%カゼインを含むアッセイ緩衝液で適正に希釈した。正常ヒト 尿中に既知量のhCG (0,25,50,100及び250m1U/mlを含 む試験試料(50u l )を同容量の指示薬と混合し、混合液を室温で5分間 インキュベートした。次いで捕獲剤(50μm)を混合液に加えた。得られた混 合液を、緩衝液(80μl)で予め濡らしておいた固相に移した。次いで流通装 置を緩衝液で2回濯いだ。hCGを含む反応混合液を受容した装置においては視 認し得る紫色が検出されたが、0m1U/ml+試験試料は捕獲ゾーンにおいて 検出可能なシグナルを生成しなかった。hCG濃度の増加に伴って、捕獲ゾーン のシグナルはより濃くなった。
実施例21 イオン捕獲使用の競合ジゴキシンアッセイa、固相の調製 試験試料添加パッド(ガラスファイバーマトリックス)を、種々の濃度のMer quat−100(登録商標)ポリマーアンモニウム化合物水溶液、100mM  Tr i s。
1.00mM塩化ナトリウム、0.1%魚ゼラチン、0.1%スクロース及び0 .1%アジ化ナトリウムを用いて被覆した。添加パッドを乾燥し、吸収材料層上 に重ねて流通装置を作製した。
b、指示薬の調製 50mM Tr i s、100mM NaC]、1mM MgC12,0,1 mM ZnCIz+ 0.1% NaN3及び0゜1%ウシ血清アルブミン、p H7,5で希釈したジゴキシンジアルデヒド及びアルカリ性ホスファターゼの結 合体であった。
C1捕獲剤の調製 第1捕獲剤として、1.4−フェニレン ジイソチオシアネート活性化ポリ−L −アスパラギン酸(ITC−FAA)に結合したヤギ抗ジゴキシン抗体を、実質 的に上記実施例8、cに記載の方法に従って調製した。ポリ−L−グルタミン酸 に代えて、ポリーL−アスパラギン酸を使用した。
第2捕獲剤は、実質的に上記実施例15.0に記載の結合方法に従って、EDC Iを使用してポリーL−アスパラギン酸に結合したウサギ抗ヤギIgG抗体で作 製した。被分析物質特異的補助結合メンバー(ヤギ抗ジゴキシン抗体)をこの捕 獲剤と一緒に使用し、被分析物質を固相に結合した。1つの実施態様においては 、捕獲剤は、予め形成した負電荷を有する抗ヤギ抗体及びヤギ抗ジゴキシン抗体 の結合体であった。第1及び第2捕獲剤の両方を、使用前に、50mM Tri s、50mM NaC1,0,1%NaN3及び0.1%ウシ血清アルブミン、 pH7,5を用いて適正に希釈した。
d、イムノアッセイ方法 第1捕獲剤、即ち直接捕獲系を使用するアッセイにおいては、捕獲剤(60μm )を、既知量のジゴキシンを含む試験試料(18μm)と混合した。反応混合液 を約33〜34℃で約10分間インキュベートした。特異的結合反応の結果、捕 獲剤/被分析物質結合体が形成された。次いで指示薬(60μl)を反応混合液 に加え、混合液を更に約11分間インキュベートした。特異的結合反応の結果、 試験試料中に存在する被分析物質の量に比例して捕獲剤/指示薬結合体が形成さ れた。各反応混合液の一部(80μm)を固相に添加し、次いでTris緩衝塩 水溶液(75μl)で2回洗浄した。酵素基質(70μl ; 100mM A MP、0.01% EDTA、0.1% NaN3及び4.0mMテトラミソー ル、pH10,3中に1.2mM 4−メチルウンベリフェリル−ホスフェート を含む溶液)を加え、生じた蛍光量を測定した。
第2捕獲剤を使用する間接アッセイにおいては、予め形成した捕獲剤/補助結合 メンバー結合体(50μl)と、指示薬(55μl)と、ジゴキシン試験試料( 25μl)とを、試料希釈緩衝液(91μI)と混合した。混合液を約9分間イ ンキュベートした。特異的結合反応の結果、捕獲剤/補助特異的結合メンバー/ 被分析物質結合体及び捕獲剤/補助結合メンバー/指示薬結合体が、試験試料中 に存在する被分析物質の量に比例して形成された。反応混合液のアリコート(1 80μm)を固相に添加し、次いでTris緩衝塩水溶液(75μm)で2回洗 浄した。酵素基1(70μl)を加え、生じた蛍光量を測定した。 アッセイ結 果を表22に示す。結果から、ジゴキシン試験試料濃度が増加すると、それに従 って指示薬を含む結合体の形成が減少することが判った。即ち、試験試料中のジ ゴキシンが増加すると、固相に付着する検出可能な標識の量は低下した。
表22 ジゴキシンイオン捕獲競合アッセイ 方法 半順次1ステップ 1ステツプ 予備被覆固相 0.2%Merquat−100(IIH) 0.2%Merq uat−100(iilil)抗体濃度/試験 162ngヤギ抗ジゴキシン  90r+gウサギ抗ヤギ/64ngヤギ抗ジゴキシン 指示薬 アルカリ性ホスファターゼ/ アルカリ性ホスファターゼ/ジゴキシン 結合体 ジゴキシン結合体 直接 間接 実施例22 全T3(トリョードチロニン)競合アッセイ用イオン捕獲流通装置 a、固相の調製 試験試料添加パッド(ガラスファイバーマトリックス)を、種々の濃度のCe1 qua、t(登録商標’)L−200ポリマー第四級アンモニウム化合物または Merquat−100(登録商標)ポリマーアンモニウム化合物水溶液。
100mM Tr i s、100mM塩化ナトリウム、0゜1%魚ゼラチン、 0.1%スクロース及び0.1%アジ化ナトリウムを用いて被覆した。添加パッ ドを乾燥し、吸収材料層上に重ねて個々のアッセイ装置を作製した。
b、指示薬の調製 指示薬は、50mM Tr i s、100mM NaC+。
1.0mM MgCl□、0.1mM ZnC1z及び1.0%ウソ血清アルブ ミン、pH7,5で希釈した、T3及びアルカリ性ホスファターゼの結合体であ った。非特異的結合遮断薬として硫酸デキストラン(MW5,000)を含めた 。遮断薬は、標識抗体の非被分析物質への結合を阻害することにより信号雑音比 を増大するために使用した。
C1捕獲剤の調製 捕獲剤として、抗T3抗体を、ボリアスノくラギン酸(PAA−抗T3抗体)、 ポリアクリル酸(PAcA−抗T3抗体)またはカルボキシメチルセルロース( CMA−抗T3抗体)アニオン性ポリマー分子と結合した結合体を、実質的に実 施例15.cのEDCI結合法に従って、但し捕獲剤のクロマトグラフィー濾過 は行わずに作製した。捕獲剤を、800mM Tr i s、50mM NaC 1,0,1% N a N3. 0.01%フロセミド、0,1%Tween− 20,1,0%ウシ血清アルブミン及び0.08mg/mIヤギIgG、pH7 ,4で希釈した。
d、イムノアッセイ方法 捕獲剤(50μI)を、既知量の全T3を含む同容量の試験試料及び試料希釈緩 衝液(150μI)と混合した。
反応混合液を約15分間インキュベートした。特異的結合反応の結果、捕獲剤/ 被分析物質結合体が形成された。
次いで各反応混合液(150μm)を固相に添加した。
更に指示薬(60μm)を固相に添加し、8分間インキュベートした。装置を2 回洗浄した。酵素基質(50μl)を加え、生じた蛍光量を測定した。
別のアッセイ形式においては、指示薬を添加する前に固相を洗浄した。更に別の アッセイ形式においては、捕獲剤と試験試料を混合し、インキュベートしてから 、指示薬を添加し、更にインキュベートしてから、反応混合液のアリコートを固 相に添加した。
捕獲剤と反対の電荷を有する固相との高分子電解質相互作用の結果、捕獲剤及び 補獲剤結合体が固相装置上に固定された。酵素基質(70μI ; 100mM  AMP、0.01% EDTA、0.1% NaN3及び4.QmM テトラ ミソール、pH10,3中に1.2mM4−メチルウンベリフェリル−ホスフェ ートを含む溶液)を加え、生じた蛍光量を測定した。
各アッセイにおいて、結果から、全T3試験試料濃度が増加すると、それに対応 して捕獲剤/被分析物質結合体の形成が増加し、従って、固相に付着する検出可 能な標識の量が減少したことが判る。更にこの結果から、指示薬中に非特異的結 合遮断薬として硫酸デキストランを含めることにより、信号雑音比が向上するこ とが判る。
表23 全T3競合アッセイ 1ステツプアツセイ法及び2ステツプアツセイ法の較正デ方法 1ステツプ 2 ステツプ 予備被覆固相 0.5%Ce1quat(llill) 0.2%1ierqu at−100(lliil)捕獲抗体 ITC−PGA抗T3抗体 EDAC− PA^抗T3抗体(1試験当たり) (0,25μg) (0,02+g)指示 薬 遮断薬なし 0.1%硫酸デキストラン含む較正濃度 ng/ml全T3 蛍光量(カウント/秒/秒)0、5 386 513 1、0 310 403 2、0 218 260 4、0 123 109 全T3競合2ステップアッセイ 捕獲抗体 EDAC−PAA抗T3抗体 EDAC−PAA抗T3抗体(1試験 当たり) (0,02gg) (0,02μg)指示薬(T3アルil+性本ス フアタ−り遮断薬なし 0.1%硫酸デキストラン含む希釈度 に400 1  :150 較正濃度 2、0 361 220 表25 全T3競合アッセイ 較正濃度 ng/ml全T3 蛍光量(カウント/秒/秒)0、5 401 443 39 4 1、0 332 344 322 2、0 203 219 204 4、0 94 107 99 実施例23 イオン捕獲サンドイッチアッセイによるHIV−1抗p24抗体の検出 ガラスファイバーマトリックスをポリカチオン性基質でり、固相装置を作製した 。ポリアニオン性基質を精製組換えp24抗原に共有結合することにより捕獲剤 を調製した。
指示薬は、アルカリ性ホスファターゼと、被分析物質特異的補助特異的結合メン バーによりて被分析抗体に結合する抗ビオチン抗体、即ちビオチニル化p24抗 原との結合体であった。酵素基質は4−メチルウンベリフェリル−ホスフェート であった。
捕獲剤を試験試料と反応させて捕獲剤/被分析物質結合体を形成した。過剰な試 薬及び試験試料成分を除去し、反対の電荷を有する固相に通すことにより結合体 を固定した。
次いで、捕獲された被分析物質の量を、補助特異的結合メンバー、指示薬及び酵 素基質を順次加えることにより判定した。
実施例24 処理対照を含むイオン捕獲装置 別の実施態様においては、実施例17の固相反応マトリックスを、2種類のアッ セイ試薬をマトリックス内に一部重なり合った態様で取み込んで検出ゾーンを形 成するように製造した。一方の試薬の反応によって検出可能パターンの一部分が 完成され、第2の試薬の反応によって検出可能パターンの別の部分が完成された 。
例えばアニオン性ポリマー(例えばポルグルタミン酸)を、“十字”形の縦棒を 形成するように固相に添加した。
アニオン性ポリマーは、ポリマーカチオンに結合した被分析物質特異的結合メン バーを含む反対の電荷を有する捕獲剤に引き付けられ且つそれに結合した。捕獲 剤、被分析物質、及び被分析物質に特異的な指示薬の反応の結果、検出可能な結 合体が縦棒部分に固定された。
被分析物質の反応を含まない処理対照反応ゾーンは、十字形検出ゾーンの横棒の 形状に形成した。被分析物質を含む結合体を形成しなかった指示薬と反応し且つ それに固定する試薬を使用した。
例えば指示薬が、アフィニティー精製ヤギ抗β−hCG抗体で被覆した金コロイ ド粒子であるならば、十字形検出ゾーンの横棒は、ヤギ抗β−hCG抗体に直接 結合する特異的結合メンバー、例えばウサギ抗ヤギ抗体を含む。試験試料中に被 分析部質が存在してもしな(でも、検出可能な標識が横棒部分に固定された。
本発明の概念は、反対の電荷を有する固相材料と捕獲剤を使用することにより全 ての分離技術または均一結合アッセイ(標識のシグナル生成能力が結合反応の間 に変化しない)に同等に適用可能であることは当業者には理解されよう。本明細 書に詳述した実施態様は、高分子電解質反応及びアッセイに制限されるものでは なく、単なる例にすぎない。本発明の説明は、記載した特定の実施態様に本発明 を制限するものではな(、上述の、そして以下の請求の範囲に記載のごとき本発 明の主旨及び範囲内で全ての均等物及び主題を包含するものとする。
フロントページの続き (72)発明者 フィコ、ロサリオ アメリカ合衆国、イリノイ・60099、ジオン、ノース・デラニー・ロード・ 42251(72)発明者 ショウ、イー−バー アメリカ合衆国、イリノイ・60048、リバテイビル、スプリングヘイブン・ ドライブ・917 (72)発明者 ストロウプ、ステイーブン・ディアメリカ合衆国、イリノイ・ 60048、リバテイビル、ルーズベルト・ドライブ・606

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.試験試料中の被分析物質の存在または量を判定する方法であって、 a)(i)ポリマーアニオン性物質に結合した第1結合メンバーを含む捕獲剤、 (ii)第2結合メンバー及び検出可能な標識を含む指示薬、及び (iii)窒素含有量が約2%以上のポリマーカチオン性物質からなる反応部位 を含む固相材料とを与えるステップであって、前記第1及び第2特異的結合メン バーが、サンドイッチアッセイ、競合アッセイまたは間接アッセイにおいて被分 析物質と一緒に結合体を形成し、それによって試験試料中の被分析物質の存在ま たは量に応じて検出可能な結合体を形成し得る結合メンバーから選択され、 b)前記固相を前記捕獲剤及び試験試料と接触させ、それによって前記固相のポ リマーカチオンが前記捕獲剤のポリマーアニオンを引き付け且つそれに結合し、 それにより前記捕獲剤及びその結合体が固定されるステップと、c)前記固相を 前記指示薬と接触させ、それによって前記指示薬が、試験試料中に存在する被分 析物質の量に応じて固定された前記捕獲剤またはその結合体に結合するステップ と、 d)前記固相に付着した前記指示薬を検出し、試験試料中の被分析物質の存在ま たは量を判定するステップとからなる方法。
  2. 2.前記ポリマーカチオン性物質が、窒素含有量が約2%以上のポリマー第四級 アンモニウム化合物である請求項1に記載の方法。
  3. 3.前記ポリマーカチオン性物質が、約5%以上の窒素含有量を有する請求項1 に記載の方法。
  4. 4.前記ポリマーカチオン性物質が、約10%以上の窒素含有量を有する請求項 1に記載の方法。
  5. 5.前記ポリマーカチオン性物質を、アッセイ実施直前に前記固相中または上に 取り込む請求項1に記載の方法。
  6. 6.更に、前記試験試料及び前記捕獲剤を混合して反応混合液を形成し、前記反 応混合液を前記固相と接触させるステップを含む請求項1に記載の方法。
  7. 7.更に、補助特異的結合メンバーを添加し、間接アッセイにおいて前記補助特 異的結合メンバーが、前記被分析物質に結合し得ると共に、前記指示薬または前 記捕獲剤からなる群から選択されるメンバーにも結合し得ることを含む請求項1 に記載の方法。
  8. 8.試験試料中の被分析物質の存在または量を判定する方法であって、 a)(i)ポリマーアニオン性物質に結合した第1結合メンバーを含む捕獲剤、 (ii)第2結合メンバー及び検出可能な標識を含む指示薬、 (iii)未結合ポリマーアニオン性物質を含む非特異的結合遮断薬、及び (iv)窒素含有量が約2%以上のポリマーカチオン性物質からなる反応部位を 含む固相材料 とを与えるステップであって、前記非特異的結合遮断薬が、試薬の前記固相への 非特異的結合を阻害し、前記第1及び第2特異的結合メンバーが、サンドイッチ アッセイ、競合アッセイまたは間接アッセイにおいて被分析物質と一緒に結合体 を形成し、それによって該試験試料中の被分析物質の存在または量に応じて検出 可能な結合体を形成し得る結合メンバーから選択され、 b)前記固相を前記捕獲剤及び試験試料と接触させ、それによって前記固相のポ リマーカチオンが前記捕獲剤のポリマーアニオンを引き付け且つそれに結合し、 それにより前記捕獲剤及びその結合体が固定されるステップと、c)前記固相を 洗浄するステップと、 d)前記固相を前記指示薬と接触させ、それによって前記指示薬が、試験試料中 に存在する被分析物質の量に応じて固定された前記捕獲剤またはその結合体に結 合するステップと、 e)前記固相に付着した前記指示薬を検出し、試験試料中の被分析物質の存在ま たは量を判定するステップとからなる方法。
  9. 9.更に、前記試験試料及び前記捕獲剤を混合して反応混合液を形成し、前記反 応混合液を前記固相と接触させるステップを含む請求項8に記載の方法。
  10. 10.更に、補助特異的結合メンバーを添加し、間接アッセイにおいて前記補助 特異的結合メンバーが、前記被分析物質に結合し得ると共に、前記指示薬まだは 前記捕獲剤からなる群から選択されるメンバーにも結合し得ることを含む請求項 8に記載の方法。
JP5500394A 1991-05-30 1992-04-10 2ステップイオン捕獲結合アッセイを実施するための試薬及び方法 Pending JPH06508211A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70747891A 1991-05-30 1991-05-30
US707,478 1991-05-30
PCT/US1992/002980 WO1992021770A1 (en) 1991-05-30 1992-04-10 Reagents and methods for performing two-step ion-capture binding assays

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06508211A true JPH06508211A (ja) 1994-09-14

Family

ID=24841859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5500394A Pending JPH06508211A (ja) 1991-05-30 1992-04-10 2ステップイオン捕獲結合アッセイを実施するための試薬及び方法

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0586605B1 (ja)
JP (1) JPH06508211A (ja)
AT (1) ATE169340T1 (ja)
CA (1) CA2109925C (ja)
DE (1) DE69226526T2 (ja)
ES (1) ES2121016T3 (ja)
WO (1) WO1992021770A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5670381A (en) * 1988-01-29 1997-09-23 Abbott Laboratories Devices for performing ion-capture binding assays
WO1995025282A1 (en) * 1994-03-15 1995-09-21 Abbott Laboratories Ion-capture reagents and methods for performing binding assays
US5707799A (en) * 1994-09-30 1998-01-13 Abbott Laboratories Devices and methods utilizing arrays of structures for analyte capture
US6837171B1 (en) 2002-04-29 2005-01-04 Palmer/Snyder Furniture Company Lightweight table with unitized table top
US7285424B2 (en) 2002-08-27 2007-10-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Membrane-based assay devices
US7781172B2 (en) 2003-11-21 2010-08-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for extending the dynamic detection range of assay devices
US7247500B2 (en) 2002-12-19 2007-07-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Reduction of the hook effect in membrane-based assay devices
US20040197819A1 (en) 2003-04-03 2004-10-07 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Assay devices that utilize hollow particles
US7851209B2 (en) 2003-04-03 2010-12-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Reduction of the hook effect in assay devices
US7943395B2 (en) 2003-11-21 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Extension of the dynamic detection range of assay devices
US7713748B2 (en) 2003-11-21 2010-05-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of reducing the sensitivity of assay devices
US7943089B2 (en) 2003-12-19 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Laminated assay devices
US7521226B2 (en) 2004-06-30 2009-04-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. One-step enzymatic and amine detection technique
US20110004085A1 (en) 2009-04-30 2011-01-06 Dexcom, Inc. Performance reports associated with continuous sensor data from multiple analysis time periods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4121975A (en) * 1976-08-20 1978-10-24 Syva Company Pretreatment of samples for polyiodothyronine assays
JPS60500548A (ja) * 1982-12-03 1985-04-18 イ−・アイ・デユポン・ド・ネモア−ス・アンド・コンパニ− 発色性支持体免疫測定法
JPH02168162A (ja) * 1988-12-22 1990-06-28 Sekisui Chem Co Ltd 免疫測定法
JPH0344399A (ja) * 1989-07-07 1991-02-26 Abbott Lab イオン捕捉試薬およびそれを用いた結合イムノアッセイ法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4530900A (en) * 1982-09-13 1985-07-23 Seragen Diagnostics Inc. Soluble insoluble polymers in enzymeimmunoassay
US4780409A (en) * 1985-05-02 1988-10-25 Genetic Systems Corporation Thermally induced phase separation immunoassay
US4935147A (en) * 1985-12-20 1990-06-19 Syntex (U.S.A.) Inc. Particle separation method
AU609241B2 (en) * 1988-01-29 1991-04-26 Abbott Laboratories Ion-capture assays and devices
US5051356A (en) * 1988-06-13 1991-09-24 Eastman Kodak Company Specific binding composition comprising a low pI protein or carbohydrate and a diagnostic test kit and method of use
US5094962A (en) * 1988-06-13 1992-03-10 Eastman Kodak Company Microporous article having a stabilized specific binding reagent, a method for its use and a diagnostic test kit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4121975A (en) * 1976-08-20 1978-10-24 Syva Company Pretreatment of samples for polyiodothyronine assays
JPS60500548A (ja) * 1982-12-03 1985-04-18 イ−・アイ・デユポン・ド・ネモア−ス・アンド・コンパニ− 発色性支持体免疫測定法
JPH02168162A (ja) * 1988-12-22 1990-06-28 Sekisui Chem Co Ltd 免疫測定法
JPH0344399A (ja) * 1989-07-07 1991-02-26 Abbott Lab イオン捕捉試薬およびそれを用いた結合イムノアッセイ法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2121016T3 (es) 1998-11-16
EP0586605B1 (en) 1998-08-05
DE69226526T2 (de) 1999-03-18
EP0586605A4 (en) 1996-01-17
WO1992021770A1 (en) 1992-12-10
CA2109925A1 (en) 1992-12-10
CA2109925C (en) 2004-11-09
ATE169340T1 (de) 1998-08-15
EP0586605A1 (en) 1994-03-16
DE69226526D1 (de) 1998-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3267613B2 (ja) イオン捕獲結合アッセイにおける非特異的結合遮断薬を含む試薬
US5670381A (en) Devices for performing ion-capture binding assays
US5459078A (en) Methods and reagents for performing ion-capture digoxin assays
CA1341592C (en) Ion capture reagents and methods for performing binding assays
US5459080A (en) Ion-capture assays using a specific binding member conjugated to carboxymethylamylose
JPH06508214A (ja) イオン捕獲ジゴキシンアッセイを実施するための方法及び試薬
JPH01227061A (ja) イオン捕捉イムノアッセイ法および装置
JPH0814579B2 (ja) 特異的結合性物質の測定法及び試薬
US5866322A (en) Method for performing Rubella assay
JPH06508211A (ja) 2ステップイオン捕獲結合アッセイを実施するための試薬及び方法
EP0641442B1 (en) Devices for performing ion-capture binding assays
JP3267614B2 (ja) カルボキシメチルアミロースに結合させた結合メンバーを使用するイオン捕獲アッセイ
WO1995025282A1 (en) Ion-capture reagents and methods for performing binding assays
AU626563B2 (en) Ion-capture reagents and methods for performing binding assays
GB2269896A (en) Auxiliary ligand - auxiliary binder pairs in immunoassay
JPH08114594A (ja) 酵素免疫測定法