JPH0763756A - 蛍光免疫測定装置 - Google Patents
蛍光免疫測定装置Info
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Abstract
強度に基づく免疫反応の程度の測定感度、測定精度を高
める。 【構成】 合成樹脂で構成されたスラブ型光導波路4に
抗体4bを固定しておき、抗体4bに対して抗原抗体反
応により結合した抗原4cに対して、650nmに蛍光
のピークを有するシアニン系色素で標識された標識抗体
4dを抗原抗体反応により結合させ、635nmの励起
光をスラブ型光導波路4に導入して、エバネッセント波
成分により光導波路4の表面近傍に拘束されたシアニン
系色素を励起する。
Description
関し、さらに詳細にいえば、導入された励起光を全反射
させながら伝播させる光導波路の表面において抗原抗体
反応を行なわせ、さらに蛍光物質で標識された物質を反
応させ、上記励起光のエバネッセント波成分により励起
される蛍光物質が発する蛍光を光導波路に導入し、全反
射させながら伝播させ、光導波路から出射される蛍光に
基づいて免疫反応の程度を測定する蛍光免疫測定装置に
関する。
起光を全反射させながら光導波路中を伝播させることに
より生じるエバネッセント波成分を用いて、抗原抗体反
応により光導波路の表面近傍に拘束された蛍光物質を励
起し、励起された蛍光を光導波路を通して全反射させな
がら伝播させ、光導波路から出射させ、出射した蛍光の
強度を測定することにより間接的に免疫反応の程度を測
定する蛍光免疫測定装置の研究が行われている。具体的
には、光導波路として合成樹脂により成型されたものを
用いるとともに、蛍光物質としてフルオレインイソチオ
シアネートを用い、励起光として450nm〜550n
mの波長領域(可視光領域)のものを用いていた。
蛍光免疫測定装置においては、励起光のエバネセント波
成分により免疫反応の程度に対応する蛍光物質が励起さ
れるだけでなく、光導波路自体に含まれる蛍光物質も励
起されてしまうため、光導波路から出射される蛍光の強
度は免疫反応の程度に対応する蛍光強度と光導波路自体
の蛍光強度が重畳された値となってしまう。そして、光
導波路の表面近傍に拘束された蛍光物質はエバネッセン
ト波成分のみによって励起されるのに対して光導波路中
の蛍光物質は励起光そのものによって励起されるのであ
るから、光導波路中に含まれる蛍光物質の量が少ないに
もかかわらず、光導波路自体から到底無視し得ない蛍光
が励起され、免疫反応の程度の測定精度が低下するとい
う問題がある。
ガラスで構成すれば光導波路自体から発生する蛍光をほ
どんど皆無にできるのであるが、光導波路が高価になっ
てしまうととに、合成樹脂と比較して割れ等が発生しや
すいので、保管、取扱いに最新の注意を払わなければな
らず、作業性が低下するという問題が発生する。また、
光導波路自体の蛍光の問題に対して、本出願人は既に特
願平4−34184号において、光導波路の蛍光励起波
長と蛍光物質のシアニン系色素の蛍光励起波長が互いに
異なる波長となるように設定されているとともに、光導
波路に導入される励起光の波長がシアニン系色素の蛍光
励起波長に含まれる波長に設定された蛍光免疫測定装置
を提案している。この蛍光免疫測定装置によれば、光導
波路自体において励起される蛍光を少なくすることがで
きるとともに光導波路の表面近傍に拘束されているシア
ニン系色素のみを励起させることが可能となる。
ークが650nmであることから一般的には効率を考え
て励起波長は650nmに設定されるのであるが、シア
ニン系色素の蛍光のピークが662nmであるから、ス
トークシフト(励起光波長と励起される蛍光波長との
差)が比較的短くなり、励起光散乱の影響を受けやすく
なってしまう。その結果、免疫反応の測定感度、精度に
限界があり、より一層、測定感度、精度を向上させるこ
とが難しいという問題がある。
たものであり、合成樹脂からなる光導波路を用いた蛍光
免疫測定装置において、従来の装置に比べて免疫反応の
測定感度、測定精度を向上できる蛍光免疫測定装置を提
供することにある。
めの請求項1の蛍光免疫測定装置は、導入された励起光
を全反射させながら伝播させる光導波路の表面において
抗原抗体反応を行なわせ、さらに蛍光物質で標識された
物質を反応させ、上記励起光のエバネッセント波成分に
より励起される蛍光物質が発する蛍光を光導波路に導入
し、全反射させながら伝播させ、光導波路から出射され
る蛍光に基づいて免疫反応の程度を測定する蛍光免疫測
定装置において、650nm近傍に吸収のピークがある
蛍光物質を用い、635nm近傍の波長の光を励起光と
して採用している。
してシアニン系蛍光色素を使用している。請求項3の蛍
光免疫測定装置は下記化2で示されるシアニン系蛍光色
素を使用している。
nm近傍に吸収のピークがある蛍光物質を用い、635
nm近傍の波長の光を励起光として採用することによ
り、ストークシフトを大きくでき励起光散乱の影響を低
減することができ、さらに、蛍光物質からの信号光とし
ての蛍光とノイズ光との比率(S/N)を向上させるこ
とができる。したがって、光導波路が合成樹脂で構成さ
れていても、蛍光の強度に基づいて免疫反応の程度を従
来装置に比べて、高感度かつ高精度に測定できる。
光物質としてシアニン系蛍光色素を使用することにより
励起光として635nm近傍の波長を使用することがで
きるので、信号光のS/Nを高めることができ、免疫反
応の測定感度および測定精度を向上させることが可能に
なる。請求項3の蛍光免疫測定装置においても信号光の
S/Nを高めることができ、免疫反応の測定感度および
測定精度を向上させることが可能になる。
説明する。図1はこの発明の蛍光免疫測定装置の一実施
例を示す概略図である。この蛍光免疫測定装置は635
nm近傍の長波長光を出射する半導体レーザ1と、出射
されたレーザ光を集光するレンズ系2と、ダイクロイッ
クミラー3と、合成樹脂で構成されているスラブ型光導
波路4と、遮断周波数695nmのシャープカットフィ
ルタ5aを含んで構成されノイズ成分を除去するレンズ
系5と、受光素子としての光電子増倍管6と、半導体レ
ーザ1から出力される励起光強度の変化を検出するため
の吸光体7とを有している。
すように、表面の所定範囲を包囲するように溶液収容部
4aが形成されており、溶液収容部4aに含まれる光導
波路本体の表面に予め抗体4bが固定されている。な
お、スラブ型光導波路本体を水平方向を向くように配置
する代わりに垂直方向を向くように配置して両面に溶液
収容部4aを形成しても良く、この場合には励起される
蛍光の強度を倍増できるので、高感度化、高精度化に有
利である。また、図2において4cは抗原、4dは標識
抗体、4eは蛍光物質をそれぞれ示している。
ンズ系2により絞り込まれ、ダイクロイックミラー3に
より反射されてスラブ型光導波路4に入射される。そし
て、スラブ型光導波路4の入射面から出射される蛍光を
ダイクロイックミラー3を透過させ、レンズ系5により
ノイズ成分を除去して十分に集光して光電子増倍管に導
かれる。なお、励起光強度の変化は吸光体7によって検
出され、半導体レーザ1をフィードバック制御すること
により励起光強度を一定に保持するようにしている。
溶液の測定を行なう場合には、まず、溶液収容部4aに
そのままの濃度の被検溶液または所定倍率に希釈した被
検溶液を注入することにより、スラブ型光導波路本体の
表面に固定されている抗体4bとの間で抗原抗体反応を
行なわせる。次いで、溶液収容部4aから被検溶液を排
出し、半導体レーザ1を駆動した後、被検溶液の代わり
に蛍光物質で標識された蛍光標識抗体を含む溶液を溶液
収容部4aに注入し、抗原抗体反応により光導波路本体
の表面近傍に拘束された抗原4bとの間で再び抗原抗体
反応を行なわせる。なお、ここで蛍光物質としては、シ
アニン系色素としての下記化3に示すBICY5.18
−OSu{バイオケミカル ディテクション システム
ズ社(Biochemical Detection Systems Inc. 4516 Henr
y Street, Pittsburgh, PA 15213USA)製}を用い、β
−2マイクログロブリン抗体を所定の割合で混合し、互
いに結合させて得たBICY5.18−OSu標識抗体
を含む溶液を被検溶液に代えて溶液収容部4aに注入す
る。
波長の光を出射するものを用いている。上記BICY
5.18−OSuの最適励起波長は650nmである
が、励起波長を635nmにすることにより、信号のS
/Nが良くなるからである。以下、最適蛍光励起波長が
650nmのBICY5.18−OSuに対して励起波
長を635nmに設定して蛍光を検出した方が信号のS
/Nが良くなることを実例を挙げて説明する。
起波長を630nm,635nm,640nm,650
nmと変化させた場合の蛍光強度比と励起光減光比とを
示した表である。なお、蛍光強度比と励起光減光比はシ
ャープカットフィルタ5aを含むレンズ系5(遮断周波
数λc=695nm)透過後の強度から算出した値であ
る。この表1から励起波長を635nmに設定した方が
最適蛍光励起波長である650nmに設定するより信号
のS/Nが良くなることが理解できる。また、620n
m,610nmというように励起波長を短波長側に設定
すると、蛍光強度が低くなり過ぎるとともに、レンズ系
5によるノイズ光の除去効果が低下するので、励起波長
は635nm近傍が好ましい。
励起波長とした場合において、免疫反応が飽和し、信号
値が平衡値に達した飽和光導波路と未反応の光導波路か
らの信号値の比率を比較した表である。未反応の光導波
路からの信号値はノイズ光を示している。そして抗原の
濃度を0.05ng/mlと、10ng/mlとの2種
類を選択して飽和光導波路と未反応光導波路からの信号
値の比率を比較している。なお、表2において{ }で
囲まれた値は飽和光導波路部/未反応光導波路の値を示
している。また、NDフィルターはともに50%×10
%の構成を用い、ダイクロイックミラーはそれぞれ65
0nm用、635nm用のものを使用しており、遮断周
波数λc=695nmのシャープカットフィルタ5aを
含むレンズ系5を使用している。
35nmに設定した方が、{ }で囲まれた値からも分
かるように信号のS/Nが、約1.6〜1.7倍((1
18.5/73.25)〜(2.59/1.53))も
良くなっていることが理解できる。なお、この発明は上
記実施例に限定されるものではなく、例えば、光導波路
の表面に抗体を固定する代わりに抗原またはハプテン
(hapten)を固定し、シアニン系色素を抗原またはハプ
テンと結合させることが可能であるほか、BICY5.
18−OSu以外のシアニン系色素を用いることが可能
であり、その他、この発明の要旨を変更しない範囲内に
おいて種々の設計変更を施すことが可能である。
0nm近傍に吸収のピークがある蛍光物質を用い、63
5nm近傍の波長の光を励起光として採用することによ
り、ストークシフトを大きくでき励起光散乱の影響を低
減することができ、さらに、蛍光物質からの信号光とし
ての蛍光とノイズ光との比率(S/N)を向上させるこ
とができる。その結果、光導波路が合成樹脂で構成され
ていても、蛍光の強度に基づいて免疫反応の程度を従来
装置に比べて高感度かつ高精度に測定できるという特有
の効果を奏する。
ン系蛍光色素を使用することにより励起光として635
nm近傍の波長を使用することができるので、信号光の
S/Nを高めることができ、免疫反応の測定感度および
測定精度を向上させることが可能になるという特有の効
果を奏する。請求項3の発明も、信号光のS/Nを高め
ることができ、免疫反応の測定感度および測定精度を向
上させることが可能になるという特有の効果を奏する。
概略図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 導入された励起光を全反射させながら伝
播させる光導波路(4)の表面において抗原抗体反応を
行なわせ、さらに蛍光物質(4e)で標識された物質
(4d)を反応させ、上記励起光のエバネッセント波成
分により励起される蛍光物質(4e)が発する蛍光を光
導波路(4)に導入し、全反射させながら伝播させ、光
導波路(4)から出射される蛍光に基づいて免疫反応の
程度を測定する蛍光免疫測定装置において、650nm
近傍に吸収のピークがある蛍光物質(4e)を用い、6
35nm近傍の波長の光を励起光として採用したことを
特徴とする蛍光免疫測定装置。 - 【請求項2】 蛍光物質(4e)としてシアニン系蛍光
色素を使用した請求項1に記載の蛍光免疫測定装置。 - 【請求項3】 化1で示されるシアニン系蛍光色素を使
用する請求項2に記載の蛍光免疫測定装置。 【化1】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21162893A JP3362206B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 蛍光免疫測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21162893A JP3362206B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 蛍光免疫測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0763756A true JPH0763756A (ja) | 1995-03-10 |
JP3362206B2 JP3362206B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=16608924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21162893A Expired - Fee Related JP3362206B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 蛍光免疫測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3362206B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08285851A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-01 | Nec Corp | 光導波路型蛍光免疫センサとその製造方法 |
US7276368B2 (en) | 2001-02-02 | 2007-10-02 | Research International, Inc. | Enhanced waveguide and method |
US7496245B2 (en) | 2004-08-20 | 2009-02-24 | Research International, Inc. | Misalignment compensating optical sensor and method |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP21162893A patent/JP3362206B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08285851A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-01 | Nec Corp | 光導波路型蛍光免疫センサとその製造方法 |
US7276368B2 (en) | 2001-02-02 | 2007-10-02 | Research International, Inc. | Enhanced waveguide and method |
US7608463B2 (en) | 2001-02-02 | 2009-10-27 | Research International, Inc. | Enhanced waveguide and method |
US7496245B2 (en) | 2004-08-20 | 2009-02-24 | Research International, Inc. | Misalignment compensating optical sensor and method |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3362206B2 (ja) | 2003-01-07 |
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