JPH08105895A - 被検試料中成分の測定方法 - Google Patents

被検試料中成分の測定方法

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JPH08105895A
JPH08105895A JP21371094A JP21371094A JPH08105895A JP H08105895 A JPH08105895 A JP H08105895A JP 21371094 A JP21371094 A JP 21371094A JP 21371094 A JP21371094 A JP 21371094A JP H08105895 A JPH08105895 A JP H08105895A
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JP
Japan
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sample
substance
test sample
measuring
enzyme
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JP21371094A
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English (en)
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Hisao Tsukamoto
久雄 塚本
Satoshi Kamata
智 鎌田
Koji Shintani
晃司 新谷
Yoshihiko Nagata
喜彦 永田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】再現性、すなわち測定値のばらつきを抑制し得
る、光学的に試料溶液中の成分を測定する方法を提供す
ること。 【構成】被検試料に界面活性作用を有する物質を添加し
た後、当該被検試料中の微量成分を光学的に測定するこ
とからなる被検試料中成分の測定方法、又は、被検試料
中に存在する、水不溶性担体に結合した酵素を測定する
方法であり、界面活性作用を有する物質の存在下で測定
されるべき酵素と該酵素の基質を反応させ、該反応と同
時に又は該反応の後、当該被検試料中の微量成分を光学
的に測定することからなる被検試料中成分の測定方法に
より前記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検試料中の成分を光
学的に測定するための方法に関し、特に臨床検査の領域
における免疫測定等において、最終的に試料溶液中に形
成された免疫複合体中の標識物質を光学的に測定するの
に好適な方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】試料溶液中の成分を測定するために、従
来、その成分量に相関する例えば吸光、蛍光、発光等を
光学的に測定することが行われている。具体的に例え
ば、一般的にサンドイッチ法と呼ばれる免疫測定におい
ては、まず測定対象物質に対する抗体を固定化した水不
溶性の担体を血清等の試料と混合し、前記物質を担体に
間接的に結合させ、次に、前記抗体とは異なる部位で測
定対象物質と結合する標識された抗体を担体と混合し、
(担体−抗体−測定対象物質−抗体−標識)という免疫
複合体を形成させる。そして、前記複合体を形成しなか
った標識された抗体を分離、除去し、最終的に担体に間
接的に結合した標識(言い換えれば、前記免疫複合体に
含まれる標識)又は分離、除去された標識量を測定す
る。そして、測定された標識量を、予め作成された検量
線と比較する等により測定対象物質量を求める。
【0003】このような免疫測定においては、標識とし
てそれ自体が光学的に測定可能な信号を発する蛍光物
質、発光物質、着色物質等や、適当な基質を光学的に測
定可能な蛍光物質、発光物質、着色物質等に転換する酵
素等を使用し、前記測定に際しては光学的手法を用いる
のが一般的である。
【0004】また、通常の生化学的測定においても、例
えば試料中の酵素等の特定物質を測定するに際しては、
当該酵素と特異的に反応して蛍光物質、発光物質、着色
物質等に転換される基質を添加し、後に光学的な測定を
行うこと等が広く行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のような、光学的
に試料溶液中の成分を測定する場合、吸光度、蛍光量、
発光量等を再現性良く測定することが信頼性の高い測定
を実施するうえで重要である。にもかかわらず、同一の
試料に対して測定を行ったとしても、測定値にばらつき
が生じやすいことは経験的に知られている。このような
ばらつきは、測定対象物質が微量にしか存在しない場合
に顕著であり、このため高感度測定の障害となってい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らの知見によれ
ば、前述のような測定値のばらつきは種々の原因により
生じるものと思われる。例えば光学的な測定が、試料溶
液を保持する透明又は半透明の容器の側面や底面方向に
放出された測定光に対して実施される場合、容器の内側
表面と試料溶液との界面における表面張力によって物理
的に形成された気泡が測定値にばらつきを生じさせると
予想される。また、試料溶液を容器に移し変えたり、免
疫測定等のように余分な標識の分離、除去というような
操作で生じ、容器の内側表面に残留した気泡についても
同様である。
【0007】一方、光学的な測定が試料溶液を保持する
容器の上部、すなわち試料溶液の上面方向へ放出された
測定光に対して実施される場合で、試料溶液が空気等の
気体と接触している場合には、試料溶液の表面張力によ
りその液面が不安定となってゆれる等することが測定値
にばらつきを生じさせると予想される。中でも、試料溶
液を攪拌しつつ光学的な測定を行う場合、試料溶液の液
面のゆれは特に顕著となる。
【0008】特に、前述の、水不溶性担体及び標識とし
て酵素を使用する免疫測定法等において、担体と間接的
に結合した酵素を測定する場合、該担体を含む試料溶液
と担体との界面における表面張力により、酵素と試料溶
液に添加された該酵素により光学的に測定可能な蛍光物
質、発光物質、着色物質等に転換される基質との接触が
制限され、その結果、酵素反応による生成物、すなわち
光学的に測定されるべき物質、の生成量にばらつきが生
じることも予想される。
【0009】本発明者らは、以上のような知見に基づ
き、被検試料中の成分の光学的測定において生じやすい
測定値のばらつきを抑制することについて検討を行った
結果、本発明を完成した。すなわち本発明は、被検試料
に界面活性作用を有する物質を添加した後、当該被検試
料中の微量成分を光学的に測定することからなる被検試
料中微量成分の測定方法である。また本発明は、被検試
料中に存在する、水不溶性担体に結合した酵素を測定す
る方法であり、界面活性作用を有する物質の存在下で測
定されるべき酵素と該酵素の基質を反応させ、該反応と
同時に又は該反応の後、当該被検試料中の微量成分を光
学的に測定することからなる被検試料中成分の測定方法
である。以下本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明における被検試料とは、光学的に直
接測定される物質を含む溶液を意味する。例えば生化学
的測定において、血液、血清、唾液、尿等の体液や、動
物や植物等の細胞や組織の抽出液を試料溶液として該試
料溶液に含まれる酵素等を前述の通り基質を添加して測
定する場合、該酵素により光学的に測定な蛍光物質、発
光物質又は着色物質等に転換された基質を含む溶液が被
検試料である。従って、体液等に基質を添加した場合に
はそれが本発明の被検試料であり、体液等から測定され
るべき酵素等を分離した後に基質を添加した場合にはこ
の分離液が本発明の被検試料であり、体液や該分離液等
に基質を添加した後、光学的に測定可能な蛍光物質、発
光物質又は着色物質等に転換された基質を分離した場合
にはこの転換された基質を含む溶液が本発明の被検試料
である。一方、生化学的測定における測定対象物質自体
が光学的に測定可能な物質である場合、当該物質を含む
試料溶液が本発明の被検試料である。
【0011】本発明における光学的な測定としては、例
えば吸光度測定、蛍光強度測定、発光強度測定、濁度測
定等を例示できる。より具体的には、被検試料を保持す
る容器の側面、底面又は上方から光を照射し、容器の側
面、底面又は上方に放出される光について吸光度測定、
蛍光強度測定、発光強度測定又は濁度測定を行う光学的
測定が例示できる。本発明は、中でも被検試料の上面方
向へ放出される光について測定を行う光学測定に対し、
特に測定値のばらつきを抑制するのに好適である。
【0012】被検試料の上面方向に測定される光が放出
される例としては、例えば被検試料を保持する容器の底
面から光を照射し、上面方向に放出された(被検試料を
通過した)光について吸光度を測定する場合等や、例え
ばダイクロックミラ−を用いて被検試料の上面方向から
光を照射し、かつ被検試料の上面方向へ放出された蛍光
を測定する場合等を例示できる(特公平4−40818
号公報を参照)。
【0013】本発明に使用する、界面活性作用を有する
物質としては、例えば界面活性剤が例示できる。なかで
も光学的に測定可能な物質に対する影響が少なく、か
つ、被検試料中で酵素反応等を生じさせて測定可能な物
質を生成させる場合にこれら反応に対する影響の少な
い、非イオン性界面活性剤が好ましい。なかでも実施例
に記載したTritonX−100は、特に好ましい非
イオン性界面活性剤として例示できる。このような界面
活性作用を有する物質は、適宜予備的な実験を行って決
定できるが、本発明者らの知見によれば、被検試料に対
して0.001〜1%(重量/重量)の濃度範囲とする
ことが好ましく、特に0.01〜0.1%(重量/重
量)の濃度範囲とすることが好ましい。
【0014】本発明を、例えば前述の不溶性の担体と酵
素を標識として使用する、いわゆるサンドイッチ法や競
合法等の免疫測定に適用する場合には、担体を含む試料
溶液と担体との界面における表面張力により、酵素と試
料溶液に添加された該酵素により光学的に測定可能な蛍
光物質、発光物質、着色物質等に転換される基質との接
触が制限されることが予想される。従ってこのような場
合には、担体に間接的に結合した酵素と基質の反応をも
界面活性作用を有する物質の存在下で行わせることが特
に好ましい。
【0015】酵素を標識として使用する免疫測定等にお
いては、光学的に測定可能な蛍光物質、発光物質、着色
物質等に転換された基質濃度の増加速度(言い換えれば
酵素反応速度)を測定する方法(いわゆるレ−ト法)
や、酵素と基質を接触させて酵素反応を生じさせ、一定
時間経過後、生成した光学的に測定可能な蛍光物質、発
光物質、着色物質等に転換された基質濃度を測定する方
法が知られているが、前者の場合は酵素と基質の反応と
同時に光学的な測定を実施し、後者の場合は酵素と基質
の反応後、界面活性作用を有する物質の存在下で光学的
な測定を実施することで、測定値にばらつきの少ない、
より正確な測定が実施可能となる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を更に詳細に説明するために実
施例を記載するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
【0017】実施例1 以下の試薬を使用して、水不溶性担体と酵素を標識とす
るサンドイッチ免疫測定により甲状腺刺激ホルモン(T
SH)を測定した。
【0018】(1)反応試薬 担体:TSHに対するモノクロ−ナル抗体1を結合し
た、平均粒径1.2mmの、フェライトを含むエチレン
−ビニルアセテ−ト(EVA)製ビ−ズ 標識抗体:アルカリ性フォスファタ−ゼ(ALP)と結
合した、前記抗体1とはTSHの異なる部位に結合する
モノクロ−ナル抗体2 基質溶液A:4−メチルウンベリフェリルりん酸を含む
基質溶液 基質溶液B:4−メチルウンベリフェリルりん酸及び
0.01%TritonX−100を含む基質溶液 *4−メチルウンベリフェリルりん酸は、ALPの酵素
作用により蛍光物質4−メチルウンベリフェロンに変換
される (2)試料 試料溶液1:TSHを含まないヒト血清試料溶液 試料溶液2:0.005μIU/mlのTSHを含むヒ
ト血清試料溶液 試料溶液3:0.010μIU/mlのTSHを含むヒ
ト血清試料溶液 試料溶液4:0.025μIU/mlのTSHを含むヒ
ト血清試料溶液 試料溶液5:0.050μIU/mlのTSHを含むヒ
ト血清試料溶液 試料溶液6:0.075μIU/mlのTSHを含むヒ
ト血清試料溶液 試料溶液7:0.100μIU/mlのTSHを含むヒ
ト血清試料溶液 まず、乾燥状態の担体(12個)及び標識抗体を含む反
応容器に50μlの純粋と100μlの試料溶液を同時
に分注し、反応容器の底部から磁力を作用させて担体を
振動させつつ、37℃で40分間インキュベ−トした。
反応容器から溶液を除去した後、0.01%のTrit
onX−100を含む洗浄液を分注、除去する操作を8
回行い、担体に結合しなかった標識抗体を除去した(い
わゆるB/F分離操作。なお洗浄液中にTritonX
−100を添加しているのは、洗浄効率を高めるためで
ある)。
【0019】前記操作により担体のみが残った反応容器
に対し、200μlの基質溶液A又は基質溶液Bを添加
して酵素反応を生じさせ、同時に1分間光学的測定を実
施して、ALPの酵素反応による4−メチルウンベリフ
ェロンの増加速度(生成速度、以下レ−ト値という)を
測定した。
【0020】光学的測定は、反応容器の上部開口から被
検試料の上面に対して350〜380nmの励起光を照
射することで被検試料中の4−メチルウンベリフェロン
から被検試料の上面方向に放出された440〜500n
mの蛍光を測定した。
【0021】基質溶液Aについて得られた結果を表1及
び図1に、基質溶液Bについて得られた結果を表2及び
図2に示す。本実施例の結果から、TritonX−1
00を添加した基質溶液Bを使用した場合、各TSH濃
度についての測定結果の再現性が向上し(言い換えれば
測定値のばらつきが抑制され)、測定結果の直線性も向
上していることが分かる。また各TSH濃度の表示濃度
値をX軸、レ−トの値をY軸とした最小二乗法による回
帰式を検量線として、試料溶液1の(レ−ト値+2S
D)の値の濃度換算値を求め、これを最小検出感度(M
DC)とすると、基質溶液Aを使用した場合のMDCは
0.093μIU/mlであるのに対し、基質溶液Bを
使用した場合のMDCは0.033μIU/mlとな
り、TritonX−100を添加した基質溶液Bを使
用した場合には測定感度が向上することも分かる。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】実施例2 以下の試薬を用いて、実施例1と同様の方法で各基質溶
液を使用した場合のブランク値を測定し、再現性を比較
した。
【0025】(1)反応試薬 担体:実施例1と同様 標識抗体:実施例1と同様 基質溶液a:4−メチルウンベリフェリルりん酸を含む
基質溶液 基質溶液b:4−メチルウンベリフェリルりん酸及び
0.01%Tween20を含む基質溶液 基質溶液c:4−メチルウンベリフェリルりん酸及び
0.1%Tween20を含む基質溶液 基質溶液d:4−メチルウンベリフェリルりん酸及び
0.01%TritonX−100を含む基質溶液 基質溶液e:4−メチルウンベリフェリルりん酸及び
0.1%TritonX−100を含む基質溶液 *4−メチルウンベリフェリルりん酸は前記同様であ
り、Tween20はモノラウリン酸ポリオキシエチレ
ンソルビタンである。
【0026】(2)試料:TSHを含まないヒト血清標
準試料溶液 各基質溶液について測定を5回行ったときの結果を表3
に示す。本実施例の結果から、界面活性作用を有するT
ritonX−100やTween20等の物質を含ま
ない基質溶液aと比較して、それら物質を含む基質溶液
b〜eでは、標準偏差が小さく、バラツキが少なくなっ
ていることが分かる。また、本実施例の結果からは、界
面活性作用を有する物質として、特にTritonX−
100が好ましいことが分かる。
【0027】
【表3】
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、被検試料中の成分、特
に微量成分を光学的に測定する場合、測定値のばらつき
が抑制された、再現性の高い測定を実施することが可能
となる。また実施例に示したように、本発明によれば測
定感度を向上することも可能となる。従って本発明によ
れば、例えば免疫測定等において、従来の測定と比較し
て再現性の高く、測定感度の向上した、より信頼性の高
い測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、X軸にTSH濃度を、Y軸にレ−ト値
(Rate値)をとり、実施例1における基質溶液Aを
使用した場合の、各試料についての測定結果の平均値を
四角でプロットした図であり、各点のバラツキの状態を
四角から上下に伸びる線で示している。この上下に伸び
る線の幅は、(平均値±2×標準偏差(SD))の範囲
を示している。また、図中の直線は、各点を最小二乗法
によって直線回帰して得られた、回帰直線を示すもので
ある。
【図2】図2は、実施例1における基質溶液Bを使用し
た場合の、各試料についての測定結果を示すものであ
り、その意味は図1と同様である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C12Q 1/42 6807−4B

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検試料に界面活性作用を有する物質を添
    加した後、当該被検試料中の微量成分を光学的に測定す
    ることからなる被検試料中成分の測定方法。
  2. 【請求項2】被検試料中に存在する、水不溶性担体に結
    合した酵素を測定する方法であり、界面活性作用を有す
    る物質の存在下で測定されるべき酵素と該酵素の基質を
    反応させ、該反応と同時に又は該反応の後、界面活性作
    用を有する物質の存在下で当該被検試料中の微量成分を
    光学的に測定することからなる被検試料中成分の測定方
    法。
  3. 【請求項3】光学的な測定が、前記被検試料の上面方向
    へ放出される光を測定するものである請求項1又は2の
    方法。
  4. 【請求項4】光学的な測定が、前記被検試料の上面から
    光を照射しかつ前記試料の上面方向へ放出される光を測
    定するものである請求項1又は2の方法。
  5. 【請求項5】界面活性作用を有する物質が非イオン性界
    面活性剤であることを特徴とする請求項1又は2の方
    法。
  6. 【請求項6】被検試料に対して非イオン性界面活性剤を
    0.001〜1%(重量/重量)となるように添加する
    請求項1又は2の方法。
  7. 【請求項7】非イオン性界面活性剤がTritonX−
    100であることを特徴とする請求項5又は6の方法。
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