JPH10502958A - 化学発光信号の増強 - Google Patents

化学発光信号の増強

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JPH10502958A JP8505017A JP50501795A JPH10502958A JP H10502958 A JPH10502958 A JP H10502958A JP 8505017 A JP8505017 A JP 8505017A JP 50501795 A JP50501795 A JP 50501795A JP H10502958 A JPH10502958 A JP H10502958A
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マリー,エイドリアン・ジヨン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アクリジニウム化合物から、増強した化学発光信号を発生させる方法を提供し、増強物質を添加しない状態で発生させる方法よりも、より強い化学発光信号が得られるよう、増強物質を含むトリガー液とアクリジニウムスルフォナミドを接触させるという工程からなる。増強物質は、非イオン界面活性剤、双性イオン界面活性剤、および陰イオン界面活性剤のうちの少なくとも一つの物質からなる。

Description

【発明の詳細な説明】 化学発光信号の増強 発明の背景 1.技術分野 本発明は、化学発光化合物を利用したイムノアッセイに関し、とくにアクリジ ンスルフォナミドの化学発光信号を増強させるような界面活性剤の利用に関する 。 2.発明の背景 信号を発生する化合物として化学発光標識を利用するイムノアッセイが知られ ている。例えば、イムノアッセイにおける化学発光の発生や検出法として、W. R.Seitzに開示された、「Immunoassey Label Bas ed on Chemiluninescence and Biolumin escence」(Clinical Biochemistry,17:p1 20−126(1984))」がある。イムノアッセイの標識としてアクリジニ ウムエステルを使用し、これらの標識から短寿命の化学発光信号を発生させると いうものは、I.Weeksらにより、「Acridinium Esters as Highly Specific Activity Labels in Immunoassays(Cli nical Chemistry,19:p1474−1478(1984)) 」に開示された。イムノアッセイにおいてアクリジニウムエステルや他を標識し て、発生する化学発光信号の強度を高める方法もこれまでに知られている。例え ば、アメリカ合衆国特許第4,959,182号がそれで、アルカリ性フォスフ ァターゼを触媒として1,2−ジオキシエタンに界面活性剤や蛍光物質を付加す ることにより、化学発光信号を増幅させるという方法をとる。また、アメリカ合 衆国特許第4,927,769号では、アクリジニウムエステル複合物質から発 生する化学発光信号を高めるよう、ある種の界面活性剤を使用するという方法が 開示されている。この方法では、酸性条件下で第一信号発生試薬を使用した後、 さらにpHを上げて化学信号を誘発させるような第二信号発生試薬を使用する。 アクリジニウムエステルの場合、信号を効率的に発するよう二段階の工程で行わ れる必要がある。しかし、抗体を複合したアクリジニウムエステルは、あるpH 以上では加水分解を受けて不安定になるため、これには問題がある。 この問題を解決するために、さらに化学発光標識が開発され た。例えば、イムノアッセイ用標識として、安定したアクリジニウムスルフォナ ミドがあり、Mattinglyらにより一般に譲渡され公告されたヨーロッパ 特許出願第273,115号に記載されている。しかし、アクリジニウムスルフ ォナミドは、化学発光試薬として有用であるが、化学信号を増強してイムノアッ セイの感度や効率を改善する必要性は残されたままである。 このため、本発明の主な目的はアクリジニウムスルフォナミドの化学信号の増 強を提供することである。本発明のその他の目的は、当業者にとり以下の記載か ら明らかとなるであろう。 発明の要約 本発明は、アクリジニウムスルフォナミドから、増強した化学信号を発生させ る方法に関する。この方法は、増強剤(増感剤)の存在下でトリガー溶液とアク リジンスルフォナミド化合物を接触させる工程より成るが、増強剤を使わない他 の方法より、約1.5から8倍強い化学発光信号が得られる。 これに関連し、本発明は、アクリジニウムスルフォナミド化合物から、増強し た化学信号を発生させる方法に関し、増強剤の存在下でトリガー物質とアクリジ ンスルフォナミドを接触さ せる工程より成り、ここにおいて増強剤は、(i)非イオン界面活性剤、(ii) 双性イオン界面活性剤、(iii)陰イオン界面活性剤のうちの少なくともいずれ かひとつの物質である。 さらに本発明は、アクリジニウムスルフォナミドからの化学発光信号を発生さ せるトリガー溶液を提供する。トリガー溶液には酸化剤と増強剤が含まれる。増 強剤には、アクリジニウムスルフォナミドからの化学発光信号の強度を高めるよ う、効果的な界面活性剤が含まれる。 本発明のトリガー溶液には酸化剤と増強剤が含まれ、アクリジニウムスルフォ ナミド化合物を別に含む、イムノアッセイ検査キットの試薬として提供され得る 。従って、本発明でイムノアッセイ検査キットを作製する場合、試薬として(a )アクリジニウムスルフォナミド化合物、(b)アクリジニウムスルフォナミド とは別に、トリガー溶液、さらに(3)少なくとも、(i)非イオン界面活性剤 、(ii)双性イオン界面活性剤、(iii)陰イオン界面活性剤、のいずれかひと つの物質を含む増強剤からなる。各種イムノアッセイ検査キットの形で利用する 場合、アクリジニウムスルフォナミド化合物は、アクリジニウムスルフォナミド を標識した複合体として提供され得る。検査キットの 望ましい具体例は、本発明の増強剤がトリガー溶液中で安定である、という本発 明者らの発見により可能となった。アクリジニウムスルフォナミド複合体は、第 一の試薬として供与され、酸化剤や増強剤を混合したトリガー溶液は、第二の試 薬として供与され得る。また、トリガー溶液と増強剤を別々に供与することも可 能である。さらに、増強剤をアクリジニウムスルフォナミド化合物と混合して供 与することも可能である。 詳細の記述 ここで用いられる「アクリジニウムスルフォナミド化合物」は、以下のような 構造式を持つ化学発光化合物を意味する。 ここで、R、R’、R”、X1、およびX2は、化学発光化合 物により提供される化学発光信号を干渉しないような置換基であり、R”−X1 やR−X2を夫々独立に水素に置き換えることも出来る。特に、RやR”はスペ ーサーとなる部分で、X1やX2は夫々独立に、水素、カルボキシル基、カルボア ルコキシル基、カルボキサミド基、カルボアリールオキシ基、シアノ基、カルボ キシイミド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルフォ基、ハロゲ ン化スルフォニル基、ハロゲン化カルボニル基、N−スクシニミジルオキシカル ボニル基、およびN−スクシニミジルオキシスルフォニル基のいずれかの官能基 からなる。Y-は適当な対イオンで、硫酸塩、硫酸アルキル、ハロ硫酸塩、ハロ ホウ酸塩、ハロ酢酸塩、ハロリン酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物のいずれかの物 質から選ばれる。望ましい対イオンは、硫酸塩、もしくはハロゲン化物である。 R、R’、およびR”は夫々独立に、アルキル基、アルキレン基、アリール基 、または、上記官能基の一つ以上の水素原子を、アルキル基、アリール基、アル キレン基、置換アルキル基、置換アルキレン基、置換アリール基、アルコキシ基 、アリールオキシ基、ハロゲン、アミノ基、保護アミノ基、置換アミノヒドロキ シ基、保護水酸基、オキソ基、チオ基、イミノ基、メル カプト基、もしくは置換メルカプト基で置き換えた置換アルキル基、置換アルキ レン基、置換アリール基であり、あるいは上記官能基の一つ以上の炭素原子をヘ テロ原子で置き換えたものから選ばれる。ヘテロ原子は、窒素、リン、硫黄、酸 素の中から選ばれる。 RやR”は、夫々独立して式−(CH2n−で表されるスペーサー鎖(アーム )であってもよく、ここでnは0から50である。 本発明における使用に適したアクリジニウムスルフォナミド化合物は、10− メチル−N−(2−カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカル ボキサミド、および10−(スルフォプロピル)−N−(2−カルボキシエチル )−N−トシル−9−アクリジニウムカルボキサミドである。最も望ましいアク リジニウムスルフォナミドは、10−(3−スルフォプロピル)−N−(2−カ ルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカルボキサミドである。 本発明の使用に適するアクリジニウムスルフォナミドとしては、ここで本発明 記載の1部分として参照のMolzらによるヨーロッパ特許出願第257,54 1号(1988年3月2日 に公告)が参照される。Molzらにより議論されたアクリジニウムスルフォナ ミド化合物は、次の一般式を持つ。 ここで、R1は、水素、アルキル基、炭素原子数1〜10のアルケニルまたはア ルキニル基、ベンジルまたはアリール基のいずれかであり、R2とR3は、水素、 炭素原子数1〜4のアルキル基、置換もしくは非置換のアミノ基、カルボキシル 基、アルコキシル基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲンのいずれかであり、R4は 、スルフォナミド基が窒素、又は(II)式に表されるようなチオアルキル基や チオアリール基を通して直接カルボニル基に結合しているような官能基で表され る。 −S・X・R5 (II) ここで、Xは分枝状、または非分枝状の脂肪族または芳香族基で、ヘテロ原子を 含むこともある。R5は、反応性のある官 能基で、穏やかな条件でアミノ基、カルボキシチオール基、その他生物学的に重 要な物質の機能的官能基と選択的に結合され得る。A-は、化学発光に干渉しな い陰イオンである。 本発明のアクリジニウムスルフォナミド化合物の有用な調製法は、参考文献に 記載されているが、Mattinglyらにより1988年7月6日に公告され た、ヨーロッパ特許出願第273,115号に開示されている。また、Molz らにより公告されたヨーロッパ特許出願第257,541号にも、アクリジニウ ムスルフォナミドの調製法が議論されている。両文献は本明細書の1部とみなさ れる。 アクリジニウムスルフォナミドは、電子的に励起した状態の生成物を産するア クリジニウムスルフォナミドと反応するものであれば、いずれの酸化剤によって も酸化され得る。基底状態に戻る時、生成物は化学発光反応を起こして、光とし てエネルギーを放出する。 ここで用いられる「トリガー溶液」とは、化学発光を開始、または触媒する酸 化剤を含む溶液を意味する。望ましいトリガー溶液としては、希アルカリ溶液に 溶かした過酸化水素溶液がある。 ここで用いられる「増強剤(増感剤)」とは、本発明により提供された試薬に よる化学発光の全発光量の増加、および/または増強剤無添加状態でのバックグ ランド・ノイズに対するアクリジニウムスルフォナミドによる化学発光量の比の 増加を意味する。増強剤は、非イオン界面活性剤、双性イオン界面活性剤、陰イ オン界面活性剤より成る群から選択される少なくとも1種の物質より成る。 非イオン界面活性剤は、ニューヨーク州、VCH Publishers,I ncより発行された「Surfactant Science Technol ogy」(1988)においてDrew Myersにより議論されている。望 ましい非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレン化アルキレン化アルキ ルフェノール、ポリオキシエチレン化直鎖状アルコール、ポリオキシエチレン化 ソルビトールエステル、およびアルカノーラミン−脂肪酸縮合物がある。市販さ れている非イオン界面活性剤で、本発明に適したものは、TRITON X−1 00、TWEEN−20およびBRIJ−35である。 双性イオン界面活性剤は、Myers(前述)で議論されている。望ましい双 性イオン界面活性剤は、以下の構造式で表さ れる。 ここで、R1はC14-16の脂肪族、R2とR4はメチルまたはエチル、R3は、C1-3 の脂肪族である。その他の適当な双性イオン界面活性剤としては、R1がC8-20 、R2、R4、R3がC1-4の脂肪族で表されたものがある。市販の双性イオン界面 活性剤には、Tetradecylzwittergent、Hexadecy lzwittergent、およびCHAPSがある。 陰イオン界面活性剤もまた、Myers(前述)で議論されている。望ましい 陰イオン界面活性剤としては、ドデシル硫酸リチウム、ドデシル硫酸ナトリウム 、およびコール酸がある。 アメリカ合衆国特許第4,927,769号で開示された陽イオン界面活性剤 、MerquatやCyastatは、ほとんど、または全くアクリジニウムス ルフォナミドの増強作用が無いことを確認している。 本発明で使用する増強剤として適したものは、一般に化学発 光が起きる状態下で試薬に溶解しなければならない。本発明で増強剤として使用 を指示した界面活性剤は、増強剤無添加の状態に比べ、アクリジニウムスルフォ ナミドからの化学発光信号の強度を約1.5から8倍にも増加させた。また、望 ましい使用例では、約3から8倍にも増加させた。アクリジニウムスルフォナミ ド中では、界面活性剤の全てが増強作用を示すわけではなく、多かれ少なかれ発 光信号の強度はそれらを欠く場合と同程度であり、本発明の結果は予想外であっ た。さらに本発明で指示した界面活性剤による増強作用は、限界を有しないこと および応答程度の点を含めて、アクリジニウムエステルの場合に見られた増強作 用からは予測もつかない結果であった。例えば、陽イオン界面活性剤Merqu atおよびCyastaでは、本発明で使用されたアクリジニウムスルフォナミ ド化合物に対する増強作用は、ほとんど、または全く認められなかった。 信号の増強程度に影響する二次的反応条件は、pH、温度、試薬濃度を含む。 以下に示したように、イムノアッセイ化学発光反応に加える望ましい増強剤濃 度範囲は、化学発光を起こす(即ち、増強剤、トリガー溶液およびアクリジニウ ムスルフォナミド化合物を含 む)溶液全量に対し、重量で約0.25%から約5%である。尚、増強剤を約2 %重量含む溶液は、より望ましい。 本発明の増強剤は、アクリジニウムスルフォナミド化合物により発生する信号 を増幅することで、検査試料のアクリジニウムスルフォナミドの定量を容易にす る。本発明の特に有効な適用法として、イムノアッセイによるアクリジニウムス ルフォナミド複合体の定量がある。つまり、増強した信号を発生するよう、分析 物を含む可能性があるイムノアッセイ検査試料を、(i)アクリジニウムスルフ ォナミド化合物(即ちアクリジニウムスルフォナミドと抗原、ハプテン、抗体、 核酸等との複合体)、(ii)トリガー溶液、(iii)本発明に基づく増強剤、と 接触させれば良い。トリガー剤と増強剤を、アクリジニウムスルフォナミドに加 える前に混合しても良い。アクリジニウムスルフォナミド溶液と、トリガーおよ び増強剤溶液とを分析物(アナライト)と連続してまたは同時に接触させ得る。 イムノアッセイで使用するアクリジニウムスルフォナミド複合体を調製する手法 は、参考文献として示したようにMattinglyらのヨーロッパ特許出願第 273,115号に記述されている。 本発明は、これまで知られた様々な不均質、および均質イムノアッセイ系で利 用できる。このようなイムノアッセイ系として、競合的免疫測定法があるが、こ れに限定されない。一般に、イムノアッセイ系は、結合部位、例えばイムノグロ ブリン(即ち抗体全部、または分画)のような検査試料から特異的な分析物質に 結合するものの能力に左右され、前記アクリジニウムスルフォナミドのような化 学発光物質を標識した結合部位を含む標識試薬は、結合量を決定するために使用 される。典型的には、イムノアッセイ系での結合量は、分析物質との結合反応に 関っている場合もそうでない場合も、標識試薬に存在する化学発光化合物の総量 で決定される。前記化学発光化合物による信号は、検出された後、検査試料中の 分析物質量に換算される。検査試料は、分析物質(アナライト)を含む可能性が あるどんな材料であってもよい。検査試料は、材料源から得られたものを直接使 用するか、試料の性質を変えるような前処理を施した後に使用する。 典型的には、均質イムノアッセイは、抗体が分析物質と結合する抗体の受容体 に限りがあることから、検査試料の分析物質と標識試薬とを競合させるような競 合イムノアッセイとして実 施される。標識試薬とは、分析物質、又は化学発光物質を標識した分析物質や、 その類似物である。検査試料の分析物質濃度により、抗体に特異的に結合する標 識試薬の量を決定する。このような結合で生成する標識試薬と抗体の複合物の量 は、定量的に測定され、検査試料に含まれる分析物の量に反比例する。 不均質イムノアッセイは、標識試薬、又はトレーサーを利用する。これらは、 化学発光化合物で標識した分析物質、分析類似物質、またはそれらの抗体より成 る。このアッセイでは、遊離体と結合体が形成されている。検査試料に存在する 分析物量として、このどちらかひとつのトレーサー量を換算するために、遊離体 は、初めに結合体と分離しなければならない。これは従来法に従い、抗体、分析 類似物質、分析物質などの結合反応に関与する物質を固定するために、固相を用 いて実施する。ここで、結合関与物質のひとつは、従来法に従い、試験管、ビー ズ、粒子、微粒子、繊維素材などの固相に固定される。固相物質とは、結合関与 物質が固定、または含有されるようなあらゆる固体を指し、ビーズや磁性粒子、 常磁性粒子、微粒子、巨大粒子、試験管、ミクロタイタープレートなどがあるが 、これに限定されない。この固相材料は、合成素材、天然素材、または自然素 材を合成的に改良した物質から製造することが可能である。紙やセルロースなど のセルロース材料、セルロースアセテートやニトロセルロースのようなセルロー ス誘導体、ガラス繊維、綿のような天然織物、ナイロンのような合成織物、シリ カ、アガロース、デキストラン、ゼラチンのような多孔性ゲル、多孔性繊維質、 架橋性デキストランのような澱粉を主成分とする素材、セラミック素材、ポリビ ニルクロライド、ポリエチレン、ポリビニルアセテート、ポリアミド、ポリカー ボネート、ポリスチレン、ビニルアセテートとビニルクロライドのコポリマー、 ポリビニルクロライドとシリカとの複合体等々のオレフィン又は熱可塑性材料な どから成り得るが、これらに限定されない。 不均質イムノアッセイは、競合的イムノアッセイ法として実施される。例えば 、抗体を固相材料に固定し、分離に際して結合型、または遊離型の化学発光化合 物から発生する信号を検出し、検査試料中の分析物質の量に換算する。固相材料 を利用する不均質イムノアッセイの別の例としては、サンドイッチイムノアッセ イが参照される。これは、例えば抗原などを含む検査試料と、抗体等のタンパク 質、または抗原と結合する可能性のある他の物質を接触させるもので、これらを 固相に固定して行 う。固相材料は、典型的には化学発光化合物を標識した第二の抗原または抗体と 処理される。第二の抗原または抗体は、固相上の対応する抗原または抗体と結合 し、結合型または遊離型の化学発光化合物による信号を検出して、検査試料中の 分析物質の量に換算する。 ここで用いられる「検査試料」とは、例えば血液、唾液、涙、脊髄液、汗、尿 、乳、腹水、粘液、髄液、腹膜液、羊水など、生理的溶液等の任意の生物学的材 料源(原料)を指す。処理方法は、ろ過、蒸留、濃縮、干渉物質の不活性化、試 薬の添加等を包含し得る。生理的液体以外の溶液、例えば、環境分析や食品分析 のための水や食品等の液体試料もまた使用され得る。加えて、分析物質を含む可 能性がある固体材料でも、検査試料として利用可能である。場合によっては、溶 液媒体を形成するように、または分析物質を遊離するように、固体検査試料を改 良処理してもかまわない。分析物質は、検出、または測定を受ける任意の化合物 または組成物であって、少なくとも一つのエピトープ、または結合部位をもつも のであればよい。 ここで用いられる「分析物質」とは、自然に結合を起こすような部位を持つも のや、結合部位を調製できる物質を指す。分 析物質とは、毒素、有機化合物、蛋白質、ペプチド、微生物、アミノ酸、、核酸 、ホルモン、ステロイド、ビタミン、薬物(不法投与するものだけでなく、治療 目的で投与されるものも含む)、ウィルス、又は、上記物質の代謝産物や抗体な どがあるが、これらに限定されない。特にこのような分析物質は、フェリチン、 クレアチニンキナーゼMB(CK−MB)、ダイオキシン、フェニトイン、フェ ノバルビタール、カルバマゼピン、バンコマイシン、ゲンタマイシン、セオフィ リン、バルポン酸、キニジン、黄体形成ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン( FSH)、エストラジオール、プロゲステロン、IgE抗体、ビタミンB12ミ クログロブリン、グリコヘモグロビン(GlyHb)、コルチゾール、ジギトキ シン、N−アセチルプロカイナミド(NAPA)、プロカイナミド、風疹抗体、 風疹IgGや風疹IgM、トキソプラズマ抗体、トキソプラズマIgG(Tox o−IgG)やトキソプラズマIgM(Toxo−IgM)、テストステロン、 サリチル酸、アセタミノフェン、B型肝炎ウィルス表面抗原(HBsAg)、B 型肝炎ウィルスコア抗原抗体、抗B型肝炎ウィルスコア抗原IgGとIgM(A nti−HBC)、ヒト免疫欠損症ウィルス1および2 (HIV−1およびHIV−2)、ヒトT細胞白血病ウィルス1および2(HT L−1およびHTL−2)、肝炎Be抗原(HBeAg)、肝炎Be抗原の抗体 (Anti−HBe)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、総チロキシン(tot alT4)、遊離チロキシン(freeT4)、総トリヨードチロニン(Tot alT3)、遊離トリヨードチロニン(freeT3)、癌胚抗原(CEA)、 アルファ胎児蛋白質(AFP)などがあるが、これらに限定されない。乱用され る薬物や、制御物質として、アンフェタミン、メタンフェタミン、アモバルビタ ール、セコバルビタール、ペントバルビタール、フェノバルビタール、バルビタ ールなどのバルビツール酸、リブリウム、バリウムなどのベンゾジアゼピン、ハ シッシュやマリファナのようなカンナビノイド、コカイン、フェンタニル、LS D、メタクアロン、ヘロインやモルフィネ、コデイン、ハイドロモルフォン、ハ イドロコドン、メタドン、オキシコドン、オキシモルフォン、アヘンのようなア ヘン剤、フェンシクリジン、プロポキシヘンがあるが、これらに限定されない。 分析物質はまた、任意の抗原物質、ハプテン、抗体、巨大分子およびそれらの組 み合わせを包含する。しかしながら、この定義に限定されるも のではない。 ここで用いられる「分析類似物質(アナライト・アナログ)」とは、分析物質 と特異的に結合する物質(メンバー)と交差反応する任意の物質を意味するが、 交差反応の程度は分析物質より多くても小さくてもかまわない。分析類似物質は 、対応する分析物質と共通する少なくとも一つのエピトープ部位を有するという 特性を持っている限り、分析物分子の断片または合成した部分だけでなく、修飾 した分析物も含まれる。分析類似物質の例として、分析類似物質が分析物全分子 の少なくとも一つのエピトープを繰り返しているような合成ペプチド配列があり 、その結果、分析類似物質は分析物質と特異結合性物質と結合し得る。結合物質 (メンバー)は、結合対のメンバー、即ち二種の異なる分子であって第一の分子 が第二の分子に、化学的、または物理的方法で特異的に結合しているようなもの を言う。抗原と抗体の結合対メンバー以外の結合対メンバーとしては、(非限定 的に)例えばビオチンとアビジン、石炭酸塩とレクチン、相補性のヌクレオチド 配列、相補性のペプチド配列、エフェクターとレセプター分子、酵素のコファク ターと酵素、酵素阻害剤と酵素、ペプチド配列とその配列か蛋白質全体に特異的 な抗体、重合した酸と塩基、染色液と蛋白質結合剤、ペプチドと特異的な蛋白質 結合剤(例えば、リボヌクレアーゼS−ペプチドやリボヌクレアーゼS−蛋白質 )などを包含し得る。更に結合対としては、本来の結合対メンバーの類似物をも 含む。例えば組替え技術や分子工学で作られる分析類似物質、または結合メンバ ーがあるが、これらに限定されない。当業者に周知のとおり、結合メンバーが免 疫反応性を有し得るものである場合、例えばモノクローナル、又はポリクローナ ル抗体、組替え蛋白質、または組替え抗体、キメラ抗体、またはこれらの混合物 又は断片等は、それらの抗体、ペプチドおよびヌクレオチドと同様に、結合メン バーとして好適である。 上記発明は、アクリジニウムスルフォナミドによる化学発光信号を増強させる のに有用である。本発明で行われるイムノアッセイとしては、例示的には甲状腺 ホルモン、癌マーカー、ウィルス抗原又はウィルス抗体、治療薬物などの分析が 挙げられるが、これに限定されない。 本発明は、過去に発表された方法に比べ、簡単で、感度もよく、便利な化学発 光イムノアッセイを提供する。簡便化により、増強剤試薬を一段階で添加でき、 効果的な化学発光イムノアッ セイとなった。 本発明の更なる利点は、著しく分析効率が改善されたことにある。効率を改善 したために、アクリジニウムスルフォナミド複合体の利用量を減少することが可 能となった。この利点により、分析感度を下げることなくコストダウンさせるこ とが出来る。 以下に具体的な実施例を示すが、本発明はこれらに限定されない。 実施例1 材料 ヒト甲状腺刺激ホルモン(h−TSH)の抗体を、10−(3−スルフォプロ ピル)−N−(2−カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカル ボキサミドで標識する。簡便化のために、アクリジニウムスルフォナミドで置換 したスルフォプロピルを、以下「アクリジニウムスルフォナミド(スルフォプロ ピル)」と記載する。同様に前立腺特異的抗原(PSA)ヤギ抗体も、10−メ チル−N−(2−カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカルボ キサミドと、10−(3−スルフォプロピル)−N−(2−カルボキシエチ ル)−N−トシル−9−アクリジニウムカルボキサミドで別々に標識する。この メチル置換アクリジニウムスルフォナミドは、以下「アクリジニウムスルフォナ ミド(メチル)」と記載する。アクリジニウムスルフォナミド(メチル)とアク リジニウムスルフォナミド(スルフォプロピル)で標識した抗体の調製法は、本 明細書の参考文献とするMattinglyらのヨーロッパ特許出願第273, 115号に記載されている。 検査した増強剤は次の通りである。Merquat(陽イオン界面活性剤、ジ メチルジアリルアンモニウムクロライド)は、ペンシルバニア州、ピッツバーグ のCalgon Corporationから購入した。TWEEN−20(ソ ルビタンモノオリエートポリオキシエチレン)とBRIJ−35(ラウリルアル コールエーテルポリオキシエチレン)は、ニュージャージー州フェアローンのF isher Scientificから購入した。TRITON X−100( a−[4−(1,1,3,3,テトラメチル−ブチル)フェニル]−w−ヒドロ キシポリ(オキシ−1、2−エタネジル)、CHAPS(3−[(3−コラミド プロピル)ジメチルアンモニオ]−1−プロパン−スルフォネート)、およびL DS(ドデシル硫酸リチウ ム)は、ミズーリ州セントルイスのSigma Chemical Compa nyから購入した。SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)は、カリフォルニア州リ ッチモンドのBio−Rad Laboratoryから購入した。CYAST AT(陽イオン界面活性剤、3−ローラミドプロピルトリメチルアンモニウムエ チルサルフェート)は、ノースカロライナ州シャーロットにあるAmerica n Cyanamide Companyから購入した。コール酸は、ウィスコ ンシン州ミルウォーキーにあるAldrich Chemical Compa nyから購入した。 モデルLB9501発光測定器は、ドイツのワイルドバッドにあるLabor atorium Bertholdから購入した。 トリガー剤は、アルカリ性過酸化水素溶液で、0.6%の過酸化水素と0.0 1%の消泡剤を含む0.25規定水酸化ナトリウムである。消泡剤は、Anti foam C Emulsion Sigma No.A−8011で、ミズー リ州セントルイスのSigma Chemical Companyから購入し た。消泡剤による信号強度への影響は認められなかっ た。 方法 アクリジニウムスルフォナミド複合体は、約250,000カウントになるよ う蒸留水で希釈し、バイアルに100μl加えて発光測定器に設置した。バイア ルが測定位置にある時に、選んだ増強剤を1%含むトリガー試薬300μlを、 バイアルに注入した。対照液として、増強剤を含まないトリガー溶液を測定した 。2秒間の発光量を発光測定器で計測した。 結果 表1に示したのは、CHAPS、Merquat(陽イオン界面活性剤)、S DS、LDS、TWEEN−20、BRIJ−35、TRITON X−100 、CYASTAT(陽イオン界面活性剤)、およびコール酸添加、もしくは無添 加の状態で、アクリジニウムスルフォナミド(スルフォプロピル)を標識したh −TSH抗体、アクリジニウムスルフオォミド(スルフォプロピル)を標識した PSA抗体、およびアクリジニウムスルフォナミド(メチル)を標識したPSA 抗体における2秒間の化学発光反応での信号強度の増強比である。 実施例2 材料 増強剤には、SigmaChemicalCompanyから購入したHex adecylzwittergent(N−ヘキサデシル−N,N−ジメチル1 −3−アンモニオ−1−プ ロパンスルフォネート)やTetradecylzwittergent(N− テトラデシル−N,N−ジメチル1−3−アンモニオ−1−プロパンスルフォネ ート)と同様に、TRITON X−100,SDS,BRIJ−35およびT WEEN−20を使用した。アクリジニウムエステルで標識した葉酸塩を、マサ チューセッツ州メッドフィールドにあるCIBA Corning Diagn ostics,Corp.から購入した。アクリジニウムスルフォナミド(スル フォプロピル)を標識したh−TSH抗体は、実施例1に記載された方法で調製 した。アクリジニウムスルフォナミド(メチル)を標識したh−TSH抗体も、 同様に調製した。トリガー試薬は、実施例1に記載された通りである。 方法 アクリジニウムスルフォナミド複合体は、蒸留水で希釈し、増強剤無添加で誘 発した場合に、約7、000カウントとなるよう調製した。希釈した複合体50 ulと、0.03規定の硫酸50μlを、バイアルに加えた。エステル複合体で 発光させるために酸が必要であった。誘発の工程は、実施例1に記載した。 結果 表2に示したのは、TRITON X−100、SDS、BRIJ−35、T WEEN−20、Hexadecylzwittergent、およびTetr adecylzwittergent添加、もしくは無添加状態で行った、エス テルを標識した葉酸、アクリジニウムスルフォナミド(スルフォプロピル)を標 識したh−TSH抗体(ab)、およびアクリジニウムスルフォナミド(メチル )を標識したh−TSH抗体の化学発光反応について2秒間の信号強度の増強比 である。 実施例3 材料 参考文献とする合衆国特許第3,857,931号(Hager,H.197 4年)の記述に従い、EDAC(1−エチル−3(3−ジメチルアミノプロピル )カルボジイミドヒドロクロライド)カップリングを利用して、磁性微粒子にP SAモノクローナル抗体をコートする。次いで、約0.15%容量となるよう希 釈する。 100ng/mlのPSAを含む標準液(Abbott Diagnosti cs,イリノイ州アボットパーク)を利用した。実施例1に記載したアクリジニ ウムスルフォナミド(スルフォプロピル)を標識したヤギPSA抗体を使用し、 2種の増強剤の試験を行った。増強剤には、TRITON X−100とTet radecylzwittergentを使用した。洗浄液は、Abbott Diagnostics製の微粒子酵素イムノアッセイ(MEIA)希釈バッフ ァーを使用した。 方法 次のプロトコールのように、PSA分析を行った。磁性微粒 子の固相50μlとPSA標準液50μlを含む懸濁液を、37℃で10分間イ ンキュベートした。微粒子は、磁場に置いて、2回洗浄した。微粒子のペレット を、アクリジニウムスルフォナミド(スルフォプロピル)を標識したPSA抗体 溶液150ulで、再懸濁した。微粒子を磁場で4回洗浄した後、この懸濁液を 37℃で20分間インキュベートした。洗浄した微粒子は、蒸留水400ulと 混合し、トリガー液と接触させてから発光測定器に設置した。信号の読み取りは 、実施例1に記載された通りである。トリガー液としてTRITON X−10 0およびTetradecylzwittergentを、0.0%、0.5% 、1.0%、2.0%含んだものが、発光における増強剤濃度の影響を調べるた めに使われた。 結果 表3に示したのは、PSA分析での発光における、TRITONX−100お よびTetradecylzwittergent増強剤の濃度の影響である。 その影響を、信号強度の増強比として表した。 実施例4 材料 磁性微粒子は、実施例3の記載通りにPSA抗体、B型肝炎表面抗原(HBs Ag)抗体、h−TSH抗体、およびトリヨードチロニン抗原(T3)抗体でコ ートした。使用した検量物質は、以下のとおりである。HBsAgの検量物質は 、0.5ng/mlの表面抗原を加えた、カルシウム再沈着化血漿であった。P SAは、実施例3で述べた。h−TSHとT3の検量物質は、Abbott D iagnosticsから得た。 実施例1に示したように、h−TSH抗体は、アクリジニウムスルフォナミド (スルフォプロピル)を標識した。同様に、 PSA抗体、HBsAg抗体、およびT3抗体は、それぞれ別に、アクリジニウ ムスルフォナミド(スルフォプロピル)で標識した。 試験した増強剤は、TRITON X−100およびTetradecylz wittergentであった。トリガー試薬は、アルカリ性過酸化溶液で、0 .45%の過酸化水素と0.01%の消泡剤(実施例1に記載)を含む0.25 規定水酸化ナトリウムである。 方法 増強剤およびトリガー剤濃度の最適範囲は、4種の異なる試験で決定した。次 の事項以外は、実施例3と同様に標準試験を行った。HBsAgとh−TSHの 試料の量は、50μlではなく200μlとした。T3検査での第二インキュベ ーション時間は、20分ではなく、10分で行った。増強剤の濃度は、0.5% 、2.3%、4.0%とした。 結果 表4に、2種の増強剤で様々な濃度を設定して4種の検査の化学発光反応を行 った際の相対光単位(RLU’s)を示した。 実施例5 材料 アクリジニウムスルフォナミド複合体、磁性微粒子、および検量物質は、実施 例4と同様の方法で調製した。増強剤として、Tetradecylzwitt ergentおよびTRITONX−100を試験した。トリガー液はアルカリ 性過酸化溶液で、0.01%の消泡剤と2%の増強剤および0.3%の過 酸化水素を含む0.25規定水酸化ナトリウムである。 方法 実施例3の検査と同様の標準プロトコールを利用した。唯一異なる点は複合体 濃度で、非増強検査に対し選ばれた濃度の0.25x、0.5x、および1xと して実施した。 結果 表5に、様々な濃度のh−TSH、HBsAg、PSA抗体、およびT3にス ルフォプロピルを標識した複合体について、TRITON X−100およびT etradecylzwittergent添加、または無添加状態での2秒間 測定のRLU’sを示した。対照液には、増強剤は含まれていない。 実施例6 材料 複合体のpHの影響を調べた。実施例4に従い4種の異なる検査を設定して試 験した。増強剤としてTRITON X−100を使用した。トリガー剤は、ア ルカリ性過酸化溶液で、0.01%の消泡剤と2%の増強剤および0.3%の過 酸化水素を含む0.25規定水酸化ナトリウムである。 方法 実施例1と同様の標準プロとコールを使用した。唯一異なる点は、同じトリガ ー剤でpHを12.3から13.2に設定した4種の検査を行ったことである。 結果 異なるpHにおいて、増強剤を含むトリガー液と、含まないトリガー液の比を 表6に示した。スルフォプロピルアクリジニウムの、h−TSH、HBsAg、 PSA抗体、およびT3との複合体を、2%TRITON X−100添加、ま たは無添加状態で2秒間測定した。 簡便に行うために、イムノアッセイで本発明の化学発光増強法を実施する際、 、感受性が最適となるよう、必要な試薬の割合を予め決定して含む試薬キットに して提供できる。試薬は、液体でも乾燥品でも良い。乾燥品を使用する場合は、 試薬が望ましい濃度となるよう使用に先立ち再構成しておく。 試薬に様々な補助剤、例えば信号の発生系の一部やバッファーなどを加えても 良い。本発明に従う試薬キットでは、トリガー液はアクリジニウムとは別に保存 しておく。増強剤は、独立したものでも、トリガー液、またはアクリジニウムに 添加した状態でも良い。化学発光反応は、トリガー液とアクリジニウムを混合す ることで開始する。 本発明での特別な例、および適用を具体的に示したが、本出願に開示した厳密 な構成や成分に限定されず、付随した請求の範囲や意図を離れない程度で、ここ で開示された調製法や操作など構成の細かい部分に、技術の熟達により明らかに なる様々な改良、変更、変動を加えられることを理解すべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グロウト,ジヨナサン アメリカ合衆国、イリノイ・60048、グリ ーン・オークス、ウイルトン・コート・ 1682 (72)発明者 セイント・ジヨン,シエリ・ジエイ アメリカ合衆国、イリノイ・60085、ウオ ークガン、レイクハースト・ドライブ・ 1062、アパートメント・202 (72)発明者 サツト,デイーシルド アメリカ合衆国、イリノイ・60004、アー リントン・ハイツ、パートリツジ・コー ト・1604

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. アクリジニウムスルフォナミド化合物から、化学発光信号を増強発生する 方法であり、前記方法は、アクリジニウムスルフォナミド化合物を、増強剤を添 加しなかった場合に得られると想定される信号よりも約1.5から8倍も強い化 学発光信号を得るために、増強剤の存在下にトリガー液と接触させる工程からな る方法。 2. 前記増強剤が界面活性剤からなる請求項1記載の方法。 3. 前記界面活性剤が、非イオン表面活性剤からなるグループから選ばれた少 なくとも一つの物質からなる請求項2記載の方法。 4. 前記非イオン界面活性剤が、ポリオキシエチレン化アルキレン化アルキル フェノール類、ポリオキシエチレン化直鎖アルコール類、ポリオキシエチレン化 ソルビトールエステル類、および、アルカノラミン脂肪酸濃縮物からなるグルー プから選ばれた少なくとも一つの物質からなる請求項3記載の方法。 5. 前記界面活性剤がTRITON X−100である請求項4記載の方法。 6. 前記界面活性剤が、双性イオン表面活性剤からなるグループから選ばれた 少なくとも一つの物質からなる請求項2記載の方法。 7. 前記双性イオン界面活性剤が、 (ここで、R1はC8−C20の脂肪族部分(moiety)であり、かつ、R2, R3、および、R4はそれぞれ独立にC1−C4の脂肪族部分(moiety)であ る) で表される請求項6記載の方法。 8. 前記界面活性剤が、ヘキサデシル双性イオン発生体、テトラデシル双性イ オン発生体、および、その混合物からなるグループから選ばれた少なくとも一つ の物質である請求項7記載の方法。 9. 前記界面活性剤が陰イオン活性剤である請求項2記載の方法。 10. 前記界面活性剤が、ドデシル硫酸リチウム、および、ドデシル硫酸ナト リウムからなるグループから選ばれた少なく とも一つの物質からなる請求項9記載の方法。 11. アクリジニウムスルフォナミド化合物から、化学発光信号を強調発生す る方法であり、前記方法は、アクリジニウムスルフォナミド化合物を、増強剤の 存在下にトリガー液と接触させる工程からなり、前記増強剤は、(i)非イオン 表面活性剤、(ii)双性イオン界面活性剤、および、(iii)陰イオン活性剤か らなるグループから選ばれた少なくとも一つの物質からなる方法。 12. 前記界面活性剤が、ポリオキシエチレン化アルキレン化アルキルフェノ ール類、ポリオキシエチレン化直鎖アルコール類、ポリオキシエチレン化ソルビ トールエステル類、アルカノラミン脂肪酸濃縮物、および、その混合物からなる グループから選ばれた少なくとも一つの物質からなる非イオン界面活性剤である 請求項11記載の方法。 13. 前記増強剤のない場合に得られると想定される信号よりも、約1.5か ら8倍強い化学発光信号が生成される請求項12記載の方法。 14. 前記非イオン界面活性剤がTRITON X−100である請求項12 記載の方法。 15. 前記界面活性剤が、 (ここで、R1はC8−C20の脂肪族部分(moiety)であり、かつ、R2、 R3、および、R4はそれぞれ独立にC1−C4の脂肪族部分(moiety)であ る) で表される双性イオン界面活性剤からなる請求項11記載の方法。 16. 前記増強剤のない場合に得られると想定される信号よりも、約1.5か ら8倍強い化学発光信号が生成される請求項15記載の方法。 17. 前記界面活性剤が、ヘキサデシル双性イオン発生体、および、テトラデ シル双性イオン発生体からなるグループから選ばれた少なくとも一つの物質から なる請求項15記載の方法。 18. 界面活性剤が、ドデシル硫酸リチウム、ドデシル硫酸ナトリウム、およ び、その混合物からなるグループから選ばれた一つの陰イオン活性剤からなる請 求項11記載の方法。 19. 前記増強剤のない場合に得られると想定される信号よ りも、約1.5から8倍強い化学発光信号が生成される請求項18記載の方法。 20. 前記アクリジニウムスルフォナミド化合物が、10−メチル−N−(2 −カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカルボキサミド、およ び、10−(3−スルフォプロピル)−N−(2−カルボキシエチル)−N−ト シル−9−アクリジニウムカルボキサミドからなるグループから選ばれた少なく とも一つの化合物からなる請求項11記載の方法。 21. 前記トリガー液が、希アルカリ過酸化水素液からなる請求項11記載の 方法。 22. 前記アクリジニウムスルフォナミド化合物が、他の化合物との複合体と して存在する請求項11記載の方法。 23. 前記アクリジニウムスルフォナミド化合物が、10−メチル−N−(2 −カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカルボキサミド、およ び、10−(3−スルフォプロピル)−N−(2−カルボキシエチル)−N−ト シル−9−アクリジニウムカルボキサミドからなるグループから選ばれた少なく とも一つの物質から成り、前記トリガー液は、アクリジニウムスルフォナミドを 酸化できる化合物を含み、前記接触 工程により、前記増強剤のない場合に得られると想定される信号よりも、約1. 5から8倍強い化学蛍光信号が生成される請求項11記載の方法。 24. 前記増強剤がTRITON X−100を含む請求項23記載の方法。 25. 前記増強剤が、ヘキサデシル双性イオン発生体、および、テトラデシル 双性イオン発生体からなるグループから選ばれた少なくとも一つの物質からなる 請求項23記載の方法。 26. アクリジニウムスルフォナミド化合物から化学発光信号を生成させるた めのトリガー液であって、前記溶液は、酸化剤と増強剤を含み、前記増強剤は、 アクリジニウムスルフォナミドによって生成される化学発光信号の強度を上げる のに有効な界面活性剤を含むトリガー液。 27. アクリジニウムスルフォナミド化合物と接触すると、前記増強剤のない 状態で、前記トリガー液が、前記アクリジニウムスルフォナミド化合物と接触し た場合に得られると想定される信号よりも、約1.5から8倍強い化学発光信号 を生成する請求項26記載のトリガー液。 28. 前記界面活性剤が、(i)非イオン界面活性剤、(ii) 双性イオン界面活性剤、および、(iii)陰イオン活性剤からなるグループから 選ばれた少なくとも一つの物質からなる請求項26記載のトリガー液。 29. 前記界面活性剤が、ポリオキシエチレン化アルキレン化アルキルフェノ ール類、ポリオキシエチレン化直鎖アルコール類、ポリオキシエチレン化ソルビ トールエステル類、アルカノラミン脂肪酸濃縮物、および、その混合物からなる グループから選ばれた少なくとも一つの物質からなる非イオン界面活性剤である 請求項28記載のトリガー液。 30. 前記界面活性剤が、 (ここで、R1はC8−C20の脂肪族部分(moiety)であり、かつ、R2、 R3、および、R4はそれぞれ独立にC1−C4の脂肪族部分(moiety)であ る) で表される双性イオン界面活性剤からなる請求項28記載のトリガー液。 31. 前記界面活性剤が、ドデシル硫酸リチウム、および、 ドデシル硫酸ナトリウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つの陰イオ ン活性剤からなる請求項28記載のトリガー液。 32. 10−メチル−N−(2−カルボキシエチル)−N−トシル−9−アク リジニウムカルボキサミド、および、10−(3−スルフォプロピル)−N−( 2−カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカルボキサミドから なるグループから選ばれた少なくとも一つのアクリジニウムスルフォナミド化合 物と接触させる請求項27記載のトリガー液。 33. a)アクリジニウムスルフォナミド化合物; b)前記アクリジニウムスルフォナミド化合物から選ばれたトリガー液;およ び c)(i)非イオン界面活性剤、(ii)双性イオン界面活性剤、および、(ii i)陰イオン活性剤からなるグループから選ばれた少なくとも一つの物質 からなる増強剤からなる試薬を持つイムノアッセイ検査キット。 34. 前記アクリジニウムスルフォナミド化合物が、10−メチル−N−(2 −カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウムカルボキサミド、およ び、10−(3−スルフォ プロピル)−N−(2−カルボキシエチル)−N−トシル−9−アクリジニウム カルボキサミドからなるグループから選ばれた少なくとも一つの物質である請求 項33記載の検査キット。 35. 前記トリガー液が、希アルカリ液に溶かした過酸化水素からなる請求項 34記載の検査キット。 36. 前記界面活性剤が、TRITON X−100、TWEEN−20、お よびBRIJ−35からなるグループから選ばれた少なくとも一つの物質である 請求項34記載の検査キット。 37. 前記界面活性剤が、Hexadecylzwittergent、およ びTeradecylzwittergentからなるグループから選ばれた少 なくとも一つの物質である請求項34記載の検査キット。 38. 前記界面活性剤が、ドデシル硫酸リチウム、ドデシル硫酸ナトリウム、 およびコール酸からなるグループから選ばれた少なくとも一つの物質である請求 項34記載の検査キット。 39. 前記増強剤が、上記試薬の少なくとも一方と混合した形で提供される請 求項33記載の検査キット。 40. 前記混合液がトリガー液からなる請求項39記載の検 査キット。 41. 前記混合液が、アクリジニウムスルフォナミド化合物からなる請求項3 9記載の検査キット。
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