JPH10505899A - Milk assay - Google Patents

Milk assay

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JPH10505899A
JPH10505899A JP8510123A JP51012396A JPH10505899A JP H10505899 A JPH10505899 A JP H10505899A JP 8510123 A JP8510123 A JP 8510123A JP 51012396 A JP51012396 A JP 51012396A JP H10505899 A JPH10505899 A JP H10505899A
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JP
Japan
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sample
analyte
milk
optical sensor
raw milk
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JP8510123A
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Japanese (ja)
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ステルネシェー,オーセ
メルグレン,カタリナ
ビヨルク,レンナルト
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バイアコア・アクチボラグ
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Publication date
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    • 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
    • G01N33/02Food
    • G01N33/04Dairy products
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/43Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle

Abstract

(57)【要約】 ミルク構成物を除去するためにいずれの生乳も調製することなく、生乳試料を光学センサー表面と接触させ、生乳試料中の分析種の存在に関連する表面の特異的相互作用によって引き起こされる表面の屈折率における変化を測定することにより該分析種の存在および/または量を測定することによって特徴付けられる、生乳試料中の分析種の存在および/または量を測定方法。 (57) Abstract: A milk sample is brought into contact with an optical sensor surface without preparing any milk to remove milk constituents, and a specific interaction of the surface associated with the presence of an analyte in the milk sample. A method for determining the presence and / or amount of an analyte in a raw milk sample, characterized by measuring the presence and / or amount of the analyte by measuring a change in the refractive index of the surface caused by the analyte.

Description

【発明の詳細な説明】 ミルクアッセイ 本発明は、バイオセンサーに基づくアッセイ法、さらに詳しくは、ミルク中に 存在する分析種の存在および/または量を測定する方法に関する。 ミルクは、乳製品における消費または加工に用いる前に、種々の分析種のレベ ルの測定を含む多数の品質試験に付される。かかる分析種の1の型は、獣医学的 抗生物質および化学療法薬の残分である。ミルク試料は、通常、ミルク生産農場 および貯乳トラック上の両方において、貯乳トラック運転手によって採取される 。実践的理由のため、採取する試料容量は限定される。制御系に適合する特定の 分析物アッセイについては、したがって、該アッセイは少量の試料容量のみしか 要してはならない。かくして、現在は、疑われるミルク試料は、制限された試料 容量のため、一般に、少数の抗生物質についてしか分析できない。HPLCのご とき多くのクロマトグラフィー法は、十分な感度を得るのために大試料容量の濃 度に基づいており、したがって、通常は、現在のミルク制御系から除かれる。 クロマトグラフィー技術は、また、高い技術訓練ならびに長い厄介な試料調製 が要求されるという制限も有する。HPLCについては、例えば、特徴的なピー クを生成し、同時に溶出される物質の妨害を回避するために、抽出方法が重要で ある。 長い厄介な試料調製は、また、ミルク中の分析種の分析に今日用いられている 酵素およびラジオイムノアッセイにも要求される。試料操作性および酵素コンジ ュゲートの調製の双方に鑑みて、試薬の酵素またはアイソトープ標識の必要性も 、勿論、欠点である。 抗生物質検出に今日用いられている酸性化制御(acidification control)のよ うな微生物アッセイは遅く(長いインキュベーション工程を要する)、常に信頼し 得るものではない。微生物アッセイは、勿論、ミルク試料を保存し、研究室に運 搬する間の微生物の増殖を防ぐために、例えば、ブロノポール(bronopol)のごと き保存料が添加されているミルク試料に対しては用いることができない。かかる 保存料は、特定の型の分析物、例えば、脂質、蛋白質およびラクトースについて 収集したミルク試料に用いる。 ミルク中の分析種測定用のバイオセンサーの使用が幾つかの刊行物中に概して 記載されている。例えば、WO92/16838号は、ミルクを包含する種々の型の試料中 のステロイドホルモンの無標識-検出の表面プラズモン共鳴(SPR)原理に基づ く光学イムノセンサーの使用を提唱している。しかしながら、試料調製を包含す るかかるミルクアッセイの実行は詳細に記載されておらず、かかるアッセイを示 す例も示されていない。 EP-A2-0389446号は、屈折エレメント表面上の一滴のミルク試料の屈折率を測 定することによりミルクの蛋白質含量を測定する光学測定デバイスを開示してい る。 本発明は、ミルク中の分析種の量を測定する方法を提供することをその目的と し、該方法は、最小限試料容量しか要さず、最小限のアッセイ用試料を調製する ための試料加工しか要さない一方、同時に、迅速かつ単純に操作して、感度よく 正確な測定を供する。 本発明によれば、前記の表面プラズモン共鳴原理に基づくタイプのもののごと き光学センサー表面を用いることにより、脂肪の除去他のごときいずれの調製工 程にも生乳を付することなく、生乳(新鮮乳)試料につき直接、高感度で該アッセ イを行い得る。このことは非常に驚くべきことである。なぜならば、比較的複雑 なミルクマトリックス媒質は、分析相互作用におおいに干渉するであろうことが 予想されるからである。また、驚くべきことには、試料への保存料の添加が少な くとも幾つかの分析種の分析を妨害しないということも見出された。 したがって、本発明は、生乳試料中の分析種の存在および/または量を測定す る方法を提供し、該方法は、ミルク構成物を除去するためにいずれの調製も行う ことなくして、生乳試料を光学センサー表面と接触させ、生乳試料中の該種の存 在に関連する表面の特異的結合相互作用によって生じる表面の屈折率における変 化を測定することによって生乳試料中の該種の存在および/または量を測定する 方法を提供する。 該方法は、少試料容量しか要さず、試料調製を要さず、簡単に行い得る。該方 法は、また、オートメーションに適合し、それによって、最小限の労力で膨大な 数の試料のスクリーニングおよび/または定量分析を許容し得る。 有利には、該試料と該表面との接触は、液体流動系を利用する表面上を試料を 通過させることによって行う。 複数(少なくとも2)の試料または複数の(少なくとも2)の分析種を対応するセ ンサー表面でモニターすることを許容する装置の使用が、生乳試料をアッセイに おいて使用する前にそれを加工しなくてよい本発明の基本的利点をさらに増加さ せるであろうことは容易に理解される。 本発明の第1の態様において、分析種または分析種アナログは、光学センサー 表面に結合する。好ましくは、該光学表面は有機ポリマー層を有し、結合は共有 的に行われ、リンカー分子を介して起こってもよい。この態様においては、該分 析は阻害アッセイの形態を採り、その中で、該分析種に対する抗体を試料に添加 する。光学センサー表面における屈折率の変化は、試料中の遊離抗体(すなわち 、非結合抗体)量の測定値を提供し、それから分析種の濃度を算出し得る。 本発明の別の態様において、抗一分析種抗体のごとき受容体を光学センサー表 面に結合する。ついで、試料中の分析種の量は、受容体への分析種の結合を検出 することによって直接的にか、または、試料表面上を通過する前に、受容体の結 合部位(群)に結合し、競合するが、表面への結合で屈折率に大きな変化を生じ る基質を、試料に添加することによる競合アッセイかのいずれかで、測定し得る 。典型的に、競合アッセイにおいては、添加基質は、大分子または粒子に結合し た分析種を含むであろう。 2または3以上の受容体結合部位を示すことができる大分析分子の場合におい ては、光学センサー表面に対する分析種の結合を、結合分析種に結合する抗体の ごとき二次試薬によるサンドイッチアッセイで検出し得る。所望により、二次試 薬に結合する三次試薬によってこの二次試薬の結合を検出することにより、さら なる特異性を得ることができる。 表面への受容体の結合は、当業者によく知られた慣用的な方法で行い得る。例 えば、光学表面がその表面にポリマー性有機層を有する場合、受容体は公知のリ ンカー試薬を用いて表面に直接共有結合し得る。別法として、抗体のごとき受容 体に結合する中間リガンドを、この結合中間リガンドが分析物-それに結合する 特異的受容体に曝露される前に最初に表面に共有結合させることもできる。共有 および/または親和性結合が受容体を表面に結合させるのに有効となり得ること は理解されよう。しかしながら、受容体が表面に結合した場合、分析種に結合す るその能力が変化しないまま残っていることが重要である。 本明細書で用いる「抗体」なる語は広い意味に解釈されなければならない。か くして、全抗体に加えて、該抗体はFabフラグメント、Fvフラグメント、単 一鎖フラグメント(scFv)、単一重鎖のごときそのフラグメント、または結合 活性を有する(抗体遺伝子のヌクレオチド配列に基づく)ペプチドであってさえも よい。本発明で用い得る抗体は慣用的な方法によって得ることができ、多くの場 合市販されている。ポリクローナル抗体を本発明の方法において使用し得るが、 方法の精度を向上するその特異性につき、モノクローナル抗体が好ましい。 基本的には、ミルク中に存在するいずれの分析種も、本発明の方法によって分 析し得る。例示的な分析種は、抗生物質および化学療法薬のごとき薬剤残分のみ ならず、ホルモン、ウイルスおよび毒素である。 表面における屈折率の変化の測定は、内部および外部反射技術の両方を含む、 反射-光学的方法によって測定し得る。有利には、該測定は、表面プラズモン共 鳴(SPR)検出、ブルースター角屈折率測定、臨界角屈折率測定、減衰全反射法 (frustrated total reflection(FTR))、エバネッセント波楕円偏光法(evanes cent wave ellipsometry)、散乱全内部反射(scattered total internal reflect ion(STIR))、光導波路センサー(optical wave guide sensors)のごときエバ ネッセント波センシング、ならびに、臨界角分解イメージング、ブルースター角 分解イメージング、SPR角分解イメージングなどのごときエバネッセント波ベ ースのイメージングに基づく。 本発明を行うのに現在の好ましい方法においては、測定は表面プラズモン共鳴 に基づく。この技術は、例えば、EP-A-0305109号、EP-A-0267142号およびWO-A-9 0/05295号に記載されている。表面プラズモン共鳴に基づく測定で用いる光学表 面には、好ましくは、WO90/05303号に記載されているごとき、金薄膜および該金 薄膜に結合したハイドロゲルが含まれる。この型の光学表面は、多くの分析物に ついて単一表面を用い得るように、簡便に再生し得る。したがって、分析当たり の全体コストはかなり低下し得る。かかる光学表面を導入した適当な装置は、B IAcoreRMethods Manual(Pharmacia Biosensor AB社)にその操作方法が 記載されている、Pharmacia Biosensor AB社(Uppsala,Sweden)から市販 されているBIAcoreRsystemである。BIAcoreRsystemにおいては、微小流体 系(microfluidic system)が、典型的には50nmの厚みを有する金層を支持す るセンサーチップ上に試料を通過させる。カルボキシル化デキストランは、リン カー層を介して金層に結合させる。このデキストラン層に、分析種または分析種 受容体は、用いるアッセイ形式に依存して結合し得る。 前記から明らかなごとく、便宜には、本発明の方法は生乳試料につき直接的に 行う。例えば、ミルク中の抗生物質を測定するための、阻害型アッセイの場合に おいては、該ミルク試料を過剰量の抗-抗生物質抗体で処理し、ついで、それに 固定化された抗生物質またはそのアナログを有する光学センサー表面上を通過さ せる。 ここに、本発明は、以下の実施例および添付図面に参照して記載する。 図中、図1は、スルファメタジン(sulfamethazine)の生乳およびスキムミルク 分析物の標準曲線(相対応答-対-濃度)を示す図である。 図2は、多数の貯乳槽ミルク試料の典型的な相対応答を示すグラフである。 分析は、光学センサー表面としてSensor Chip CM5を有するBIAcoreRs ystem(Pharmacia Biosensor AB社,Uppsala,Sweden)で行った。 実施例1 センサー表面の調製 スルファメタジン(SMZ)(Mw=278)(No.S-5637、Sigma社)2mg/ml を、10%ジメチルホルムアミド(DMF)を入れた10mM HCl、pH3.0 中に溶解し、その溶液を0.45μmフィルターを通して濾過した。センサー表 面は、N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)/N-エチル-N’-(ジメチルアミノ プロピル)カルボジイミド(EDC)1:1溶液25μlで18分間活性化し、つい で、スルファメタジン溶液30μlを該活性化表面と2.5時間接触させることに よるアミンカップリングによって該表面にスルファメタジンを固定化した。該表 面をHBSで洗浄した後、該表面と18分間接触させてエタノールアミン25μ lを置き、つづいて最終洗浄工程に置くことによっていずれの残っている活性カ ルボキシ基も不活化する。ついで、調製表面を、100mM NaOH+20% DMF25μlで1分間、ついで100mM HCl+20%DMF25μlで1分 間調節した。その表面は、各工程の間にHBSバッファー30μlで3回洗浄し た。センサーチップを湿潤ペーパータオル上に置き、箱によってカバーして該チ ップが乾燥するのを防いだ。せンサー表面と前記溶液との接触は、対応する溶液 をその角から表面上に注意深くピペッティングし、インキュベーション後に温和 に破棄することによって行った。 ミルク試料の分析 分析は、(i)非処理全脂生乳(すなわち、貯乳槽から直接採取したミルク)およ び(ii)スキムミルクの試料で行った。生乳から乳脂を除去してスキムミルクを 得るために、生乳を1000×gで10分間遠心し、上部の脂肪を捨てた。 硫安塩析および0.15M NaClを入れたPBSに対する透析によってスル ファメタジン免疫ウサギからの血清から調製したポリクローナル抗体をHBS中 で希釈し、4.5nM濃度とした。ついで、生乳およびスキムミルク試料を、各 々、等容量のHBS中の抗体と一緒に室温にて0.5時間インキュベートした。 ミルク試料中の抗体の最終濃度は2.25nMであった。 前記で調製した生乳およびスキムミルク試料からのミルク/抗体の試料35μl を、5μl/分の流速を用いたBIAcoreRsystem中で分析した。異なる分析物間 の表面の再生は、50mM NaOH15μl、pH12.2および75mM HCl 15μlで行った。 標準曲線を調製するために、スルファメタジンの標準溶液を用いて、ミルクお よびHBSバッファー中の公知濃度のスルファメタジンを調製した。スルファメ タジン10mgを50mMホウ酸バッファー10ml、pH8.5に溶解した。作 用溶液はHBS中で希釈し、最終的にミルク中で100倍に希釈した(10μlス ルファメタジン+990μlミルク)。ついで、このミルクを(HBS中の)抗体と ミルク:抗体=1:1でインキュベートした。ミルク中の抗体の最終濃度は2. 25nmであった。 2.25nm抗体での陰性ミルク試料(スルファメタジン非含有)からのミルクの 相対応答は、恐らく、固定化スルファメタジンの量およびセンサーチップの状態 に依存して800〜1100共鳴単位(RU)で変動した。 スキムミルクおよび全脂生乳中のスルファメタジン(SMZ)の標準曲線を図1 に示す。相対応答は、陰性対照試料(すなわち、スルファメタジン非含有)の平均 応答の%で表し、エラーバーは、3測定値標準偏差を示す(n=10)。「A」 は陰性対照(スキムミルク)、「B」は全脂生乳、および「C」はスキムミルクで ある。 図1からわかるように、生乳およびスキムミルクの間の差に有意差がないこと は、乳脂の除去が結果に何ら影響せず、あるいは換言すれば、その乳脂はアッセ イにおいて妨害しなかったことを示している。 薬剤スルファメタジン33gで1994年4月27日の朝乳後に処理した雌ウ シからのミルク中のスルファメタジンを、処理後数日間、HPLCによって薬剤 の残分につき試験した。試料をHPLC用に採取すると同時に、ミルク試料を凍 結し、解凍し脱脂した後に前記のBIAcoreR分析によって後日試験した。結果 を下記の表1に示す。 実施例2 貯乳槽ミルク試料を西ドイツ、Schleswig-Holstein社の集積制御系内の抗生 物質残分につき観察したスクリーニングから任意に採取した。全試料は微生物阻 害アッセイ(ブリリアントブラック還元試験、修飾Blue Star試験およびDelvo test SP Special)で陰性であった。試料を凍結し、ついで実施例1に前記し たBIAcoreR分析法によってスルファメタジン(SMZ)につき分析した。 SMZ残分につきスクリーニングした合計330の貯乳槽ミルク試料において 、5の試料が0.9ppb未満の濃度のSMZを含むことが判明した。加えて、1の 試料は、0.9〜2.1ppbのSMZを含んでいた。SMZにつき陽性であると判 明したこれらの試料を再凍結し、つづいて確認のためにHPLCによって試験し た。HPLC確認においては、0.9〜2.1ppbのSMZを含有する試料は、SM Zの保持時間で異なるピークを示した。しかしながら、濃度は、HPLC法の定 量限界(10ppb)未満であった。 貯乳槽ミルク試料の前記分析における典型的な応答を図2に示す。これらの貯 乳槽ミルク試料は、すべて陰性で、グラフ中ではAと示す。Dと示す2の陽性標 準ミルク試料(1.4ppb SMZ);Cと示す2の陰性標準ミルク試料;ならびに 、Bと示す1の危険を招く貯乳槽ミルク試料もグラフに含まれる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Milk Assay The present invention relates to a biosensor-based assay, and more particularly to a method for determining the presence and / or amount of an analyte present in milk. Milk is subjected to a number of quality tests, including the measurement of the levels of various analytes, before being used for consumption or processing in dairy products. One type of such analytes is the residue of veterinary antibiotics and chemotherapeutic drugs. Milk samples are usually taken by lactation truck drivers, both on milk production farms and on lactation trucks. For practical reasons, the sample volume taken is limited. For a particular analyte assay to be compatible with the control system, the assay should therefore require only a small sample volume. Thus, at present, suspected milk samples can generally only be analyzed for a small number of antibiotics due to the limited sample volume. Many chromatographic methods, such as HPLC, are based on the concentration of large sample volumes to obtain sufficient sensitivity, and are therefore usually excluded from current milk control systems. Chromatographic techniques also have the limitation of requiring high technical training as well as long and cumbersome sample preparation. For HPLC, for example, extraction methods are important in order to generate characteristic peaks and avoid interference with coeluting substances. Long and cumbersome sample preparation is also required for enzyme and radioimmunoassays used today for the analysis of analytes in milk. The need for enzyme or isotopic labeling of the reagents is, of course, a disadvantage, both in terms of sample handling and preparation of enzyme conjugates. Microbial assays such as acidification controls used today for antibiotic detection are slow (require long incubation steps) and are not always reliable. Microbial assays can, of course, be used on milk samples to which preservatives, such as bronopol, have been added to store the milk samples and prevent microbial growth during transport to the laboratory. Can not. Such preservatives are used for milk samples collected for a particular type of analyte, for example, lipids, proteins, and lactose. The use of biosensors for the determination of analytes in milk has been generally described in several publications. For example, WO 92/16838 proposes the use of an optical immunosensor based on the surface plasmon resonance (SPR) principle of label-free detection of steroid hormones in various types of samples, including milk. However, the performance of such a milk assay, including sample preparation, is not described in detail, and no example showing such an assay is given. EP-A2-0389446 discloses an optical measuring device for measuring the protein content of milk by measuring the refractive index of a drop of milk sample on the surface of a refractive element. The present invention aims to provide a method for determining the amount of an analyte in milk, which method requires a minimum sample volume and prepares a sample for preparing a minimum assay sample. While at the same time operating quickly and simply to provide sensitive and accurate measurements. According to the present invention, by using an optical sensor surface such as of the type based on the above-described surface plasmon resonance principle, without applying raw milk to any preparation step such as removal of fat, raw milk (fresh milk) The assay can be performed with high sensitivity directly on the sample. This is very surprising. This is because it is expected that relatively complex milk matrix media will greatly interfere with the analytical interaction. It was also surprisingly found that the addition of a preservative to the sample did not interfere with the analysis of at least some of the analytes. Accordingly, the present invention provides a method for determining the presence and / or amount of an analyte in a raw milk sample, the method comprising: preparing a raw milk sample without any preparation to remove milk constituents. The presence and / or amount of the species in the raw milk sample by contacting with an optical sensor surface and measuring the change in the refractive index of the surface caused by the specific binding interaction of the surface related to the presence of the species in the raw milk sample Provide a method for measuring The method requires only a small sample volume, does not require sample preparation, and is easy to perform. The method is also compatible with automation, thereby allowing for screening and / or quantitative analysis of a vast number of samples with minimal effort. Advantageously, contacting the sample with the surface is performed by passing the sample over a surface utilizing a liquid flow system. The use of a device that allows multiple (at least 2) samples or multiple (at least 2) analytes to be monitored at the corresponding sensor surface does not require processing the raw milk sample before using it in the assay. It is readily understood that the basic advantages of the present invention will be further increased. In a first aspect of the invention, the analyte or analyte analog binds to the optical sensor surface. Preferably, the optical surface has an organic polymer layer and the coupling is covalent and may occur via a linker molecule. In this embodiment, the analysis takes the form of an inhibition assay, wherein antibodies to the analyte are added to the sample. The change in the refractive index at the optical sensor surface provides a measure of the amount of free antibody (ie, unbound antibody) in the sample, from which the concentration of the analyte can be calculated. In another embodiment of the invention, a receptor, such as an anti-analyte antibody, is attached to the optical sensor surface. The amount of the analyte in the sample is then determined either directly by detecting the binding of the analyte to the receptor, or to the receptor binding site (s) before passing over the sample surface. Alternatively, a substrate that competes but produces a large change in the refractive index upon binding to the surface can be measured, either in a competitive assay by adding to the sample. Typically, in a competition assay, the added substrate will include the analyte bound to the large molecule or particle. In the case of large analyte molecules that can exhibit two or more receptor binding sites, binding of the analyte to the optical sensor surface is detected in a sandwich assay with a secondary reagent, such as an antibody that binds to the bound analyte. obtain. If desired, additional specificity can be obtained by detecting the binding of this secondary reagent with a tertiary reagent that binds to the secondary reagent. Binding of the receptor to the surface can be performed by conventional methods well known to those skilled in the art. For example, if the optical surface has a polymeric organic layer on its surface, the receptor can be directly covalently attached to the surface using known linker reagents. Alternatively, an intermediate ligand that binds to a receptor, such as an antibody, can be first covalently attached to the surface before the bound intermediate ligand is exposed to the analyte-specific receptor that binds to it. It will be appreciated that covalent and / or affinity binding may be effective in binding the receptor to the surface. However, when the receptor binds to the surface, it is important that its ability to bind the analyte remains unchanged. The term “antibody” as used herein should be interpreted in a broad sense. Thus, in addition to a whole antibody, the antibody may be a Fab fragment, an Fv fragment, a single chain fragment (scFv), a fragment thereof such as a single heavy chain, or a peptide having binding activity (based on the nucleotide sequence of the antibody gene). May even be. Antibodies that can be used in the present invention can be obtained by conventional methods, and are often commercially available. Although polyclonal antibodies may be used in the methods of the invention, monoclonal antibodies are preferred for their specificity, which increases the accuracy of the method. Basically, any analyte present in milk can be analyzed by the method of the invention. Exemplary analytes are hormones, viruses, and toxins, as well as drug residues, such as antibiotics and chemotherapeutics. Measurement of the change in refractive index at a surface can be measured by reflection-optical methods, including both internal and external reflection techniques. Advantageously, the measurements include surface plasmon resonance (SPR) detection, Brewster angle refractometry, critical angle refractometry, frustrated total reflection (FTR), evanescent wave ellipsometry (evanes centrifugation). wave ellipsometry), scattered total internal reflection (STIR), evanescent wave sensing such as optical wave guide sensors, and critical angle resolution imaging, Brewster angle resolution imaging, SPR angle resolution Based on evanescent wave based imaging such as imaging. In the presently preferred method of practicing the present invention, the measurement is based on surface plasmon resonance. This technique is described, for example, in EP-A-0305109, EP-A-0267142 and WO-A-90 / 05295. The optical surface used in the measurement based on surface plasmon resonance preferably includes a gold thin film and a hydrogel bonded to the gold thin film as described in WO90 / 05303. This type of optical surface can be conveniently regenerated so that a single surface can be used for many analytes. Thus, the overall cost per analysis can be significantly reduced. Such optical surfaces suitable device was introduced in, B IAcore R Methods Manual (Pharmacia Biosensor AB Corporation) the operation method is described, Pharmacia Biosensor AB Corporation (Uppsala, Sweden) in BIAcore R system, commercially available from is there. BIAcore In R system, the microfluidic system (microfluidic system), typically is passed through a sample on a sensor chip for supporting a gold layer having a thickness of 50nm. The carboxylated dextran is attached to the gold layer via a linker layer. The analyte or analyte receptor can bind to the dextran layer depending on the assay format used. As is apparent from the foregoing, for convenience, the method of the present invention is performed directly on a raw milk sample. For example, in the case of an inhibition-type assay for measuring antibiotics in milk, the milk sample is treated with an excess of an anti-antibiotic antibody, and the antibiotic or analog thereof immobilized thereon is then treated. Is passed over the surface of the optical sensor. The present invention will now be described with reference to the following examples and the accompanying drawings. In the figure, FIG. 1 shows a standard curve (relative response versus concentration) of raw milk and skim milk analytes of sulfamethazine. FIG. 2 is a graph showing a typical relative response of a number of litter milk samples. The analysis was performed on a BIAcore R system (Pharmacia Biosensor AB, Uppsala, Sweden) with Sensor Chip CM5 as the optical sensor surface. Example 1 Preparation of Sensor Surface Sulfamethazine (SMZ) (Mw = 278) (No. S-5637, Sigma) 2 mg / ml was dissolved in 10 mM HCl, pH 3.0, containing 10% dimethylformamide (DMF). The solution was filtered through a 0.45 μm filter. The sensor surface was activated with 25 μl of a 1: 1 solution of N-hydroxysuccinimide (NHS) / N-ethyl-N ′-(dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) for 18 minutes, and then 30 μl of a sulfamethazine solution with the activated surface. The sulfamethazine was immobilized on the surface by amine coupling by contact for 2.5 hours. After washing the surface with HBS, any remaining active carboxy groups are inactivated by contacting the surface for 18 minutes and placing 25 μl of ethanolamine followed by a final washing step. The prepared surface was then conditioned with 25 μl of 100 mM NaOH + 20% DMF for 1 minute and then with 25 μl of 100 mM HCl + 20% DMF for 1 minute. The surface was washed three times with 30 μl of HBS buffer between each step. The sensor chip was placed on a wet paper towel and covered with a box to prevent the chip from drying. Contact of the solution with the sensor surface was achieved by carefully pipetting the corresponding solution from the corner onto the surface and gently discarding after incubation. Analysis of Milk Samples Analysis was performed on samples of (i) untreated full fat raw milk (ie, milk taken directly from the lump) and (ii) skim milk. To remove skim milk by removing milk fat from the raw milk, the raw milk was centrifuged at 1000 × g for 10 minutes, and the upper fat was discarded. Polyclonal antibodies prepared from sera from sulfamethazine immunized rabbits by ammonium sulfate precipitation and dialysis against PBS containing 0.15 M NaCl were diluted in HBS to a concentration of 4.5 nM. The raw and skim milk samples were then each incubated with an equal volume of antibody in HBS for 0.5 hours at room temperature. The final concentration of the antibody in the milk sample was 2.25 nM. Samples 35μl milk / antibody from raw milk and skim milk samples prepared above were analyzed in BIAcore R system using a flow rate of 5 [mu] l / min. Regeneration of the surface between the different analytes was performed with 15 μl of 50 mM NaOH, pH 12.2 and 15 μl of 75 mM HCl. To prepare a standard curve, a standard solution of sulfamethazine was used to prepare a known concentration of sulfamethazine in milk and HBS buffer. 10 mg of sulfamethazine was dissolved in 10 ml of 50 mM borate buffer, pH 8.5. The working solution was diluted in HBS and finally diluted 100-fold in milk (10 μl sulfamethazine + 990 μl milk). The milk was then incubated with the antibody (in HBS) with milk: antibody = 1: 1. The final concentration of antibody in milk was 2.25 nm. The relative response of milk from the negative milk sample (without sulfamethazine) with the 2.25 nm antibody varied between 800 and 1100 resonance units (RU), probably depending on the amount of immobilized sulfamethazine and the condition of the sensor chip. The standard curves for sulfamethazine (SMZ) in skim milk and whole fat raw milk are shown in FIG. Relative responses are expressed as% of the average response of the negative control sample (ie, without sulfamethazine) and error bars indicate the standard deviation of three measurements (n = 10). “A” is a negative control (skim milk), “B” is full fat raw milk, and “C” is skim milk. As can be seen from FIG. 1, the insignificant difference in the difference between raw milk and skim milk indicates that removal of the milk fat had no effect on the results, or in other words, the milk fat did not interfere in the assay. ing. Sulfamethazine in milk from cows treated after morning milk on April 27, 1994 with 33 g of the drug sulfamethazine was tested for residual drug by HPLC for several days after treatment. At the same time a sample is taken for HPLC, frozen milk samples were tested at a later date by the above BIAcore R analysis after thawing degreased. The results are shown in Table 1 below. Example 2 Litter milk samples were arbitrarily taken from screenings observed for antibiotic residues in an integrated control system from Schleswig-Holstein, West Germany. All samples were negative in the microbial inhibition assays (Brilliant Black Reduction Test, Modified Blue Star Test and Delvo test SP Special). The samples were frozen and analyzed for sulfamethazine (SMZ) by then BIAcore R analysis method described above in Example 1. Of a total of 330 litter milk samples screened for SMZ residue, 5 samples were found to contain concentrations of SMZ of less than 0.9 ppb. In addition, one sample contained 0.9-2.1 ppb of SMZ. These samples, which proved positive for SMZ, were re-frozen and subsequently tested by HPLC for confirmation. In HPLC confirmation, the sample containing 0.9-2.1 ppb of SMZ showed different peaks in SMZ retention time. However, the concentration was below the limit of quantification (10 ppb) of the HPLC method. A typical response in the above analysis of the litter milk sample is shown in FIG. These litter milk samples were all negative and are indicated as A in the graph. Two positive standard milk samples, designated D (1.4 ppb SMZ); two negative standard milk samples, designated C; and one hazardous lactation milk sample, designated B, are also included in the graph.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.ミルク構成物を除去するためにいずれの生乳も調製することなく、生乳試 料を光学センサー表面と接触させ、生乳試料中の分析種の存在に関連する表面の 特異的相互作用によって引き起こされる表面の屈折率における変化を測定するこ とにより該分析種の存在および/または量を測定することによって特徴付けられ る、生乳試料中の分析種の存在および/または量の測定方法。 2.該分析種またはそのアナログが光学センサー表面に結合すること、および 、該試料が該光学センサー表面と接触する前に、分析種用の抗体のごとき該種と 反応し得るリガンドを該生乳試料に添加することを特徴とする請求項1記載の方 法。 3.分析種用の抗体のごとき受容体がセンサー表面に結合していることを特徴 とする請求項1記載の方法。 4.受容体がモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項3記載の方法 。 5.分析種が薬剤、ホルモン、ウイルスおよび毒素から選択されることを特徴 とする請求項1〜4いずれか1項記載の方法。 6.薬剤が抗生物質または化学療法薬であることを特徴とする請求項5記載の 方法。 7.屈折率変化の測定が内部反射に基づくことを特徴とする請求項1〜6いず れか1項記載の方法。 8.屈折率変化の測定が表面プラズモン共鳴に基づくことを特徴とする請求項 7記載の方法。 9.光学センサー表面が金薄膜および該金薄膜に結合したハイドロゲルを含む ことを特徴とする請求項1〜8いずれか1項記載の方法。 10.センサー表面上に液体流動中の試料を通過させることによって該試料と 光学センサー表面とを接触させることを特徴とする請求項1〜9いずれか1項記 載の方法。 11.複数の各生乳試料を各1の対応する複数のセンサー表面と接触させ、各 試料中の分析種の存在および/または量を測定することによって特徴付けられる 請求項1〜10いずれか1項記載の方法。 12.各試料を2または3以上のセンサー表面と接触させ、各表面が2または 3以上の分析種のうちの各々1の測定に適合したものであることによって特徴付 けられる、生乳試料中の2または3種以上の分析種の存在および/または量を測 定する請求項1〜11いずれか1項記載の方法。[Claims]   1. Without preparing any raw milk to remove milk constituents, The sample is brought into contact with the optical sensor surface and the surface associated with the presence of the analyte in the milk sample Measuring changes in the refractive index of a surface caused by specific interactions By measuring the presence and / or amount of said analyte A method for determining the presence and / or amount of an analyte in a raw milk sample.   2. The analyte or analog thereof binds to an optical sensor surface; and Prior to contacting the sample with the optical sensor surface, the sample, such as an antibody for an analyte, The method according to claim 1, wherein a ligand capable of reacting is added to the raw milk sample. Law.   3. Characterized by a receptor, such as an antibody for the analyte, bound to the sensor surface The method according to claim 1, wherein   4. 4. The method according to claim 3, wherein the receptor is a monoclonal antibody. .   5. Characterized in that the analyte is selected from drugs, hormones, viruses and toxins The method according to any one of claims 1 to 4, wherein   6. 6. The method according to claim 5, wherein the drug is an antibiotic or a chemotherapeutic drug. Method.   7. 7. The method according to claim 1, wherein the measurement of the refractive index change is based on internal reflection. The method according to claim 1.   8. The method according to claim 1, wherein the measurement of the refractive index change is based on surface plasmon resonance. 7. The method according to 7.   9. The optical sensor surface includes a gold thin film and a hydrogel bonded to the gold thin film The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that:   10. By passing a sample in liquid flow over the sensor surface, 10. The optical sensor according to claim 1, wherein the optical sensor is brought into contact with a surface of the optical sensor. The method described.   11. Contacting each of the plurality of raw milk samples with a respective corresponding one of the plurality of sensor surfaces; Characterized by measuring the presence and / or amount of an analyte in a sample The method according to claim 1.   12. Each sample is contacted with two or more sensor surfaces and each surface is Characterized by being compatible with the measurement of each one of three or more analytes The presence and / or quantity of two or more analytes in the raw milk sample The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the method comprises:
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