JPS59160763A - Detector for protein - Google Patents

Detector for protein

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JPS59160763A
JPS59160763A JP20117483A JP20117483A JPS59160763A JP S59160763 A JPS59160763 A JP S59160763A JP 20117483 A JP20117483 A JP 20117483A JP 20117483 A JP20117483 A JP 20117483A JP S59160763 A JPS59160763 A JP S59160763A
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    • GPHYSICS
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    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/551Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
    • G01N33/553Metal or metal coated

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蛋白質の検出装置に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a protein detection device.

更に詳しく言えば本発明は、抗原抗体反応を基体の表面
で行なわせることによる蛋白質の検出装置に関する。
More specifically, the present invention relates to a protein detection device that performs an antigen-antibody reaction on the surface of a substrate.

なお、木特許出願は1972年6月26日に受理されか
つ本発明と同じ受託者に委託されたギアトノt□ (G
 1aevcr)の米国特許出願第266278号に関
連している。
The wood patent application was accepted on June 26, 1972 and was entrusted to the same trustee as the present invention.
No. 2,662,789 (1aevcr).

ところで、免疫反応は極めて特異的な生化学反応である
。それによれば、抗原と呼ばれる第1の蛋白質がそれに
対して特異的な抗体と呼ばれる第2の蛋白質と結合して
免疫学的に複合した蛋白質を生成する。動物のごとき生
体系の内部において起る免疫反応は、病気との闘争とい
う点でその動物にとって重要である。異種蛋白質すなわ
ち抗原に解明されていない過程により、生体系はその抗
原に対して特異的な抗体蛋白質を産生ずる。 かかる抗
体蛋白質の分子は抗原分子の対応箇所と補足し合う化学
結合部位を有しているため、抗原と抗体とは化学的に結
合して免疫学的に複合した蛋白質を生成する。
By the way, an immune reaction is an extremely specific biochemical reaction. According to this method, a first protein called an antigen binds to a second protein called an antibody specific to the antigen to produce an immunologically complex protein. The immune response that occurs within a living system such as an animal is important for the animal in its fight against disease. A process that is not understood by foreign proteins or antigens causes biological systems to produce antibody proteins specific for that antigen. Since such antibody protein molecules have chemical bonding sites that complement corresponding sites on the antigen molecule, the antigen and antibody chemically bond to produce an immunologically complex protein.

このように抗体は異種蛋白質の侵入に応答して生体系が
産生ずるものであるから、生体系内に存在する抗体の検
出はその生体系がいがなる抗原に暴露されたかを判定す
るという点で医学診断上の価値を有する。 逆に、生体
系内における特定の抗原の検出もまた医学診断上の価値
を有する。
Since antibodies are produced by biological systems in response to the invasion of foreign proteins, detection of antibodies present in a biological system is useful in determining whether the biological system has been exposed to a foreign antigen. It has medical diagnostic value. Conversely, the detection of specific antigens within biological systems also has medical diagnostic value.

その実例としては、妊娠試験として尿中のHCG蛋白質
分子を検出すること、並びに予定された供血者の血液中
の肝炎関連抗原分子を検出することが挙げられる。
Examples include detecting HCG protein molecules in the urine as a pregnancy test, as well as detecting hepatitis-associated antigen molecules in the blood of prospective blood donors.

かかる診断試験を実施するためには、免疫学的に反応す
る7対の蛋白質の少なくとも一方を濃縮精製状態で入手
しなければならない。  ところで、抗体蛋白質の唯一
公知の源泉は生体系である。
In order to perform such a diagnostic test, at least one of the seven pairs of immunologically reactive proteins must be obtained in a concentrated and purified state. By the way, the only known source of antibody proteins is biological systems.

更に詳しく言えば、異種蛋白質の導入に対して免疫反応
を示すことが現在までに知られているのはを椎動物だけ
である。 たとえば、多数の抗原に暴露された動物の血
清中には対応する多数の抗体が見出さjる。  しかし
、血清は極めて複雑な混合物であり、しかも所要の抗体
は多数の他種成分中に極めて低い濃度で存在するに過ぎ
ない。 他方、多数の抗原は実験室的な培養物中におい
て制御可能に産生させることができる。 とは言え、現
在のところ、ある種の抗原(たとえば肝炎関連抗原)は
抗体と同じく高等動物の生体系からしか入手することが
できない。
More specifically, only vertebrates are known to date to exhibit an immune response to the introduction of foreign proteins. For example, a large number of corresponding antibodies are found in the serum of an animal exposed to a large number of antigens. However, serum is an extremely complex mixture, and the required antibodies are only present in extremely low concentrations among numerous other species components. On the other hand, many antigens can be controllably produced in laboratory cultures. However, at present, certain antigens (eg, hepatitis-related antigens), like antibodies, can only be obtained from the biological systems of higher animals.

現状では、免疫学的に活性な蛋白質の濃縮精製および診
断学的利用のいずれもが免疫学的複合反応に基づく蛋白
質の沈降または凝集特性に依存している。 このような
診断学的利用の古典的な実例は血液型の判定である。 
その場合には、血液試料がα型およびβ型血清抗体と混
会され、それから血液試料中における凝集の有無を観察
することによって血液型が判定される。
Currently, both the concentration and purification of immunologically active proteins and their diagnostic use rely on the precipitation or aggregation properties of proteins based on immunological complex reactions. A classic example of such diagnostic use is blood group determination.
In that case, a blood sample is mixed with alpha and beta serum antibodies, and the blood type is then determined by observing the presence or absence of agglutination in the blood sample.

現在実施されているようなHCG蛋白質による妊娠試験
は阻害試験である。 かがる試験の実施に当っては、尿
検体中に一定量のHCG抗血清が混会される。 こうし
て前処理を受けた尿検体中にHCG蛋白質で被覆された
多数のポリスチレン球が導入さjる。 かかるポリスチ
レン球は、尿検体中にHCG蛋白質が存在しない場合、
しかもその場合に限って凝集するはずである。 すなわ
ち、尿検体中にHCG蛋白質が存在しない場合、ポリス
チレン法止のHCG蛋白質は尿検体中に予め導入された
)IcG抗血清と複合し、そのためポリスチレン球は凝
集する。 他方、未検体中にHCG蛋白質が存在すハば
、それは予め導入さnたHCG抗血清と複脅し、こうし
て生成された複合体は尿検体から沈殿してしまう。 そ
の結果、予め導入された圧G抗血清がポリスチレン法止
の)ICG蛋白質と複合することはもはや起り得ないた
め、ポリスチレン球は凝集しないわけである。 との着
想に従えば、上記のHCG蛋白質による妊娠試験は簡略
化することも可能なはずである。 すなわち、ポリスチ
レン法止にHCG抗血清を付着させ、次いでそれを用い
て尿検体を直接に試験することもできよう。
The HCG protein pregnancy test currently being conducted is an inhibition test. When carrying out this test, a certain amount of HCG antiserum is mixed into the urine sample. A large number of polystyrene spheres coated with HCG protein are thus introduced into the pretreated urine specimen. Such polystyrene spheres can be used when HCG protein is not present in the urine sample.
Furthermore, only in that case should agglomeration occur. That is, when HCG protein is not present in the urine sample, the polystyrene-bound HCG protein is complexed with the IgG antiserum (previously introduced into the urine sample), so that the polystyrene spheres aggregate. On the other hand, if HCG protein is present in the unspecified sample, it will interact with the previously introduced HCG antiserum, and the complex thus generated will precipitate from the urine sample. As a result, the polystyrene spheres do not aggregate, since it is no longer possible for the pre-introduced pressure G antiserum to complex with the ICG protein (from the polystyrene method). Based on this idea, it should be possible to simplify the pregnancy test using the HCG protein described above. That is, one could attach the HCG antiserum to a polystyrene stop and then use it to directly test the urine specimen.

そうすれば、尿検体中にHCG蛋白質が存在する場合、
シかもその場合に限ってポリスチレン球が凝集すること
になろう。
Then, if HCG protein is present in the urine sample,
However, only in that case will the polystyrene spheres aggregate.

しかるに、かかる簡略な方法はこれまで使用されなかっ
た。 その理由は、入手し得るHCG抗抑清がHCG抗
体以外の成分を多量に含有する複雑な混合物である点に
あったと思われる。 その上、HCG抗血清から抗体を
抽出するには余計な手間がかかるという事実も1だ、H
CG抗血清を直接に使用する阻害試験の方が従来好まし
いとされてきた理由の1つである。 ところが、本発明
の一実施例に従えば、HCq抗体を血清から効率的に分
離する方法が提供される。 その上、かかる方法は一層
簡略な直接試験の実施を可能にする診断装置をも生み出
すのである。 典型的には、各抗原分子は複数の抗体分
子と複合する。 それらの抗体分子は相異なる粒子に付
随していることもあり得るため、たとえば被覆ポリスチ
レン球や赤血球の肉眼で見える凝集塊が生成される。 
 しかし凝集試験は、問題の粒子が免疫反応とは無関係
な様々の理由によって凝集する傾向を示し、そのため試
験の信頼性が低下するという欠点を有している。
However, such a simple method has not been used so far. The reason seems to be that the available HCG anti-suppressant is a complex mixture containing a large amount of components other than HCG antibodies. Moreover, there is the fact that extracting antibodies from HCG antiserum requires extra effort.
This is one of the reasons why inhibition tests that directly use CG antiserum have traditionally been preferred. However, according to one embodiment of the present invention, a method for efficiently separating HCq antibodies from serum is provided. Moreover, such a method also yields a diagnostic device that allows simpler direct testing to be carried out. Typically, each antigen molecule is complexed with multiple antibody molecules. The antibody molecules may be associated with different particles, thus producing visible aggregates of coated polystyrene spheres or red blood cells, for example.
However, agglutination tests have the disadvantage that the particles in question tend to agglutinate for various reasons unrelated to the immune response, thus reducing the reliability of the test.

それ故、典型的には熟練した技術者が細心の注意を払い
ながら凝集試験を実施するが、そn−でもなお診断上の
過誤が起ることは避けられなl/1゜抗体の精製濃縮物
を調製するだめの現行の方法[[えば、動物の生体系内
に抗原を導入することによって抗体の産生が励起され、
高度に希釈された状態の抗体を含有する血清がその動物
から採取され、それから一定量の抗原が血清中に混会さ
れる。 かかる抗原と抗体との混合物は複合し、そして
血清から沈殿する。 血清の残留成分を吸引除去した後
、抗原−抗体沈殿物は酸に溶解され1、それによって複
合結合が切断される。 この結果、酸中における抗原お
よび抗体分子の溶液が得られたことになる。 抗原およ
び抗体分子は相異なる物理的特性(たとえば重t)を有
するから、たとえば遠心分離のごとき機械的手段によっ
て両者を分離することが可能である。
Therefore, although agglutination tests are typically performed with great care by skilled technicians, diagnostic errors are still inevitable during the purification and concentration of l/1° antibodies. Current methods for preparing antibodies [e.g., introduction of an antigen into an animal's biological system stimulates production of antibodies;
Serum containing antibodies in a highly diluted state is collected from the animal, and then an amount of antigen is mixed into the serum. Such antigen and antibody mixtures are complexed and precipitated from the serum. After aspirating off the residual components of the serum, the antigen-antibody precipitate is dissolved in acid 1, thereby cleaving the complex bonds. This results in a solution of antigen and antibody molecules in acid. Because antigen and antibody molecules have different physical properties (eg, weight), it is possible to separate them by mechanical means, such as centrifugation.

ところで、抗原抗体複合反応は抗原が表面に吸着されて
いる場合にも起ることが刈られている。
Incidentally, it has been shown that the antigen-antibody complex reaction also occurs when the antigen is adsorbed on the surface.

このような表面における複合反応は楕円偏光計によって
観測されてきた。 楕円偏光計は複雑な光学計器であっ
て、それを用いれば0.7A程度の膜厚を測定すること
が可能となる。  しかし、楕円偏光計は高価である上
に熟練した操作者を必要とする。 楕円偏光計を用いた
従来の免役反応の研究に際しては、2つの方法が使用さ
れてきた。
Such complex reactions on surfaces have been observed using ellipsometers. An ellipsometer is a complex optical instrument that can be used to measure film thicknesses on the order of 0.7A. However, ellipsometers are expensive and require skilled operators. Two methods have been used in traditional immunoreaction studies using ellipsometers.

1つの方法によれば、研究すべき免疫反応をスライド上
で行なわせた後、そのスライドが楕円偏光計に取付けら
れて膜厚が実測される。  もう1つの方法によ九ば、
楕円偏光計に取付けられたスライド上で免疫反応が行な
わさnlそして膜厚の変化が観測さnる。 その際、絶
対膜厚の測定には極度の注意を払う必要がある。 他方
、膜厚の相対変化の測定は絶対膜厚の測定よりも容易で
あるが、溶液中の抗体濃度が低い場合には長い時間がか
かる。 それ故、経済的理由から、表面における免疫反
応の楕円偏光計による検出は診断目的用としては採用さ
れなかった。
According to one method, after the immune reaction to be studied is performed on a slide, the slide is mounted in an ellipsometer and the film thickness is measured. There is another method,
The immunoreaction is carried out on a slide mounted on an ellipsometer and changes in film thickness are observed. In this case, extreme care must be taken in measuring the absolute film thickness. On the other hand, measuring relative changes in film thickness is easier than measuring absolute film thickness, but takes a long time when the antibody concentration in solution is low. Therefore, for economic reasons, ellipsometric detection of immune reactions at surfaces has not been adopted for diagnostic purposes.

さて本発明は、任意の蛋白質がもっばら一分子層を成し
て基体上に吸着する一方、かかる蛋白質に対する特異的
な抗体(または抗原)がそれに結合すると基体上に二分
子層が形成されるという発見に基づいている。 そこで
本発明の目的は、かかる発見の応用により、医学診断上
および薬学上の用途にとって有用な方法および装置を提
供することにある。
Now, in the present invention, any protein is adsorbed onto a substrate in the form of a monomolecular layer, while a bimolecular layer is formed on the substrate when an antibody (or antigen) specific to such protein binds to it. It is based on the discovery that It is therefore an object of the present invention to provide methods and devices useful for medical diagnostic and pharmaceutical applications by application of such discoveries.

従って本発明の第1の主たる目的は、表面において起る
免疫反応を経済的に検出するための方法および装置を提
供することにある。
Accordingly, the first principal object of the present invention is to provide a method and apparatus for economically detecting immune reactions occurring on surfaces.

また、かかる免疫反応を電気的手段によって検出するよ
うな上記の方法および装置を提供することも本発明の目
的の1つである。
It is also an object of the present invention to provide the above-mentioned method and apparatus for detecting such an immune response by electrical means.

更にまた、かかる免疫反応を視覚的な直接観察によって
検出するような上記の方法および装置を提供することも
本発明の目的の1つである。
Furthermore, it is also an object of the present invention to provide the above method and apparatus for detecting such an immune response by direct visual observation.

本発明の第2の王たる目的は、表面において起る制御さ
れた免疫反応によって蛋白質や抗体を濃縮精製するだめ
の方法および装置を提供することにある。
The second main object of the present invention is to provide a method and apparatus for concentrating and purifying proteins and antibodies through a controlled immune reaction that occurs on the surface.

本発明の2つの実施例に従って簡潔に言えば、先ず基体
材料製の薄板が第1の蛋白質の溶液中に浸漬される結果
、第1の蛋白質の一分子層が基体に付着する。 こうし
て第1の蛋白質で被覆された基体が、次いで、第2の溶
液中に浸漬される。
Briefly, according to two embodiments of the invention, first a thin plate of substrate material is immersed in a solution of a first protein, so that a monolayer of the first protein is deposited on the substrate. The substrate thus coated with the first protein is then dipped into the second solution.

かかる第2の溶液は、第1の実施例においては第1の蛋
白質と特異的に反応する蛋白質を含有することが知られ
ているものであり、また第2の実施例においては第1の
蛋白質と特異的に反応する蛋白質を含有するかどうか疑
われているものである。
The second solution is known to contain a protein that specifically reacts with the first protein in the first example, and is known to contain a protein that specifically reacts with the first protein in the second example. It is suspected that it contains a protein that specifically reacts with

かかる特異的に反応する蛋白質、しかもそれのみが、基
体上の第1の蛋白質の一分子層に重なり合った第2の一
分子層を形成する。 次に、本発明の第1の実施例に従
えば、二分子層で被覆された基体が弱酸溶液中に浸漬さ
れる。 弱酸溶液によって2つの蛋白質層間の免疫学的
結合が切断される結果、弱酸溶液中には特異的に反応す
る蛋白質が精製された状態で回収されることになる。 
他方、本発明の第2の実施例に従えば、特異的は反応す
る蛋白質を含有するかどうか疑われている溶液中に浸漬
された後の基体が電気的または光学的に検査され、それ
によって基体に付着している蛋白質層が二分子層および
一分子層のいずれであるかが判定される。 その結果、
第2の溶液が第1の蛋白質と特異的に反応する蛋白質を
含有するかどうかが決定されることになる。
Such a specifically reactive protein, and only that protein, forms a second monolayer superimposed on the monolayer of the first protein on the substrate. Next, according to a first embodiment of the invention, the bilayer coated substrate is immersed in a weak acid solution. As a result of the weak acid solution cleaving the immunological bond between the two protein layers, the protein that specifically reacts with the weak acid solution is recovered in a purified state.
On the other hand, according to a second embodiment of the invention, the substrate after being immersed in a solution suspected of containing a specific reactive protein is electrically or optically examined, thereby It is determined whether the protein layer attached to the substrate is a bilayer or a monolayer. the result,
It will be determined whether the second solution contains a protein that specifically reacts with the first protein.

特許の対象とすべき本発明の新規な特徴は前記特許請求
の範囲に明確に示されている。 なお本発明は、その目
的および利点と共に、添付の図面に関連してなされる以
下の記載を読めば理解され得るはずである。
The patentable novel features of the invention are pointed out in the appended claims. The invention, together with its objects and advantages, will be better understood from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.

先ず、第1図は本発明の実施に関連した諸工程を図解す
る工程系統図である。 かかる工程系統図を上から下へ
読んで行く際、垂直方向の各レベルは時間的に継続した
作業工程の1つを表わす。
First, FIG. 1 is a process flow diagram illustrating various steps related to the implementation of the present invention. When reading such a process diagram from top to bottom, each vertical level represents one of the sequential work steps in time.

工程系統図中における垂直方向の所定レベルに複数の工
程が水平配列されているのは、本発明の各種の実施例に
従った場合、所定の垂直レベルにおける表記の工程のい
ずれか7つが選択的に実施されることを意味する。
The reason why a plurality of processes are arranged horizontally at a predetermined level in the vertical direction in the process diagram is that, according to the various embodiments of the present invention, any seven of the steps described at a predetermined vertical level can be selectively arranged. means that it will be carried out.

本発明の最初の実施例に従えば、作業は第1図中のブロ
ック16から開始する。 先ず、金属、ガラス、雲母、
プラスチック、溶融シリカ、石英などのごとき基体材料
製の薄板が用意される。
According to a first embodiment of the invention, operation begins at block 16 in FIG. First, metal, glass, mica,
A thin sheet of substrate material such as plastic, fused silica, quartz, etc. is provided.

かかる基体は、蛋白質に対する屈折率の差が最大である
点で金属から成ることが好ましく、とりわけ金属で被覆
されたスライドガラスから成ることが好ましい。 次い
で、問題となる第1の蛋白質を含有する溶液中に上記の
基体が浸漬される。
Such a substrate is preferably made of a metal since it has the largest difference in refractive index for proteins, and is particularly preferably made of a glass slide coated with a metal. Next, the substrate is immersed in a solution containing the first protein of interest.

かかる第1の蛋白質は生物学的に見れば抗原または抗体
であって、相当に濃縮された溶液として入手可能である
上、それど特異的に反応する蛋白質(生物学的に見れば
それぞれ抗体または抗原)を検出または精製するために
使用すべきものである。
The first protein is biologically an antigen or an antibody, which is available as a highly concentrated solution, and a protein with which it specifically reacts (biologically speaking, it is an antigen or an antibody, respectively). to detect or purify antigens).

かかる第1の蛋白質は一分子層を成して基体上に吸着す
る。 なお、いかなる蛋白質も一分子層を放して吸着す
るが、それ以上の吸着は決して起らない。 換言すれば
、蛋白質は基体に付着するけれど、それ自体には付着し
ないのである。 基体の表面全域に蛋白質の一分子層が
形成された後、被煉基体が第1の蛋白質の溶液から取り
出される。
The first protein forms a single molecular layer and is adsorbed onto the substrate. Note that any protein will be adsorbed by releasing one molecular layer, but no further adsorption will occur. In other words, the protein attaches to the substrate, but not to itself. After a monomolecular layer of protein has been formed over the entire surface of the substrate, the substrate is removed from the first protein solution.

なお、基体を完全に被覆するのに要する時間は溶液中の
蛋白質の濃度および溶液の攪拌の程度に依存する。 た
とえば、/係のウシ血清アルブミン溶液を使用した場合
、蛋白質の一分子層でスライドガラスを完全に被覆する
には約30分を要する。
Note that the time required to completely coat the substrate depends on the concentration of protein in the solution and the degree of stirring of the solution. For example, when using the bovine serum albumin solution in section 2, it takes about 30 minutes to completely coat a glass slide with a single molecular layer of protein.

第7図中のブロック14に示された次の工程は、第1の
蛋白質と特異的に反応する蛋白質を含有すどうか る力濃われる溶液中に上記の被覆基体を浸漬することで
ある。 この溶液は検出すべき特異的に反応する蛋白質
以外に多数の成分を含有する場合があるばかりか、その
ような場合の方がむしろ典型的と言える。  しかしな
がら、特異的に反応する蛋白質以外の蛋白質は基体上の
第1の蛋白質層に決して付着しない。 従って、特異的
に反応する蛋白質が問題の溶液中に存在しなければ、浸
漬後の基体はやはり蛋白質の一分子層しか有しない。
The next step, shown at block 14 in FIG. 7, is to immerse the coated substrate in a highly concentrated solution containing a protein that specifically reacts with the first protein. Not only can this solution contain many components other than the specifically reacting protein to be detected, but such a case is even more typical. However, proteins other than those that specifically react will never adhere to the first protein layer on the substrate. Therefore, if a specifically reactive protein is not present in the solution in question, the substrate after immersion will still have only a monolayer of protein.

他方、特異的に反応する蛋白質が問題の溶液中に存在す
れば、第1の蛋白質およびそれと特異的に反応する蛋白
質の間で免疫学的複合が起り、従って一定時間後の基体
は蛋白質の二分子層を有することになる。 なお、第1
図中のブロック16および14に示された工程は本発明
の実施例の全てに共通であることが留意されるべきであ
る。 被覆基体上に第2の蛋白質層が完全に付着するの
に要する時間は、やはり溶液中の特異的に反応する蛋白
質の11k[に依存する。 血清中の抗体の場合、この
時間は1日にわたることもある。 本発明の一実施例に
従えば、次の工程は第1図中のブロック15に示される
ととぐ弱酸溶液中に被覆基体を浸漬することであるが、
それと同時に第1図中のブロック22に示されるごとく
楕円偏光計による被覆基体の観測が行なわれる。 第1
の蛋白質で被覆された基体上における特異的に反応する
蛋白質層の形成は長い時間を要することがあるけれど2
種の蛋白質間の免疫学的結合は弱酸によって極めて急速
に切断される。 従って、楕円偏光計を用いて行なわれ
る観測は面倒な絶対膜厚の測定ではなくて比較的簡単な
膜厚の変化の観測であってよい。 その上、弱酸の作用
による特異的に反応する蛋白質層の剥離の轡、測は従来
のごとき特異的に反応する蛋白質層の形成の観測よりも
遥かに迅速に達成できる。 それ故、ブロック16に従
って多数の試験用スライドを作製し、その各々をブロッ
ク14に示されるごとく多数の血清試料の1つに暴露し
、それからブロック15および22に従ってかかるスラ
イドを連続的に検食し、それによっていずれの血清試料
が第1の蛋白質と特異的に反応する蛋白質を含有するか
を短時間で判定することができる。 弱酸は基体から第
1の蛋白質を剥離しないから、特異的に反応する蛋白質
を含有しない溶液中に浸漬された被覆基体は弱酸中に浸
漬されかつ楕円偏光計により観測された場合にも膜厚の
変化を示さない。 他方、特異的に反応する蛋白質を含
有する溶液中に浸漬されたものは弱酸中に浸漬されかつ
楕円偏光計により観測された場合に膜厚が約2〜り分の
/に変化する。 各回の観測は数分間で達成できるから
、能率的であり、従って診断学上有意義な試験方法が得
られることになる。
On the other hand, if a specifically reactive protein is present in the solution in question, an immunological complex will occur between the first protein and the protein that specifically reacts with it, so that after a certain period of time the substrate will become the second protein. It will have a molecular layer. In addition, the first
It should be noted that the steps shown in blocks 16 and 14 in the figure are common to all embodiments of the invention. The time required for complete deposition of the second protein layer on the coated substrate also depends on the 11k of the specifically reactive protein in solution. For antibodies in serum, this time can extend over a day. According to one embodiment of the invention, the next step is to immerse the coated substrate in a hot weak acid solution as shown in block 15 in FIG.
At the same time, the coated substrate is observed using an ellipsometer, as indicated by block 22 in FIG. 1st
Formation of a specifically reactive protein layer on a protein-coated substrate can take a long time;
Immunological bonds between species proteins are very rapidly cleaved by weak acids. Therefore, observation performed using an ellipsometer may be a relatively simple observation of changes in film thickness, rather than a complicated measurement of absolute film thickness. Moreover, the measurement of the detachment of a specifically reactive protein layer by the action of a weak acid can be achieved much more quickly than the conventional observation of the formation of a specifically reactive protein layer. Therefore, preparing a number of test slides according to block 16, exposing each of them to one of a number of serum samples as shown in block 14, and then sequentially testing such slides according to blocks 15 and 22; Thereby, it can be determined in a short time which serum sample contains a protein that specifically reacts with the first protein. Because a weak acid does not strip the first protein from the substrate, a coated substrate immersed in a solution that does not contain a specifically reactive protein will have a similar film thickness when immersed in a weak acid and observed with an ellipsometer. Shows no change. On the other hand, those immersed in a solution containing a specifically reactive protein will have a film thickness change of about 2 to 1/2 minutes when immersed in a weak acid and observed with an ellipsometer. Each observation can be accomplished in a few minutes, resulting in an efficient and therefore diagnostically meaningful test method.

これと密接に関係した本発明の別の実施例は蛋白質の濃
縮精製に役立つものであって、第1図中のブロック13
.14.15および26に示された諸工程から成る。 
先ず、ブロック16I/C示されるごとく、/対の抗原
抗体のうちで入手可能な蛋白質の溶液中に基体が浸漬さ
れる。 通常の場合、この蛋白質は抗原であるが、本発
明は第1の蛋白質の生物学的性質に依存しない。 第1
図中のブロック16に従って作製された被覆基体が、次
いで、ブロック14に示されるごとく第1の蛋白質と特
異的に反応する蛋白質を含有する溶液中に浸漬さ九る。
Another closely related embodiment of the present invention is useful for protein concentration and purification, and is shown in block 13 of FIG.
.. 14. Consists of the steps shown in 15 and 26.
First, as shown in block 16I/C, the substrate is immersed in a solution of the available protein of the antigen/antibody pair. Normally this protein is an antigen, but the invention does not depend on the biological nature of the first protein. 1st
A coated substrate prepared according to block 16 in the figure is then immersed in a solution containing a protein that specifically reacts with the first protein, as shown in block 14.

 通常の場合、特異的に反応する蛋白質は抗体であって
、ブロック14で使用される溶液は第1の蛋白質に暴露
された動物の血清である。
Typically, the specifically reactive protein is an antibody and the solution used in block 14 is serum from an animal exposed to the first protein.

このようにして蛋白質の二分子層で被覆された基体を第
1図中のブロック15に示されるととぐ弱酸中に浸漬す
れば、特異的に反応する蛋白質層が第1の蛋白質層から
剥離される。 この時点において、基体は第1の蛋白質
の一分子層で被覆されている一方、弱酸中には特異的に
反応する蛋白質の精製溶液が得られている。 次の工程
は、第1図中のブロック23に示されるごとく、特異的
に反応する蛋白質を含有する溶液中に第1の蛋白質層の
付着した基体を戻し、第2の蛋白質層を採集し、それを
再び弱酸で剥離し、それによって弱酸中の特異的に反応
する蛋白質の濃度を増大させることである。 このよう
な作業を継続すれば、特異的に反応する蛋白質の精製濃
縮物が弱酸中に回収されることになる。
When the substrate thus coated with a bilayer of protein is immersed in a weak acid shown in block 15 in FIG. 1, the specifically reactive protein layer is separated from the first protein layer. be done. At this point, the substrate is coated with a monolayer of the first protein, while a purified solution of the specifically reactive protein is obtained in the weak acid. The next step, as shown in block 23 in FIG. 1, is to return the substrate with the first protein layer attached to the solution containing the specifically reactive protein, collect the second protein layer, It is then stripped again with a weak acid, thereby increasing the concentration of specifically reactive proteins in the weak acid. If such operations are continued, purified concentrates of specifically reactive proteins will be recovered in weak acids.

前述の最初の実施例は楕円偏光計による免疫反応の検出
の能率を実用可能な程度にまで改善するものであるが、
それでもなお楕円偏光計の必要性を完全に排除すること
は経済的に見て望ましいと言える。 そこで、電気的手
段によって蛋白質層の相対膜厚を測定するための本発明
の別の実施例が提供される。 この実施例においては、
金属製の基体が使用されるか、あるいは第1図中のブロ
ック11に示されるごとく他種材料製の基体が最初に金
属薄膜で被覆される。 かかる金属基体または金属被覆
基体が、次いで、ブロック16および14に示された工
程に従って蛋白質溶液中に浸漬される。 このようにし
て基体に付着した蛋白質層は電気絶縁性を有する。 次
の工程は、第1図中のブロック16に示されるごとく、
基体に付着した上部蛋白質層の上に水銀滴またはその他
の電極を設置するととである。 上部蛋白質層は、特異
的に反応する蛋白質が問題の溶液中に含有されない場合
には第1の蛋白質から成るご方、特異的に反応する蛋白
質が問題の溶液中に含有される場合にはその蛋白質から
成る。 従って、金属基体または金属薄膜と水銀滴とは
蛋白質の一分子層ないし二分子層から成る絶縁層によっ
て隔離された蓄電器の2枚の電極板を構成する。 そこ
で、第1図中のブロック19に示されるごとく、たとえ
ばIB−,2f型ヒースキツト・インピーダンスeブリ
ッジ(HeathkiL Impedance Bri
dge ) a)ごとき任意適宜の電気容量測定計器に
よって上記の蓄電器の電気容器が測定される。 なお、
予測される通り、蛋白質の二分子層を有する上記蓄電器
の電気容量は蛋白質の一分子層を有する上記蓄電器の電
気容量の約2〜5分のlになることが判明した。
Although the first embodiment described above improves to a practical degree the efficiency of detecting immune reactions with an ellipsometer,
Nevertheless, it may be economically desirable to completely eliminate the need for an ellipsometer. Another embodiment of the invention is therefore provided for measuring the relative thickness of a protein layer by electrical means. In this example,
A metallic substrate may be used, or a substrate of another material may be first coated with a thin metal film, as shown in block 11 of FIG. Such metal or metal-coated substrates are then immersed in a protein solution according to the steps shown in blocks 16 and 14. The protein layer thus attached to the substrate has electrical insulation properties. The next step is as shown in block 16 in FIG.
A mercury drop or other electrode may be placed on top of the upper protein layer attached to the substrate. The upper protein layer consists of the first protein when the specifically reactive protein is not contained in the solution in question, and the upper protein layer consists of the first protein when the specifically reactive protein is contained in the solution in question. Consists of protein. The metal substrate or thin metal film and the mercury droplets thus constitute two electrode plates of a capacitor separated by an insulating layer consisting of a monolayer or bilayer of protein. Therefore, as shown in block 19 in FIG.
dge) The electrical enclosure of the capacitor described above is measured by any suitable capacitance measuring instrument such as a). In addition,
As expected, the capacitance of the capacitor with a bilayer of protein was found to be about 2 to 5 times lower than that of the capacitor with a monolayer of protein.

これと密接に関係した本発明の別の実施例は、特異的に
反応する蛋白質の存在を肉眼観察で確認可能とすること
により、特異的に反応する蛋白質の検出を一層簡略化す
るものである。 この実施例においては、水銀とアマル
ガムを生成する金属製の基体が使用されるか、あるいは
ブロック11の工程に従って水銀とアマルガムを生成す
る金属(好ましくは金)の薄膜で被覆された他種材料(
たとえばガラス)製の基体が使用される。 次いで、か
かる気体にブロック16および14の工程を施した後、
やはりブロック16に示されるごとく上部蛋白質層の上
に水銀滴が設置される。 しかるに、この実施例では電
気的測定が行なわれない。 すなわち、この実施例にお
ける次の工程は被覆基体を視覚的に観察し、それによっ
て基体上の金属薄膜と水銀との間に可視的なアマルガム
が生成されるまでに経過する時間を測定することである
。 本発明のこの実施例は、蛋白質の一分子層を通って
水銀が拡散するには約7分を要するのに対し、蛋白質の
二分子層を通って拡散するには10分以上を要するとい
う発見に基づいている。
Another embodiment of the present invention, which is closely related to this, further simplifies the detection of specifically reactive proteins by making it possible to confirm the presence of specifically reactive proteins by visual observation. . In this example, a mercury and amalgam forming metal substrate is used, or another material (preferably gold) coated with a thin film of a mercury and amalgam forming metal (preferably gold) according to the steps in block 11 is used.
For example, a substrate made of glass is used. Then, after subjecting such gas to the steps of blocks 16 and 14,
A drop of mercury is placed on top of the top protein layer, also as shown in block 16. However, no electrical measurements are made in this embodiment. That is, the next step in this example is to visually observe the coated substrate and thereby measure the time that elapses until a visible amalgam forms between the thin metal film on the substrate and the mercury. be. This embodiment of the invention is based on the discovery that it takes approximately 7 minutes for mercury to diffuse through a monolayer of protein, whereas it takes more than 10 minutes to diffuse through a bilayer of protein. Based on.

水銀は蛋白質層を通って拡散した後に基体上の金属薄膜
と可視的なアマルガムを生成するのであるから、上部蛋
白質層の上に水銀滴を設置してから可視的なアマルガム
が出現するまでの時間は蛋白質の二分子層および一分子
層のいずれが基体に存在するかを表わし、従って問題の
溶液が第1の蛋白質と特異的に反応する蛋白質を実際に
含有するかどうかを表わす。 ここに至って当業者に了
解される通り、前述の最後の実施例における電気容量測
定は上部蛋白質層の上に水銀滴を設置してから7分以内
に行なわなければならない。 さもないと、水銀が絶縁
性の蛋白質層を通って拡散して蓄電器を短絡してしまう
。 さもなければ、金属を金属酸化物の絶縁層で被覆し
てから蛋白質を金属酸化物上に付着させれば、かかる短
絡を防止することができる。 なお上記の実施例に従え
ば、問題の溶液中における特異的に反応する蛋白質の濃
度の概略的な定量測定が可能なことも認められよう。 
そのためには、ブロック16の工程において多数の基体
を作製した後、ブロック14に示されるごとくそれらを
問題の溶液中に同時に浸漬する一方、長時間にわたって
問題の溶液から順次に取り出せばよい。 特異的に反応
する蛋白質層が形成される速ltは浴液中の特異的に反
応する蛋白質の@度に依存するから、種々の時間にわた
って問題の溶液に暴露された一連の基体に関し水銀滴が
蛋白質層を通って拡散する時間を比較すれば、問題の溶
液中における特異的に反応する蛋白質の濃度が概略的に
定量測定されることになる。
Since mercury forms a thin metal film and visible amalgam on the substrate after diffusing through the protein layer, there is a time delay between placing a mercury drop on top of the upper protein layer and the appearance of visible amalgam. represents whether a bilayer or a monolayer of protein is present on the substrate, and thus represents whether the solution in question actually contains a protein that reacts specifically with the first protein. As will now be appreciated by those skilled in the art, capacitance measurements in the last example described above must be made within 7 minutes of placing the mercury drop on top of the top protein layer. Otherwise, mercury would diffuse through the insulating protein layer and short circuit the capacitor. Otherwise, such shorting can be prevented by coating the metal with an insulating layer of metal oxide and then depositing the protein on the metal oxide. It will also be appreciated that according to the above examples, it is possible to roughly quantitatively measure the concentration of a specifically reactive protein in the solution in question.
This can be accomplished by fabricating a number of substrates in the step of block 16 and then simultaneously immersing them in the solution of interest as shown in block 14, while sequentially removing them from the solution of interest over an extended period of time. Since the rate at which a specifically reactive protein layer is formed depends on the degree of specifically reactive proteins in the bath solution, mercury droplets are Comparing the diffusion times through the protein layers provides a rough quantitative measure of the concentration of the specifically reacting protein in the solution in question.

これと関係した本発明の別の実施例においては、前述の
最後の実施例の場合と同じく、第7図中のブロック11
に従って基体が金属薄膜で被覆される。 次いで、ブロ
ック16および14に示されるごとく基体が溶液中に浸
漬される。 この実施例における次の工程は、第1図中
のブロック17に示されるごとく上部蛋白質層を第2の
金属層で被覆し、それからこうして得られた構造物を第
1図中のブロック21に示されるととく反射光によって
観察することである。 なお、第2の金属層は電気めっ
きによって設置することが好ましい。 本質的には、こ
の実施例は回折格子として作用する構造物を与えるもの
であって、蛋白質の二分子層と一分子層との差は反射光
中に観測される分光成分から判定できる。
In a related embodiment of the invention, block 11 in FIG.
Accordingly, the substrate is coated with a thin metal film. The substrate is then dipped into the solution as shown in blocks 16 and 14. The next step in this example is to coat the top protein layer with a second metal layer, as shown in block 17 in FIG. It is best to observe it using reflected light. Note that the second metal layer is preferably installed by electroplating. Essentially, this embodiment provides a structure that acts as a diffraction grating, and the difference between a bilayer and a monolayer of a protein can be determined from the spectral components observed in the reflected light.

この実施例に基づく装置が第6図に示されている。 先
ず、金属製基体または金属薄膜で被覆さ−れた非金属製
基体の金属表面81上に、第1図中のブロック13に従
って第1の蛋白質層82が設置される。 次いで、蛋白
質層82で被覆された基体を問題の溶液中に浸漬すれば
、第1の蛋白質層82と特異的に反応する蛋白質が問題
の溶液中に存在する場合には第2の蛋白質層86が形成
される。 かかる蛋白質層の露出表面上に第2の金属層
が設置される。 その際、極めて少量の金属を使用すれ
ば、第2の金属層は多数の不連続な金属化領域(たとえ
ば84および85)から成ることになる。 こうして得
られた基体上に、光線86で表わされる光のビームが当
てられる。 かかる光は金属界面で反射される。 その
際、金属表面81および金属化領域(たとえば)84の
反射面間の距離は両者間における蛋白質層の厚さの関数
である。 従って、蛋白質層が二分子層および一分子層
のいずれであるかに応じ、光a!87によって表わされ
る反射光の分光成分は変化することになる。
A device based on this embodiment is shown in FIG. First, a first protein layer 82 is placed on a metal surface 81 of a metal substrate or a non-metallic substrate coated with a metal thin film according to block 13 in FIG. The substrate coated with the protein layer 82 is then immersed in the solution of interest, and if a protein that specifically reacts with the first protein layer 82 is present in the solution of interest, the second protein layer 86 is removed. is formed. A second metal layer is disposed on the exposed surface of such protein layer. If a very small amount of metal is used then the second metal layer will consist of a large number of discrete metallized regions (eg 84 and 85). A beam of light, represented by ray 86, is applied onto the substrate thus obtained. Such light is reflected at the metal interface. The distance between the reflective surface of the metal surface 81 and the metallized region (for example) 84 is then a function of the thickness of the protein layer therebetween. Therefore, depending on whether the protein layer is a bilayer or a monolayer, the light a! The spectral components of the reflected light represented by 87 will change.

第1図中に示された本発明の別の実施例は、第1図中の
ブロック12.13.14および18に示された諸工程
から成るものである。 この実施例の場合、ガラス、プ
ラスチック、溶融シリカ、雲母、石英などのごとき光透
過性の基体材料を使用しなければならない。  とりわ
けガラスが好適であるが、簡便に入手し得る基体は顕微
鏡用のスライドガラスである。 先ず、第1図中のブロ
ック12に示されるごとく金属(たとえばインジウム)
を蒸着することにより、基体が多数の金属球体で被覆さ
れる。 たとえば、水銀柱約s x’1o−5胃の常用
真空中において、インジウムがタンタル製ポートからガ
ラス基体上にゆっくりと蒸着される。 インジウム原子
は基体の表面上における移動特性が太きく、従ってガラ
ス基体を顕著に濡らすことがないため、基体上に蒸着さ
れたインジウムは集会して小さな粒子となる。 基体上
に蒸着された場合に球体を形成するような類似の特性を
有するものであれば、任意の金属が使用できる。
Another embodiment of the invention shown in FIG. 1 consists of the steps shown in blocks 12, 13, 14 and 18 in FIG. For this embodiment, an optically transparent substrate material such as glass, plastic, fused silica, mica, quartz, etc. must be used. Glass is particularly preferred, and a readily available substrate is a microscope slide glass. First, as shown in block 12 in FIG.
The substrate is coated with a large number of metal spheres by vapor deposition. For example, indium is slowly deposited onto a glass substrate through a tantalum port in a conventional vacuum of about s x'1o-5 mercury columns. The indium atoms deposited on the substrate aggregate into small particles because the indium atoms have strong mobility over the surface of the substrate and therefore do not significantly wet the glass substrate. Any metal that has similar properties such as forming spheres when deposited onto a substrate can be used.

実際、インジウム以外にも、金、銀、スズおよび鉛が有
用であった。 かかる金属の蒸着は基体の色が淡褐色に
なるまで継続される。  この時点において、金属球体
は1000 A程度の直径を有している。 球体の正確
な寸法は重要でないが、その直径は可視光の主要部分の
波長と等しくなければならない。 次の工程は、第1図
中のブロック16に示されるごとく、球体で被覆された
基体を第1の蛋白質の溶液中に浸漬することである。 
第1の蛋白質はやはり一分子層を成して基体および金属
球体上に付着する。 蛋白質の一分子層が形成されれば
、かかる被覆基体は第1の蛋白質と特異的に反応する蛋
白質の存在が疑われる溶液を試験するために使用できる
。 すなわち、第1図中のブロック14に示されるごと
く被覆基体が問題の溶液中に浸漬される。 その結果、
特異的に反応する蛋白質が存在すれば、基体および金属
球体には蛋白質の二分子層が付着することになる。 他
方、特異的に反応する蛋白質が存在しなければ、基体お
よび金属球体には蛋白質の一分子層が付着しているに過
ぎない。次いで、第1図中のブロック18に示されると
と(、被段基体が反射光または透過光によって観察され
る。 その結果、被覆基体の外観から、それに付着して
いる蛋白質層の膜厚に関する判定、従って特異的に反応
する蛋白質の存在に関する判定が下される。 蛋白質層
の膜厚は被覆基体において観察される褐色の色調の変化
に対応している。 これらの変化は極めて顕著なもので
あるため、蛋白質層の検出は非常に簡単な作業である。
In fact, besides indium, gold, silver, tin, and lead were also useful. This metal deposition is continued until the substrate becomes light brown in color. At this point, the metal sphere has a diameter on the order of 1000 amps. The exact dimensions of the sphere are not important, but its diameter must be equal to the wavelength of the main part of visible light. The next step is to immerse the sphere-coated substrate into a solution of the first protein, as shown at block 16 in FIG.
The first protein is also deposited in a monolayer on the substrate and metal sphere. Once a monolayer of protein is formed, such a coated substrate can be used to test a solution suspected of containing a protein that specifically reacts with the first protein. That is, the coated substrate is immersed in the solution of interest, as indicated by block 14 in FIG. the result,
If a specifically reactive protein exists, a bilayer of the protein will adhere to the substrate and metal sphere. On the other hand, in the absence of a specifically reactive protein, only a monomolecular layer of protein is attached to the substrate and metal sphere. Next, as shown in block 18 in FIG. A determination is therefore made regarding the presence of a specifically reactive protein. The thickness of the protein layer corresponds to the changes in brown color observed in the coated substrate. These changes are quite pronounced. Therefore, detection of the protein layer is a very simple task.

 基体上に粒子のみが存在する場合の褐色の色調に比べ
、蛋白質の一分子層で被覆された粒子は暗い色調の褐色
を示し、また蛋白質の二分子層で被覆された粒子は一層
暗い色調の褐色を示す。 このような検出方法は、電磁
輻射線が入射エネルギーの主要部分の波長に等しい直径
を持った導電性球体によって著しく散乱され、しかもか
かる散乱は球体上に設置された薄い絶縁性被膜によって
大きく影響されるという事実に基づいている。
Particles coated with one monolayer of protein exhibit a darker tone of brown, and particles coated with a bilayer of protein exhibit a darker tone of brown, compared to the brown tone of the particles alone on the substrate. Shows brown color. Such detection methods require that electromagnetic radiation is significantly scattered by a conductive sphere with a diameter equal to the wavelength of the main portion of the incident energy, and that such scattering is significantly influenced by a thin insulating coating placed on the sphere. It is based on the fact that

この実施例に基づく診断装置の実際の写真が第5図に示
されている。 第5図中の各写真においては、試験用ス
ライドが透過光によって観察されている。 写真5aV
i一方の表Ifi10θ上にインジウム球体を有するス
ライドを示している。 写真5bも写真5aのスライド
と同様にして作製されたスライドであるが、その左端は
ウシ血清アルブミンの溶液中に浸漬され、それによって
ウシ血清アルブミンの一分子層101が吸着されている
An actual photograph of a diagnostic device based on this embodiment is shown in FIG. In each photograph in FIG. 5, the test slide is viewed under transmitted light. Photo 5aV
i One table Ifi10θ shows a slide with indium spheres on it. Photo 5b is also a slide prepared in the same manner as the slide in photo 5a, but its left end is immersed in a solution of bovine serum albumin, thereby adsorbing a monolayer of bovine serum albumin 101.

写真5Cも同様なスライドであって、その左端はウシ血
清アルブミンの溶液中に浸漬され、それによってウシ血
清アルブミンの一分子層101が付着している。 更に
その下端は卵白アルブミンの溶液中に浸漬され、それに
よって卵白アルブミンの一分子層102が吸着されてい
る。 ところで、写真5Cのスライドの被覆部分の外観
は全て同様であることが留意されるべきである。 これ
は、スライド上に蛋白質の一分子層しか存在していない
ことを表わす。 従って、ウシ血清アルブミンおよび卵
白アルフミンはスライド上に吸着するけれど、予めウシ
血清アルフミンで被覆された部分のスライド上には卵白
アルブミンが付着しないことがわかる。 換言すれば、
任意の蛋白質が基体に付着するけれど任意の蛋白質層に
蛋白質が付着するわけではないという前述の発見を写真
5Cは例証している。 写真5dのスライドの作製に当
っては、その左端をウシ血清アルブミンの溶液中に浸漬
することによって一分子層101が付着させられ、その
右端を卵白アルブミンの溶液中に浸漬することによって
一分子層102が付着させられ、そして最後にその下端
がウシ血清アルブミンに対するウサギ抗血清の溶液中に
浸漬された。 従って、106はウシ血清アルブミンに
対するウサギ抗血清の一分子層である。 □右側下方の
隅の外観から見れば、ウシ血清アルブミンに対するウサ
ギ抗血清は卵白アルブミン層102に付着せず、従って
写真5dのスライドの右側下方の隅は卵白アルブミンの
一分子層のみで被覆されていることがわかる。
Photo 5C is a similar slide, the left end of which has been immersed in a solution of bovine serum albumin, thereby depositing a monolayer of bovine serum albumin 101. Further, its lower end is immersed in an ovalbumin solution, thereby adsorbing a monomolecular layer 102 of ovalbumin. By the way, it should be noted that the appearance of the coated portions of the slides in Photo 5C are all similar. This indicates that only one monolayer of protein is present on the slide. Therefore, it can be seen that although bovine serum albumin and ovalbumin are adsorbed onto the slide, ovalbumin does not adhere to the portion of the slide that has been previously coated with bovine serum albumin. In other words,
Photo 5C illustrates the previously mentioned finding that any protein will attach to the substrate, but not to any protein layer. In preparing the slide shown in Photo 5d, a monomolecular layer 101 is attached by dipping its left end into a solution of bovine serum albumin, and a monomolecular layer 101 is deposited by dipping its right end into a solution of ovalbumin. 102 was attached and finally its lower end was dipped into a solution of rabbit antiserum against bovine serum albumin. Thus, 106 is a monolayer of rabbit antiserum against bovine serum albumin. □ Judging from the appearance of the lower right corner, the rabbit antiserum against bovine serum albumin does not adhere to the ovalbumin layer 102, so the lower right corner of the slide in photo 5d is covered with only a monolayer of ovalbumin. I know that there is.

写真5dの左側下方の遇は顕著に暗くなっているが、こ
れは予め吸着されたウシ血清アルブミンの第1の7−分
子層およびそれと免疫学的に複会したウシ血清アルブミ
ンに対するウサギ抗血清の第2の一分子層から成る蛋白
質の二分子層が存在することを表わす。 このように、
特異的に反応する蛋白質のみがスライド上に二分子層を
与えるのであって、その他の蛋白質層は全て一分子層で
あることがわかるはずである。
The lower left side of photo 5d is noticeably darker, which is due to the first 7-molecule layer of pre-adsorbed bovine serum albumin and the immunologically complex rabbit antiserum against bovine serum albumin. This indicates the presence of a bilayer of protein consisting of a second monolayer. in this way,
It should be seen that only the specifically reacting proteins give a bilayer on the slide, all other protein layers are monolayers.

医学診断用の道具を与えるような上記実施例の変形実施
例に従えば、表面上に金属球体を有する基体が第7の抗
原の溶液中に部分的[(第1の深さまで)浸漬される。
According to a variant embodiment of the above embodiment, providing a medical diagnostic tool, a substrate having metal spheres on its surface is partially immersed (to a first depth) in a solution of a seventh antigen. .

 その結果、溶液中に浸漬された領域に関し、基体は第
1の抗原の一分子層で被覆される。 乾燥後、かかる基
体が第2の抗原の溶液中に一層深く(第2の深さまで)
浸漬される。 第2の抗原は第7の抗原には付着しない
が、溶液中に浸漬された基体の未被覆部分には付着する
。 再び乾燥後、かかる基体が第3の抗原の溶液中にな
お一層深く(第3の深さまで)浸漬される。 第3の抗
原は第1または第2の抗原で被覆されていない基体部分
にのみ付着する。
As a result, for the area immersed in the solution, the substrate is coated with a monolayer of the first antigen. After drying, such substrate is placed deeper into a solution of a second antigen (up to a second depth).
immersed. The second antigen does not attach to the seventh antigen, but does attach to the uncoated portion of the substrate immersed in the solution. After drying again, such a substrate is immersed even deeper (to a third depth) into a solution of a third antigen. The third antigen attaches only to portions of the substrate not coated with the first or second antigen.

このような操作が任意の数の抗原に関して繰返される。Such operations are repeated for any number of antigens.

 その結果、多数の縞状を成す各種抗原の一分子層で被
覆された基体が得られる。 こうして被覆されたスライ
ドが診断用の道具となる。
As a result, a substrate coated with a monomolecular layer of various antigens forming a large number of stripes is obtained. The coated slide thus becomes a diagnostic tool.

医学診断の実施に当っては、かかるスライドをたとえば
血液の検体中に一定時間(典型的には数時間)だけ浸漬
すればよい。 次いで、検体からスライドを取出して水
洗した後、反射光または透過光による観察が行なわれる
。 かかるスライドは検体中に存在する抗体を表わす濃
淡の縞模様を示すから、それらの情報に基づいて医学診
断が可能となる。
In performing a medical diagnosis, such a slide may be immersed in a sample of blood, for example, for a certain period of time (typically several hours). Next, the slide is removed from the specimen and washed with water, followed by observation using reflected light or transmitted light. Such slides display dark and light stripes representing the antibodies present in the specimen, allowing medical diagnosis to be made based on this information.

第2図は、本発明の前述の最後の実施例に基づく診断装
置の一部の拡大立面図である。 図中には、蒸着金属の
球体62が多数付着した基体61の一部が示されている
。 金属球体32tj:前述のごとく基体61上にイン
ジウムを蒸着することによって形成するのが好ましいけ
れど、同様な原子移動特性および非湿潤特性を持ったそ
の他の金属たとえば金、銀、スス、鉛などを蒸着するこ
とによって形成してもよい。 基体の温度が変化するの
に伴ない、多数の金属がかかる特性を示すはずである。
FIG. 2 is an enlarged elevational view of a portion of a diagnostic device according to the last described embodiment of the invention. The figure shows a part of a base 61 to which a large number of vapor-deposited metal spheres 62 are attached. Metal sphere 32tj: preferably formed by vapor depositing indium on the substrate 61 as described above, but other metals with similar atomic transfer and non-wetting properties such as gold, silver, soot, lead, etc. may be vapor deposited. It may be formed by Many metals should exhibit such properties as the temperature of the substrate changes.

 第1の蛋白質の溶液中に浸漬すれば、基体61および
金属球体62から成る装置は第2図中の66として示さ
れるごとく蛋白質分子64の一分子層で被覆される。 
 66として示された装置は、蛋白質分子34と特異的
に反応する蛋白質の存在が疑われる溶液を試験するため
に使用すべき診断用の道具となる。 すなわち、66と
して示された装置が蛋白質分子64と特異的に反応する
蛋白質に暴露された場合、かかる装置は65として示さ
れるような外観を有することKなる。
Upon immersion in a solution of the first protein, the device consisting of substrate 61 and metal spheres 62 is coated with a monolayer of protein molecules 64, as shown at 66 in FIG.
The device designated 66 is a diagnostic tool to be used to test solutions suspected of containing proteins that specifically react with protein molecules 34. That is, when a device designated as 66 is exposed to a protein that specifically reacts with protein molecule 64, such device will have an appearance as shown as 65.

その場合、基体61および金属球体52は蛋白質の二分
子層で被覆されるわけで、かかる二分子層は基体61お
よび金属球体62に重なり合った第1の一分子層を形成
している第1の蛋白質の分子64並びに第1の一分子層
、基体61および金属球体62に重なり合いかつ第1の
一分子層と免疫学的に結合した第2の一分子層を形成し
ている第1の蛋白質と特異的に反応する蛋白質の分子6
6とから成っている。
In that case, the substrate 61 and the metal spheres 52 are coated with a bilayer of protein, which bilayer forms a first monolayer overlapping the substrate 61 and the metal spheres 62. a first protein forming a second monolayer overlapping the protein molecules 64 and the first monolayer, the substrate 61 and the metal sphere 62 and immunologically bonded to the first monolayer; Specifically reactive protein molecules 6
It consists of 6.

かかる診断用の被覆スライドにおけるコントラストを増
大させるような上記実施例の変形実施例が第7図に示さ
れている。 この場合には、第2図に見られるごとく表
面上に金属球体52を有しかつ蛋白質分子34で被覆さ
れたスライド31が被覆側を下向きにして光反射性液体
71中に浸漬される。 次いで、スライド61がその上
面から反射光によって観察される。 第7図の診断装置
に入射した光を全反射させるためには、光反射性液体7
1は金属性液体とりわけ水銀であることが好ましい。 
非金属性液体が使用さ゛れる場合には、全反射を行なわ
せようとすれば、第7図の診断装置の使用に際して採用
すべき光学的な入射角および観察角が重要となる。 こ
の変形実施例に従って観察される診断装置の外観は第5
図の場合と同様であるが、コントラストの増大が見られ
る。
A modified embodiment of the above embodiment for increasing the contrast in such diagnostic coated slides is shown in FIG. In this case, as seen in FIG. 2, a slide 31 having metal spheres 52 on its surface and coated with protein molecules 34 is immersed in a light-reflecting liquid 71 with the coated side facing downward. The slide 61 is then observed from its top surface using reflected light. In order to completely reflect the light incident on the diagnostic device shown in FIG.
Preferably, 1 is a metallic liquid, especially mercury.
When a non-metallic liquid is used, the optical angle of incidence and observation angle to be adopted when using the diagnostic apparatus of FIG. 7 are important if total reflection is to be performed. The external appearance of the diagnostic device observed according to this modified embodiment is as follows.
Similar to the case shown in the figure, but with an increase in contrast.

第3図は、本発明の別“の実施例に基づく診断目的用お
よび蛋白質や抗体の濃縮精製用装置の拡大立面図である
。 図中には、前述のごとくにして蛋白質分子42の一
分子層で被覆された基体41から成る装置が40として
示されている。 次に、やはり前述のごとくにして蛋白
質分子42と特異的に反応する蛋白質分子44の一分子
層が免疫学的に結合した後の上記装置が46として示さ
れている。 他方、別の基体45上には弱酸溶液の液滴
46が設置されている。 基体41幹よび45の相互に
向い合った表面はそれぞれ蛋白質の二分子層および弱酸
溶液(たとえば0.INクエン酸溶液)の液滴を有する
わけだが、これらが物理的に接触させられる。 本発明
の発見に基づけば、弱酸溶液の液滴46は蛋白質分子4
2および440間の免疫学的結合を切断する。 その際
、いずれの蛋白質の生化学的特性も影響を受けることは
なく、また第1の蛋白質分子42と基体41との間の結
合が切断されること屯ない。 従って、47として示さ
れるごとく基体41および45が再ひ引離された場合、
基体41には第1の蛋白質分子42の一分子層が付着し
ている一方、基体45には特異的に反応する蛋白質分子
44の一分子層が付着している。 その結果、蛋白質分
子42の付着した基体41は特異的に反応する蛋白質の
一分子層で被覆された基体を作製する作業を繰返すため
にも使用できるし、あるいは本発明の前述の別の実施例
に基づく試験用スライドとしそも使用できる。 他方、
特異的に反応する蛋白質44の付着した基体45は本発
明の前述の別の実施例に従って第7の蛋白質の存在が疑
われる溶液を判定するだめの試験用スライドとして使用
できる。 本発明のこの実施例は特に有意義であると考
えられる。 なぜなら、既に指摘された通り、生物学的
に興味のある通常の蛋白質のうちでも抗原はかなり容易
に精製状態で入手可能であ抄、従ってそれを基体上に吸
着させれば抗体の存在が疑われる溶液を判定するための
試験用スライドを作製できるのに対し、抗体は容易に入
手可能とは言えないからである。 それ故、本発明以前
には、抗原の存在が疑われる溶液を判定するための試験
用スライドを作製することは一般に不可能であった。 
しかるに、第3図に示された方法および装置はたとえば
抗体分子44の一分子層で被縫された基体45から成る
試験用スライドの作製を可能にするのであって、それを
使用すれば抗原の存在が疑われる溶液を判定することが
できるわけである。
FIG. 3 is an enlarged elevational view of an apparatus for diagnostic purposes and for concentrating and purifying proteins and antibodies according to another embodiment of the present invention. A device comprising a substrate 41 coated with a molecular layer is shown at 40. Next, a monolayer of protein molecules 44, which specifically react with protein molecules 42, is immunologically bound, also as described above. The above device is shown as 46 after the above procedure.On the other hand, a droplet 46 of a weak acid solution is placed on another substrate 45.The mutually facing surfaces of the substrate 41 and 45 are each coated with protein. The bilayer and the droplet of a weak acid solution (e.g., 0.IN citric acid solution) are brought into physical contact.Based on the findings of the present invention, the droplet 46 of the weak acid solution is
2 and 440. At this time, the biochemical properties of any of the proteins are not affected, and the bond between the first protein molecule 42 and the substrate 41 is not broken. Therefore, when substrates 41 and 45 are pulled apart again as shown at 47,
One molecule layer of first protein molecules 42 is attached to the substrate 41, while one molecule layer of specifically reactive protein molecules 44 is attached to the substrate 45. As a result, the substrate 41 with attached protein molecules 42 can be used to repeat the process of producing a substrate coated with a monolayer of specifically reactive proteins, or alternatively, in another embodiment of the invention described above. You can also use test slides based on . On the other hand,
The substrate 45 with the specifically reactive protein 44 attached thereto can be used as a test slide for determining the presence of the seventh protein in a solution according to another embodiment of the invention described above. This embodiment of the invention is believed to be particularly meaningful. This is because, as already pointed out, among ordinary proteins of biological interest, antigens are quite easily available in purified form, and therefore, by adsorbing them onto a substrate, the presence of antibodies can be suspected. This is because while test slides can be prepared to determine which solutions are used, antibodies are not readily available. Therefore, prior to the present invention, it was generally not possible to prepare test slides for determining solutions suspected of containing antigens.
However, the method and apparatus shown in FIG. 3 makes it possible, for example, to prepare a test slide consisting of a substrate 45 sewn with a monolayer of antibody molecules 44, which can be used to detect antigens. This makes it possible to determine which solutions are suspected of being present.

本発明の別の実施例に基づく診断装置の構造が第り図に
示され、またそれの動作原理を表わすグラフが第g図に
示されている。 第9図に示されている通り、この実施
例に基づく診断装置は第1の蛋白質の一分子層92を吸
着させた金製の基体91から放っている。 ただし、経
済的な理由から、基体91は他種金属上に金の薄層をめ
っきしたものであることが好ましい。 金は可視スペク
トルの範囲内に吸収帯を有する。 全特有の色はこの事
実によって説明されるわけで、そのことが本発明のこの
実施例の動作を可能にするのである。
The structure of a diagnostic device according to another embodiment of the invention is shown in FIG. 3, and a graph representing its operating principle is shown in FIG. g. As shown in FIG. 9, the diagnostic device according to this embodiment emits a monomolecular layer 92 of a first protein from a gold substrate 91 onto which it has been adsorbed. However, for economical reasons, it is preferable that the substrate 91 is a thin layer of gold plated on another metal. Gold has absorption bands within the visible spectrum. The entire unique color is explained by this fact, which allows this embodiment of the invention to work.

この実施例め動作原理は第g図に示されている。 図中
には、相対反射率を波長に対してプロットした7群の反
射率曲線が描かれている。 曲線96が金製基体の本来
の反射率を表わすのに対し、曲線94は蛋白質の一分子
層を有する金製基体の反射率を表わし、また曲線95は
蛋白質の二分子層を有する金製基体の反射率を表わす。
The principle of operation of this embodiment is shown in FIG. g. In the figure, seven groups of reflectance curves are drawn in which relative reflectance is plotted against wavelength. Curve 96 represents the native reflectance of a gold substrate, whereas curve 94 represents the reflectance of a gold substrate with a monolayer of protein, and curve 95 represents the reflectance of a gold substrate with a bilayer of protein. represents the reflectance of

 このように、曲線96に従えば、91のごとき金製基
体は全特有の鮮やかな黄色を呈するわけである。
Thus, if curve 96 is followed, a gold substrate such as 91 will exhibit a unique bright yellow color.

基体91に第1の蛋白質の一分子層92が付着した場合
、曲線94に従えば、試験用スライドの外観は鈍い黄色
となる。 次いで、第1の蛋白質と特異的に反応する蛋
白質を含有するかどうか疑われる溶液に試験用スライド
が暴露された場合、特異的に反応する蛋白質が溶液中に
存在すれば試験用スライドは蛋白質の二分子層を有する
ことに々す、従ってその外観は曲線95によって示され
るごとく明確に緑色となる。
When a monomolecular layer 92 of the first protein is deposited on the substrate 91, following the curve 94, the test slide will have a dull yellow appearance. If the test slide is then exposed to a solution suspected of containing a protein that specifically reacts with the first protein, the test slide will be exposed to the protein if a specifically reacting protein is present in the solution. It often has a bilayer, so its appearance is distinctly green, as shown by curve 95.

これまでに実施された試験によれば、金属球体の付着し
た基体を使用する実施例および金製基体を使用する実施
例が概して最も有用であると思われる。 その上、これ
ら2つの実施例は問題の蛋白質の膜厚に応じて相異なる
感度を示すことも確認された。 更に詳しく言えば、金
属球体の付着した基体を使用する実施例の最大感度は約
200λ以下の膜厚に対して達成される。  しかるに
、金製基体を使用する実施例の最大感度は30Aを越え
る膜厚に対して達成されるのである。
Based on tests conducted to date, embodiments using a substrate with metal spheres attached and embodiments using a gold substrate appear to be generally the most useful. Moreover, it was also confirmed that these two Examples exhibit different sensitivities depending on the film thickness of the protein in question. More specifically, the maximum sensitivity of embodiments using substrates with metal spheres is achieved for film thicknesses of about 200 λ or less. However, maximum sensitivity for embodiments using gold substrates is achieved for film thicknesses in excess of 30A.

本発明に従って実施されたある診断方法によれば、スラ
イドガラスが先ずインジウムの薄層で被覆され、次いで
金の薄層で被覆された。 インジウムの下部被膜が使用
されたのは、ガラスと金との付着力を改善するためであ
った。 その上、金の薄層中へインジウムが拡散すると
試験用スライドの光学的特性が改善されることも判明し
た。
According to one diagnostic method carried out according to the invention, a glass slide was first coated with a thin layer of indium and then with a thin layer of gold. An indium bottom coating was used to improve adhesion between the glass and the gold. Furthermore, it has been found that diffusion of indium into a thin layer of gold improves the optical properties of the test slide.

こうして作製されたスライドが肝炎関連抗原の一分子層
で被膜された。 他方、肝炎の存在を一試験すべきヒト
の血液試料中に肝炎関連抗原に対する抗体が混合された
。 かかる抗体の量は、血液試料中に肝炎関連抗原が存
在すれば、それによって混合物中から免疫学的に除去さ
れてしまうだけのものであった。 このようにして前処
理を受けた血液試料中に試験用スライドが浸漬された。
The slides thus prepared were coated with a monolayer of hepatitis-associated antigen. On the other hand, antibodies against hepatitis-associated antigens were mixed into human blood samples to be tested for the presence of hepatitis. The amount of antibodies was such that, if present in the blood sample, hepatitis-associated antigens would be immunologically removed from the mixture. A test slide was immersed in a blood sample that had been pretreated in this way.

 取出したところ、肝炎陰性の血液試料中に浸漬された
スライドは緑色を帯びた外観によって確認される通り蛋
白質の二分子層を有していた。 かかる蛋白質の二分子
増は、予め設置された肝炎関連抗原の一分子層およびそ
れと免疫学的に結合した肝炎関連抗原に対する抗体の一
分子層から成るものであった。 他方、肝炎陽性の血液
試料中に浸漬されたスライドは元来の鈍い黄色の外観を
保持し、従って肝炎関連抗原の一分子層のみを有するこ
とが判明した。 この場合、血液試料中に導入された抗
体は内部の肝炎関連抗原と複合して血液試料から沈殿し
てしまうため、試験用スライド上の肝炎関連抗原と反応
することはあり得ないわけである。
Upon removal, the slide immersed in the hepatitis-negative blood sample had a bilayer of protein as confirmed by its greenish appearance. The bimolecular addition of such a protein consisted of one molecular layer of a pre-installed hepatitis-associated antigen and one molecular layer of an antibody against the hepatitis-associated antigen immunologically bound thereto. On the other hand, slides immersed in hepatitis-positive blood samples retained their original dull yellow appearance and were thus found to have only a monolayer of hepatitis-associated antigens. In this case, the antibody introduced into the blood sample is complexed with the internal hepatitis-related antigen and precipitated from the blood sample, so it is impossible for it to react with the hepatitis-related antigen on the test slide.

ところで、上記の試験は阻害試″願であることが認めら
れよう。 本発明に従って実施された別の診断方法によ
れば、直接試験も可能である。
By the way, it will be appreciated that the above test is an inhibition test.According to another diagnostic method carried out according to the invention, a direct test is also possible.

それによれば、先ずガラス−インジウム−金製のスライ
ドが上記のごとぐにして作製され、次いで肝炎関連抗原
に対する抗体−の一分子層で被覆された。 一部のスラ
イドは、肝炎患者から採取され、従って肝炎関連抗原を
含有することが知られている混注血清中に浸漬された。
Therein, glass-indium-gold slides were first prepared as described above and then coated with a monolayer of antibodies against hepatitis-associated antigens. Some of the slides were taken from patients with hepatitis and were therefore immersed in mixed serum known to contain hepatitis-related antigens.

 また、残りのスライドは肝炎関連抗原を含有しないこ
とが知られている血清試料中に浸漬された。 予側通り
、混注血清中に浸漬されたスライドは蛋白質の二分子層
を有していたのに対し、別の血清試料中に浸漬されたス
ライドは蛋白質の一分子層しか有していなかった。
The remaining slides were also immersed in a serum sample known not to contain hepatitis-associated antigens. As expected, the slides immersed in the mixed serum had a bilayer of protein, whereas the slides immersed in another serum sample had only a monolayer of protein.

理論的に見れば、上記の直接試験の方が好適な診断方法
である。 なぜなら、直接試験は手順が比較的簡単であ
る上、この場合には直接試験の方が阻害試験よりも筒い
感度を有するからである。
From a theoretical point of view, the above-mentioned direct test is the preferred diagnostic method. This is because the direct test has a relatively simple procedure, and in this case, the direct test has more sensitivity than the inhibition test.

直接試験の方が高い感度を有するのは、肝炎関連抗原に
対する抗体の分子よりも肝炎関連抗原の分子の方が遥か
に大きいことに起因する。 それ故、直接試験において
は膜厚の変化の割合が大きく、従って顕著なコントラス
ト全観察することが可能である。
The higher sensitivity of direct tests is due to the fact that molecules of hepatitis-associated antigens are much larger than molecules of antibodies to hepatitis-associated antigens. Therefore, in a direct test, the rate of change in film thickness is large, and therefore it is possible to observe all of the remarkable contrast.

病気にかかったヒトの血液中における肝炎関連抗原の濃
度は時間の関数である。 すなわち、肝炎関連抗原の濃
IWは肝炎の症状発現直前の時期には極めて筒い。  
しかるに、症状発現よりずっと後の時期にあるヒトの血
液中における肝炎関連抗原の濃度は非常に低い。 医学
的に見れば、これらの状gはいずれも興味あるものであ
る。 症状発現中および症状発現直前の時期における肝
炎関連抗原の検出は診断目的の点で価値がある一方、症
状発現よりずっと後の時期における肝炎関連抗原の検出
は予定された供血者の血液の選別と^う点で価値がある
。 実際問題として、血液試料中における肝炎関連抗原
の′a#が比較的高いために実施が容易であることを考
えると、診断目的には簡単で感度の高い直接試験の方が
好ましい。
The concentration of hepatitis-associated antigens in the blood of diseased humans is a function of time. In other words, the concentration of hepatitis-related antigen IW is extremely low just before the onset of hepatitis symptoms.
However, the concentration of hepatitis-related antigens in human blood long after the onset of symptoms is very low. From a medical perspective, all of these conditions are interesting. While the detection of hepatitis-associated antigens during and just before the onset of symptoms is valuable for diagnostic purposes, the detection of hepatitis-associated antigens much later than the onset of symptoms is a challenge in the screening of blood from prospective donors. There is value in that. As a practical matter, simple and sensitive direct tests are preferred for diagnostic purposes, given the relatively high 'a# of hepatitis-associated antigens in blood samples and their ease of implementation.

選別目的用として上記[記載された阻害試験が実験的に
評価され、それによって公知の選別方法に対する阻害試
験の価値が判定された。 これらの試験においては、肝
炎陽性の混注血清が既知の肝炎陰性血清で希釈された。
The inhibition test described above for screening purposes was experimentally evaluated to determine its value relative to known screening methods. In these tests, hepatitis-positive serum was diluted with known hepatitis-negative serum.

 肝炎陽性の混注血清7部を既知の肝炎陰性血清32部
で希釈した場合、上記の手順に従えば7時間で信頼性の
ある検出が達成された。 また、肝炎陽性の混注血清/
部を既知の肝炎陰性血清3000部で希釈した場合には
1.20時間で信頼性のある検出が達成された。 これ
らの結果は、それぞれ恩顧および所要時間の点で、現在
公知の免疫電気泳動法および放射線免疫検定法に極めて
類似してbることかわかろう。 このように、本発明に
基づく選別方法は従来の方法によって達成し得る最良の
結果に匹敵した結果を与えるばかりでなく、かかる結果
を得るために要する経費が著しく少なくて済むという利
点をももたらすのである。
When 7 parts of a hepatitis-positive co-infusion serum was diluted with 32 parts of a known hepatitis-negative serum, reliable detection was achieved in 7 hours following the above procedure. In addition, hepatitis-positive co-injected serum/
Reliable detection was achieved in 1.20 hours when one part was diluted with 3000 parts of known hepatitis negative serum. It will be seen that these results are very similar to currently known immunoelectrophoresis and radioimmunoassay methods in terms of advantages and time requirements, respectively. Thus, the selection method according to the invention not only gives results comparable to the best results achievable by conventional methods, but also has the advantage that the outlay required to obtain such results is significantly lower. be.

上記の肝炎診断方法においては、金属球体で被覆された
基体よりも金で被覆された基体を使用する方が好ましい
。 なぜなら、肝炎関連抗原の分子は約、zlo Aの
直径を有するからである。 がかる膜厚は、金で被覆さ
れた基体を用いて高感度の指示を得るのにちょうど適し
た範囲内にあるが、金族球体で被覆された基体を用いて
高感度の指示を得るには厚過ぎるのである。
In the above hepatitis diagnostic method, it is preferable to use a substrate coated with gold rather than a substrate coated with metal spheres. This is because a hepatitis-associated antigen molecule has a diameter of approximately zlo A. This film thickness is within a range suitable for obtaining highly sensitive indications using a substrate coated with gold, but it is within a range suitable for obtaining highly sensitive indications using a substrate coated with gold group spheres. It's too thick.

第4図は、本発明の別の実施例に基づく蛋白質や抗体の
濃縮M装用装置の機械的模式図である。
FIG. 4 is a mechanical schematic diagram of a protein or antibody concentration M device according to another embodiment of the present invention.

なお最初に当り、動作原理の点では第4図の実施例が前
述の第3図の実施例の変形実施例であることを述べてお
けば、この実施例を理解する際の助けとなろう。 図中
には、濃縮精製すべき蛋白質と特異的に反応する蛋白質
の一分子層で被覆された基体材料製の連続した柔軟なベ
ルト51が示されている。 先ず最初に、かかるベルト
が濃mW製すべき蛋白質を含有する液体56の入った容
器52内に導入される。 2種の特異的に反応する蛋白
員間の免疫学的複合が容器52内で起った後、今や蛋白
質の二分子層を有しているベルト51は弱酸溶液59の
入った容器58内へ移動する。
At the outset, it will be helpful in understanding this embodiment to state that in terms of its operating principle, the embodiment shown in FIG. 4 is a modified embodiment of the embodiment shown in FIG. 3 described above. . Shown in the figure is a continuous flexible belt 51 of substrate material coated with a monolayer of protein which specifically reacts with the protein to be concentrated and purified. First of all, such a belt is introduced into a container 52 containing a liquid 56 containing the protein to be concentrated in mW. After the immunological complex between the two specifically reactive protein members has taken place in the container 52, the belt 51, which now has a bilayer of proteins, is placed in a container 58 containing a weak acid solution 59. Moving.

その結果、2種の特異的に反応する蛋白質間の免疫学的
結合は弱酸溶液59によって切断され、従って第2の蛋
白質層は弱酸溶液59中に回収される。 それ故、容器
58を去るベルト51は再び元来の蛋白質の一分子層の
みを有することになる。
As a result, the immunological bond between the two specifically reactive proteins is cleaved by the weak acid solution 59, and the second protein layer is therefore recovered in the weak acid solution 59. Therefore, the belt 51 leaving the container 58 will again have only one monolayer of the original protein.

次いで、ベルト51が容器52内へ戻れば、濃縮精製す
べき蛋白質の一分子層が再び採集され、それから再び容
器58内に回収される。 ベルト51は、それぞれピン
チローラ−61および62と共働するキャプスタン60
および66により、液体56および弱酸溶液59中を通
って駆動される。 キャプスタン60および66は任意
適宜な手段によって駆動され得るが、減速装置を介して
キャプスタン60および66に連結された不形電動機を
使用すれば簡便である。 免疫反応は弱酸による結合切
断反応よりも遥かに遅い反応であるから、ベルト51が
弱酸溶液59と接触する時間に比べ、ベルト51が濃縮
精製すべき蛋白質を含有する液体53と接触する時間を
遥かに長くすることが効率の点から見て望ましい。 従
って、容器52を容器58よりも実質的に大きくシ、シ
かも多数の上部空転ローラー54および下部空転ローラ
ー55を設置してベノζト51を液体56中に何回も通
過させることが望ましい。  このようにすれば、所定
の時刻に液体56と接触しているベルト51の部分は長
くなり、従ってベルト51の所定の区画が液体56に暴
露される時間も長くなる。 他方、第2の蛋白質層を剥
離するためVCは、ベルト51を弱酸溶液59中に1回
だけ通過させれば十分である。 従?て、弱酸溶液59
中へベルト51を案内するためには、l対の上部空転ロ
ーラー56およびただ1個の下部空転ローラー57が設
置されている。 また、容器52および58の間を移動
する際にベルト51を機械的に支持するため、必要に応
じて多数の空転ローラー64が設置されている。 容器
52および58Vcfi、ベルト51と接触する液体な
いし弱酸溶液の更新を保証するため、外壁を液密に貫通
して液体53および弱酸溶液59を攪拌する攪拌手段6
5および66をそれぞれ装備することが好ましい。 容
器52にはまた、効率的な回収がもはや不可能な程度に
まで所望蛋白質の濃度が低下した場合に液体56を排出
するため、弁68によって制御される排出管67が装備
されている。 なお排出後には、新鮮な液体56を上部
開放端から容器56内へ注入すればよめ。 容器58に
はまた、弱酸溶液中における精美蛋白質が所望の濃度に
達した場合に所望の溶液を排出するため、弁70によっ
て制御される排出管69が装備されている。 なお排出
後には、新鮮な弱酸溶液をやはり上部開放端から容器5
8内へ注入すればよい。 第3図に関連して指摘された
通り、ベルト51は(抗原であれ抗体であれ)任意所望
の蛋白質で被覆され得るから、所望の蛋白質が関与する
免疫反応が存在しさえすれば、第弘図の方法および装置
は任意所望の蛋白質の精製濃縮物を調製するために有用
である。 更I/cまた、この実施例を僅かに変形すれ
ば、血清のごとき混合物から望ましくない特定の蛋白質
を選択的に除去するために第4図の装置を使用すること
もできる。 そのためには、液体56を交換しない一方
、弱酸浴g、59は必要に応じて定期的に交換しながら
第を図の装置を長時間にわたって運転しさえすれはよい
。 この場合、排出管67から得られる生成物は望まし
くなA蛋白質の除去された血清であって、その除去の程
度はもっばら装置の運転時間に依存する。
Next, when the belt 51 is returned to the container 52, a single molecular layer of the protein to be concentrated and purified is again collected and then collected again into the container 58. Belt 51 is connected to capstan 60 which cooperates with pinch rollers 61 and 62, respectively.
and 66 through liquid 56 and weak acid solution 59. Although the capstans 60 and 66 may be driven by any suitable means, it is convenient to use a shaped electric motor connected to the capstans 60 and 66 via a reduction gear. Since the immune reaction is a much slower reaction than the bond cleavage reaction caused by weak acids, the time that the belt 51 is in contact with the liquid 53 containing the protein to be concentrated and purified is much longer than the time that the belt 51 is in contact with the weak acid solution 59. From the point of view of efficiency, it is desirable to make the length longer than that. Therefore, it is desirable to make the container 52 substantially larger than the container 58 and to install a large number of upper idle rollers 54 and lower idle rollers 55 to allow the vent 51 to pass through the liquid 56 multiple times. In this way, the portion of belt 51 that is in contact with liquid 56 at a given time is lengthened, and therefore the time that a given section of belt 51 is exposed to liquid 56 is lengthened. On the other hand, it is sufficient for the VC to pass the belt 51 through the weak acid solution 59 only once to exfoliate the second protein layer. Follow? So, weak acid solution 59
To guide the belt 51 therein, l pairs of upper idle rollers 56 and only one lower idle roller 57 are provided. Further, in order to mechanically support the belt 51 when moving between the containers 52 and 58, a large number of idle rollers 64 are installed as necessary. In order to ensure renewal of the liquid or weak acid solution in contact with the containers 52 and 58 Vcfi and the belt 51, stirring means 6 penetrate liquid-tight through the outer wall and stir the liquid 53 and the weak acid solution 59.
5 and 66, respectively. Container 52 is also equipped with a drain line 67 controlled by valve 68 for draining liquid 56 when the concentration of the desired protein decreases to such an extent that efficient recovery is no longer possible. Note that after draining, fresh liquid 56 can be injected into the container 56 from the upper open end. Container 58 is also equipped with a drain tube 69 controlled by valve 70 to drain the desired solution when the desired concentration of the protein in the weak acid solution is reached. After discharging, fresh weak acid solution is also poured into the container 5 from the upper open end.
Just inject into 8. As pointed out in connection with FIG. 3, belt 51 can be coated with any desired protein (whether antigen or antibody), so long as an immune reaction involving the desired protein is present. The illustrated method and apparatus are useful for preparing purified concentrates of any desired protein. Furthermore, with slight modifications to this embodiment, the apparatus of FIG. 4 can also be used to selectively remove certain undesirable proteins from a mixture such as serum. To this end, it is sufficient to operate the apparatus of Figure 1 for an extended period of time, with the liquid 56 not being replaced, but the weak acid bath g, 59 being replaced periodically as necessary. In this case, the product obtained from the outlet tube 67 is serum depleted of the desired A protein, the extent of which being removed depends largely on the operating time of the apparatus.

以上、特定の実施例に関連して本発明が記載されたが、
上記の教示に従えばその他の変形や変更も可能であるこ
とは当業者にとって自明であろう。 それ故、前記特許
請求の範囲内であれば、上記の実施例とは異なるやり方
でも本発明を実施し得ることが了解されるべきである。
Although the invention has been described above in connection with specific embodiments,
It will be apparent to those skilled in the art that other modifications and variations are possible in accordance with the above teachings. It is therefore to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than in the embodiments described.

次に、本発明の実施態様を列挙すれげ下記の通りである
Next, the embodiments of the present invention are listed below.

A 光透過性基体材料製の薄板上に金属を沈着させ、特
定の蛋白質と特異的に反応する蛋白質の浴液中に前記薄
板を浸漬して前記の特異的に反応する蛋白質の一分子層
で前記薄板を被覆し、前記特定の蛋白質の存在が疑われ
る溶液中に前記薄板を浸漬し、次いで前記薄板の検査に
よって前記薄板に付着している蛋白質が二分子層および
一分子層のいずれであるかを判定することの諸工程から
成る、特定の蛋白質の存在が疑われる溶液を試験する方
法。
A: Depositing metal on a thin plate made of a light-transmitting substrate material, and immersing the thin plate in a bath solution of a protein that specifically reacts with a specific protein to form a monomolecular layer of the protein that specifically reacts with the specific protein. Coating the thin plate, immersing the thin plate in a solution in which the presence of the specific protein is suspected, and then inspecting the thin plate to determine whether the protein attached to the thin plate is a bilayer or a monolayer. A method for testing a solution suspected of containing a specific protein.

ユ 前記の金属を沈着させる工程が前記薄板を金属薄膜
で被媛することから成る、前記第1項記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein said step of depositing metal comprises coating said sheet with a thin metal film.

3 前記薄板上の前記蛋白質の上面に水銀滴を設置し、
次いで前記水銀滴と前記金属薄膜との間の電気容量を測
定することから前記の検査工程が成る、前記第2項記載
の方法。
3. Placing a mercury drop on the top surface of the protein on the thin plate,
3. The method of claim 2, wherein the testing step consists of then measuring the capacitance between the mercury drop and the metal thin film.

仏 前記金属が水銀と可視的なアマルガムを生成するも
のであって、前記薄板上の前記蛋白質層の上面に水銀滴
を設置し、次いで水銀滴の設置から可視的なアマルガム
の出現までに経過した時間を測定することから前記の検
査工程が成る、前記第2項記載の方法。
France The metal is one that forms a visible amalgam with mercury, a mercury drop is placed on the top surface of the protein layer on the thin plate, and then the time elapses from the placement of the mercury drop to the appearance of a visible amalgam. 3. The method of claim 2, wherein said testing step consists of measuring time.

左 前記薄板上の前記蛋白質層の上面を第2の金属層で
被覆し、次いで前記薄板を反射光によって観察すること
から前記の検査工程が成る、前記第2項記載の方法。
Left: The method according to claim 2, wherein the inspection step consists of coating the upper surface of the protein layer on the thin plate with a second metal layer and then observing the thin plate with reflected light.

乙、前記の第2の金属層で被覆する工程が前記第2の金
属層を前記薄板上に電気めっきすることから成る、前記
第5項記載の方法。
5. The method of claim 5, wherein said step of coating with said second metal layer comprises electroplating said second metal layer onto said sheet.

Z 原子移動特性が大きくかつ表面湿潤特性が小さい金
属を前記薄板上に蒸着することがら前記の金属を沈着さ
せる工程が成る、前記第1項記載の方法。
Z. The method of claim 1, wherein the step of depositing a metal having high atomic migration properties and low surface wetting properties comprises depositing the metal onto the thin plate.

g、 前記の検査工程が前記薄板を視覚的に検査するこ
とから成り、そして褐色の色調の差を識別することによ
って判定が行なわれる、前記第7項記載の方法。
g. The method of claim 7, wherein said step of inspecting comprises visually inspecting said sheet, and the determination is made by identifying differences in brown tones.

Z 前記金属がインジウムであって、前記インジウムが
水銀柱約j X 10−5mの真空中においてタンタル
製ポートから前記、薄板上に蒸着される、前記第7項記
載の方法。
Z. The method of claim 7, wherein the metal is indium, and the indium is deposited onto the sheet from a tantalum port in a vacuum of about j x 10-5 meters of mercury.

10、前記の検査工程が前記薄板を視覚的に検査するこ
とから成り、そして3段階の褐色の色調を識別すること
によって判定が行なわれる、前記第り項記載の方法。
10. The method of item 1, wherein said step of inspecting comprises visually inspecting said sheet, and the determination is made by identifying three shades of brown.

//、  特定の蛋白質と特異的に反応する蛋白質の溶
液中に基体材料製の薄板を浸漬して前記の特異的に反応
する蛋白質の一分子層で前記薄板を被覆し、前記特定の
蛋白質の存在が疑われる溶液中に前記薄板を浸漬′シ、
次いで楕円偏光計によって前記薄板を観測しながら弱酸
溶液中に前記薄板を浸漬することの諸工程から成る、特
定の蛋白質の存在が疑われる溶液を試験する方法。
//, immersing a thin plate made of a base material in a solution of a protein that specifically reacts with a specific protein, coating the thin plate with a monolayer of the protein that specifically reacts with the specific protein; immersing the thin plate in the solution suspected of being present;
A method for testing a solution in which the presence of a specific protein is suspected, comprising the steps of immersing the thin plate in a weak acid solution while observing the thin plate using an ellipsometer.

/ユ 前記薄板が蛋白質の屈折率と実質的に異なる屈折
率を持った物質から成る表面を有する、前記第1/項記
載の方法。
1. The method according to item 1, wherein the thin plate has a surface made of a material having a refractive index substantially different from that of the protein.

/3.  免疫学的に活性な蛋白質と特異的に反応する
蛋白質の溶液中に基体材料製のベルトを浸漬して前記の
特異的に反応する蛋白質の一分子層で前記ベルトを被覆
し、前記の免疫学的に活性な蛋白質を含有する溶液中に
前記ベルトの第1の部分を浸漬して前記の免疫学的に活
性な蛋白質を前記の特異的に反応する蛋白質と複合させ
、前記の免疫学的に活性な蛋白質を含有する前記溶液中
から弱酸溶液中へ前記ベルトの前記第7の部分を移動さ
せて前記弱酸溶液中に前記第1の部分を浸漬する一方、
前記の免疫学的に活性な蛋白質を含有する前記溶液中へ
前記ベルトの第2の部分を移動させて浸漬し、次いで前
記弱酸溶液中から前記の免疫学的に活性な蛋白質を含有
する前記溶液中へ前記ベルトの前記第1のベルトを返送
することの諸工程から成る、免疫学的に活性な蛋白質の
精製濃縮物を調製する方法。
/3. A belt made of substrate material is immersed in a solution of a protein that specifically reacts with the immunologically active protein to coat the belt with a monolayer of the specifically reactive protein. immersing a first portion of the belt in a solution containing an immunologically active protein to complex the immunologically active protein with the specifically reactive protein; moving the seventh portion of the belt from the solution containing active protein into a weak acid solution while immersing the first portion in the weak acid solution;
moving and immersing a second portion of the belt into the solution containing the immunologically active protein, and then from the weak acid solution to the solution containing the immunologically active protein; A method for preparing a purified concentrate of immunologically active proteins, comprising the steps of returning said first belt of said belts into said first belt.

/lA  特定の蛋白質と特異的に反応する蛋白質の溶
液中に金属表面を持った基体材料製の薄板を浸漬し、前
記特定の蛋白質の存在が疑われる溶液中に前記薄板を浸
漬し、次いで前記薄板の電気的な検査によって前記薄板
に付着している蛋白質層が二分子層および一分子層のい
ずれであるかを判定することの諸工程から成る、特定の
蛋白質の存在が疑われる溶液を試験する方法。
/lA A thin plate made of a substrate material having a metal surface is immersed in a solution of a protein that specifically reacts with a specific protein, the thin plate is immersed in a solution in which the presence of the specific protein is suspected, and then the Testing a solution in which the presence of a specific protein is suspected, consisting of the steps of determining whether the protein layer attached to the thin plate is a bilayer or a monolayer by electrically testing the thin plate. how to.

/左 前記蛋白質層の第1の表面と接触した前記金属表
面が第1の電極を成す一方、前記蛋白質層の第2の表面
に第2の電極を設置し、次いで前記第7および第2の電
極間の電気容量を測定することから前記の検査工程が成
る、前記第1≠項記載の方法。
/Left The metal surface in contact with the first surface of the protein layer constitutes a first electrode, while a second electrode is installed on the second surface of the protein layer, and then the seventh and second electrodes are placed on the second surface of the protein layer. The method according to item 1≠, wherein the testing step consists of measuring the capacitance between the electrodes.

/乙、前記第2の電極が水銀滴から成る、前記第1j項
記載の方法。
/B. The method according to item 1j, wherein the second electrode comprises a mercury drop.

/′7 特定の蛋白質と特異的に反応する蛋白質の溶液
中に金属表面を持った基体材料製の薄板を浸漬し、前記
特定の蛋白質の存在が疑われる溶液中に前記薄板を浸漬
し、次いで前記薄板の化学的な検査によって前記薄板に
付着している蛋白質層が二分子層および一分子層のいず
れであるかを判定することの諸工程から成る、特定の蛋
白質の存在が疑われる溶液を試験する方法。
/'7 Immerse a thin plate made of a substrate material with a metal surface in a solution of a protein that specifically reacts with a specific protein, immerse the thin plate in a solution in which the presence of the specific protein is suspected, and then A method for preparing a solution in which the presence of a specific protein is suspected, comprising the steps of chemically testing the thin plate to determine whether the protein layer attached to the thin plate is a bilayer or a monolayer. How to test.

/乙 前記金属表面が水銀と可視的なアマルガムを生成
する金属であって、前記蛋白質層の上面に水銀滴を設置
し、次いで水@滴の設置から可視的なアマルガムの出現
までに経過した時間を測定することから前記の検査工程
が成る、前記第77項記載の方法。
/B The metal surface is a metal that forms a visible amalgam with mercury, a mercury droplet is placed on the top surface of the protein layer, and then the time elapses from the placement of the water@drop to the appearance of visible amalgam. 78. The method according to item 77, wherein the testing step consists of measuring .

/タ 楕円偏光計によって前記薄板を観測しながら弱酸
溶液中に前記薄板を浸漬して前記蛋白質層中における免
疫学的結合を切断することから前記の検査工程が成る、
前記第77項記載の方法。
/T The testing step consists of immersing the thin plate in a weak acid solution to cleave the immunological bonds in the protein layer while observing the thin plate with an ellipsometer.
78. The method according to item 77.

、20.免役学的に活性な蛋白質と特異的に反応する蛋
白質の溶液中に基体を浸漬して前記の特異的に反応する
蛋白質の一分子層で前記基体を抜枠し、@紀の免疫学的
に活性な蛋白質を含有する溶液中に前記基体を浸漬して
前記の免疫学的に活性な蛋白質を前記の特異的に反応す
る蛋白質と複合させ、次いで弱酸溶液中に前記基体を浸
漬して前記の免疫学的に活性な蛋白質と前記、の特異的
に反応する蛋白質との間の免疫学的結合を切断すること
の諸工程から成る、免疫学的に活性な蛋白質を精製する
方法。
, 20. A substrate is immersed in a solution of a protein that specifically reacts with an immunologically active protein, and a monolayer of the specifically reacting protein is removed from the substrate. The immunologically active protein is complexed with the specifically reactive protein by immersing the substrate in a solution containing the active protein, and then the substrate is immersed in a weak acid solution to complex the immunologically active protein with the specifically reactive protein. A method for purifying an immunologically active protein, comprising the steps of cleaving the immunological bond between the immunologically active protein and the specifically reactive protein.

2/、  前記弱酸溶液が第2の基体の表面上に設置さ
れていて、前記の弱酸溶液中に浸漬する工程が前記蛋白
質層を有する前記基体の表面と前記弱酸溶液を有する前
記第2の基体の表面とを接触させることから成る、前記
第2θ項記載の方法。
2/, the weak acid solution is placed on the surface of the second substrate, and the step of immersing in the weak acid solution connects the surface of the substrate having the protein layer and the second substrate having the weak acid solution. 2. The method of claim 2, comprising contacting the surface of the

22、基体部材、前記基体部材の一面に付着した多数の
金属球体、並びに前記基体部材および前記金属球体の少
なくとも一部を被怪している免疫学的に活性な蛋白質の
一分子層の諸要素から成る、医学診断用の装置。
22. A base member, a number of metal spheres attached to one side of the base member, and a monolayer of immunologically active protein covering at least a portion of the base member and the metal spheres. A device for medical diagnosis.

、23.多数の種類の前記一分子層が存在していて、そ
れらの各′々が前記基体および前記金属球体の対応部分
を被彷している、前記第2ノ項記載の装置。
, 23. Apparatus according to the second clause, wherein there are multiple types of said monolayers, each covering a corresponding portion of said substrate and said metal sphere.

244  前記基体部材が光透過性薄板から成り、かつ
前記金属球体が70〜20θ0λの範囲内の長径を有す
るインジウム粒子である、前記第22項記載の装置。
244. The device according to item 22, wherein the base member is made of a light-transmitting thin plate, and the metal spheres are indium particles having a long axis within a range of 70 to 20θ0λ.

、23.  金属を含有する表面を持った基体並びに前
記基体に付着した問題の蛋白質と特異的に反応する蛋白
質の一分子層の両要素から成る、液体中における問題の
蛋白質の存在を検出するための装置。
, 23. A device for detecting the presence of a protein of interest in a liquid, consisting of both a substrate having a surface containing a metal and a monolayer of a protein that specifically reacts with the protein of interest attached to said substrate.

2乙、前記表面が前記基体に付着した多数の金属球体か
ら成る、前記第2j項記載の装置。
2B. The device of item 2J, wherein the surface comprises a number of metal spheres attached to the substrate.

27 前記基体上における原子移動特性が大きくかつ表
面湿潤特性が小さい金属から前記金属球体が成る、前記
第26項記載の装置。
27. The device according to item 26, wherein the metal sphere is made of a metal that has high atomic migration properties on the substrate and low surface wetting properties.

2g、 前記問題の蛋白質がHCG蛋白質、前記液体が
尿、そして前記の特異的に反応する蛋白質がH(シG蛋
昌質と特異的に反応する蛋白質である、前記第2j項記
載の妊娠診断用装置。
2g, the pregnancy diagnosis according to item 2j, wherein the protein in question is HCG protein, the liquid is urine, and the specifically reactive protein is H (a protein that specifically reacts with HCG protein); equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の各棟の実施例における作業工程を図解
する工程系統図、第2図は本発明の一実施例に基づく診
断装置の作製および使用方法を示す立面図、第3図は本
発明の別の実施例に基づく診11目的用および抗体の濃
縮精製用装置の立面図、第≠図は本発明の更に別の実施
例に基づく蛋白質や抗体の濃縮精製用装置の機械的模式
図、第5図は本発明に基づく診断装置の動作を示す写真
、第4図は本発明の更に別の実施例に基つぐ診断装置の
立面図、第7図は第2図の装置の使用方法の変形実施例
を示す立面図、第♂図は第り図の診断装置の動作原理を
示すグラフ、そして第り図は本発明の更に別の実施例に
基づく診断装置の立面図である。 図中、61は基体、62は金属球体、64は第1の蛋白
質の分子、66#′i第1の蛋白質と特異的に反応する
蛋白質の分子、41は基体、42は第1の蛋白質の分子
、44¥i第1の蛋白質と特異的に反応する蛋白質の分
子、45は別の基体、46は弱酸溶液、71は光反射性
液体、91は金製の基体、そして92は第1の蛋白質の
一分子層を表わす。 特許出願人ゼネラル・エレクトリッ久■代理人(763
0)生 沼徳二 昭和  年  月  日 特許庁長官 若杉和夫 殿 2、発明の名称 蛋白質の検出装置 3、補正をする者 名 称  ゼネラル・エレクトリック・ノJンパニイ代
表名  アンドン・ジエー・ウイリイ電話(588)5
200−5207 昭和59年2月8日 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明および図面の簡単な説明の欄
、図面の第5図、並びに参考写真および参考写真の説明
書。 7、補正の内容 (I)明細書の発明の詳細な説明の欄に以下の訂正を加
える。 (1)27頁10行、「実際の写真」を1略図」“に改
める。 (2>27頁11行、「各写真」を[各略図]に改める
。 (3)27頁13行、「れている。写真」を[れた状態
が示されている。図]に改める。 (4)27頁14〜15行、「写真5bも写真」を「図
5bも図」に改める。゛ (5)27頁19行、「写真」を「図」に改める。 (6)28頁4〜5行、「写真」を「図」に改める。 (7’)28頁14行、「写真」を「図」に改める。 (8)28真15行、「写真」を「図」に改める。 (9)29頁5行、「写真」を「図」に改める。 (10)29真8行、「写真」を「図」に改める。 (II)明細書の図面の簡単な説明の欄の54頁16〜
17行の「動作を示す写真」を「略図」に改める。 (I[l)図面の第5図を別紙のとおりに改める。 (IV )別紙のとおり参考写真58〜5dおよび参考
写真の説明書を提出する。 8、添付書類の目録 (I)第5図5a〜5メ       1通(II)参
考写真5a〜5d       1通(DI)参考写真
の説明書        1通F/1)j (5a) (5C) 101   100 (5b) (5d)
Fig. 1 is a process flow diagram illustrating the work steps in each embodiment of the present invention, Fig. 2 is an elevational view showing a method of manufacturing and using a diagnostic device based on an embodiment of the present invention, and Fig. 3 11 is an elevation view of an apparatus for concentration and purification of antibodies and for diagnostic purposes according to another embodiment of the present invention, and Figure 1 is a mechanical view of an apparatus for concentration and purification of proteins and antibodies according to yet another embodiment of the present invention 5 is a photograph showing the operation of the diagnostic device based on the present invention, FIG. 4 is an elevation view of a diagnostic device based on yet another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a photograph showing the operation of the diagnostic device based on the present invention. FIG. 1 is an elevational view showing a modified embodiment of the method of using the device, FIG. 1 is a graph showing the operating principle of the diagnostic device of FIG. It is a front view. In the figure, 61 is the substrate, 62 is a metal sphere, 64 is a molecule of the first protein, 66#'i is a molecule of a protein that specifically reacts with the first protein, 41 is the substrate, and 42 is the first protein molecule. molecule, 44¥i A molecule of a protein that specifically reacts with the first protein, 45 is another substrate, 46 is a weak acid solution, 71 is a light-reflecting liquid, 91 is a gold substrate, and 92 is the first Represents a single molecular layer of protein. Patent applicant General Electric Hisashi ■ agent (763
0) Birth: Tokuji Numa Showa (1999) Commissioner of the Patent Office Kazuo Wakasugi 2. Name of the invention: Protein detection device 3. Name of the person making the correction: General Electric Company Representative Name: Andon J. Willy Telephone (588) 5
200-5207 February 8, 1980 6, Detailed Description of the Invention and Brief Description of the Drawings in the Specification Subject to Amendment, Figure 5 of the Drawings, Reference Photograph, and Explanation of the Reference Photograph. 7. Contents of amendment (I) The following corrections will be made in the detailed description of the invention column of the specification. (1) On page 27, line 10, change ``actual photo'' to ``1 schematic drawing.'' (4) On page 27, lines 14-15, change "Photo 5b is also a photo" to "Figure 5b is also a figure." 5) On page 27, line 19, change "photo" to "figure." (6) On page 28, lines 4-5, change "photo" to "figure."(7') On page 28, line 14, change "photo" to "figure." (8) Line 28, line 15, change “photo” to “figure.” (9) Line 5, page 29, change “photo” to “figure.” (10) Line 8, line 29, "Photograph" is changed to "Diagram". (II) Page 54, page 16 in the brief explanation of drawings in the specification
In line 17, ``Photograph showing operation'' has been changed to ``Schematic diagram.'' (I[l) Figure 5 of the drawings has been amended as shown in the attached sheet. (IV) Submit reference photos 58 to 5d and a description of the reference photos as shown in the attached sheet. 8. List of attached documents (I) Figure 5 5a to 5e 1 copy (II) Reference photos 5a to 5d 1 copy (DI) Reference photo description 1 copy F/1)j (5a) (5C) 101 100 (5b) (5d)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 金の表面および前記全表面と基体との間にあって両者の
付着ノJを改善するための他種金属の層を有する基体並
びに前記表面に付着した検出すべき蛋白質と特異的な抗
原抗体反応をする蛋白質の一分子層の両要素から成る、
液体中における特定の蛋白質の存在を検出するだめの装
−置。
A substrate having a gold surface and a layer of another metal between the entire surface and the substrate to improve adhesion between the two, and a substrate that causes a specific antigen-antibody reaction with the protein to be detected attached to the surface. Consisting of both elements of a monolayer of protein,
A device that detects the presence of specific proteins in liquids.
JP20117483A 1973-07-30 1983-10-28 Detector for protein Granted JPS59160763A (en)

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US38411373A 1973-07-30 1973-07-30
US384113 1973-07-30

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6432150A (en) * 1987-07-29 1989-02-02 Teijin Ltd Reflection color measuring instrument
JPS6441836A (en) * 1987-08-10 1989-02-14 Teijin Ltd Reflected light measuring apparatus

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5238789A (en) * 1975-08-14 1977-03-25 Sinai School Medicine Method of identifying hematocyte type and adaptability
DE2638250C2 (en) * 1975-08-27 1985-11-28 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Diagnostic method for determining the presence or absence of a specific protein in a biological sample, as well as device for carrying out the method
DE2638251A1 (en) * 1975-08-27 1977-06-08 Gen Electric Antibody purification - by dipping antigen-coated substrate into antibody solution then dipping into immunological complex splitting reagent
DE3176524D1 (en) * 1981-06-22 1987-12-17 Battelle Memorial Institute A method for determining bioactive substances
DE3215484A1 (en) * 1982-04-26 1983-11-03 Sagax Instrument AB, 18302 Täby MULTIPLE LAYERS OF LAYER AND PROCESS FOR DETECTING AND / OR MEASURING THE CONCENTRATION OF A CHEMICAL SUBSTANCE, IN PARTICULAR BIOLOGICAL ORIGIN
JPH0188778U (en) * 1987-12-02 1989-06-12
DE4436910A1 (en) * 1994-10-15 1996-04-18 Behringwerke Ag Regenerable solid phase for carrying out specific binding reactions

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1025772A (en) * 1972-06-26 1978-02-07 Ivar Giaever Method and apparatus for detection and purification of proteins and antibodies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6432150A (en) * 1987-07-29 1989-02-02 Teijin Ltd Reflection color measuring instrument
JPS6441836A (en) * 1987-08-10 1989-02-14 Teijin Ltd Reflected light measuring apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
BR7406086D0 (en) 1975-05-13
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