JPS5916669B2 - Antigen or antibody detection method - Google Patents

Antigen or antibody detection method

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JPS5916669B2
JPS5916669B2 JP49098437A JP9843774A JPS5916669B2 JP S5916669 B2 JPS5916669 B2 JP S5916669B2 JP 49098437 A JP49098437 A JP 49098437A JP 9843774 A JP9843774 A JP 9843774A JP S5916669 B2 JPS5916669 B2 JP S5916669B2
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protein
substrate
molecules
antigen
antibody
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ギアエヴア イバア
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    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • 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

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Description

【発明の詳細な説明】 フ 本発明は、免疫学的に複合した蛋白質の多分子膜を
形成させる方法、更に詳しく言えば、特異的な抗体蛋白
質を抗原蛋白質に結合させると同時に抗体蛋白質の活性
部位の一部を以後の免疫反応のため活性状態に維持させ
る方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for forming a multilayer film of immunologically complex proteins, and more specifically, a method for forming a multilayer film of immunologically complex proteins, and more specifically, for binding a specific antibody protein to an antigen protein and simultaneously controlling the activity of the antibody protein. It relates to a method of maintaining a portion of a site in an active state for subsequent immune reactions.

本発明ヌ はまた、免疫学的に活性な大粒径の蛋白質お
よびそれと特異的に反応する小粒径の蛋白質を検出する
方法、更に詳しく言えば、蛋白質の一分子層および二分
子層の間のコントラストを改善する方法にも関する。と
ころで、免疫反応は極めて特異的な生化学的反応である
The present invention also provides a method for detecting immunologically active large-sized proteins and small-sized proteins that specifically react therewith, and more specifically, a method for detecting immunologically active large-sized proteins and small-sized proteins that specifically react with them. It also relates to a method for improving the contrast of. By the way, an immune reaction is an extremely specific biochemical reaction.

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。動物や人間のごと
き生体系内において起る免疫反応は病気との闘争という
点で重要である。生体系内に異種蛋白質(すなわち抗原
)が侵入した場合、現在ではまだ十分に解明されていな
い過程により、抗原に対して特異的な抗体が産生される
。かかる抗体の分子は抗原の分子上の対応箇所に対して
相補的な化学結合部位を有している結果、抗原および抗
体は化学的に結合し、それにより免疫学的に複合した蛋
白質を生成する。生体系は異種蛋白質の侵入に応答して
抗体を産生するから、生体系内に存在する抗体を検出す
ることは、その生体系内が暴露された抗原を判定する点
で医学診断上の価値を有する。逆に、生体系内における
ある種の抗原の存在を検出することもまた医学診断上の
価値を有する。このような抗原の検出による診断の実例
としては、妊娠試験としての尿中におけるHCG蛋白質
分子の検出並びに予定供血者の血液中における肝炎関連
抗原分子の検出が挙げられる。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1対の蛋白質の少なく
とも一方が入手されなければならない。現在知られてい
る抗原の唯一の源泉は生体系である。
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. Immune responses that occur within living systems such as animals and humans are important in the fight against disease. When a foreign protein (ie, an antigen) invades a biological system, antibodies specific for the antigen are produced by a process that is currently not fully understood. Such antibody molecules have complementary chemical binding sites to corresponding sites on the antigen molecule, and as a result, the antigen and antibody chemically bond, thereby producing an immunologically complex protein. . Since biological systems produce antibodies in response to the invasion of foreign proteins, detecting antibodies present within a biological system has medical diagnostic value in determining the antigens to which the system has been exposed. have Conversely, detecting the presence of certain antigens within biological systems also has medical diagnostic value. Examples of diagnosis by detection of such antigens include the detection of HCG protein molecules in urine as a pregnancy test and the detection of hepatitis-associated antigen molecules in the blood of prospective blood donors. To perform such diagnostic tests, at least one of a pair of immunologically reactive proteins must be obtained. The only sources of antigens currently known are 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
を示すことが知られているのは背椎動物のみである。た
とえば、抗原に暴路されたことのある動物や人間の血清
中には多数の対応する抗体が見出される。他方、多くの
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。しかしながら、ある種の抗原たとえば
肝炎関連抗原は抗体と同じく現在では高等動物の生体系
からしか入手することができない。大抵の抗原は蛋白質
であるかあるいは本質的な成分として蛋白質を含有する
一方、全ての抗体は蛋白質である。
More specifically, only dorsal vertebrates are known to exhibit an immune response to the introduction of foreign proteins. For example, large numbers of corresponding antibodies are found in the serum of animals and humans that have been exposed to antigens. On the other hand, many antigens can be controllably produced in laboratory cultures. However, certain antigens, such as hepatitis-related antigens, like antibodies, can currently only be obtained from the biological systems of higher animals. While most antigens are or contain proteins as an essential component, all antibodies are proteins.

蛋白質は高分子量の巨大分子である。換言すれば、蛋白
質は種々の数のアミノ酸の連鎖から成る重合体であるか
ら、抗原および抗体蛋白質はそれぞれ幾つかの結合部位
を有し得る。主要な5種の抗体蛋白質(免疫グロブリン
GGlgM.IgA.lgEおよびIgD)のそれぞれ
は、明らかに、少なくとも2本の重ペプチド鎖および少
なくとも2本の軽ペプチド鎖から成ることを特徴とする
。ペプチド結合として知られるのはアミノ酸単位の間の
結合であるが、これらの重ペプチド鎖および軽ペプチド
鎖は概してY字形に配列している。そして、GG抗体蛋
白質の場合、活性部位すなわち結合部位はY字形の2本
の腕部の末端に位置している。免疫反応は、金属被覆ガ
ラススライドまたは金属スライドのごとき適当な基体の
使用をはじめとする各種の技術によつて検出することが
できる。
Proteins are macromolecules with high molecular weight. In other words, since proteins are polymers consisting of chains of varying numbers of amino acids, antigen and antibody proteins can each have several binding sites. Each of the five major antibody proteins (immunoglobulins GGlgM.IgA.lgE and IgD) is clearly characterized as consisting of at least two heavy peptide chains and at least two light peptide chains. The bonds between amino acid units, known as peptide bonds, are generally arranged in a Y-shape. In the case of the GG antibody protein, the active site, ie, the binding site, is located at the ends of the two arms of the Y-shape. Immune responses can be detected by a variety of techniques, including the use of appropriate substrates such as metal-coated glass slides or metal slides.

かかる基体を抗原蛋白質の溶液に暴露した場合、抗原蛋
白質は緻密な一分子層を成して基体の表面上に物理的に
吸着する。次いで、その抗原蛋白質に対する抗体蛋白質
を含有する血清に上記の被覆基体を暴露すれば、免疫反
応が起る。すなわち、抗原蛋白質分子上の対応箇所と相
補的な抗体蛋白質分子土の結合部位を介して抗体蛋白質
が抗原蛋白質と選択的に結合する結果、基体表面上には
免疫学的に複合した蛋白質の少なくとも部分的な二分子
層が形成される。ところで、かかる抗原一抗体蛋白質複
合体を有する被覆基体が引続いて同じ抗原蛋白質を含有
する溶液または同じ抗原蛋白質を含有するかどうか疑わ
れる溶液に暴露される場合に問題が生じる。
When such a substrate is exposed to a solution of antigenic protein, the antigenic protein is physically adsorbed onto the surface of the substrate in the form of a dense monomolecular layer. If the coated substrate is then exposed to serum containing antibody proteins directed against the antigenic protein, an immune reaction will occur. That is, as a result of the antibody protein selectively binding to the antigen protein through the binding site of the antibody protein molecule that is complementary to the corresponding site on the antigen protein molecule, at least one of the immunologically complexed proteins is present on the substrate surface. A partial bilayer is formed. However, a problem arises when a coated substrate having such an antigen-antibody protein complex is subsequently exposed to a solution containing the same antigenic protein or a solution suspected of containing the same antigenic protein.

すなわち、このような暴露を行なつても、もはや抗原蛋
白質は抗体蛋白質と結合しないのが普通である。なぜな
ら、最初の抗原蛋白質層においては抗原蛋白質分子同士
が密接しているため、抗体蛋白質のあらゆる活性部位は
既に抗原蛋白質分子と結合してしまつているからである
。このように、表面免疫学の場合には、抗体蛋白質が(
抗原蛋白質層の)表面に結合すれば抗体蛋白質の活性(
すなわち、更に抗原蛋白質、細胞またはウイルスと結合
する能力)が失なわれるという問題が存在している。ま
た、とりわけ吸着された抗原蛋白質層が相対的に厚い場
合には、基体上における蛋白質の一分子層と二分子層と
を識別することが不可能であるという問題も良く起る。
That is, even after such exposure, the antigen protein usually no longer binds to the antibody protein. This is because the antigen protein molecules are in close contact with each other in the first antigen protein layer, so all active sites of the antibody protein have already bound to the antigen protein molecules. Thus, in the case of surface immunology, antibody proteins (
If it binds to the surface of the antigen protein layer, the activity of the antibody protein (
That is, there is a problem in that the ability to bind to antigen proteins, cells, or viruses is lost. Furthermore, especially when the adsorbed antigen protein layer is relatively thick, the problem often arises that it is impossible to distinguish between a monomolecular layer and a bimolecular layer of protein on the substrate.

たとえば、肝炎関連抗原のように、抗原蛋白質分子がそ
れに対する抗体蛋白質分子より少なくとも10倍ほど大
きい場合にそれが言える。さて本発明に従つて簡潔に原
えば、免疫学的に活性な抗原蛋白質を含有する溶液に免
疫学的に不活性な蛋白質が添加される。
For example, this is true when the antigen protein molecule is at least 10 times larger than the antibody protein molecule, such as a hepatitis-related antigen. Now, in accordance with the present invention, briefly, an immunologically inactive protein is added to a solution containing an immunologically active antigenic protein.

次いで、かかる溶液中に基体を浸漬すれば、基体の表面
は吸着により抗原蛋白質分子および不活性蛋白質分子の
一分子層で被覆される。その場合の不活性蛋白質分子の
量は、吸着層中の抗原蛋白質分子同士が不活性蛋白質分
子により平均して数百オングストロームだけ隔離される
ように選ばれる。かかる抗原蛋白質と特異的に反応する
抗体蛋白質を含有する溶液中に上記の被覆基体を浸漬す
れば、抗体蛋白質分子は抗原蛋白質分子と化学的に結合
する一方、抗体蛋白質分子の活性部位の一部はなお活性
状態を維持する。その結果、抗原蛋白質を含有するかど
うか疑われる溶液中に上記の被覆基体を引続いて浸漬す
れば、第1の抗原蛋白質層と結合した抗体蛋白質分子の
活性部位に抗原蛋白質分子が更に付着することとなる。
このように、本発明は特定の抗原蛋白質の存在を検出す
ることを目的とする溶液の分析のために利用できる。更
にまた、同じ抗体蛋白質および抗原蛋白質を含有する溶
液中に上記の被覆基体を交互に浸漬すれば、基体の表面
から抗原一抗体蛋白質複合体の比較的長い連鎖を伸長さ
せることもできる。かかる方法は細胞やウイルスを免疫
学的に同定するために利用することが可能である。なぜ
なら、細胞やウイルスの表面が不規則であつたとしても
、抗原一抗体蛋白質複合体の連鎖末端の抗体蛋白質分子
の幾つかが特定の細胞やウイルス上の抗原部位を見出す
確率は比較的高いと言えるからである。本発明に従えば
また、免疫学的に活性な相対的に大粒径の抗原蛋白質を
含有する溶液に免疫学的に不活性な蛋白質が添加される
When the substrate is then immersed in such a solution, the surface of the substrate is coated with a monomolecular layer of antigen protein molecules and inert protein molecules by adsorption. The amount of inert protein molecules in that case is selected such that the antigen protein molecules in the adsorption layer are separated by an average of several hundred angstroms by inert protein molecules. When the above-mentioned coated substrate is immersed in a solution containing an antibody protein that specifically reacts with the antigen protein, the antibody protein molecules will chemically bond with the antigen protein molecules, while some of the active sites of the antibody protein molecules will be absorbed. still remains active. As a result, subsequent immersion of the above-mentioned coated substrate in a solution suspected of containing an antigenic protein results in further attachment of the antigenic protein molecule to the active site of the antibody protein molecule bound to the first antigenic protein layer. That will happen.
In this manner, the present invention can be utilized for analysis of solutions for the purpose of detecting the presence of specific antigenic proteins. Furthermore, by alternately immersing the coated substrate described above in solutions containing the same antibody protein and antigen protein, a relatively long chain of the antigen-antibody protein complex can be extended from the surface of the substrate. Such methods can be used to immunologically identify cells and viruses. This is because even if the surface of a cell or virus is irregular, the probability that some of the antibody protein molecules at the end of the chain of an antigen-antibody protein complex will find an antigen site on a specific cell or virus is relatively high. Because I can say it. According to the invention, an immunologically inactive protein is also added to a solution containing an immunologically active, relatively large-sized antigenic protein.

次いで、かかる溶液中に基体を浸漬すれば、基体の表面
は吸着により抗原蛋白質分子および不活性蛋白質分子の
一分子層で被覆される。その場合、抗原蛋白質分子の各
々は不活性蛋白質分子によつて全面的に包囲されている
。かかる抗原蛋白質と特異的に反応する相対的に小粒径
の抗体蛋白質を含有する第2の溶液中に上記の被覆基体
を浸漬すれば、抗体蛋白質分子は抗原蛋白質分子と化学
的に結合し、それにより基体上には蛋白質の少なくとも
部分的な二分子層が形成される。ところで第1の一分子
層中における不活性蛋白質分子の量は、抗原蛋白質分子
同士が密接していると仮定した場合よりも多数の抗体蛋
白質分子を抗原蛋白質分子と結合させるため、抗原蛋白
質分子同士が十分に隔離されるように選ばれる。その結
果、基体土に設置された蛋白質の一分子層および二分子
層の間のコントラストは著しく改善されることになる。
このように本発明は、大粒径の抗原蛋白質(たとえば肝
炎関連抗原)のみの一分子層と小粒径の抗体蛋白質(た
とえば肝炎抗体)の第2の層をも含んだ二分子層とを識
別するための簡単な方法を提供するものであり、従つて
抗体蛋白質の存在を判定することを目的とする溶液の分
析のために利用できる。本発明の構成および実施方法は
、添付の図面に関連してなされる以下の記載を読めば最
も良く理解されるはずである。先ず第1図を参照すれば
、適当な基体材料の薄板10から成る診断装置の一部の
拡大立面図が示されている。
When the substrate is then immersed in such a solution, the surface of the substrate is coated with a monomolecular layer of antigen protein molecules and inert protein molecules by adsorption. In that case, each antigenic protein molecule is completely surrounded by inactive protein molecules. When the above-mentioned coated substrate is immersed in a second solution containing a relatively small particle size antibody protein that specifically reacts with the antigen protein, the antibody protein molecules chemically bond with the antigen protein molecules. Thereby an at least partial bilayer of protein is formed on the substrate. By the way, the amount of inactive protein molecules in the first monolayer is determined by the amount of inert protein molecules that bind to the antigen protein molecules in a larger number than if it were assumed that the antigen protein molecules were in close contact with each other. are chosen so that they are sufficiently isolated. As a result, the contrast between the monolayer and bilayer of protein deposited on the substrate soil is significantly improved.
As described above, the present invention has a monomolecular layer containing only a large-sized antigen protein (for example, a hepatitis-related antigen) and a bimolecular layer that also includes a second layer of a small-sized antibody protein (for example, a hepatitis antibody). It provides a simple method for identification and therefore can be used for the analysis of solutions aimed at determining the presence of antibody proteins. The structure and manner of carrying out the present invention will be best understood from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings. Referring first to FIG. 1, there is shown an enlarged elevational view of a portion of a diagnostic device comprising a sheet 10 of a suitable substrate material.

かかる基体材料は金属、ガラス、雲母、プラスチツク、
溶融シリカ、石英などであり得る。とは言え、蛋白質に
対する屈折率の差が最大である点から見れば金属が好適
であつて、とりわけ金属スライドまたは金属被覆ガラス
スライドとして使用することが好ましい。問題となる蛋
白質(生物学的に見れば抗原または抗体)を含有する塩
水から通例成る第1の溶液中に基体10を浸漬すると、
その蛋白質の分子11は一分子層を成して基体10上に
吸着する。なお本発明の説明に際し、以後、基体10の
表面上に吸着した蛋白質分子11の一分子層は抗原蛋白
質層として記載される。任意の蛋白質がかかる一分子層
を成して吸着するが、それ以上の吸着は起らない。すな
わち、蛋白質は基体には付着するけれども、それ自体に
は付着しないのである。従つて、かかる抗原蛋白質層は
一分子層に過ぎないわけで、それ以上の厚さを有するこ
とはあり得ない。抗原蛋白質で基体を完全に被覆するの
に要する時間は、溶液中の抗原蛋白質の濃度、溶液の撹
拌の度合および溶液の温度に依存する。たとえば、1%
ウシ血清アルブミン溶液がスライドを抗原蛋白質の一分
子層で完全に被覆するには約30分要する。実質的に基
体10の表面全域にわたつて抗原蛋白質分子11の一分
子層が形成された後、被覆基体は抗原蛋白質の溶液から
取出され、次いで抗原蛋白質と特異的に反応する抗体蛋
白質を含有する溶液または含有するかどうか疑われる溶
液中に浸漬される。
Such substrate materials include metals, glass, mica, plastics,
It can be fused silica, quartz, etc. However, metals are preferred in view of the greatest difference in refractive index relative to proteins, particularly for use as metal slides or metal-coated glass slides. Substrate 10 is dipped into a first solution, which typically consists of saline water, containing the protein of interest (antigen or antibody from a biological point of view).
The protein molecules 11 form a single molecular layer and are adsorbed onto the substrate 10. In explaining the present invention, hereinafter, one molecular layer of protein molecules 11 adsorbed on the surface of the substrate 10 will be referred to as an antigen protein layer. Any protein is adsorbed in such a monolayer, but no further adsorption occurs. That is, the protein attaches to the substrate but not to itself. Therefore, such an antigen protein layer is only a monomolecular layer and cannot be thicker than that. The time required to completely coat the substrate with antigenic protein depends on the concentration of antigenic protein in the solution, the degree of agitation of the solution, and the temperature of the solution. For example, 1%
It takes approximately 30 minutes for the bovine serum albumin solution to completely coat the slide with a monolayer of antigenic protein. After a monolayer of antigenic protein molecules 11 has been formed over substantially the entire surface of the substrate 10, the coated substrate is removed from the solution of the antigenic protein and then contains an antibody protein that specifically reacts with the antigenic protein. immersed in a solution or a solution suspected of containing it.

かかる第2の溶液は、検出の対象とすべき特異的に反応
する抗体蛋白質以外に多数の成分を含有していてもよい
。とは言え、特異的に反応する抗体蛋白質以外の蛋白質
が基体上の抗原蛋白質層に付着することはない。それ故
、特異的に反応する抗体蛋白質が第2の溶液中に存在す
る場合に限り、抗原蛋白質およびそれと特異的に反応す
る抗体蛋白質の間の免疫学的複合が起るから、一定時間
後に基体は蛋白質の二分子層を有することになる。被覆
基体上に第2の(抗体蛋白質分子12の)一分子層が付
着するのに要する時間もまた、溶液中の抗体蛋白質の濃
度、溶液の攪拌の度合および溶液の温度に依存する。血
清中の抗体蛋白質の場合、その時間は1田こも上り得る
。かかる第2の一分子層は、上記の3つの要因に応じ、
部分的なものに過ぎないこともあれば実質的に完全なも
のであることもある。第1図に示されたごとく、抗原蛋
白質層が基体10を実質的に完全に被覆している場合、
すなわち隣接する抗原蛋白質分子同士の間隔が最小であ
る場合、抗体蛋白質分子は実質的に全ての活性部位を使
つて抗原蛋白質分子と結合し、そしてその活性を失なう
Such a second solution may contain many components other than the specifically reactive antibody protein to be detected. However, proteins other than the specifically reactive antibody protein do not adhere to the antigen protein layer on the substrate. Therefore, immunological complexing between the antigen protein and the antibody protein that specifically reacts with it occurs only when the specifically reactive antibody protein is present in the second solution. will have a bilayer of protein. The time required for deposition of the second monolayer (of antibody protein molecules 12) on the coated substrate also depends on the concentration of antibody protein in the solution, the degree of agitation of the solution, and the temperature of the solution. In the case of antibody proteins in serum, the time can be as much as 1 tad longer. Such a second monolayer depends on the three factors mentioned above;
It may be only partial or it may be substantially complete. As shown in FIG. 1, when the antigen protein layer substantially completely covers the substrate 10,
That is, when the distance between adjacent antigen protein molecules is minimal, the antibody protein molecule uses substantially all of its active sites to bind to the antigen protein molecule and lose its activity.

換言すれば、抗体蛋白質分子12上における実質的に全
ての活性部位が抗原蛋白質分子11上における対応した
結合部位と結合してしまうのである。なお、このような
基体被覆方法は、1972年6月26日に提出されかつ
本発明と同じ受託者に委託された「蛋白質や抗体の検出
および精製のための方法並びに装置]と題する米国特許
出願第266278号明細書中に記載されている。第1
図の場合、実質的に基体10の表面全域にわたつて抗原
蛋白質分子11の一分子層が吸着しているため、かかる
抗原蛋白質に対して特異的な抗体蛋白質分子12の一分
子層がそれと結合して二分子層を形成すると、抗原蛋白
質であれ抗体蛋白質であれ、追加の蛋白質が結合するこ
とはもはや不可能となる。
In other words, substantially all active sites on the antibody protein molecule 12 bind to corresponding binding sites on the antigen protein molecule 11. Such a substrate coating method is described in a US patent application entitled "Method and Apparatus for the Detection and Purification of Proteins and Antibodies" filed on June 26, 1972 and entrusted to the same trustee as the present invention. It is described in the specification of No. 266278. No. 1
In the case of the figure, since one molecular layer of antigen protein molecules 11 is adsorbed over substantially the entire surface of the substrate 10, one molecular layer of antibody protein molecules 12 specific to the antigen protein binds thereto. Once the bilayer is formed, it is no longer possible for additional proteins, whether antigen or antibody, to bind.

なぜなら、第2の一分子層中の抗体蛋白質分子12上に
はもはや活性部位が残つていないからである。ところで
本発明においては、第2の一分子層中の抗体蛋白質分子
12の第1の一分子層中の抗原蛋白質分子11と結合さ
せると同時に、以後の免疫反応に際して追加の抗原蛋白
質分子と更に結合し得るよう抗体蛋白質分子12の活性
部位の一部を活性状態に維持させるための方法が発見さ
れた。本発明の基礎は、第2図に示されている通り、基
体10の表面上に吸着した抗原蛋白質分子11の一分子
層を形成させる工程に関係している。図解の便宜上、抗
体蛋白質はIgG種のものとして示されているが、前述
のごとき他の4種の抗体蛋白質が本発明において使用で
きないというわけではない。 ″免疫学的
に複合した蛋白質の多分子膜を形成させるための基体1
0を選択した後、第1図に関連して上記に記載された方
法の場合と同じく、抗原蛋白質を含有する塩水から通例
成る第1の溶液中にかかる基体が浸漬される。ただし上
記の方法とは異なり、本発明方法の場合には基体の浸漬
に先立つて免疫学的に不活性な蛋白質が第1の溶液に添
加される。その結果、第2図に示される通り、基体10
の表面上に形成された吸着層は不活性蛋白質分子20に
より互いに隔離され(かつ基体表面に沿つて包囲された
)抗原蛋白質分子11から成ることになる。なお第1の
溶液に添加される不活性蛋白質の量は、基体10に付着
した隣接する抗原蛋白質分子11同士の平均間隔が一般
に数百オングストロームとなるように選ばれる。こうし
て(抗原蛋白質および不活性蛋白質の)一分子層で被覆
された基体10が第1の溶液から取出され、次いで第1
の溶液中の抗原蛋白質に対して特異的な抗体蛋白質を含
有する第2の溶液中に浸漬される。
This is because there are no more active sites left on the antibody protein molecules 12 in the second monolayer. By the way, in the present invention, at the same time that the antibody protein molecules 12 in the second monomolecular layer are bound to the antigen protein molecules 11 in the first monomolecular layer, they are further bound to additional antigen protein molecules during the subsequent immune reaction. A method has been discovered for maintaining a portion of the active site of the antibody protein molecule 12 in an active state so that it can be used. The basis of the invention relates to the step of forming a monomolecular layer of adsorbed antigen protein molecules 11 on the surface of a substrate 10, as shown in FIG. For convenience of illustration, the antibody proteins are shown as being of the IgG type, but this does not mean that the other four types of antibody proteins described above cannot be used in the present invention. ``Substrate 1 for forming an immunologically complex protein multilayer membrane
After selecting 0, such substrate is immersed in a first solution, which typically consists of saline containing the antigenic protein, as in the method described above in connection with FIG. However, in contrast to the above-mentioned method, in the method of the present invention an immunologically inactive protein is added to the first solution prior to immersing the substrate. As a result, as shown in FIG.
The adsorption layer formed on the surface of the substrate will consist of antigenic protein molecules 11 separated from each other (and surrounded along the substrate surface) by inert protein molecules 20. The amount of inert protein added to the first solution is selected so that the average distance between adjacent antigen protein molecules 11 attached to the substrate 10 is generally several hundred angstroms. The substrate 10 thus coated with a monolayer (of antigenic protein and inert protein) is removed from the first solution and then
is immersed in a second solution containing an antibody protein specific for the antigen protein in the solution.

(IgG種の)抗体蛋白質分子12の活性部位同士の間
隔は200オングストロームであるから、抗原蛋白質分
子11と結合した第2の溶液中の抗体蛋白質分子12の
大部分はなお活性部位を保有する(抗体蛋白質分子の種
類に応じて分子1個当り1つ以上の活性部位が残留し得
る)。このように抗体蛋白質分子12が活性状態に維持
される結果、以後の免疫反応に際して追加の抗原蛋白質
分子と更に結合することが可能となる。勿論、1個の抗
体蛋白質分子が1個の抗原蛋白質分子上における1つ以
上の結合部位と結合できないことは言うまでもない。従
つて第2図に示される通り、隣接する抗原蛋白質分子1
1同士が不活性蛋白質分子20によつて十分に隔離され
ている結果、抗体蛋白質分子12は抗原蛋白質分子11
と結合しながらも、一般に各抗体蛋白質分子12の活性
部位12aは以後の免疫反応のため活性状態に維持され
ることになる。このようにして、抗体蛋白質分子を(抗
原蛋白質の一分子層の)表面に結合させると同時に抗体
蛋白質分子の活性部位の一部を以後の免疫反応のため活
性状態に維持させるという本発明の主たる目的の1つが
達成されたわけである。抗原蛋白質がヒト血清アルブミ
ンである場合、不活性蛋白質はたとえば卵白アルブミン
であり、また抗体蛋白質はウサギ血清から入手される。
なお1%ヒト血清アルブミン溶液の場合、不活性蛋白質
としての卵白アルブミン濃度は1〜10%の範囲内にあ
る。次いで第3図を参照すれば、抗体蛋白質の溶液から
取出された後(すなわち第2図に示された工程を施され
た後)、二分子層で被覆された基体10が第1の溶液の
場合と同じ抗原蛋白質を含有する溶液または含有するか
どうか疑われる溶液中に浸漬される。
Since the spacing between active sites of antibody protein molecules 12 (of IgG species) is 200 angstroms, most of the antibody protein molecules 12 in the second solution bound to antigen protein molecules 11 still possess active sites ( Depending on the type of antibody protein molecule, one or more active sites may remain per molecule). As a result of the antibody protein molecule 12 being maintained in an active state in this manner, it becomes possible to further bind to additional antigen protein molecules during subsequent immune reactions. Of course, it goes without saying that one antibody protein molecule cannot bind to more than one binding site on one antigen protein molecule. Therefore, as shown in FIG. 2, adjacent antigen protein molecules 1
1 are sufficiently isolated from each other by the inert protein molecule 20, the antibody protein molecule 12 is separated from the antigen protein molecule 11.
Generally, the active site 12a of each antibody protein molecule 12 will be maintained in an active state for subsequent immune reactions. In this way, the main objective of the present invention is to bind the antibody protein molecule to the surface (of a monolayer of antigenic protein) while at the same time maintaining a portion of the active site of the antibody protein molecule in an active state for subsequent immune reactions. One of the objectives has been achieved. When the antigenic protein is human serum albumin, the inert protein is, for example, ovalbumin, and the antibody protein is obtained from rabbit serum.
In the case of a 1% human serum albumin solution, the concentration of ovalbumin as an inactive protein is within the range of 1 to 10%. Referring now to FIG. 3, after being removed from the antibody protein solution (i.e., subjected to the steps shown in FIG. 2), the bilayer coated substrate 10 is placed in a first solution. The sample is immersed in a solution containing, or suspected of containing, the same antigenic protein as the case.

その結果、再び免疫反応が起るため、抗原蛋白質分子3
0が抗体蛋白質分子12の残留活性部位12gと選択的
に結合する。このような方法は、特定の抗原の存在を容
易に検出することを目的とする溶液の分析のために利用
できる。それはまた、基体10の表面を起点として抗原
抗体蛋白質複合体の多数の連鎖を伸長させ、それによつ
て免疫学的に複合した蛋白質の多分子膜を形成させるた
めにも使用できる。かかる多分子膜は、楕円偏光計のご
とき光学機器を用いて被覆基体を観察することにより容
易に確認できる。あるいはまた、前述の米国特許出願第
266278号および1973年7月30印こ提出され
た同第384113号明細書中に詳しく記載されている
ごとく、かかる多分子膜を電気的に検査することもでき
る。そのためには、金属基体または金属被覆基体と水銀
滴またはその他の適当な電極によつて形成された導電板
および蛋白質層によつて形成された誘電体から成る蓄電
器の電気容量を測定すればよい。更にまた、上記の特許
出願明細書中に記載のごとく、かかる多分子膜を肉眼観
察によつて光学的に検査することもできる。そのために
は、蛋白質層上に設置された水銀滴と基体上に被覆され
た金属薄膜との間で可視的なアマルガムが生成するまで
の時間を測定すればよい。最後に、最も重要なものであ
るが、かかる多分子膜を上記の特許出願明細書中に記載
のごとく反射光または透過光によつて光学的に検査する
こともできる。このような反射光または透過光による光
学的検査のうち、成功をもたらした第1の技術(透過光
による光学的検査)が以下に示される。先ず、光透過性
材料たとえばガラス、プラスチツク、溶融シリカ、雲母
、石英などから成る基体10が用意される。なお、好適
な基体材料はガラスであつて、とりわけ顕微鏡用ガラス
スライドの使用が簡便である。かかる基体が、金属(た
とえばインジウム)の蒸着ににより、多数の金属球体で
被覆される。そのためには、たとえば、水銀柱約5×1
0−5m1Lの常用真空中においてインジウムをタンタ
ール製ボートからガラス製基体上へゆつくりと蒸着させ
ればよい。インジウム原子は基体の表面上において大き
い移動性を示し、しかもガラス製基体をほとんど濡らさ
ないため、基体上に蒸着したインジウムは集合して小さ
な球体となる。同様な特性を有しており、従つて基体上
に蒸着させた場合に球体を形成するものであれば、任意
の金属が使用できる。実際、インジウム以外に金、銀、
スズおよび鉛を使用した場合にも成功が得られた。かか
る金属の蒸着は基体が淡褐色となるまで継続される。こ
の時点において、金属球体は1000λ程度の直径を有
する。金属球体の正確な寸法は重要でないが、その直径
は可視スペクトルの大部分の波長に等しくなければなら
ない。次の工程は、免疫学的に活性な第1の蛋白質(た
とえば抗原蛋白質)および免疫学的に不活性な蛋白質を
含有する第1の溶液中に金属球体で被覆された基体10
を浸漬することである。第1の蛋白質および不活性蛋白
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。一分子層が形成された後、被覆基体は第1の溶
液から取出され、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第2の溶液中に浸漬される。その結
果、(金属球体のないことを別にすれば)第2図の場合
と同じく、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。かかる被覆基体が第2の溶液から
取出され、次いで第1の溶液中のものと同じ第1の蛋白
質を含有する第3の溶液または含有するかどうか疑われ
る第3の溶液中に浸漬される。もし第1の蛋白質が存在
すれば、基体上には第3の一分子層(または部分的な一
分子層)が形成される。こうして得られた被覆基体が透
過光によつて観察され、そして被覆基体の外観から蛋白
質層の膜厚従つて問題の蛋白質の有無に関する判定が下
される。その際、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する。このような変化
は極めて顕著なものであり、従つて蛋白質層の検出は全
く簡単な作業である。基体上に単独で存在する金属球体
がある色調の褐色に見えるとすれば、蛋白質の一分子層
で被覆された金属球体は暗い色調の褐色を示し、蛋白質
の二分子層で被覆された金属球体は一層暗い色調の褐色
を示し、そして蛋白質の三分子層で被覆された金属球体
はなお一層暗い色調の褐色を示す。かかる検出方法は、
電磁放射線が入射エネルギーの大部分の波長に等しい直
径を持つた導電性球体によつて著しく散乱され、しかも
その場合における散乱の度合は球体は付着した薄い絶縁
性被膜によつて大きく左右されるという事実に基づいて
いる。次に、成功をもたらした第2技術(反射光による
光学的検査)が以下に示される。先ず、金製の基体が用
意される。とは言え、経済的な理由から、他種金属上に
薄い金属をめつきしたものを使用する方が好ましい。か
かる基体を上記のごとき第1の溶液中に浸漬すれば、第
1の蛋白質11および不活性蛋白質の一分子層が吸着す
る。ところで、金は可視スペクトルの内部に吸収帯を有
し、そのため特有の色を呈する。この事実がかかる光学
的検査技術の動作原理を与えるのである。なお、金属基
体としては先ず薄いインジウム層次に金属で被覆された
ガラススライドを使用するのが簡便であつて、その場合
のインジウム層はガラスと金との間の付着力およびスラ
イドの光学的特性を改善するのに役立つ。波長の関数と
しての金製基体の相対反射率は、蛋白質層が全く付着し
ていない場合、金特有の鮮やかな黄色を与える。しかる
に、基体上に蛋白質の一分子層が存在すると、試験用ス
ライド(すなわち基体)は鈍い黄色の外観を呈する。次
いで、第1の分分子層中に不活性蛋白質20と共に存在
する蛋白質11と特異的に反応する蛋白質12の溶液に
暴露すれば、試験用スライド蛋白質の二分子層を有する
ことになり、そしてその反射特性のために緑色の外観を
呈する。更に第3の一分子層が存在すると、なお一層緑
色の外観が得られる。これまでに実施された試験のうち
では、金属球体を含む基体を用いた透過光による光学的
検査および金製基体を用いた反射光による光学的検査が
全般にわたつて最も有用であると思われた。更にまた、
これら2つの技術は問題となる蛋白質層の膜厚に応じて
相異なる感度を有することも確認された。更に詳しく言
えば、金属球体を含む基体を用いる技術の最大感度は約
200λ以下の膜厚に関して達成されるのに対し、金製
基体を用いる技術の最大感度は30λを越える膜厚に関
して達成される。従つて、使用する検出方法に応じ、各
々の分析において使用すべき基体10の種類が決定され
る。すなわち、やはり前述の特許出願明細書中に記載の
ごとく、基体としての金属スライドまたは金属被覆ガラ
ススライドが平担な金属(たとえば金)被膜および金属
(たとえばインジウム)球体のいずれを有するべきかが
決定されることになる。なお簡略化のため、基体10は
平担な表面を有するものとして図示されているが、第1
の一分子層が吸着する表面は上記の金属球体を含んでい
てもよいことが了解されるべきである。第3図に示され
るごとく、免疫学的に複合した蛋白質の多分子膜(三層
膜)を形成させるための本発明方法は、ある種の蛋白質
に関して溶液を試験する際に特に重要である。
As a result, an immune reaction occurs again, so the antigen protein molecule 3
0 selectively binds to the remaining active site 12g of the antibody protein molecule 12. Such methods can be utilized for the analysis of solutions for the purpose of easily detecting the presence of specific antigens. It can also be used to extend multiple chains of antigen-antibody protein complexes starting from the surface of the substrate 10, thereby forming a multilayer membrane of immunologically complex proteins. Such a multilayer film can be easily confirmed by observing the coated substrate using an optical instrument such as an ellipsometer. Alternatively, such polylayer films can be electrically tested, as detailed in the aforementioned U.S. Patent Application No. 266,278 and U.S. Patent Application No. 384,113 filed July 30, 1973. . For this purpose, the capacitance of a capacitor consisting of a metal or metallized substrate, a conductive plate formed by a mercury drop or other suitable electrode, and a dielectric formed by a protein layer is measured. Furthermore, such multilayer films can be optically inspected by visual observation, as described in the above-mentioned patent application. To this end, it is sufficient to measure the time required for visible amalgam to form between the mercury droplet placed on the protein layer and the metal thin film coated on the substrate. Finally, and most importantly, such polylayer films can also be inspected optically by reflected or transmitted light as described in the above-mentioned patent applications. Among these optical inspections using reflected or transmitted light, the first technique that has brought success (optical inspection using transmitted light) is shown below. First, a substrate 10 made of a light-transmissive material such as glass, plastic, fused silica, mica, quartz, etc. is provided. Note that a suitable substrate material is glass, and in particular, it is convenient to use a glass slide for a microscope. Such a substrate is coated with a number of metal spheres by vapor deposition of a metal (eg indium). For this purpose, for example, about 5×1 mercury column
Indium may be slowly deposited from a tantalum boat onto a glass substrate in a 0-5 mL commercial vacuum. Since indium atoms exhibit high mobility on the surface of the substrate and hardly wet the glass substrate, indium deposited on the substrate aggregates into small spheres. Any metal can be used as long as it has similar properties and thus forms a sphere when deposited onto a substrate. In fact, in addition to indium, gold, silver,
Success has also been achieved using tin and lead. This metal deposition is continued until the substrate becomes a light brown color. At this point, the metal sphere has a diameter on the order of 1000λ. The exact dimensions of the metal sphere are not critical, but its diameter should be equal to the wavelength of most of the visible spectrum. The next step involves placing a substrate 10 coated with metal spheres in a first solution containing an immunologically active first protein (e.g., an antigenic protein) and an immunologically inactive protein.
It is to soak. The first protein and the inactive protein are also deposited in a monolayer on the substrate and metal sphere. After the monolayer is formed, the coated substrate is removed from the first solution and then immersed in a second solution containing a protein that specifically reacts with the first protein. The result is a bilayer of protein attached to the substrate and metal spheres, as in FIG. 2 (apart from the absence of metal spheres). The coated substrate is removed from the second solution and then immersed in a third solution containing or suspected of containing the same first protein as in the first solution. If the first protein is present, a third monolayer (or partial monolayer) is formed on the substrate. The coated substrate thus obtained is observed under transmitted light, and a determination can be made from the appearance of the coated substrate as to the thickness of the protein layer and thus the presence or absence of the protein of interest. The thickness of the protein layer then corresponds to the change in brown tone observed in the coated substrate. Such changes are very pronounced and detection of the protein layer is therefore quite a simple task. If a metal sphere sitting alone on a substrate appears a certain shade of brown, a metal sphere coated with a monolayer of protein appears a darker shade of brown, and a metal sphere coated with a bilayer of protein appears a certain shade of brown. exhibits a darker shade of brown, and metal spheres coated with a trilayer of protein exhibit an even darker shade of brown. Such a detection method is
It has been shown that electromagnetic radiation is significantly scattered by a conductive sphere with a diameter equal to the wavelength of most of the incident energy, and that the degree of scattering is largely determined by the thin insulating coating to which the sphere is attached. Based on facts. Next, a second technique (optical inspection with reflected light) that has led to success is presented below. First, a gold base is prepared. However, for economical reasons, it is preferable to use a thin metal plated on another metal. When such a substrate is immersed in the first solution as described above, the first protein 11 and one molecular layer of the inactive protein are adsorbed. By the way, gold has an absorption band within the visible spectrum, which gives it a unique color. This fact provides the operating principle of such optical inspection techniques. As the metal substrate, it is convenient to first use a thin indium layer and then a glass slide coated with metal. Helps improve. The relative reflectance of the gold substrate as a function of wavelength gives gold its characteristic bright yellow color when no protein layer is attached. However, the presence of a monolayer of protein on the substrate gives the test slide (i.e., the substrate) a dull yellow appearance. The test slide will then have a bilayer of protein and its It has a green appearance due to its reflective properties. The presence of a further third monolayer gives an even more green appearance. Of the tests conducted to date, optical inspection using transmitted light using a substrate containing a metal sphere and optical inspection using reflected light using a gold substrate appear to be the most useful overall. Ta. Furthermore,
It was also confirmed that these two techniques have different sensitivities depending on the thickness of the protein layer in question. More specifically, the maximum sensitivity of techniques using substrates containing metal spheres is achieved for film thicknesses below about 200λ, whereas the maximum sensitivity of techniques using gold substrates is achieved for film thicknesses greater than 30λ. . Therefore, the type of substrate 10 to be used in each analysis is determined depending on the detection method used. That is, it is determined whether a metal slide or a metal-coated glass slide as a substrate should have a flat metal (e.g. gold) coating or metal (e.g. indium) spheres, also as described in the aforementioned patent application. will be done. Note that for the sake of simplicity, the base body 10 is illustrated as having a flat surface;
It should be understood that the surface to which a monolayer of is adsorbed may include the metal spheres described above. As shown in FIG. 3, the method of the present invention for forming immunologically complex protein multilayer films (trilayers) is particularly important when testing solutions for certain proteins.

かかる蛋白質としては、それ自体およびそれに対する抗
血清が一般に入手し得ることから見れば、ホルモンが挙
げられる。実際、第3の一分子層が問題のホルモンであ
る場合、それは容易に検出することができる。最後に、
免疫学的に複合した蛋白質の多分子膜を形成させるため
の本発明方法はまた、細胞やウィルスを免疫学的に同定
する際にも重要である。すなわち第4図に示されている
通り、基体10の表面から抗原一抗体蛋白質複合体の多
数の連鎖を伸長させれば、連鎖末端の抗体蛋白質分子の
幾つかが細胞またはウイルス40上の抗原部位を見出す
確率は比較的高くなる。その上、細胞またはウイルスの
表面が不規則であつたとしても、その確率はやはり高い
。公知の通り、各細胞を包囲している細胞膜からは、「
移植抗原」と呼ばれる分子が外方に伸びている。細胞4
0を免疫学的に同定するための二層系の場合、第1の一
分子層11を形成するのはかかる移植抗原であつて、問
題の細胞が第3の蛋白質層を構成する。また、第4図に
示されたような四層系の場合には、第1および第3の一
分子層(それぞれ11および30)が移植抗原から成る
。同様に、ウイルスは蛋白質分子から成る外被を有して
いて、かかる蛋白質分子は切断分離し得ることも公知で
ある。ウイルス40を免疫学的に同定するための二層系
における第1の分子層、そしてまた四層系における第1
および第3の一分子層を形成するのはかかる蛋白質分子
である。なお第2および第4の一分子層を成す抗体蛋白
質(それぞれ12および41)は、勿論、同定すべき特
定の細胞またはウイルスに対して特異的なものである。
以上の記載から明らかな通り、本発明に従えば、活性状
態を維持させながら抗体蛋白質を表面に結合させること
によつて基体土に免疫学的に複合した蛋白質の多分子膜
を形成させるための新規な方法が提供される。
Such proteins include hormones, in view of the general availability of themselves and antisera against them. Indeed, if the third monolayer is the hormone in question, it can be easily detected. lastly,
The method of the present invention for forming immunologically complex protein multilayer membranes is also important in the immunological identification of cells and viruses. That is, as shown in FIG. 4, if a large number of chains of antigen-antibody protein complexes are extended from the surface of the substrate 10, some of the antibody protein molecules at the end of the chain will reach the antigen site on the cell or virus 40. The probability of finding is relatively high. Moreover, even if the surface of the cell or virus is irregular, the probability is still high. As is well known, from the cell membrane that surrounds each cell,
Molecules called "transplant antigens" extend outward. cell 4
In the case of a two-layer system for the immunological identification of 0.0, it is the transplanted antigen that forms the first monolayer 11 and the cells of interest constitute the third protein layer. Alternatively, in the case of a four-layer system as shown in Figure 4, the first and third monolayers (11 and 30, respectively) consist of the transplanted antigen. It is likewise known that viruses have an envelope consisting of protein molecules, which can be cleaved off. The first molecular layer in a two-layer system and also the first in a four-layer system for immunological identification of viruses 40.
and it is such protein molecules that form the third monolayer. Note that the antibody proteins (12 and 41, respectively) forming the second and fourth monolayers are, of course, specific to the specific cell or virus to be identified.
As is clear from the above description, according to the present invention, a multilayer film of immunologically complexed proteins is formed on a substrate soil by binding antibody proteins to the surface while maintaining an active state. A novel method is provided.

そのためには、免疫学的に活性な抗原蛋白質を含有する
第1の溶液に十分な量の免疫学的に不活性な蛋白質が添
加される。かかる第1の溶液中に適当な基体を浸漬すれ
ば、吸着により、抗原蛋白質分子および不活性蛋白質分
子の一分子層が基体の表面上に形成される。その場合、
抗原蛋白質分子同士は不活性蛋白質分子によつて隔離さ
れている。かかる一分子層の形成後、抗原蛋白質に対し
て特異的な抗体蛋白質を含有する第2の溶液中に上記の
被覆基体を浸漬すれば、抗体蛋白質分子は抗原蛋白質分
子と結合する一方、抗体蛋白質分子の活性部位の一部は
以後の免疫反応のために活性状態を維持する。従つて、
第1の溶液中のものと同じ抗原蛋白質を含有する溶液ま
たは含有するかどうか疑われる溶液中に上記の被覆基体
を引続いて浸漬することができる。このような操作を繰
返せば、抗原一抗体蛋白質複合体の多数の連鎖を伸長さ
せることも可能なわけである。次に第5図を参照すれば
、やはり適当な基体材料の薄板10から成る診断装置の
一部の拡大立面図が示されている。
For this purpose, a sufficient amount of immunologically inactive protein is added to a first solution containing immunologically active antigenic protein. When a suitable substrate is immersed in such a first solution, a monomolecular layer of antigen protein molecules and inert protein molecules is formed on the surface of the substrate by adsorption. In that case,
Antigen protein molecules are separated from each other by inactive protein molecules. After the formation of such a single molecular layer, if the coated substrate is immersed in a second solution containing an antibody protein specific to the antigen protein, the antibody protein molecules will bind to the antigen protein molecules, while the antibody protein molecules will bind to the antigen protein molecules. A portion of the active site of the molecule remains active for subsequent immune responses. Therefore,
The coated substrate can be subsequently dipped into a solution containing, or suspected of containing, the same antigenic protein as in the first solution. By repeating such operations, it is possible to extend many chains of antigen-antibody protein complexes. Referring now to FIG. 5, there is shown an enlarged elevational view of a portion of a diagnostic device also comprising a sheet 10 of a suitable substrate material.

かかる基体材料は金属、ガラス、雲母、プラスチツク、
溶融シリカ、石英などであり得る。とは言え、蛋白質に
対する屈折率の差が最大である点から見れば金属が好適
であつて、とりわけ金属スライドまたは金属被覆ガラス
スライドとして使用することが好ましい。問題となる蛋
白質(生物学的に見れば抗原または抗体)を含有する塩
水から通例成る第1の溶液中に基体10を浸漬すると、
その蛋白質の分子11は一分子層を成して基体10上に
吸着する。なお本発明の説明に際し、以後、基体10の
表面上に吸着した蛋白質分子11の一分子層は抗原蛋白
質層として記載される。任意の蛋白質がかかる一分子層
を成して吸着するが、それ以上の吸着は起らない。すな
わち、蛋白質は基体には付着するけれども、それ自体に
は付着しないのである。従つて、かかる抗原蛋白質層は
一分子層に過ぎないわけで、それ以上の厚さを有するこ
とはあり得ない。抗原蛋白質で基体を完全に被覆するの
に要する時間は、溶液中の抗原蛋白質の濃度、溶液の撹
拌の度合および溶液の温度に依存する。たとえば、1η
/mlの濃度の肝炎関連抗原溶液がスライドを抗原蛋白
質の一分子層で完全に被覆するには約10分を要する。
実質的に基体10の表面全域にわたつて抗原蛋白質分子
11の一分子層が形成された後、被覆基体は抗原蛋白質
の溶液から取出され、次いで抗原蛋白質と特異的に反応
する抗体蛋白質を含有する溶液または含有するかどうか
疑われる溶液中に浸漬される。
Such substrate materials include metals, glass, mica, plastics,
It can be fused silica, quartz, etc. However, metals are preferred in view of the greatest difference in refractive index relative to proteins, particularly for use as metal slides or metal-coated glass slides. Substrate 10 is dipped into a first solution, which typically consists of saline water, containing the protein of interest (antigen or antibody from a biological point of view).
The protein molecules 11 form a single molecular layer and are adsorbed onto the substrate 10. In explaining the present invention, hereinafter, one molecular layer of protein molecules 11 adsorbed on the surface of the substrate 10 will be referred to as an antigen protein layer. Any protein is adsorbed in such a monolayer, but no further adsorption occurs. That is, the protein attaches to the substrate but not to itself. Therefore, such an antigen protein layer is only a monomolecular layer and cannot be thicker than that. The time required to completely coat the substrate with antigenic protein depends on the concentration of antigenic protein in the solution, the degree of agitation of the solution, and the temperature of the solution. For example, 1η
It takes about 10 minutes for a hepatitis-associated antigen solution at a concentration of 1/ml to completely coat a slide with a monolayer of antigenic protein.
After a monolayer of antigenic protein molecules 11 has been formed over substantially the entire surface of the substrate 10, the coated substrate is removed from the solution of the antigenic protein and then contains an antibody protein that specifically reacts with the antigenic protein. immersed in a solution or a solution suspected of containing it.

なお本発明の説明に当つては、基体10の表面上に吸着
した抗原蛋白質分子11と特異的に反応して第2の一分
子層を形成する抗体蛋白質分子に比べると、抗原蛋白質
分子11は常に大きな粒径を有するものと仮定される。
上記の第2の溶液は、検出の対象とすべき特異的に反応
する小粒径の抗体蛋白質以外に多数の成分を含有してい
てもよい。とは言え、特異的に反応する抗体蛋白質以外
の蛋白質が基体上の抗原蛋白質層に付着することはない
。それ故、特異的に反応する抗体蛋白質が第2の溶液中
に存在する場合に限り、抗原蛋白質およびそれと特異的
に反応する抗体蛋白質の間の免疫学的複合が起るから、
一定時間後に基体は蛋白質の二分子層を有することにな
る。被覆基体土に第2の(抗原蛋白質分子12の)一分
子層が付着するのに要する時間もまた、溶液中の抗体蛋
白質の濃度、溶液の撹拌の度合および溶液の温度に依存
する。血清中の抗体蛋白質の場合、その時間は1田こも
上り得る。かかる第2の一分子層は、上記の3つの要因
に応じ、部分的なものに過ぎないこともあれば、実質的
に完全なものであることもある。第5図に示されたごと
く、抗原蛋白質層が基体10を実質的に完全に被覆して
いる場合、すなわち隣接する抗原蛋白質分子同士の間隔
が最小である場合、個々の抗原蛋白質分子と結合し得る
抗体蛋白質分子12の数は限られて一しまう。
In explaining the present invention, the antigen protein molecule 11 is smaller than the antibody protein molecule that specifically reacts with the antigen protein molecule 11 adsorbed on the surface of the substrate 10 to form a second monomolecular layer. It is always assumed to have a large particle size.
The above-mentioned second solution may contain a large number of components in addition to the specifically reactive, small-sized antibody protein to be detected. However, proteins other than the specifically reactive antibody protein do not adhere to the antigen protein layer on the substrate. Therefore, immunological complexing between the antigen protein and the antibody protein that specifically reacts with it occurs only when the specifically reacting antibody protein is present in the second solution.
After a certain period of time, the substrate will have a bilayer of protein. The time required for the second monolayer (of antigen protein molecules 12) to adhere to the coated substrate substrate also depends on the concentration of antibody protein in the solution, the degree of agitation of the solution, and the temperature of the solution. In the case of antibody proteins in serum, the time can be as much as 1 tad longer. Such second monolayer may be only partial or substantially complete, depending on the three factors listed above. As shown in FIG. 5, when the antigen protein layer substantially completely covers the substrate 10, that is, when the distance between adjacent antigen protein molecules is minimal, the antigen protein layer binds to individual antigen protein molecules. The number of antibody protein molecules 12 obtained is limited to one.

なぜなら、かかる免疫学的複合のために利用し得る抗原
蛋白質分子表面積が限られているからである。な こお
、このような基体被覆方法は前述の米国特許出願第26
6278号明細書中に記載されている。第5図の場合、
実質的に基体10の表面全域にわたつて抗原蛋白質分子
11の一分子層が吸着しているため、かかる抗原蛋白質
に対して特異的な 1小粒径の抗体蛋白質分子12の一
分子層がそれと結合すれば二分子層が形成される。しか
るに、第2の一分子層中の抗体蛋白質分子12は第1の
一分子層中の抗原蛋白質分子11よりも粒径が小さく、
しかも第2の一分子層は第1の一分子層ほど l緻密で
ないため、基体10上における蛋白質の一分子層と二分
子層とを識別するのにかなりの困難が伴なうことは明ら
かである。このような事情を示す良い実例としては、第
1の一分子層中の抗原蛋白質分子11が肝炎関連抗原で
あり、そして第 22の一分子層中の抗体蛋白質分子1
2が肝炎関連抗原に対して特異的な抗体である場合が挙
げられる。楕円偏光計のごとき光学機器を用いて被覆基
体を検査しても、基体上における(抗原蛋白質の)一分
子層と部分的な(抗原一抗体蛋白質複合体の)2二分子
層とを識別することは容易でない。従つて、第2の洛液
が肝炎関連抗原に対する抗体を本当に含有するかどうか
が簡単には決定できないわけであるから、かかる診断試
験はほとんど価値を有しない。ところで本発明において
は、第1の一分子 5子層中の抗原蛋白質分子11に一
層多数の抗体蛋白質分子12を結合させ、それによつて
蛋白質の一分子層および二分子層の間のコントラストを
著しく改善するための方法が発見された。本発明の基礎
は、第6図に示されている通り、基体10の 3表面上
に吸着した抗原蛋白質分子11の一分子層を形成させる
工程に関係している。図解の便宜上、抗体蛋白質はIg
G種のものとして示されているが、前述のごとき他の4
種の抗体蛋白質が本発明において使用できないというわ
けではない。免疫学的に複合した蛋白質の二分子層を形
成させるための基体10を選択した後、第5図に関連し
て上記に記載された方法の場合と同じく、抗原蛋白質を
含有する塩水から通例成る第1の溶液中クにかかる基体
が浸漬される。
This is because the antigen protein molecule surface area available for such immunological conjugation is limited. Incidentally, such a substrate coating method is described in the above-mentioned U.S. Patent Application No. 26.
No. 6278. In the case of Figure 5,
Since one molecular layer of antigen protein molecules 11 is adsorbed over substantially the entire surface of the substrate 10, one molecular layer of small-sized antibody protein molecules 12 specific to the antigen protein is adsorbed thereon. When combined, a bilayer is formed. However, the antibody protein molecules 12 in the second monolayer have a smaller particle size than the antigen protein molecules 11 in the first monolayer;
Moreover, since the second monomolecular layer is not as dense as the first monomolecular layer, it is clear that it is quite difficult to distinguish between a monomolecular layer and a bimolecular layer of protein on the substrate 10. be. A good illustration of this situation is that the antigen protein molecule 11 in the first monolayer is a hepatitis-related antigen, and the antibody protein molecule 1 in the 22nd monolayer is a hepatitis-related antigen.
An example is the case where 2 is an antibody specific to a hepatitis-related antigen. Examination of a coated substrate using an optical instrument such as an ellipsometer also distinguishes between a monolayer (of antigen protein) and a partial bilayer (of antigen-antibody-protein complex) on the substrate. That is not easy. Therefore, such diagnostic tests are of little value since it cannot be easily determined whether the second liquid fluid actually contains antibodies to hepatitis-associated antigens. However, in the present invention, a larger number of antibody protein molecules 12 are bound to the antigen protein molecules 11 in the first monomolecular 5-layer, thereby significantly increasing the contrast between the monolayer and bilayer of the protein. A way to improve has been discovered. The basis of the invention relates to the step of forming a monomolecular layer of antigenic protein molecules 11 adsorbed on three surfaces of a substrate 10, as shown in FIG. For convenience of illustration, the antibody protein is Ig
Although it is shown as a type G, other 4 types such as those mentioned above
This is not to say that species antibody proteins cannot be used in the present invention. After selecting the substrate 10 for forming a bilayer of immunologically complexed proteins, it typically consists of a saline solution containing the antigenic protein, as in the method described above in connection with FIG. The substrate is immersed in the first solution.

ただし上記の方法とは異なり、本発明方法の場合には基
体の浸漬に先立つて免疫学的に不活性な蛋白質が第1の
洛液に添加される。その結果、第6図に示される通り、
基体10の表面上に形成された吸着層は不活性蛋白質分
子20により互いに隔離され(かつ基体表面に沿つて包
囲され)た相対的に大粒径の抗原蛋白質分子11から成
ることになる。以後の免疫反応時における抗体蛋白質分
子との結合のために抗原蛋白質11の一層大きな表面積
(従つて一層多数の結合部位)が利用できるようにする
ため、不活性蛋白質分子20は抗原蛋自質分子11に比
べて少なくとも多少(好ましくは実質的に)小さな粒径
を有している。なお第1の酵液に添加される不活性蛋白
質の量は、一般に、不活性蛋白質が吸着層の全面積の1
/2〜9/10を占め、それに対応して抗原蛋白質が全
面積の1/2〜1/10を占めるように選ばれる。とは
言え、これは本発明に対する制限条件ではない。なぜな
ら、隣接する抗原蛋白質分子同士の平均間隔を決定する
要因としては、個々の抗原蛋白質分子上における結合部
位の数およびかかる分子が基本に付着する様式、換言す
れば露出状態に維持される結合部位の数もまた考えられ
るからである。要するに、本発明の利益を最大限に活用
するためには、抗体蛋白質分子12が抗原蛋白質分子1
1よりも遥かに小さければ抗原蛋白質分子同士の間隔を
大きくすることが望ましいのに対し、抗体蛋白質分子1
2が抗原蛋白質分子11より僅かに小さいだけならば抗
原蛋白質分子同士の間隔が小さくても差支えない。この
ように抗原蛋白質分子11が不活性蛋白質分子20より
も犬きい粒径を有する結果、抗原蛋白質分子の表面の大
部分が露出状態に維持され、従つてそれに対応した結合
部位が以後の免疫反応時における抗体蛋白質との結合の
ために利用できるわけである。こうして(抗原蛋白質お
よび不活性蛋白質の)一分子層で被覆された基体10が
第1の洛液から取出され、次いで第1の洛液中の抗原蛋
白質に対して特異的な抗体蛋白質を含有する第2の溶液
中に浸漬される。
However, unlike the above method, in the method of the present invention, an immunologically inactive protein is added to the first liquid solution prior to immersing the substrate. As a result, as shown in Figure 6,
The adsorption layer formed on the surface of the substrate 10 will consist of relatively large antigen protein molecules 11 separated from each other (and surrounded along the substrate surface) by inert protein molecules 20. In order to make a larger surface area (and thus more binding sites) of the antigen protein 11 available for binding to antibody protein molecules during subsequent immune reactions, the inert protein molecules 20 are It has a particle size that is at least somewhat (preferably substantially) smaller than 11. The amount of inactive protein added to the first fermentation solution is generally such that the amount of inactive protein is 1 of the total area of the adsorption layer.
/2 to 9/10 of the total area, and the antigen protein is selected so that it occupies 1/2 to 1/10 of the total area. However, this is not a limitation on the invention. This is because the factors that determine the average spacing between adjacent antigen protein molecules include the number of binding sites on each antigen protein molecule and the manner in which such molecules attach to the base, in other words, the binding sites that are kept exposed. This is because the number of can also be considered. In short, in order to take full advantage of the benefits of the present invention, it is necessary that the antibody protein molecule 12 be the antigen protein molecule 1
If the distance between the antigen protein molecules is much smaller than 1, it is desirable to increase the distance between the antigen protein molecules.
2 is only slightly smaller than the antigen protein molecule 11, there is no problem even if the distance between the antigen protein molecules is small. As a result of the antigenic protein molecule 11 having a smaller particle size than the inert protein molecule 20, most of the surface of the antigenic protein molecule is maintained in an exposed state, and the corresponding binding site is thus protected during subsequent immune reactions. In other words, it can be used for binding with antibody proteins. The substrate 10 thus coated with a monolayer (of antigenic protein and inert protein) is removed from the first liquid and then contains antibody proteins specific for the antigenic protein in the first liquid. Immersed in a second solution.

第5図と違つて第6図の場合には、抗原蛋白質分子が小
粒径の不活性蛋白質分子によつて包囲されているため、
抗原蛋白質分子上には一層大きな表面積(従つて一層多
数の結合部位)が露出されている。従つて、第5図中の
抗原蛋白質分子は第5図中のものより多数の抗体蛋白質
と免疫学的に結合することが容易である。このように第
6図の場合には、一般的に言つて、第5図の場合よりも
多数の抗体蛋白質分子12が各々の抗原蛋白質分子11
と結合する。
Unlike in Fig. 5, in the case of Fig. 6, the antigen protein molecule is surrounded by inert protein molecules of small particle size.
A greater surface area (and therefore a greater number of binding sites) is exposed on the antigen protein molecule. Therefore, the antigen protein molecules in FIG. 5 can more easily bind immunologically to a larger number of antibody proteins than those in FIG. In this way, in the case of FIG. 6, generally speaking, a larger number of antibody protein molecules 12 are present in each antigen protein molecule 11 than in the case of FIG.
Combine with.

ここで第5図と第6図とを比較すれば、(第2の一分子
層中に存在する抗体蛋白質分子の数が多いことから見て
)蛋白質の一分子層およど二分子層の間のコントラスト
は第6図の場合の方が大きいことは明らかである。実例
を述べれば、第1の洛液は肝炎関連抗原が一分子層の全
面積の1/4を占めかつウシ血清アルブミンが残りの3
/4を占めるような濃度で肝炎関連抗原およびウシ血清
アルブミンを含有する?液であり、また第2の溶液は肝
炎抗体の希薄な洛液である。このように上記の方法は、
相対的に大粒径の抗原蛋白質に対する抗体蛋白質の存在
を容易に検出することを目的とする溶液の分析のために
利用できる。こうして二分子層で被覆された第6図の基
体はまた、第7図に示されるような第3の一分子層を形
成させるため、第2の一分子層中の抗体蛋白質に対する
第2の抗体蛋白質を含有する第3の醇液または血清中に
引続いて浸漬することができる。
If we compare Figures 5 and 6 here, we can see that between the monolayer and the bilayer of the protein (in view of the large number of antibody protein molecules present in the second monolayer) It is clear that the contrast in the case of FIG. 6 is greater. To give an example, in the first liquid, hepatitis-related antigen occupies 1/4 of the total area of one monolayer, and bovine serum albumin occupies the remaining 3.
Contains hepatitis-related antigens and bovine serum albumin at a concentration that accounts for /4? The second solution is a dilute hepatitis antibody solution. In this way, the above method
It can be used for analysis of solutions for the purpose of easily detecting the presence of antibody proteins against relatively large antigen proteins. The substrate of FIG. 6 thus coated with a bilayer is also coated with a second antibody directed against the antibody protein in the second monolayer to form a third monolayer as shown in FIG. A subsequent immersion in a third solution or serum containing protein can be performed.

第2の一分子層中の抗体蛋白質分子12の各々は数個の
抗原デテルミナントを有するから、一般にそれは第2の
抗体蛋白質の数個の分子30と結合し、それによつて相
対的に稠密な第3の一分子層を形成し得る。かかる稠密
な第3の一分子層の存在は、第2の一分子層の存在を表
わすのは勿論のこと、(抗原蛋白質の)一分子層および
(抗原蛋白質一第1の抗体蛋白質の)二分子層の間のコ
ントラストの著しい改善をもたらす。この場合、第1の
一分子層中において大粒径の抗原蛋白質分子11同士の
間に不活性蛋白質分子20が存在することはまた、第2
の抗体蛋白質を含有する血清中の非特異的蛋白質が基体
に付着するのを防止するためにも役立つ。このように、
不活性蛋白質を用いて大粒径の抗原蛋白質分子同士を隔
離しかつ各各の抗原蛋白質分子周囲の基体表面を被覆し
た結果、各々の抗原蛋白質分子に対して特異的に結合す
る抗体蛋白質分子の数が増加すると同時に、基体上に非
特異的に結合する蛋白質分子の数が減少するという二重
の利益が得られることになる。結局、第3の溶液中に被
覆基体を浸漬することが一子層および二分子層(最終的
には三分子層)の間のコントラストを著しく改善する点
から見れば、第7図中の第3の一分子層を形成させるた
めの工程は第1の抗体蛋白質を含有するかどうか疑われ
る第2の洛液の分析に際して有用であると言える。第6
図の場合における第2の(抗体蛋白質分子12の)一分
子層の存在、そしてまた第7図の場合における第3の(
抗体蛋白質分子30の)一分子層の存在は、楕円偏光計
のごとき光学機器を用いて被覆基体を観察することによ
つて容易に確認できる。あるいはまた、前述の米国特許
出願第266278および384113号明細書中に詳
しく記載されかつ上記にも説明されているごとく、かか
る蛋白質層を電気的に検査することもできる。そのため
には、金属基体または金属被覆体と水銀滴またはその他
の適当な電極とによつて形成された導電板および蛋白質
層によつて形成された誘電体から成る蓄電器の電気容量
を測定すればよい。更にまた、前述の特許出願明細書中
に記載されかつ蛋白質の多分子膜に関して上記にも説明
されているごとく、かかる蛋白質層を肉眼観察によつて
光学的に検査することもできる。そのためには、蛋白質
層上に設置された水銀滴と基体上に被覆された金属薄膜
との間で可視的なアマルガムが生成されるまでの時間を
測定すればよい。最後に、最も重要なものであるが、前
述の特許出願明細書中に記載されかつ蛋白質の多分子膜
に関して上記にも説明されているごとく、かかる蛋白質
層を反射光または透過光によつて光学的に検査すること
もできる。ただしこの場合には、被覆基体を第2の躊液
から取出した後、第2の浩液中の蛋白質と特異的に反応
する蛋白質(たとえば第1の抗体蛋白質に対する第2の
抗体蛋白質)を含有する第3の后液中への浸漬により、
第2の一分子層が存在するならばその上に第3の一分子
層(または部分的な一分子層)が形成させられる。かか
る被覆基体が透解光によつて観察される。そして被覆基
体の外観から、それに付着した蛋白質層の膜厚、従つて
第2の一分子層の有無に関する判定が下される。蛋白質
の一分子層および二分子層の間のコントラストをなお一
層改善するためには、抗原蛋白質および不活性蛋白質を
含有する醇液の1滴を基体10上に設置すればよい。こ
うして液滴で被覆された基体が不活性蛋白質のみを含有
する洛液中に浸漬されれば、第8図に示されるごとく、
不活性蛋白質20によつて完全に包囲された小さな抗原
一不活性蛋白質領域から成る一分子層が形成される。か
かる方法は、抗体蛋白質が血清中に存在する場合におけ
る非特異的な吸着の問題を解決するのに役立つ。すなわ
ち、基体の残りの表面を被覆した不活性蛋白質は血清中
の非特異的な蛋白質が基体に付着するのを防止し、それ
によつてコントラストの改善をもたらすものである。上
記のごとき簡単な方法が開発された結果、今や、標準的
な放射線免疫検定試験と同じ感度を有する試験によつて
肝炎を検出することが可能となつた。
Since each antibody protein molecule 12 in the second monolayer has several antigen determinants, it will generally bind to several molecules 30 of the second antibody protein, thereby forming a relatively dense layer. A monolayer of 3 can be formed. The presence of such a dense third monolayer not only indicates the presence of the second monolayer, but also the presence of a monolayer (of the antigen protein) and a second monolayer (of the antigen protein and the first antibody protein). This results in a significant improvement in the contrast between molecular layers. In this case, the presence of inactive protein molecules 20 between large-sized antigen protein molecules 11 in the first monolayer also means that the second
It also serves to prevent non-specific proteins in serum containing antibody proteins from adhering to the substrate. in this way,
As a result of isolating large-sized antigen protein molecules using inert proteins and coating the substrate surface around each antigen protein molecule, antibody protein molecules that specifically bind to each antigen protein molecule are isolated. There will be a dual benefit in that the number of non-specifically bound protein molecules on the substrate will be reduced at the same time as the number increases. All in all, in view of the fact that immersing the coated substrate in the third solution significantly improves the contrast between the monolayer and the bilayer (and ultimately the trilayer), the It can be said that the step of forming a monomolecular layer in step 3 is useful when analyzing a second liquid solution suspected of containing the first antibody protein. 6th
The presence of a second monolayer (of antibody protein molecules 12) in the case of Figure 7 and also of the third (of antibody protein molecules 12) in the case of Figure 7
The presence of a monolayer (of antibody protein molecules 30) can be easily confirmed by observing the coated substrate using an optical instrument such as an ellipsometer. Alternatively, such protein layers can be electrically interrogated, as detailed in the aforementioned US Patent Application Nos. 2,662,78 and 3,841, and as explained above. For this purpose, the capacitance of a capacitor consisting of a conductive plate formed by a metal substrate or metal coating and a mercury drop or other suitable electrode and a dielectric formed by a protein layer is measured. . Furthermore, such protein layers can be optically inspected by visual observation, as described in the aforementioned patent applications and explained above with respect to protein multilayers. To this end, it is sufficient to measure the time until a visible amalgam is formed between the mercury droplet placed on the protein layer and the metal thin film coated on the substrate. Finally, and most importantly, as described in the aforementioned patent application and also explained above with respect to multilayer films of proteins, such protein layers can be optically illuminated by reflected or transmitted light. It can also be inspected. However, in this case, after the coated substrate is removed from the second hemolytic solution, a protein that specifically reacts with the protein in the second hemolymph solution (for example, a second antibody protein for the first antibody protein) is added to the coated substrate. By immersion in the third solution,
A third monolayer (or partial monolayer) is formed over the second monolayer, if present. Such coated substrates are observed using transmitted light. From the appearance of the coated substrate, a determination can be made as to the thickness of the protein layer attached thereto, and thus the presence or absence of the second monomolecular layer. To further improve the contrast between monolayers and bilayers of protein, a drop of a solution containing the antigenic protein and the inert protein can be placed on the substrate 10. When the substrate coated with droplets is immersed in a liquid solution containing only inactive proteins, as shown in FIG.
A monolayer consisting of a small antigen-inactive protein region completely surrounded by inactive protein 20 is formed. Such methods help solve the problem of non-specific adsorption when antibody proteins are present in serum. That is, the inert protein coated on the remaining surface of the substrate prevents non-specific proteins in serum from adhering to the substrate, thereby providing improved contrast. As a result of the development of simple methods such as those described above, it is now possible to detect hepatitis with a test that has the same sensitivity as standard radioimmunoassay tests.

最後に、上記のごとき方法はウイルスや酵素を免疫学的
に同定するためにも重要である。
Finally, methods such as those described above are also important for immunological identification of viruses and enzymes.

全てのウイルス型抗原はそれらに対して特異的な抗体よ
りも大きいのに対し、酵素型抗原は種類に応じて大きい
こともあれば小さいこともある。特定のウイルスまたは
大粒径酵素を同定するための方法は阻害試験として知ら
れるものであるが、それは次のようにして実施される。
特定のウイルスまたは大粒径酵素および不活性蛋白質を
含有する塩水から通例成る第1の溶液が調製され、そし
てその中に基体が浸漬される。あるいはまた、かかる溶
液の1滴が基体上に設置され、次いで不活性蛋白質のみ
を含有する醇液中に基体が浸漬される。ウイルスまたは
酵素(すなわち抗原)および不活性蛋白質の一分子層が
基体上に吸着した後、基体は第1の洛液から取出される
。他方、特定のウイルスまたは酵素の存在に関して試験
すべきヒト血清の試料には、特定のノイルスまたは酵素
に対する既知の抗体の混合による前処理が施される。そ
の際には、血清試料中に特定のウイルスまたは酵素が存
在すれば免疫学的に除去されてしまうだけの量の抗体が
使用される。次に、一分子層で被覆された基体が前処理
済むの血清試料中に浸漬され、そして血清試料から取出
した後に前述のごとき任意の技術に従つて検査される。
基体の検査によつて一分子層のみの存在が判明したなら
ば、試験すべきヒト血清は特定のウイルスまたは酵素を
含有していたことが知られる。しかるに二分子層が検出
されれば、試験すべきヒト血清は特定のウイルスまたは
酵素を含有していなかつたことがわかる。なぜなら、抗
体は血清試料中の抗原(すなわち特定のウイルスまたは
酵素)と免疫学的に結合することができず、従つて基体
上に吸着した第1の一分子層中の抗原と結合したことに
なるからである。以上の記載から明らかな通り、免疫学
的に活性な抗原蛋白質を含有する第1の溶液に十分な量
の免疫学的に不活性な蛋白質を添加することによつて表
面免疫試験における蛋白質の一分子層および二分子層の
間のコントラストを改善するための新規な方法もまた本
発明に従つて提供される。これまで、特定の実施例に関
連して本発明が記載されたけれど、上記の記載に照らせ
ばその他の変形や変更も可能なことは自明である。たと
えば、抗原蛋白質とは別個に不活性蛋白質のみの溶液を
調製し、そしてその中に基体を浸漬することもできる。
かかる浸漬は、予備工程として実施されるか、あるいは
抗原蛋白質の希薄醇液および抗体蛋白質の溶液中への浸
漬の間の中間工程として実施される。別の方法としては
、抗体蛋白質が血清中に存在する場合、抗原蛋白質の希
薄后液を用いて基体上に不完全な一分子層を形成させる
ようにすることもできる。その際、かかる后液中からは
不活性蛋白質が省かれる。なぜなる、血清中の(非特異
的な)蛋白質が不活性蛋白質として基体に付着し、そし
て抗原蛋白質分子同士を隔離するのに役立つからである
。本発明はまた酵素を検出するためにも利用できる。そ
のためには、抗原蛋白質としての酵素および不活性蛋白
質としてのウシ血清アルブミンを含有する第1の溶液中
に基体を浸漬し、(予め酵素を注射されたウサギから入
手される)酵素に対する抗体蛋白質を含有する第2の浩
液中に基体を浸漬し、酵素を含有するかどうか疑われる
第3の浩液中に基体を浸漬し、次いで酵素から成る第3
の一分子層の存在に関して基体を検査すればよい。更に
また、基体表面上に吸着した免疫学的に活性な蛋白質は
抗原蛋白質として記載されたが、かかる蛋白質が抗体蛋
白質であつてもよいことは言うまでもない。その場合、
第・2の一分子層を成す蛋白質はかかる抗体蛋白質に対
して特異的に抗原蛋白質、そして第3の一分子層を成す
蛋白質は再び抗体蛋白質である。最後に、第1の一分子
層を成す蛋白質が抗体蛋白質、そして第2の一分子層を
成す蛋白質が特異的な抗原蛋白質となるような方法が可
能なことも明らかである。ごのような方法は、たとえば
インシユリン抗体のごとく、抗体蛋白質分子の方がそれ
に対して特異的な抗原蛋白質分子よりも大きい場合に有
用である。次に、本発明の実施態様を列挙すれば下記の
通りである。
All virus-type antigens are larger than the antibodies specific for them, whereas enzyme-type antigens can be larger or smaller depending on the type. The method for identifying specific viruses or large-sized enzymes, known as inhibition tests, is performed as follows.
A first solution, typically consisting of saline containing the specific virus or large size enzyme and inactive protein, is prepared and the substrate is immersed therein. Alternatively, a drop of such a solution is placed on the substrate and the substrate is then immersed in a solution containing only inert protein. After the virus or enzyme (ie, antigen) and one molecular layer of inert protein have been adsorbed onto the substrate, the substrate is removed from the first liquid solution. On the other hand, a sample of human serum to be tested for the presence of a particular virus or enzyme is pretreated with a mixture of known antibodies against the particular virus or enzyme. In this case, an amount of antibody is used that is sufficient to immunologically eliminate the presence of a particular virus or enzyme in the serum sample. The monolayer-coated substrate is then immersed in the pretreated serum sample and, after removal from the serum sample, examined according to any of the techniques described above.
If examination of the substrate reveals the presence of only one monolayer, the human serum to be tested is known to contain the particular virus or enzyme. However, the detection of a bilayer indicates that the human serum to be tested does not contain the particular virus or enzyme. This is because antibodies cannot immunologically bind to antigens (i.e., specific viruses or enzymes) in serum samples, and therefore cannot bind to antigens in the first monolayer adsorbed onto the substrate. Because it will be. As is clear from the above description, by adding a sufficient amount of immunologically inactive protein to the first solution containing the immunologically active antigenic protein, one of the proteins in the surface immunoassay can be detected. A novel method for improving the contrast between molecular and bilayer layers is also provided in accordance with the present invention. Although the invention has been described with respect to specific embodiments, it will be obvious that other modifications and variations are possible in light of the above description. For example, it is also possible to prepare a solution containing only an inactive protein separately from the antigen protein and immerse the substrate therein.
Such immersion is performed as a preliminary step or as an intermediate step between immersion in a dilute solution of antigen protein and a solution of antibody protein. Alternatively, if the antibody protein is present in serum, a dilute solution of the antigen protein can be used to form an incomplete monolayer on the substrate. At this time, inactive proteins are omitted from the liquid. This is because (non-specific) proteins in serum attach to the substrate as inactive proteins and serve to isolate antigenic protein molecules from each other. The invention can also be used to detect enzymes. To do this, the substrate is immersed in a first solution containing the enzyme as the antigenic protein and bovine serum albumin as the inactive protein, and the antibody protein against the enzyme (obtained from a rabbit previously injected with the enzyme) is added. The substrate is immersed in a second solution containing the enzyme, the substrate is immersed in a third solution suspected of containing the enzyme, and then the substrate is immersed in a third solution containing the enzyme.
The substrate may be tested for the presence of a monolayer of . Furthermore, although the immunologically active protein adsorbed onto the substrate surface has been described as an antigen protein, it goes without saying that such a protein may also be an antibody protein. In that case,
The protein forming the second monolayer is an antigen protein specific to the antibody protein, and the protein forming the third monolayer is again an antibody protein. Finally, it is also clear that a method is possible in which the proteins forming the first monolayer are antibody proteins and the proteins forming the second monolayer are specific antigenic proteins. This method is useful when the antibody protein molecule is larger than the specific antigen protein molecule, such as insulin antibodies. Next, the embodiments of the present invention are listed below.

1.前記基体を免疫学的に活性な抗原蛋白質および免疫
学的に不活性な蛋白質の一分子層で被覆する前記工程が
、前記抗原蛋白質を含有する第1の浩液を調整し、前記
第1の醇液に十分な量の前記不活性蛋白質を添加し、前
記基体を前記第1の浩液中に浸漬することにより前記蛋
白質の分子同士が前記不活性蛋白質の分子によつて十分
に隔離されるように前記基体を前記抗原蛋白質および前
記不活性蛋白質の一分子層で被覆し、それからこうして
一分子層で被覆された前記基体を前記第1の溶液から取
出すことから成る、前記特許請求の範囲の方法。
1. The step of coating the substrate with a monomolecular layer of an immunologically active antigenic protein and an immunologically inactive protein prepares a first hemolyte containing the antigenic protein, and By adding a sufficient amount of the inert protein to the solution and immersing the substrate in the first solution, the protein molecules are sufficiently isolated from each other by the inert protein molecules. coating said substrate with a monolayer of said antigenic protein and said inert protein, and then removing said substrate thus coated with said monolayer from said first solution. Method.

2.前記基体を免疫学的に活性な抗原蛋白質および免疫
学的に不活性な蛋白質の一分子層で被覆する前記工程が
、前記不活性蛋白質を含有する第1の溶液を調製し、前
記基体を前記不活性蛋白質の部分的な一分子層で被覆す
るのに十分なだけ前記基体を前記第10洛液中に浸漬し
、こうして部分的に被覆された前記基体を前記第1の溶
液から取出し、前記抗原蛋白質を含有する第2の洛液を
調製し、前記基体を前記第2の酪液中に浸漬することに
より前記抗原蛋白質の分子同士が前記不活性蛋白質の分
子によつて隔離されるように前記基体の残りの表面を前
記抗原蛋白質の部分的な一分子層で被覆し、それからこ
うして一分子層で被覆された前記基体を前記第2の浩液
から取出すことから成る。
2. The step of coating the substrate with a monolayer of an immunologically active antigenic protein and an immunologically inactive protein includes preparing a first solution containing the inert protein and coating the substrate with a monolayer of an immunologically active antigenic protein and an immunologically inactive protein. immersing said substrate in said tenth solution sufficient to coat it with a partial monolayer of inert protein; removing said partially coated substrate from said first solution; A second milk solution containing an antigen protein is prepared, and the substrate is immersed in the second milk solution, so that molecules of the antigen protein are isolated from each other by molecules of the inactive protein. It consists of coating the remaining surface of said substrate with a partial monolayer of said antigenic protein and then removing said substrate thus coated with a monolayer from said second filtrate.

前記特許請求の範囲記載の方法3.前記基体を免疫学的
に活性を抗原蛋白質および免疫学的に不活性な蛋白質の
一分子層で被覆する前記工程が、前記抗原蛋白質を含有
する希薄な第1の溶液を調製し、前記基体を前記抗原蛋
白質の部分的な一分子層で被覆するのに十分なけ前記基
体を前記第1の俗液中に浸漬し、こうして部分的に被覆
された前記基体を前記第1の溶液から取出し、前記不活
性蛋白質を含有する第2の爵液を調製し、前記基体を前
記第2の爵液中に浸漬することにより前件抗原蛋白質の
ZZ分子同士が前記不活性蛋白質の分子によつて隔離さ
れるように前記基体の残りの表面を前記不活性蛋白質の
部分的な一分子層で被覆し、それからこうして一分子層
で被覆された前記基体を前記第2の?液から取出すこと
から成る、,前記特許請求の範囲記載の方法。
Method according to the claims 3. The step of coating the substrate with a monomolecular layer of an immunologically active antigenic protein and an immunologically inactive protein includes preparing a dilute first solution containing the antigenic protein and coating the substrate with a monolayer of an immunologically active antigenic protein and an immunologically inactive protein. immersing the substrate in the first solution sufficient to coat it with a partial monolayer of the antigenic protein; removing the partially coated substrate from the first solution; By preparing a second liquid containing an inactive protein and immersing the substrate in the second liquid, the ZZ molecules of the antecedent antigen protein are isolated by the molecules of the inactive protein. The remaining surface of the substrate is coated with a partial monolayer of the inert protein, and the substrate thus coated with a monolayer is then coated with the second monolayer. A method as claimed in the preceding claims, comprising removing it from a liquid.

4.前記基体を免疫学的に活性な抗原蛋白質および免疫
学的に不活性な蛋白質の一分子層で被覆する前記工程が
、前記抗原蛋白質を含有する希薄な第1の溶液を調製し
、前記基体を前記抗原蛋白質の部分的な一分子層で被覆
するのに十分なだけ前記基体を前記第1の爵液中に浸漬
し、こうして部分的に被覆された前記基体を前記第1の
溶液から取出し、次いで前記抗原蛋白質と特異的に反応
する抗体蛋白質の后液中に前記基体を浸漬することから
成る場合において、前記抗体蛋白質が血清中に存在して
いる結果、前記血清中の前記抗体蛋白質以外の蛋白質が
前記不活性蛋白質として作用して前記基体に付着し、そ
れにより前記抗原蛋白質の分子同士が前記不活性蛋白質
の分子によつて隔離されるように前記基体が前記抗原蛋
白質および前記不活性蛋白質の一分子層で被覆される一
方、前記血清中の前記抗体蛋白質の分子が第2の一分子
層を形成する、前記特許請求の範囲記載の方法。
4. The step of coating the substrate with a monolayer of an immunologically active antigenic protein and an immunologically inactive protein includes preparing a dilute first solution containing the antigenic protein and coating the substrate with a monolayer of an immunologically active antigenic protein and an immunologically inactive protein. immersing the substrate in the first solution sufficient to coat it with a partial monolayer of the antigenic protein, and removing the partially coated substrate from the first solution; Then, in the case where the substrate is immersed in a solution of an antibody protein that specifically reacts with the antigen protein, as a result of the presence of the antibody protein in the serum, other than the antibody protein in the serum The protein acts as the inert protein and attaches to the substrate, so that the substrate is free from the antigenic protein and the inactive protein such that the molecules of the antigenic protein are separated by the molecules of the inactive protein. 3. The method of claim 1, wherein molecules of the antibody protein in the serum form a second monolayer.

5.前記二分子層で被覆された前記基体を前記抗体蛋白
質の緋液から取出し、引続いて前記第1の溶液中のもの
と同じ抗原蛋白質を含有するかどうか疑われる第3の醇
液に前記基体を暴露して前記抗体蛋白質との免疫反応を
起させ、それにより前記抗体蛋白質の分子上に残留する
活性部位を前記第3の后液中の前記抗原蛋白質の分子と
化学的に結合させ、それから前記基体上に第3の蛋白質
層が存在するかどうかを検査して前記第3の洛液中にお
ける前記抗原蛋白質の有無を判定することの諸工程が追
加包含される、前記第1項記載の方法。
5. The substrate coated with the bilayer is removed from the antibody protein scarlet liquor and subsequently placed in a third solution suspected of containing the same antigenic protein as in the first solution. to cause an immune reaction with the antibody protein, thereby chemically binding the active sites remaining on the molecules of the antibody protein to the molecules of the antigenic protein in the third aqueous fluid; 2. The method according to item 1, further comprising the steps of determining the presence or absence of the antigen protein in the third liquid by examining whether or not a third protein layer is present on the substrate. Method.

5.前記抗原蛋白質を含有する第1の洛液を調製する前
記工程が、特定の細胞またはウイルスの最外部に存在す
る抗原蛋白質を分離し、次いでそれの陪液を調製するこ
とから成る場合において、前記二分子層で被覆された前
記基体を前記抗体蛋白質の溶液から取出し、引続いて前
記特定の細胞またはウイルスを含有するかどうか疑われ
る第3の洛液中に前記基体を浸漬して前記抗体蛋白質を
前記第3の醇液中の前記特定の細胞またはウイルス上の
抗原部位と結合させ、それから前記基体上に第3の蛋白
質層が存在するかどうかを検査して前記第3の溶液中に
おける前記特定の細胞またはウイルスの有無を判定する
ことの諸工程が追加包含される。
5. In the case where the step of preparing the first liquid solution containing the antigen protein consists of separating the antigen protein present on the outermost part of a specific cell or virus and then preparing a liquid solution thereof, The bilayer-coated substrate is removed from the solution of the antibody protein, and the substrate is subsequently immersed in a third liquid solution suspected of containing the specific cell or virus. binds to the antigenic site on the specific cell or virus in the third solution, and then tests for the presence of a third protein layer on the substrate to detect the antigen in the third solution. The steps of determining the presence or absence of particular cells or viruses are additionally included.

前記第1項記載の方法。7.前記二分子層で被覆された
前記基体を前記抗体蛋白質の溶液から取出し、引続いて
前記第1の?液中のものと同じ抗原蛋白質を含有する第
3の醇液に前記基体を暴露して前記抗体蛋白質との免疫
反応を起させ、それにより前記抗体蛋白質の分子上に残
留する活性部位を前記第3の洛液中の前記抗原蛋白質の
分子と結合させることの諸工程が追加包含される。
The method according to item 1 above. 7. The bilayer-coated substrate is removed from the antibody protein solution and subsequently coated with the first bilayer. Exposure of the substrate to a third solution containing the same antigenic protein as in the solution causes an immune reaction with the antibody protein, thereby freeing the active sites remaining on the molecules of the antibody protein from the third solution. The steps of step 3 of binding with the antigen protein molecules in the liquid fluid are additionally included.

前記第1項記載の方法。8.前記基体を前記第3の洛液
から取出し、引続いて前記第2の醇液中のものと同じ抗
体蛋白質を含有する第4の酵液に前記基体を暴露して免
疫反応を起させ、一部の活性部位を活性状態に維持させ
ながら前記第4の溶液中の前記抗体蛋白質の分子を前記
第3の洛液に由来する前記抗原蛋白質の分子と結合させ
、それにより前記基体の表面から抗原一抗体蛋白質複合
体の連鎖を伸長させることの諸工程が追加包含される、
前記第7項記載の方法。
The method according to item 1 above. 8. The substrate is removed from the third liquid solution and subsequently exposed to a fourth yeast solution containing the same antibody protein as that in the second solution to cause an immune reaction. molecules of the antibody protein in the fourth solution are combined with molecules of the antigen protein derived from the third liquid solution while maintaining the active site of the substrate in an active state, thereby removing the antigen from the surface of the substrate. Steps of chain elongation of the single antibody protein complex are additionally included;
The method according to item 7 above.

9.表面から伸長した前記抗原一抗体蛋白質複合体の連
鎖を有する前記基体を前記第4の溶液から取出し、引続
いて前記抗原一抗体蛋白質複合体の連鎖中の抗体蛋白質
に対して特異的な細胞またはウイルスを含有するかどう
か疑われる第5の洛液に前記基体を慕露し、前記基体を
前記第5の溶液から取出し、それから前記抗体蛋白質の
分子上に残留する活性部位が前記細胞まなはウイルス上
の抗原部位と結合しているかどうかを検査して前記第5
の溶液中における前記細胞またはウイルスの有無を判定
することの諸工程が途加包含される、前記第8項記載の
方法。
9. The substrate with the chain of antigen-antibody protein complexes extending from its surface is removed from the fourth solution, and subsequently cells or cells specific for the antibody protein in the chain of antigen-antibody protein complexes are removed from the fourth solution. The substrate is exposed to a fifth liquid solution suspected of containing a virus, the substrate is removed from the fifth solution, and the active sites remaining on the molecules of the antibody protein are removed from the cell or virus. The above-mentioned fifth
9. The method according to item 8, further comprising the steps of determining the presence or absence of the cells or virus in the solution.

10.前記第1の?液に十分な量の前記不活性蛋白質を
添加する前記工程が、前記基体の表面上に吸着した前記
抗原蛋白質の隣接する分子同士の平均間隔を一般に数百
オングストロームとするように選ばれた量の前記不活性
蛋白質を添加することから成る、前記第1項記載の方法
10. Said first? The step of adding a sufficient amount of the inert protein to the solution is an amount selected such that the average spacing between adjacent molecules of the antigenic protein adsorbed on the surface of the substrate is generally several hundred angstroms. 2. The method of claim 1, comprising adding said inert protein.

11.前記抗体蛋白質が免疫゛グロブリンIgG種のも
のである。
11. The antibody protein is of the immunoglobulin IgG species.

前記第1項記載の方法。12.前記第1の洛液中の前記
抗原蛋白質が酵素、前記不活性蛋白質がウシ血清アルブ
ミン、そして前記第2の洛液中の前記抗体蛋白質が予め
前記酵素を注射されたウサギから入手されたものである
The method according to item 1 above. 12. The antigen protein in the first fluid is an enzyme, the inactive protein is bovine serum albumin, and the antibody protein in the second fluid is obtained from a rabbit that has been previously injected with the enzyme. be.

前記第11項記載の方法。13.金属被覆スライドを選
択し、第1の蛋白質の分子同士が不活性蛋白質の分子に
よつて隔離されるようにして前記スライドを免疫学的に
活性な第1の蛋白質および免疫学的に不活性な蛋白質の
一分子層で被覆し、次いで前記第1の蛋白質と特異的に
反応する第2の蛋白質の浩液に前記スライドを暴露して
前記第1の蛋白質との免疫反応を起させることの諸工程
から成る結果、前記第2の蛋白質の分子は前記第1の蛋
白質の分子と結合して前記スライド上に二分子層を形成
する一方、前記不活性蛋白質の量が前記一分子層中の前
記第1の蛋白質の隣接する分子同士の平均間隔を十分大
きくするに足るものであることにより前記第2の蛋白質
の分子は以後の免疫反応のために活性部位を保有するこ
とを特徴とする、活性状態を維持させながら免疫学的に
活性な蛋白質を表面に結合させる方法。
12. The method according to item 11 above. 13. A metal-coated slide is selected and the slide is coated with an immunologically active first protein and an immunologically inert protein such that molecules of the first protein are separated by molecules of an inert protein. coating with a monomolecular layer of protein and then exposing said slide to a liquid solution of a second protein that specifically reacts with said first protein to cause an immunoreaction with said first protein; the second protein molecules combine with the first protein molecules to form a bilayer on the slide, while the amount of inactive protein in the monolayer increases. an active site characterized in that the average spacing between adjacent molecules of the first protein is sufficiently large so that the molecules of the second protein possess active sites for subsequent immune reactions; A method of binding immunologically active proteins to a surface while maintaining its condition.

14.前記スライドを免疫学的に活性な第1の蛋白質お
よび免疫学的に不活性な蛋白質の一分子層で被覆する前
記工程が、前記第1の蛋白質を含有する第1の浩液を調
製し、前記第1の酵液に十分な量の前記不活性蛋白質を
添加し、前記スライドを前記第1の洛液中に浸漬するこ
とにより前記スライドを前記第1の蛋白質および前記不
活性蛋白質の一分子層で被覆し、それからこうして一分
子層で被覆されたスライドを前記第1の?液から取出す
ことから成る、前記第13項記載の方法。
14. said step of coating said slide with a monolayer of an immunologically active first protein and an immunologically inactive protein, preparing a first fluid containing said first protein; A sufficient amount of the inactive protein is added to the first fermentation solution, and the slide is immersed in the first fermentation solution, so that one molecule of the first protein and the inactive protein is added to the slide. layer and then the slide thus coated with a monolayer is coated with said first layer. 14. The method of claim 13, comprising removing from the liquid.

15.前記第1の蛋白質が抗原蛋白質、そして前記第2
の蛋白質が前記抗体蛋白質に対して特異的な抗体蛋白質
である。
15. The first protein is an antigen protein, and the second protein is an antigen protein.
The protein is an antibody protein specific to the antibody protein.

前記第13項記載の方法。16.前記第1の蛋白質が抗
体蛋白質、そして前記第2の蛋白質が前記抗体蛋白質に
対して特異的な抗原蛋白質である。
The method according to item 13 above. 16. The first protein is an antibody protein, and the second protein is an antigen protein specific to the antibody protein.

前記第13項記載の方法。17.金属被覆スライドを選
択し、免疫学的に活性な抗体蛋白質を含有する洛液を調
製し、前記溶液に十分な量の免疫学的に不活性な蛋白質
を添加し、次いで前記スライドを前記洛液に暴露するこ
とにより前記抗体蛋白質の分子同士が前記不活性蛋白質
の分子によつて十分に隔離されるように前記スライドの
少なくとも一部を前記抗体蛋白質および前記不活性蛋白
質の一分子層で被覆することの諸工程から成る結果、前
記抗体蛋白質の分子同士が密封していると仮定した場合
に比べると前記抗体蛋白質の分子は以後の免疫反応のた
めに一層多数の活性部位を保有することを特徴とする、
活性状態を維持させながら抗体蛋白質を表面に結合させ
る方法。
The method according to item 13 above. 17. Select a metal-coated slide, prepare a liquid solution containing immunologically active antibody proteins, add a sufficient amount of immunologically inactive protein to the solution, and then place the slide in the liquid solution. at least a portion of the slide is coated with a monomolecular layer of the antibody protein and the inert protein such that the antibody protein molecules are sufficiently isolated by the inert protein molecules upon exposure to As a result of these steps, the antibody protein molecules possess a larger number of active sites for subsequent immune reactions than would be the case if the antibody protein molecules were sealed together. and
A method of binding antibody proteins to surfaces while maintaining their active state.

18.適当な基体を選択し、抗原蛋白質の分子が不活性
蛋白質の分子により互いに隔離されかつ前記基体の表面
に沿つて包囲されるようにして前記基体を免疫学的に活
性な抗原蛋白質およびそれよりも粒径の小さい免疫学的
に不活性な蛋白質の一分子層で被覆し、次いで前記抗原
蛋白質と特異的に反応しかつそれよりも粒径の小さい抗
体蛋白質の醇液に前記基体を暴露して前記抗原蛋白質と
の免疫反応を起させることの諸工程から成る結果、小粒
径の前記不活性蛋白質の分子により前記基体の表面に沿
つて包囲されているため前記抗原蛋白質の分子上には相
対的に多数の結合部位が露出され、従つて相対的に多数
の前記抗体蛋白質の分子が前記抗原蛋白質の分子と結合
して前記基体上に二分子層を形成し、そのため小粒径の
前記抗原蛋白質の分子から成る第2の一分子層が相対的
に稠密となることにより、前記抗原蛋白質の分子同士が
密接していると仮定した場合に比べると前記基体の検査
時における蛋白質の一分子層および二分子層の間のコン
トラストが著しく改善されることを特徴とする、相対的
に大粒径の抗原蛋白質を用いた表面免疫試験の際のコン
トラストを改善する方法。
18. A suitable substrate is selected and the substrate is coated with the immunologically active antigenic protein and more by molecules of the inert protein such that the molecules of the antigenic protein are separated from each other and surrounded along the surface of the substrate. coating with a monolayer of an immunologically inert protein of small particle size, and then exposing the substrate to a solution of an antibody protein that specifically reacts with the antigenic protein and has a smaller particle size. As a result of the steps involved in causing an immune reaction with the antigenic protein, there are no relative molecules on the antigenic protein molecules because they are surrounded along the surface of the substrate by molecules of the inert protein of small particle size. A relatively large number of binding sites are exposed, and therefore a relatively large number of molecules of the antibody protein bind to molecules of the antigen protein to form a bilayer on the substrate, thus allowing the small particle size of the antigen to bind to molecules of the antigen protein. Because the second monomolecular layer consisting of protein molecules is relatively dense, the monomolecular layer of protein during the examination of the substrate is smaller than that in the case where the molecules of the antigen protein are assumed to be in close contact with each other. and a method for improving contrast during a surface immunoassay using a relatively large antigen protein, characterized in that the contrast between bilayers is significantly improved.

19.金属被覆スライドを選択し、第1の蛋白質の分子
が不活性蛋白質の分子により互いに隔離されかつ前記基
体の表面に沿つて包囲されるようにして前記スライドを
免疫学的に活性な第1の蛋白質およびそれよりも粒径の
小さい免疫学的に不活性な蛋白質の一分子層で被覆し、
次いで前記第1の蛋白質と特異的に反応しかつそれより
も粒径の小さい第2の蛋白質に浩液に前記スライドを暴
露して前記第1の蛋白質との免疫反応を起させることの
諸工程から成る結果、前記不活性蛋白質の分子が前記ス
ライドの表面積の50〜90%を占めかつそれに対応し
て前記第1の蛋白質の分子が前記表面積の50〜10%
を占めるように前記不活性蛋白質の量が選ばれているた
めに前記第1の蛋白質の分子同士が密接していると仮定
した場合よりも多数の結合部位が前記第1の蛋白質の分
子上に露出され、従つて相対的に多数の前記第2の蛋白
質の分子が前記第1の蛋白質の分子と結合して前記スラ
イド上に二分子層を形成し、そのため小粒径の前記第2
の蛋白質の分子から成る第2の一分子層が相対的に稠密
となることにより、前記第1の蛋白質の分子同士が密接
していると仮定した場合に比べると前記スライドの検査
時における蛋白質の一分子層および二分子層の間のコン
トラストが著しく改善されることを特徴とする、相対的
に大粒径の免疫学的に活性な蛋白質を用いた表面免疫試
験の際のコントラストを改善する方法。
19. A metal-coated slide is selected and the slide is coated with an immunologically active first protein such that molecules of the first protein are separated from each other and surrounded along the surface of the substrate by molecules of an inert protein. and coated with a monolayer of immunologically inactive protein of smaller particle size,
Next, the steps of exposing the slide to a liquid solution that specifically reacts with the first protein and having a smaller particle size than the second protein to cause an immunoreaction with the first protein; As a result, molecules of the inert protein occupy 50-90% of the surface area of the slide and correspondingly molecules of the first protein occupy 50-10% of the surface area.
Since the amount of the inactive protein is selected such that it occupies a large number of binding sites, there are more binding sites on the first protein molecule than if it were assumed that the first protein molecules were in close contact with each other. The exposed and therefore relatively large number of molecules of said second protein combine with molecules of said first protein to form a bilayer on said slide, so that said second protein of small particle size
Because the second monolayer consisting of protein molecules is relatively dense, the protein concentration during examination of the slide is greater than if it were assumed that the first protein molecules were in close contact with each other. A method for improving contrast during surface immunoassays using immunologically active proteins of relatively large particle size, characterized by significantly improved contrast between monolayers and bilayers. .

20.金属被覆スライドを選択し、免疫学的に活性な蛋
白質を含有する?液を調製し、前記溶液に十分な量の免
疫学的に不活性で前記活性蛋白質よりも粒径の小さい蛋
白質を添加し、次いで前記スライド前記醇液に暴露する
ことにより、前記活性蛋白質の分子が前記不活性蛋白質
の分子により互いに十分に隔離されかつ前記スライドの
表面に沿つて包囲されるように前記スライドの少なくと
も一部を前記活性蛋白質および前記不活性蛋白質の一分
子層で被覆することの諸工程から成る結果、前記活性蛋
白質の分子同士が密接していると仮定した場合よりも多
数の結合部位が前記活性蛋白質の分子上に露出され、従
つて以後の免疫反応を受けた前記スライドの検査時には
蛋白質の一分子層および二分子層の間のコントラストが
改善されることを特徴とする、相対的に大粒径の免疫学
的に活性な蛋白質を用いた表面兎疫試験の際のコントラ
ストを改善する方法。
20. Select metal-coated slides containing immunologically active proteins? Molecules of the active protein are prepared by preparing a solution, adding to the solution a sufficient amount of an immunologically inert protein having a particle size smaller than the active protein, and then exposing the slide to the solution. coating at least a portion of the slide with a monolayer of the active protein and the inactive protein such that the molecules of the inactive protein are sufficiently isolated from each other and surrounded along the surface of the slide; As a result of these steps, a greater number of binding sites are exposed on the active protein molecules than would be possible assuming that the active protein molecules were in close contact with each other, thus making it easier for the slide to undergo subsequent immune reactions. Contrast during surface rabies testing with relatively large particle size immunologically active proteins, characterized by improved contrast between monolayers and bilayers of proteins during testing. How to improve.

イ1面の簡単な説明 第1図は先ず公知の方法によつて抗原蛋白質の%液中に
浸漬され次いでかかる抗原蛋白質に対し?特異的な抗体
蛋白質の溶液中に浸漬された後における基体の立面図、
第2図は第1図の基体と同様にして2つの浸漬工程を施
されたが第1の浸漬工程が本発明に基づくものであつた
場合における基体の立面図、第3図は同じ抗原蛋白質を
含有する溶液中への浸漬によつて更に免疫反応を受けた
後における第2図の基体の立面図、第4図は同じ抗体蛋
白質を含有する?液中に再び浸漬された後に抗原一抗体
蛋白質複合体の連鎖末端の抗体蛋白質分子が免疫学的に
同定すべきウイルスまたは細胞上の抗原部位を見出した
場合における第3図の基体の立面図、第5図は先ず公知
の方法によつて大粒径の抗原蛋白質の浩液中に浸漬され
次いでかかる抗原に対して特異的な小粒径の抗体蛋白質
の浩液中に浸漬された後における基体の立面図、第6図
は第5図の基体と同様にして2つの浸漬工程を施された
が第1の浸漬工程が本発明に基づくものであつた場合に
おける基体の立面図、第7図は第2の醇液中の抗体蛋白
質に対する抗体蛋白質を含有する浩液中への浸漬によつ
て更に免疫反応を受けた後における第6図の基体の立面
図、そして第8図は本発明に従つて不活性蛋白質により
包囲された小さな抗原一不活性蛋白質領域を有する基体
の平面図である。
Brief Explanation of Page 1 Figure 1 shows that the antigen protein is first immersed in a solution containing an antigen protein by a known method, and then the antigen protein is immersed in a solution containing the antigen protein. an elevational view of the substrate after being immersed in a solution of a specific antibody protein;
FIG. 2 is an elevational view of a substrate subjected to two dipping steps in the same manner as the substrate of FIG. 1, but the first dipping step was according to the invention; FIG. Elevated view of the substrate of FIG. 2 after further immune reaction by immersion in a solution containing the protein, FIG. 4 containing the same antibody protein? Elevated view of the substrate of FIG. 3 when the antibody protein molecule at the end of the chain of the antigen-antibody protein complex finds the antigenic site on the virus or cell to be immunologically identified after being re-immersed in the solution. , FIG. 5 shows the results after first being immersed in a filtrate of a large-sized antigen protein by a known method and then immersed in a filtrate of a small-sized antibody protein specific for the antigen. 6 is an elevational view of a substrate which has been subjected to two dipping steps in the same manner as the substrate of FIG. 5, but where the first dipping step is in accordance with the invention; FIG. 7 is an elevational view of the substrate of FIG. 6 after undergoing further immunoreaction by immersion in a solution containing an antibody protein against the antibody protein in the second solution, and FIG. 1 is a plan view of a substrate having a small antigen-inactive protein region surrounded by inactive protein according to the present invention; FIG.

図中、10は基体、11は抗原蛋白質、12は抗原蛋白
質11に対する抗体蛋白質、20は不活性蛋白質、30
は抗原蛋白質11と同じ抗原蛋白質、40は細胞または
ウイルス、そして41は抗体蛋白質12と同じ抗体蛋白
質を表わす。
In the figure, 10 is a substrate, 11 is an antigen protein, 12 is an antibody protein against the antigen protein 11, 20 is an inactive protein, 30
represents the same antigen protein as antigen protein 11, 40 represents a cell or virus, and 41 represents the same antibody protein as antibody protein 12.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 適当な基体を選択し、免疫学的に反応性の第1の蛋
白質の分子同士が免疫学的に不活性な蛋白質の分子によ
つて隔離されるようにして前記基体を前記第1の蛋白質
および免疫学的に不活性な蛋白質の混合物で一分子層に
被覆し、次いで前記第1の蛋白質と特異的に反応する免
疫学的に反応性の第2の蛋白質の溶液に前記被覆基体を
暴露して前記第1の蛋白質との免疫反応を起させること
の諸工程から成る結果、前記第2の蛋白質の分子は前記
第1の蛋白質の分子と結合して前記基体上に二分子層を
形成する一方、前記蛋白質の一分子層が免疫学的に不活
性な蛋白質を含んでいない場合に比べると前記第2の蛋
白質の分子は二分子層の形成後に以後の免疫反応のため
に著しく多数の活性部位を保有することを特徴とする、
免疫学的に複合した蛋白質の多分子膜を形成させること
による抗原又は抗体の検出方法。 2 適当な基体を選択し、抗原蛋白質の分子が免疫学的
に不活性な蛋白質の分子により互いに隔離されかつ前記
基体の表面に沿つて包囲されるようにして前記基体を免
疫学的に活性な抗原蛋白質およびそれよりも粒径の小さ
い免疫学的に不活性な蛋白質の混合物で一分子層に被覆
し、次いで前記抗原蛋白質と特異的に反応しかつそれよ
りも粒径の小さい抗体蛋白質の溶液に前記基体を暴露し
て前記抗原蛋白質との免疫反応を起させることの諸工程
から成る結果、小粒径の前記免疫学的に不活性な蛋白質
の分子により前記基体の表面に沿つて包囲されているた
め前記抗原蛋白質の分子上には相対的に多数の結合部位
が露出され、従つて相対的に多数の前記抗体蛋白質の分
子が前記抗原蛋白質の分子と結合して前記基体上に二分
子層を形成し、そのため小粒径の前記抗体蛋白質の分子
から成る第2の一分子層が相対的に稠密となることによ
り、前記抗原蛋白質を含む一分子層が免疫学的に不活性
な蛋白質を含まない場合に比べると前記基体の検査時に
おける蛋白質の一分子層および二分子層の間のコントラ
ストが著しく改善されることを特徴とする、相対的に大
粒径の抗原蛋白質を用いた表面免疫試験の際のコントラ
ストを改善するのに有用な特許請求の範囲第1項記載の
方法。
[Scope of Claims] 1. Select a suitable substrate, and prepare the substrate in such a way that molecules of the immunologically reactive first protein are separated by molecules of the immunologically inactive protein. coated in a monolayer with a mixture of said first protein and an immunologically inert protein, and then a solution of an immunologically reactive second protein that specifically reacts with said first protein. exposing the coated substrate to a substance to cause an immunoreaction with the first protein, so that molecules of the second protein bind to molecules of the first protein and bind to the substrate. On the other hand, compared to the case where the monolayer of the protein does not contain immunologically inactive proteins, the molecules of the second protein are more susceptible to subsequent immune reactions after the formation of the bilayer. characterized by possessing a significantly large number of active sites for
A method for detecting antigens or antibodies by forming a multilayer membrane of immunologically complex proteins. 2 Selecting a suitable substrate and infusing the substrate with immunologically active proteins such that molecules of the antigenic protein are separated from each other and surrounded along the surface of the substrate by molecules of the immunologically inactive protein. A mixture of an antigen protein and an immunologically inactive protein with a smaller particle size is coated in a single molecular layer, and then a solution of an antibody protein that specifically reacts with the antigen protein and has a smaller particle size. exposure of said substrate to cause an immune reaction with said antigenic protein, resulting in encirclement along the surface of said substrate by molecules of said immunologically inactive protein of small particle size. Therefore, a relatively large number of binding sites are exposed on the molecules of the antigen protein, and therefore a relatively large number of molecules of the antibody protein bind to the molecules of the antigen protein, forming two molecules on the substrate. layer, so that the second monolayer consisting of molecules of the antibody protein of small particle size is relatively dense, so that the monolayer containing the antigenic protein is an immunologically inactive protein. A surface using an antigenic protein having a relatively large particle size, characterized in that the contrast between a single molecular layer and a bimolecular layer of the protein during examination of the substrate is significantly improved compared to a case where the substrate does not contain A method according to claim 1, useful for improving contrast during immunological tests.
JP49098437A 1973-08-30 1974-08-29 Antigen or antibody detection method Expired JPS5916669B2 (en)

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