JPS5931695A - Immunoassay unit - Google Patents

Immunoassay unit

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JPS5931695A
JPS5931695A JP14019682A JP14019682A JPS5931695A JP S5931695 A JPS5931695 A JP S5931695A JP 14019682 A JP14019682 A JP 14019682A JP 14019682 A JP14019682 A JP 14019682A JP S5931695 A JPS5931695 A JP S5931695A
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JP
Japan
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layer
enzyme
reagent
substrate
reaction
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JP14019682A
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Japanese (ja)
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Yoshiaki Shimizu
慶昭 清水
Kyuji Mutsukawa
六川 玖治
Fumio Watanabe
文夫 渡辺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:The titled device capable of determining an antigen or antibody in a liquid specimen simply and quickly, by separating previously a reagent layer from an enzymatic reaction layer, releasing an enzyme (or substrate) out of a cell, bringing the reagent layer into contact with the enzymatic reaction layer to carry out the enzymatic reaction. CONSTITUTION:When a blood specimen is dropped on the surface of the developing layer 1, the concentration becomes uniform, the specimen is sent to the reagent layer 3, an antigen (or antibody) in the specimen and an antigen (or antibody) bonded to the surface of a cell film involved in or immobilized to a reagent are subjected to a specific antigen-antibody reaction, a complement is activated, the cell film is dissolved and an enzyme (or substrate) is released out of the cell. The second reaction unit base 4B is raised, and the reagent layer 3 is superimposed on the enzymatic reaction layer 5. The enzyme (or substrate) is transferred to the enzymatic reaction layer 5, subjected to an enzymatic reaction with the substrate (or enzyme) in the enzymatic reaction layer 5, to give a reaction product. This reaction product is determined electrochemically by the electrode part 6 inserted into the electrode insertion hole 4E.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、生体よシ採取した試料中の各種の成分を測
定する臨床検査装置の技術分野に^する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to the technical field of clinical testing devices that measure various components in samples collected from living organisms.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

臨床化学分析の一手法にドライケミストリー法がある。 One method of clinical chemical analysis is the dry chemistry method.

ドライケミストリー法は、試薬を1〜み込ませたF紙あ
るいは試薬を塗布した乾燥状態のフイルムに試料を滴下
し、試薬と試料との反応後、試料を滴下したフィルム部
分またはF紙部分に発色試薬を作用させて呈色し、その
吸光度を測定することrCよ多試料中の成分を分析する
ものである。
In the dry chemistry method, a sample is dropped onto F paper impregnated with at least one reagent or a dry film coated with the reagent, and after a reaction between the reagent and the sample, color develops on the part of the film or F paper onto which the sample has been dropped. rC is used to analyze components in multiple samples by applying a reagent to develop a color and measuring its absorbance.

しかしながら、このドライケミストり一法は、試薬と試
料との反応援に、反応部分を発色させるだめの発色機構
が必要であり、また、呈色部分におりる特定の波長を検
出するだめにバックグラウンドを抑制しなければならな
いし、吸光度測定のために光学系を必要とするから装置
が複雑化するという問題点がある。
However, this dry chemistry method requires a coloring mechanism to develop color in the reaction area for the reaction between the reagent and the sample, and also requires a backing mechanism to detect the specific wavelength that falls on the colored area. There are problems in that the ground must be suppressed and an optical system is required for absorbance measurement, making the apparatus complicated.

また、臨床化学分析において、酵素を応用した分析法と
して、酵素を溶液状態で用いる溶液法と酵素を不溶性相
体に結合してこれを反復利用する固定化酵素法とがある
In addition, in clinical chemistry analysis, as analysis methods that apply enzymes, there are a solution method in which the enzyme is used in a solution state and an immobilized enzyme method in which the enzyme is bound to an insoluble phase and used repeatedly.

しかしながら、前記溶液法には酵素の寿命が短いという
欠点があυ、前記固定化酵素法は経済的メリットがない
上に、酵素寿命が前記溶液法の場合よシも長いがそれで
も不充分であるという欠点がある。
However, the solution method has the disadvantage of short enzyme life, and the immobilized enzyme method has no economic advantage, and although the enzyme life is longer than that of the solution method, it is still insufficient. There is a drawback.

(3) さらに、臨床化学分析において、免疫分析方法として、
ラジオイムノアッセイ法やエソザイムイムノアツセイ法
があるが、いずれも十分な検出が可能となるまでに数時
間から数10時間もの長時間を要する。
(3) Furthermore, in clinical chemistry analysis, as an immunoanalysis method,
There are radioimmunoassay methods and esozyme immunoassay methods, but both require a long time, from several hours to several tens of hours, before sufficient detection is possible.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は前記事情に鑑みなされたものであり、液状試
料中の抗原または抗体を簡易かつ迅速に定量することの
できる簡単な構成の免疫分析ユニットを提供することを
目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an immunoassay unit with a simple configuration that can easily and quickly quantify antigens or antibodies in a liquid sample.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

前記目的を達成するだめのこの発明の概要は、基質また
は酵素を担持すると共に酵素反応生成物を検出する検出
手段を有する酵素反応層と、補体活性によシ溶解作用を
受けるマイクロカプセル表面に抗原または抗体を結合す
ると共に内部に前記酵素反応層に担持された基質または
酵素と反応する酵素または基質を収容したマイクロカプ
セルを有する試薬を保持し、かつ前記酵素反応層上に重
畳可能な試薬層と、前記試薬層上に重畳すると共(4) に滴下試料を展開する展開層とを有することを特徴とす
るものである。
To achieve the above object, the present invention comprises an enzyme reaction layer supporting a substrate or an enzyme and having a detection means for detecting an enzyme reaction product, and a microcapsule surface which is subjected to lytic action by complement activity. A reagent layer that holds a reagent that binds an antigen or an antibody and has microcapsules containing therein an enzyme or a substrate that reacts with the substrate or enzyme supported on the enzyme reaction layer, and that can be superimposed on the enzyme reaction layer. and (4) a developing layer that is superimposed on the reagent layer and that develops the dropped sample.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

この発明の一実施例について図面を参照しながら説明す
る。第1図はこの発明の一実施例を示す説明図である。
An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.

第1図において、3で示すのは、試薬を担体に仰持して
なる試薬層であシ、不良導体よシなる第1の反応ユニッ
ト基板4A上に形成されている。
In FIG. 1, numeral 3 denotes a reagent layer formed by supporting a reagent on a carrier, which is formed on the first reaction unit substrate 4A, which also includes a defective conductor.

反応ユニット基板4Aには、所定の位置に開口部4Cが
設けられておシ、開口部4Cに後述する酵素反応層5を
装着することによシ、試薬層3と酵素反応層5とが接触
することができるようになっている。一方、第1の反応
ユニット基板4Aの下方には第2の反応ユニット基板4
Bが配置されている。第2の反応ユニット基板4Bの上
面(第1の反応ユニツ)4Aに対向する面)には、前記
開口部4Cに装着可能な枠体4Dが設けられ、その枠体
4D内に、基質または酵素を保持する酵素反応層5が固
化、形成されておシ、また、第2の反応ユニット基板4
Bの所定の位置に電極装入孔4Eが開口しており、この
電極挿入孔4Eに検出手段たとえば電極部6を装着する
ことができるようになっている。そして、第1の反応ユ
ニット基板4Aと第2の反応ユニット基板4Bとは、適
宜のリンク機構4Fによって結合されると共に、リンク
機構4Fを駆動する適宜の駆動手段4Gによシ、リンク
機構4Fを介して、第2の反応ユニット基板4B上に形
成する酵素反応層5と第1の反応ユニット基板4A上に
形成する試薬層3との接触が可能となるように構成され
る。電極部6は、これを電極挿入孔4Eに装着すると電
極部6よ如突出する電極が前記酵素反応層5に挿入され
ることとな夛、前記酵素反応層5で進行する酵素反応の
生成物を電気化学的に検出することができるようになっ
ている。電極部6よシ引き出されたリード線7はアンプ
8に接続されていて、電極部6よシ出力される検出11
1.流を増幅するように構成されている。
The reaction unit substrate 4A is provided with an opening 4C at a predetermined position, and by attaching an enzyme reaction layer 5, which will be described later, to the opening 4C, the reagent layer 3 and the enzyme reaction layer 5 are brought into contact. It is now possible to do so. On the other hand, a second reaction unit substrate 4 is located below the first reaction unit substrate 4A.
B is placed. A frame 4D that can be attached to the opening 4C is provided on the upper surface of the second reaction unit substrate 4B (the surface facing the first reaction unit 4A), and a substrate or an enzyme is contained in the frame 4D. The enzyme reaction layer 5 holding the reaction unit is solidified and formed, and the second reaction unit substrate 4
An electrode insertion hole 4E is opened at a predetermined position of B, and a detection means such as an electrode section 6 can be attached to this electrode insertion hole 4E. The first reaction unit substrate 4A and the second reaction unit substrate 4B are coupled by an appropriate link mechanism 4F, and the link mechanism 4F is driven by an appropriate drive means 4G for driving the link mechanism 4F. The structure is such that the enzyme reaction layer 5 formed on the second reaction unit substrate 4B and the reagent layer 3 formed on the first reaction unit substrate 4A can come into contact with each other through the reaction unit substrate 4B. When the electrode part 6 is attached to the electrode insertion hole 4E, the protruding electrode like the electrode part 6 is inserted into the enzyme reaction layer 5, and the product of the enzyme reaction proceeding in the enzyme reaction layer 5 is removed. can now be detected electrochemically. A lead wire 7 drawn out from the electrode section 6 is connected to an amplifier 8, and a detection signal 11 outputted from the electrode section 6 is connected to an amplifier 8.
1. configured to amplify the flow.

検出電流t;j: 、さらに@号ケーブルを介して演算
部1()に出力され、演算部10において試料中の特定
成分の濃度が舞出されるようになっている。
The detection current t;j: is further outputted to the calculation section 1 ( ) via the @ cable, and the concentration of the specific component in the sample is determined in the calculation section 10 .

前記免疫分析ユニットについてさらに詳述する。The immunoanalysis unit will be described in further detail.

試薬層3中の相体は、後述の試薬を包括し、あるいt」
固定化するととができればどのようであってもよく、た
とえば、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、&lJビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドン尋のような極性
基を有する合成高分子のグル、アガロース尋の多糖類の
グル、コラーダン、ゼラチン婢の蛋白質のグル、水酸化
アルミニウム、水酸化チタン尋の金属水酸化物のグル、
イオン交換樹脂、表面処理によ如表面にアミド基尋の極
性:jA:を有し、または有さカい多孔性ガラスピーズ
、プラスチック膜、ゼオライトモンモリロナイト等のよ
うなりレイ等の結合支持体が挙げられる。
The phase in the reagent layer 3 includes the reagents described below, or
Any material can be used as long as it can be immobilized, such as polyacrylamide, polyurethane, &lJ vinyl alcohol, synthetic polymer glues having polar groups such as polyvinylpyrrolidone fat, polysaccharide glues such as agarose fat, and colladan. , gelatin protein glue, aluminum hydroxide, titanium hydroxide, metal hydroxide glue,
Bonded supports such as ion exchange resins, porous glass beads, plastic membranes, zeolite montmorillonite, etc., which have or have a polarity of amide groups on the surface due to surface treatment, etc. It will be done.

試薬層3における試薬としては、補体活性によシ溶解作
用を受けるマイクロカプセル表面に抗体(−)、たけ抗
原)結合すると共に内部に酵素(または基質)を収容す
るマイクロカプセルを含有すると共に、生理的濃度の塩
を含有する緩衝液を使用することができる。
The reagent in the reagent layer 3 contains microcapsules that bind antibodies (-), bamboo antigens) to the surface of microcapsules that undergo lytic action due to complement activity, and contain enzymes (or substrates) inside. Buffers containing physiological concentrations of salts can be used.

抗体(または抗原)を結合し、酵素(または基質)を収
容することのできるマイクロカプセルとしては、動物た
とえばヒツジの赤血球を好適に使用することができる。
As microcapsules capable of binding antibodies (or antigens) and accommodating enzymes (or substrates), red blood cells from animals such as sheep can be suitably used.

々お、他の動物の赤血球あるいは赤血球以外の動物細胞
であっても、細胞膜に抗体(または抗原)を結合し、ま
た、細胞内に酵素(または基質)を収容することができ
れば、この発明における細胞として使用することができ
る。
Furthermore, even if the red blood cells of other animals or animal cells other than red blood cells can bind antibodies (or antigens) to the cell membrane and contain enzymes (or substrates) within the cells, they can be used in this invention. Can be used as cells.

また、さらに、人工膜としてリポソームも使用すること
ができる。
Furthermore, liposomes can also be used as artificial membranes.

細胞膜に結合する抗体(または抗原)は、試料中の抗原
(または抗体)と特異的な抗原抗体反応を惹起するもの
が適宜に選ばれる。たとえば、試料中の抗原がα−フェ
トプロティンであるときは、α−フェトプロティン抗体
が挙げられる。
The antibody (or antigen) that binds to the cell membrane is appropriately selected to induce a specific antigen-antibody reaction with the antigen (or antibody) in the sample. For example, when the antigen in the sample is α-fetoprotein, an α-fetoprotein antibody can be used.

また、細胞内に収容する酵素は、たとえに酸化還元酵素
たとえばしゆう酸オキシダーゼ、ピルビン酸オキシダー
ゼ、乳酸オキシダーゼ、D−アミノ酸オキシダーゼ、L
−アミノ酸オキシダーゼ。
Enzymes accommodated within cells include oxidoreductases such as oxalate oxidase, pyruvate oxidase, lactate oxidase, D-amino acid oxidase, and L-amino acid oxidase.
-Amino acid oxidase.

モノアiンオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、キ
ザンチンオキシダーゼ、ジアミンオキシ〆−ゼ、アルコ
ールオキシダーゼ、ウリカーゼ、ガラクトースオキシダ
ーゼ、アシルコエンザイムAオキシダーゼ、コレステロ
ールオキシダーゼ、ザルコシンオキシターゼ、パーオキ
シダーゼ、カタラーゼ、乳酸脱水素酵素(LDH) 、
グリセロール−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、3−ヒド
ロキシ酪酸デヒドロrナーゼ、3αステロイドデヒドロ
ゲナーゼ、グルコース−6−リン酸ゾヒドロダナーゼ、
グルコースデヒドロゲナーゼ、マレートデヒドロrナー
ゼ、インクエン酸デヒドロrナーゼ。
Monoamine oxidase, glucose oxidase, xanthine oxidase, diamine oxidase, alcohol oxidase, uricase, galactose oxidase, acyl coenzyme A oxidase, cholesterol oxidase, sarcosine oxidase, peroxidase, catalase, lactate dehydrogenase (LDH) ,
Glycerol-3-phosphate dehydrogenase, 3-hydroxybutyrate dehydrogenase, 3α steroid dehydrogenase, glucose-6-phosphate zohydrodanase,
Glucose dehydrogenase, malate dehydrogenase, incitrate dehydrogenase.

加水分解酵素たとえば、グルタミン酸デカルがキシラー
ゼ、アスパルターゼ、アデノシンデアミナーゼ、ヌクレ
オシタ−ゼオシトシンデアミナーゼ。
Hydrolytic enzymes such as glutamic acid decal xylase, aspartase, adenosine deaminase, nucleositase and ocytosine deaminase.

クレアチンΦアミジノヒドラーゼ、ウレアーゼ。Creatine Φ amidinohydrolase, urease.

アセト酢酸デカルボキシラーゼ、アルカリホスファター
ゼ、酸性ホスファターゼ、ピルビン酸テカルポキシラー
ゼ、ウロキナーゼ、ホスホリパーゼC,リパーゼ、カル
がキシペプチダーゼ、ロイシンアミノペプチダーゼ、ア
ミラーゼ、コリンエステラーゼ、アルドラーゼ、ゾラス
ミン、トリノシン、リゲヌクレアーゼ、デオキシリがヌ
クレアーゼ、グロテアーゼ、グルコアミラーゼ、転移酵
素たとえば、ピリビン酸キナーゼ、ミオキナーゼ。
Acetoacetate decarboxylase, alkaline phosphatase, acid phosphatase, pyruvate tecarpoxylase, urokinase, phospholipase C, lipase, calxypeptidase, leucine aminopeptidase, amylase, cholinesterase, aldolase, zolasmin, trinosine, ligenuclease, deoxylynuclease, Grotease, glucoamylase, transferases such as pyribate kinase, myokinase.

アシルコエンザイムAシンセターゼ、オルニチンカルバ
ミルトランスフェラーゼ、クレアチンギナーゼ、アスノ
母うギン酸アミノトランスフェラーゼ。
Acyl-coenzyme A synthetase, ornithine carbamyltransferase, creatininase, asnocarboxylic acid aminotransferase.

アラニンアミノトランスフェラーゼ、異性化9!たとえ
ば、グルタミン酸ラセマーゼ、アラニンラセマーゼ、ト
リオースリン酸イソメラーゼ、等が挙げられる。tた、
試薬層3中の試薬として、試料中の酵素成分を分析する
場合、前述の酵素と特異的に酵素反応をする基質たとえ
ばL−アスパラギン酸、L−アラニン、α−ケトゲルタ
ール酸。
Alanine aminotransferase, isomerization 9! Examples include glutamate racemase, alanine racemase, triose phosphate isomerase, and the like. It was,
When analyzing an enzyme component in a sample, the reagent in the reagent layer 3 is a substrate that specifically enzymatically reacts with the above-mentioned enzymes, such as L-aspartic acid, L-alanine, and α-ketogeltaric acid.

ピルビン酸、L−乳酸、L−ロイシンアミド、グル:r
 −x −6−!Jン酸、 澱粉、アセチルコリン。
Pyruvate, L-lactic acid, L-leucinamide, Glu:r
-x -6-! J-acid, starch, acetylcholine.

クレアチン、グルタチオン、エタトルアミン、β−ヒド
ロキシ酪酸、オルニチン、フラクトースビスホスフェー
ト、トリグリセリド、ホスフォエノールピルビン酸、イ
ソクエン酸、りんご酸、プラスεノーrン、ドーパミン
、アスコルビン酸、蛋白質、ポリヌクレオチド尋が挙け
られる。ただし、細胞内に収容する基質は、細胞膜を透
過しにくい物質でおるのが好ま1〜く、たとえば細胞が
赤血球、リポソーム等であるときには塩素イオン、グリ
セロール、疎水性物質たとえはリン脂質、赤血球膜の能
動輸送で透過可能な物質たとえばグルコースアミノ酸が
挙げられる。しかしながら、本明細書の場合抗原抗体反
応と酵素反応とは分割されているので基質としては十分
に利用可能である。
Creatine, glutathione, etatoluamine, β-hydroxybutyric acid, ornithine, fructose bisphosphate, triglycerides, phosphoenolpyruvate, isocitric acid, malic acid, plus epsilon, dopamine, ascorbic acid, protein, and polynucleotides. It will be done. However, it is preferable that the substrate accommodated in the cell be a substance that does not easily permeate the cell membrane. For example, when the cell is a red blood cell or liposome, it may contain chloride ions, glycerol, hydrophobic substances such as phospholipids, or a substance that does not easily penetrate the cell membrane. Examples of substances that can be permeated by active transport include glucose amino acids. However, in this specification, the antigen-antibody reaction and the enzyme reaction are separated, so that they can be fully utilized as substrates.

マイクロカプセル内に収容する酵素(又は基質)の1i
J1マイクロ力プセル調整時に自由に調整可能でおる(
吉沢満;生化学53(9)、 1066(1981))
1i of enzyme (or substrate) accommodated in microcapsules
It can be freely adjusted when adjusting the J1 micro force.
Mitsuru Yoshizawa; Biochemistry 53 (9), 1066 (1981))
.

従って測定対象の抗原(又は抗体)の濃度範囲に応じて
、マイクロカプセル内に収容する酵素又は基質の濃度を
適宜に調整する事が出来る。通常、抗体(または抗原)
量に対して細胞内の酵素(または基質)量が大過剰であ
るので、この発明の免疫分析ユニットを用いた免疫分析
測定を短時間のうちに行なうことができる。
Therefore, the concentration of the enzyme or substrate contained in the microcapsules can be adjusted as appropriate depending on the concentration range of the antigen (or antibody) to be measured. Usually an antibody (or antigen)
Since the amount of intracellular enzyme (or substrate) is greatly in excess of the amount, immunoassay measurements using the immunoassay unit of the present invention can be carried out in a short period of time.

細胞たとえば羊の赤血球の細胞膜に抗体たとえばα−フ
ェトプロティン抗体を結合し、赤血球内に酵素たとえば
グルコースオキシターゼを収納シた細胞の調整は、たと
えば次のようにして行なうことができる。
Cells, such as sheep red blood cells, can be prepared by binding an antibody such as an α-fetoprotein antibody to the cell membrane and storing an enzyme such as glucose oxidase within the red blood cells, for example, as follows.

先ず、動物たとえばウサギ、ヤギ、マウス、ラット等に
α−フェトプロティンを常法に従って注射すると、これ
ら動物は感作されて動物体内でα−フェトプロティン抗
体が産生される。注射後適当な期間の経過後、その動物
よシ所定1゛の血液を採取し、得られた血液の上澄み液
を分離することによシ、抗α−フェトプロティン抗体を
有する抗血清を得る。なお、抗原抗体反応の特異性を向
上させるために、前記抗血清をさらに精製してもよい。
First, when animals such as rabbits, goats, mice, rats, etc. are injected with α-fetoprotein in a conventional manner, these animals are sensitized and produce α-fetoprotein antibodies within their bodies. After an appropriate period of time has elapsed after the injection, a predetermined amount of blood is collected from the animal, and the supernatant of the obtained blood is separated to obtain an antiserum containing anti-α-fetoprotein antibodies. Note that the antiserum may be further purified in order to improve the specificity of the antigen-antibody reaction.

一方、他の動物たとえばヒツジから所定lの血液を採取
してこれを精製し、等供液たとえば0.15Mの濃度の
塩を含有するバッファ液(pH7)と混合することによ
υ赤血球をサスペンドした等供液を得る。この勢張液中
にサスペンドした赤血球中にり一細胞液、ミトコンドリ
ア等が含まれているので、常法である透析法によって赤
血球内から細胞液咎をυ1出して赤血球内に酵素である
グルコアミラーゼを収容する。収容するグルコアミラー
ゼの1″ハ、伊達する免疫分析測定法の必要に応じて適
宜に法定することができる。次いで、ヒツジの赤血球を
サスペンドした尋供液と前記のα−フェトプロティン抗
体を有する抗血清とを混合すると、ヒツジの赤血球の細
胞膜上にα−フェトプロティン抗体が吸着され、α−フ
ェトプロティン抗体を細l1i31膜に結合する赤血球
を有する等供液が得られる。この場合、赤血球膜が抗体
を吸着しにくい時は、グルタルアルデヒドや無水コノ蔦
り酸の様ガ2価性試薬、ウッドワード試薬の様なペプチ
ド試薬層と共に処理する事によシ膜表面に抗原(又は抗
体)を結合させる事ができる。
On the other hand, υ red blood cells are suspended by collecting a predetermined amount of blood from another animal, such as a sheep, purifying it, and mixing it with a buffer solution (pH 7) containing salt at a concentration of 0.15M. Obtain the same solution. Since the red blood cells suspended in this tonic solution contain cell fluid, mitochondria, etc., the cell fluid is removed from the red blood cells by the standard dialysis method, and the enzyme glucoamylase is released into the red blood cells. to accommodate. The amount of glucoamylase to be contained can be determined as appropriate depending on the needs of the desired immunoassay method. Next, a suspension of sheep red blood cells and the above-mentioned anti-fetoprotein antibody containing α-fetoprotein antibody can be prepared. When mixed with serum, α-fetoprotein antibodies are adsorbed onto the cell membranes of sheep red blood cells, resulting in an isotope with red blood cells that bind α-fetoprotein antibodies to the thin 11i31 membranes. When it is difficult to adsorb antibodies, antigens (or antibodies) can be bound to the membrane surface by treating them with a divalent reagent such as glutaraldehyde or conotonic acid anhydride, or a peptide reagent layer such as Woodward reagent. I can do it.

試薬層3の調製として、たとえば免疫測定法で通常行な
われる、寒天グルを使用する方法でマイクロカプセルを
包括することができる。前記方法は、免疫化学実験入門
(松橋直ら著、学会出版センター(1981) )、臨
床とウィルス(9巻479頁(1981)、佐藤征也ら
)に詳細に記軟されている。
To prepare the reagent layer 3, microcapsules can be encapsulated, for example, by a method using agar gel, which is commonly carried out in immunoassays. The above method is described in detail in Introduction to Immunochemical Experiments (Nao Matsuhashi et al., Gakkai Publishing Center (1981)) and Clinical Practice and Virology (Vol. 9, p. 479 (1981), Seiya Sato et al.).

展開層1は、展開層1の上面に滴下した試料を試薬層3
に均一な濃度で移送することができるように試料を拡散
させるためのものであって、たとえは前記試薬層3の形
成に用いた各種のダルを使用することができる。
The developing layer 1 transfers the sample dropped onto the upper surface of the developing layer 1 to the reagent layer 3.
This is for diffusing the sample so that it can be transferred at a uniform concentration to the reagent layer 3. For example, various types of barrels used in forming the reagent layer 3 can be used.

なお、細胞膜を溶解する補体は、動物の血液中に含まれ
ているものを使用することができ、たとえにモルモット
の血清を補体含有液としてそのまま使用することができ
る。また、補体は、あらかじめ前記試薬層3や展開層1
のいずれかに添加しておいてもよく、二次試薬として後
に添加してもよい。
Note that the complement that dissolves cell membranes can be one that is contained in the blood of an animal; for example, guinea pig serum can be used as it is as a complement-containing liquid. In addition, the complement is added to the reagent layer 3 and the developing layer 1 in advance.
It may be added to either of the above, or it may be added later as a secondary reagent.

電極部6としては、電気化学的手段を採用することがで
き、たとえば酵素反応層5中での反応生成物がイオンで
ある時にはイオン電極を、反応生放物が過酸化水素であ
るときには過酸化水素電極を用いることができる。
As the electrode part 6, electrochemical means can be adopted. For example, when the reaction product in the enzyme reaction layer 5 is an ion, an ion electrode is used, and when the reaction product is hydrogen peroxide, an ion electrode is used. Hydrogen electrodes can be used.

以」二構成の免疫分析ユニットを使用すると次のように
して試別中の抗原(または抗体)を分析することができ
る。
When using the immunoassay unit with the following two configurations, the antigen (or antibody) being screened can be analyzed in the following manner.

先ず、vlル1状態として試薬層3と酵素反応層5とは
分離した状態になっている。そこで、展開層1の表面に
試料だとえ一血液試料を滴下すると、匍液試別は展開層
1中で拡散して均一な濃度となって試薬層3に到達する
。なお、血液試料としては、血清、血漿その他全血であ
ってもよい。到達後、血液試別中の抗原(または抗体)
と試薬層3中に包括または固定化されている細胞の膜表
面に結合されている抗体(または抵M)とが、特異的な
抗原抗体反応を惹起する。そうすると、展開層1よ如血
液試利と共に移送されてきた、あるいは試薬層3中に加
えられていた補体が前記抗原抗体反応Fよシ活性化され
、補体活性による細胞溶解作用により細胞膜が溶解して
細胞内に収容されていた酵素(または基質)が細胞外に
放出される。
First, in the vl1 state, the reagent layer 3 and the enzyme reaction layer 5 are in a separated state. Therefore, when a sample, for example, a blood sample, is dropped onto the surface of the developing layer 1, the sample solution is diffused in the developing layer 1 and reaches the reagent layer 3 with a uniform concentration. Note that the blood sample may be serum, plasma, or other whole blood. After arrival, antigen (or antibody) during blood test
and the antibody (or antibody) bound to the membrane surface of the cell that is enclosed or immobilized in the reagent layer 3 induces a specific antigen-antibody reaction. Then, the complement that has been transferred with the blood sample from the development layer 1 or added to the reagent layer 3 is activated by the antigen-antibody reaction F, and the cell membrane is damaged by the cytolytic action of complement activation. When dissolved, the enzyme (or substrate) contained within the cell is released outside the cell.

次いで、駆動手段4Gの駆動によシリンク機構4Fを操
作して第2の反応ユニット基板4Bを上昇させ、酵素反
応層5の上面と試薬層3の下面とを接触させ、酵素反応
層5上に試薬層3を重畳させる。
Next, the driving means 4G drives the syringe mechanism 4F to raise the second reaction unit substrate 4B, bringing the upper surface of the enzyme reaction layer 5 and the lower surface of the reagent layer 3 into contact with each other, so that the syringe mechanism 4F is moved onto the enzyme reaction layer 5. The reagent layer 3 is superimposed.

なお、第1の反応ユニット基板4B上に、開口部4Cか
ら試薬層3が漏出し力いように半透膜の隔膜を配置し、
この隔膜上に試薬層3が形成されているときは、この隔
膜を介して酵素反応層5と試薬層3とを接触させ、重畳
する。そうすると、試薬層3中に放出された酵素(まだ
は基質)が酵素反応層5に移動し、酵素反応層5中に保
持した基質(または酵素)と移動してきた酵素(または
基質)と酵素反応し、反応生成物が得られる。次いで、
この反応生成物を、電極挿入孔4Eに挿入した電極部6
によシミ気化学的に定l°することができるO 前記構成の免疫分析ユニットでは、内部に酵素(または
基質)を収容する細胞を有する試薬を保持した試薬層3
と基質(または酵素)を保持する酵素反応層6とをあら
かじめ分離しておき、細胞外に酵素(または基質)を放
出してから試薬層3と酵素反応層6とを接触させて酵素
反応を行なっているので、酵3k(または基’jl)を
収容する細胞と基質(または酵素)とを併存させると細
胞内に細胞外の基質(または酵素)が侵入し細胞内で酵
素反応を生ずるような酵素と基質との組合わせであって
も、この免疫分析ユニットで適切に酵素反応を行ガうこ
とができる。
Note that a semipermeable membrane diaphragm is arranged on the first reaction unit substrate 4B so that the reagent layer 3 does not leak from the opening 4C,
When the reagent layer 3 is formed on this diaphragm, the enzyme reaction layer 5 and the reagent layer 3 are brought into contact with each other via this diaphragm and overlapped. Then, the enzyme (or substrate) released into the reagent layer 3 moves to the enzyme reaction layer 5, and an enzyme reaction occurs with the substrate (or enzyme) held in the enzyme reaction layer 5 and the transferred enzyme (or substrate). and a reaction product is obtained. Then,
This reaction product is inserted into the electrode part 6 inserted into the electrode insertion hole 4E.
In the immunoassay unit with the above configuration, the reagent layer 3 holds a reagent having cells containing enzymes (or substrates) therein.
The enzyme reaction layer 6 holding the substrate (or enzyme) is separated in advance, and the enzyme (or substrate) is released outside the cell, and then the reagent layer 3 and the enzyme reaction layer 6 are brought into contact to initiate the enzyme reaction. Therefore, when a cell containing enzyme 3k (or group 'jl) and a substrate (or enzyme) coexist, the extracellular substrate (or enzyme) enters the cell and causes an enzymatic reaction within the cell. Even with a combination of enzyme and substrate, this immunoassay unit can perform an appropriate enzymatic reaction.

り上、この発明の一実施例について詳述した力(この発
明は前記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で適宜に変形して実施することができるの
はいうまでもない。
Furthermore, the present invention has been described in detail with respect to one embodiment of the present invention (this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist of the invention). Not even.

この発明においては、試薬層3中で抗原抗体反応を起し
、次いで試薬層3中に放出された酵素(または基質)を
移動して酵素反応層5中で酵素反応を起こす必要があシ
、かかる必要を満足するために、第2の実施例として、
第2図に示すように、酵素反応層5上に試薬層3を重畳
し、酵素(tたは基質)を透過するが基質(!たけ酵素
)を透過させないような半透膜性の隔膜11を眉間に介
在させてもよい。このような隔膜11で両層を分離して
おくと、基質(または酵素)が細胞膜を透過可能である
とき、基質(または酵素)が試薬層3に拡散し、抗原抗
体反応前に細胞内で酵素反応が進行するのを防止するこ
とができ、常に、抗原抗体反応後に酵素反応を進行させ
ることができる。
In this invention, it is necessary to cause an antigen-antibody reaction in the reagent layer 3, and then move the enzyme (or substrate) released into the reagent layer 3 to cause an enzyme reaction in the enzyme reaction layer 5. In order to satisfy this need, as a second embodiment,
As shown in FIG. 2, a reagent layer 3 is superimposed on an enzyme reaction layer 5, and a semipermeable membrane 11 is formed that allows the enzyme (t or substrate) to pass through but not the substrate (!take enzyme). may be placed between the eyebrows. If the two layers are separated by such a diaphragm 11, when the substrate (or enzyme) is able to permeate the cell membrane, the substrate (or enzyme) will diffuse into the reagent layer 3 and will be absorbed within the cell before the antigen-antibody reaction. It is possible to prevent the enzymatic reaction from proceeding, and it is possible to always allow the enzymatic reaction to proceed after the antigen-antibody reaction.

また、前記必要を満足するために、第3の実施例として
、第3図に示すように、酵素反応層5上に試薬層3を重
畳し、酵素およ゛・び基質を透過させない不透過性の隔
膜ないし遮蔽板13を層間に介在させると共に、この遮
蔽板13を、駆動手段4Hによル駆動する引き抜きアー
ム4Iによ多層間から引き抜きあるいは層間に挿入可能
としてもよい。
In addition, in order to satisfy the above-mentioned requirements, as a third embodiment, as shown in FIG. A magnetic diaphragm or shielding plate 13 may be interposed between the layers, and the shielding plate 13 may be pulled out from between the layers or inserted between the layers by a pull-out arm 4I driven by a drive means 4H.

このようにすると、試薬層3で抗原抗体反応を進行させ
るときには両層間に遮蔽板13を介在させておき、試薬
層3中に酵素(または基質戸放出された後に、遮蔽板1
3を両層間よシ引き抜くことによシ試薬層3に拡散した
酵素(また1基質)を酵素反応層5に移動させ、抗原抗
体反応後に確実に酵素反応を行なって前記実施例と同様
の効果を奏することかできる。
In this way, when the antigen-antibody reaction is allowed to proceed in the reagent layer 3, the shielding plate 13 is interposed between both layers, and after the enzyme (or substrate) is released into the reagent layer 3, the shielding plate 13
By pulling out 3 from between both layers, the enzyme (also 1 substrate) diffused into the reagent layer 3 is transferred to the enzyme reaction layer 5, and the enzyme reaction is reliably performed after the antigen-antibody reaction, resulting in the same effect as in the previous example. I can play it.

この発明においては、試料中の抗原(または抗体)を定
量にするために、酵素反応層5で進行した酵素反応の生
成物を分析する必要がある。この必要を満足するために
、前記第1の実施例におけるよう寿、電極挿入孔4Eに
装着された電極部6を用いるかわシに、第3図および第
4図(A)’(B)に示すように、反応ユニット基板4
上に一対の電極6Aを配置すると共に、電極4と反応ユ
ニット基板4の端部に設けた接続部6Bとをプリントし
たリードIti!6Cで一′1気的に接続し、前記反応
ユニット基板4上に試薬層3を形成することによシミ極
6Aが試薬層3中に埋設されるようにしてもよい。
In this invention, in order to quantify the antigen (or antibody) in the sample, it is necessary to analyze the products of the enzyme reaction that proceeded in the enzyme reaction layer 5. In order to satisfy this need, the method shown in FIGS. 3 and 4(A)'(B) uses the electrode part 6 attached to the electrode insertion hole 4E in contrast to the first embodiment. As shown, the reaction unit substrate 4
A lead Iti! has a pair of electrodes 6A arranged thereon, and also has electrodes 4 and a connecting portion 6B provided at the end of the reaction unit substrate 4 printed thereon. 6C, the stain electrode 6A may be buried in the reagent layer 3 by forming the reagent layer 3 on the reaction unit substrate 4.

さらに、抄出手段として、前記のような電気化学的手段
によらず、第4の実施例におけるように、光学的検出手
段を採用してもよい。すなわち、第5図に示すように、
透明な材質で形成された反応ユニット基板4の下方(酵
素反応層5の形成面とは反別(111I)に光電検出器
6Dを配置しておくと共に、酵素反応層5内に、酵素反
応の生成物たとえばH2O2と反応して発光する物質た
とえばルはノールを含浸捷たは担持しておく。このよう
にすると、ルミノール発光量を光電検出器6Dで定量す
ることにより試料中の抗原(または抗素)を定量するこ
とができる。
Furthermore, as the extraction means, instead of using the electrochemical means as described above, optical detection means may be employed as in the fourth embodiment. That is, as shown in Figure 5,
A photoelectric detector 6D is disposed below the reaction unit substrate 4 made of a transparent material (separately from the surface on which the enzyme reaction layer 5 is formed (111I)), and a photoelectric detector 6D is placed in the enzyme reaction layer 5. A substance that emits light by reacting with a product such as H2O2 is impregnated with or supported on a substance such as luminol.In this way, the antigen (or anti-antigen) in the sample can be determined by quantifying the amount of luminol luminescence with the photoelectric detector 6D. element) can be quantified.

〔発明の効果〕 この発明によると、簡単な構成でありながら、従来長時
間の分析時間を要した免疫分析をわずか数分から数10
分の間に行なうことができる。特に、内部に酵素(また
は基質)を収容した細胞を有する試薬を担持する試薬層
と酵素反応層とを抗原抗体反応時に分離しているので、
細胞膜を透過可能な基質(または酵素)であってもこの
免疫分析ユニットを用いて試料中の抗原(または抗体)
を定量することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, although it has a simple configuration, immunoassays that conventionally required a long analysis time can be performed in just a few minutes to several tens of thousands of hours.
It can be done in minutes. In particular, the reagent layer carrying a reagent containing cells containing enzymes (or substrates) and the enzyme reaction layer are separated during the antigen-antibody reaction.
Even with substrates (or enzymes) that can permeate cell membranes, this immunoassay unit can be used to detect antigens (or antibodies) in samples.
can be quantified.

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

第1図はこの発明の一実施例を示す説明図並びに第2図
、第3図、第4図(4)(B)および第5図はこの発明
の他の実施例を示す説明図である。 1・・・展開層、3・・・試薬層、5・・・酵素反応層
、6・・・を極部、11・・・隔膜、13・・・不透過
性隔膜。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of this invention, and FIGS. 2, 3, 4 (4) (B), and 5 are explanatory diagrams showing other embodiments of this invention. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Development layer, 3... Reagent layer, 5... Enzyme reaction layer, 6... Polar part, 11... Diaphragm, 13... Impermeable diaphragm.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基質または酵素を担持すると共に酵素反応生成物
を検出する検出手段を有する酵素反応層と、補体活性に
よシ溶解作用を受けるマイクロカプセル表面に抗原また
は抗体を結合すると共に内部に前記酵素反応層に担持さ
れた基質または酵素と反応する酵素または基質を収容し
たマイクロカプセルを有する試薬を保持し、かつ前記酵
素反応層上に重畳可能な試薬層と、前記試薬層上に重畳
すると共に滴下試料を展開する展開層とを有することを
特徴とする免疫分析ユニット。
(1) An enzyme reaction layer that supports a substrate or an enzyme and has a detection means for detecting an enzyme reaction product; an antigen or antibody is bound to the surface of the microcapsule that is subjected to lytic action by complement activity; a reagent layer that holds a reagent having microcapsules containing an enzyme or substrate that reacts with the substrate or enzyme supported on the enzyme reaction layer, and that is superimposed on the enzyme reaction layer; An immunoassay unit characterized by having a developing layer for developing a dropped sample.
(2)前記マイクロカプセルが、動物の感作赤血球であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の免疫
分析ユニット。
(2) The immunoassay unit according to claim 1, wherein the microcapsules are sensitized red blood cells of animals.
(3)前記マイクロカプセルが、リポツームチすること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の免疫分析ユ
ニット。
(3) The immunoassay unit according to claim 1, wherein the microcapsules are liposomes.
(4)  前記酵素反応層と試薬層とがあらかじめ非接
触状態にあり、試薬層での反応稜に前記酵素反応層と試
薬層とが接触することを特徴とする特許請求の範囲第1
項ないし第3項のいずれかに記載の免疫分析ユニット。
(4) The enzyme reaction layer and the reagent layer are in a non-contact state in advance, and the enzyme reaction layer and the reagent layer are in contact with a reaction edge in the reagent layer.
The immunoassay unit according to any one of Items 1 to 3.
(5)  前記酵素反応層と試薬層との非接触状態が、
酵素反応層と試薬層との間に介装された不l性隔膜によ
シなされることを特徴とする特許請求の範囲第4項に記
載の免疫分析ユニット。
(5) A non-contact state between the enzyme reaction layer and the reagent layer,
5. The immunoassay unit according to claim 4, characterized in that it is constructed by an inert diaphragm interposed between the enzyme reaction layer and the reagent layer.
(6)前記不透過性隔膜が、前記酵素反応層と試1 薬層との間に挿藤自在であることを特徴とする特許請求
の範囲第5項に記載の免疫分析ユニット。
(6) The immunoassay unit according to claim 5, wherein the impermeable diaphragm can be freely inserted between the enzyme reaction layer and the reagent layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5590859A (en) * 1978-12-27 1980-07-09 Eastman Kodak Co Grain structure for liquid analysis or transportation* element* and preparing same elements
JPS56132564A (en) * 1980-02-04 1981-10-16 Koraboreiteibu Research Inc Product for and method of immunity analysis
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