JPS60122374A - 流体試料の分析方法および分析装置 - Google Patents

Abstract

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め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、とくに免疫検定に使う流体試料を分析する方
法および装置に関するものである。

血清または尿のような生物学的流体を検定しこの流体内
の抗体（および類似の結合たんばく質）と抗原（および
ハプテンのような類似の物質）と抗体・抗原免疫複合物
との存在を検出し定量することはよく知られている。こ
のような方法は一般に免疫検定と呼ばれる。免疫検定の
１つの共通の方法は、制限した量の抗体と２種類の抗原
との間に生ずる結合反応を使うこＬである。これ等の両
抗原は、抗体と結合することができるが、たとえば一方
の抗原に標識を付けて区別することができる。抗体と結
合する標識付き抗原の比率により存在する標識なしの抗
原の量が分る。このようにしてたとえば特定の抗原を含
む生物学的流体試料を抗体および成る量の標識付き抗原
吉混合すれば、この試料内の（標識なしの）抗原の量を
測定することができる。

種種の標識が提案されているが、最も有効なものは放射
性標識であり、放射性標識を使う免疫検定は放射免疫検
定（ＲＩＡ　）と呼ばれる。

免疫検定法ではたとえば反応生成物（たとえば抗体・抗
原複合物）内の標識付き抗原の量を測定する（反応生成
物または残りの反応混合物の直接（１６） 分析により）ように反応混合物から反応生成物を分離す
る必要のあることが多い。ＲＩＡ法（これ等の方法では
分離工程が本質的である）では抗体を担体に固定し反応
生成物の引続く分離を容易にすることが従来提案されて
いる。すなわちアナリテイカル・バイオケミストリ（Ａ
ｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｂｉｏｃｈｅ　−ｍｉｓｔｒｙ　
）第６５巻（１９７５年刊）第６５５ないし６６４頁の
ニス・ジエイ・ルーナー（Ｓ、Ｊ。

Ｌｕｎｅｒ　）を著者とする論文「赤血球に付着した抗
体を使う連続流れ自動放射免疫検定」には、連続流れ装
置を使う自動ＲＩＡ法において抗体の固定のために赤血
球を使うことが記載しである。

クリ二カ・ケミ力・アクタ（Ｃ１１ｎｉｃａ　Ｃｈｅｍ
ｉｃａＡｃｔａ　）第６３巻（１９７５年刊）第６９な
いし７２貫のエル・ニス・バーシュ（Ｉ、、Ｓ、Ｈｅｒ
ｓｈ　）およびニス・エイパバウム（Ｓ、Ｙａｖｅｒｂ
ａｕｍ　）を著者きする論文「磁性固相放射免疫検定」
では磁界を加えることにより抗体を磁性粒子に固定し反
応生成物を反応混合物から分離する。このＲＩＩＡ法は
試験管反応器内で実施され、表面に浮んだ反応混合（１
４） 物を検定する。

本発明者は免疫検定を行う連続流れ法とこの目的に有用
な装置上を考案した。本発明では磁性粒子を使い、本発
明により一連の液体試料をたとえばＲＩＡによって有効
に自動的に検定する。

１例として本発明は、（ａ）生物学的流体の試料と磁気
吸引性粒状物質に結合した試薬から成る固相との混合物
を生成し、（ｂ）前記混合物を導管に沿つつ流し、（Ｃ
）この導、管内の固相を磁気作用により捕捉し粒状物質
を流れに逆って保持することにより前記混合物から固相
を分離し、（ｄ）分離した固相および（才たは）分離し
た混合物を分析することにより前記試料内の問題成分を
測定することから成る生物学的流体の問題成分に対する
分析法にある。

また本発明は、問題成分を含む流体試料から成る液相と
磁気吸引性粒状物質に結合した試薬から成る同相とによ
り構成され混合物内部に反応が生じ前記固相に反応生成
物を生成する反応混合物を導管に沿って流す手段と、前
記導管内の粒状物質を磁気作用により捕捉しこの粒状物
質を流れに逆つて保持し流れている液相から固相を分離
するようにした磁気トラップ手段と、このトラップの下
流側に位置し分離した固相または液相の分析により試料
内の問題成分を測定する測定手段とを包含する分析装置
にある。

本発明方法では本装置の使用に当たり反応混合物を導管
に沿って流す。この混合物は、問題成分すなわち検定し
ようとする物質を含む試験試料を含んでいる。たとえば
血清のような生物学的流体の場合に！ま問題成分はたと
えば抗原たとえばペプチドホルモン、ステロイドホルモ
ン、薬剤またはビールス（抗原という用語はハシテンお
よびその他の類似物質を含めるものである）、抗体（こ
の用語は他の結合物質を含む）または抗体、抗原複合物
または単一たんばく質である。しかし本発明は生物学的
流体の検定には限定しない。

反応混合物は、固相としてこれに結合した試薬を持つ磁
気吸引性粒状物質を含む。この粒状物質自体は、たとえ
ば磁気吸引性物質を含むマトリックスと粒子に結合した
試薬とから成る複合物質である。このような物質自体は
新規なものである。

磁気吸引性物質はたとえば鉄または磁性酸化鉄、ニッケ
ル、コバルトまたは酸化クロムである。このような物質
から成る１種類または複数種類の粒子はマトリックス内
に埋込むのが適当である。このマトリックス自体は、多
くの合成および天然の重合性物質（た々えばセルロース
、セルロース誘導体、アガロース、有機重合体）から成
る広い範囲の種類の物質である。試薬は、マＩ−ＩＪラ
ックスまたはこのマトリックス内の別の物質に直接結合
する。

試薬自体が反応混合物内の反応にあずかる物質である。

この物質は試料内の問題成分と直接反応する。またはこ
の物質は試料とは直接反応しないで混合物内の第２の試
薬と反応する。たとえば粒状物質の試薬は、試験試料内
の抗原と直接反応する抗体でよい。または試料自体が抗
体を含んでもよい。試薬は第２の試薬として加えた抗原
と反応する。この場合ｌこは第２の試薬抗原はまた試料
内の抗体と反応する。

（１７） この試薬はこれが反応混合物中の別の物質と反応するの
に利用できるように粒状物質に結合する。

通常試薬は粒状物質の周面に結合する。しかし試薬が反
応に加われば必ずしもこのようにはならない。このよう
にして試薬は全部マトリックス内に存在するが、このよ
うな場合にはマトリックスは反応混合物の液体ζこ対し
多孔質である。

試薬の性質は、実施しようとする特定の分析に従って極
めて広い範囲に変る。たとえば試薬には免疫グロブリン
、抗原（たとえばビールス）またはその他の生物学的物
質がある。反応後に試薬は、粒状物質に結合したままで
残り（反応生成物として）、この粒状物質と共に反応混
合物から分離する。

反応混合物の液相からの粒状物質固相の分離は磁気トラ
ップを使い導管内で生じさせる。反応混合物はこの導管
に沿い局部的磁界の領域（磁気トラップ）内に流れ、こ
の領域で同相は磁界により保持されるが、液相は流れ続
ける。

磁界は導管内に、流れる反応混合物のほぼ横力（１８） 向に配置するのがよいが、必ずしもこのようにしなくて
もよい。後述のように磁界の強さは、液体の流れに逆っ
て固相を保持するのに充分でなければならない。

液体がトラップを通過した後に導管内のトラップ中の固
相は導管のこの部分を経て洗浄液体を通すこ吉により洗
浄することができる。固相は１−ラップ内に保持された
ままで残るが、粒子は流通する洗浄液体に露出しこの洗
浄液体により洗浄される。固相を同じ管路で洗浄できる
ことは本発明の極めて有利好適な特徴である。従って本
発明装置は洗浄液体を導管に沿って通す装置を備えるの
がよい。

洗浄液体は水または任意の不活性の流体または溶液でよ
い。その目的は固相から反応混合物液相の残留こん跡を
除くことである。このことは、同相を標識の存在に対し
免疫検定しようとする場合にＲＩＡのような免疫検定に
さくに重要である。その理由はこのような場合に反応混
合物液相のこん跡でも残っていると検定成績に誤差を招
くからである。

磁界は、導管の一部分に磁界を生成するように作用でき
る少くとも１個の磁石により生成するのがよい。この（
または各）磁石は、磁界を最低値（トラップが働いてい
ないとき）から最高値（トラップが働いているとき）ま
で変えるように可動な永久磁石でよい。しかし１個また
は複数個の電磁石を使うのがよい。この電磁石を消勢す
るさきは、交流電流を通じ電磁石から残留磁界を除去す
るこＬにより減磁するのがよい。トラップ内の固相はま
たこの方法により減磁され磁気吸引力にもとすく詰りの
傾向を減らす。

磁気トラップは単一の磁石または２個才たけ複数個のこ
のような磁石で構成すればよい。多くの用途に対し導管
に沿い互に間隔を隔てた２個（またはそれ以上）の磁気
トラップを設けるのがよい。

この場合たきえば洗浄処理を向上させるこＬができる。

すなわち２個のトラップにより各トラップの磁石は相互
に無関係に駆動でき、第１の（上流側の）トラップで反
応混合物の液相から固相を分離する。この同相はこのト
ラップに保持される間に洗浄され、次でこのトラップを
消勢し固相を釈放して流れる洗浄液体中に懸濁させる。

粒状物は第２のトラップ（付勢されている）に運ばれ洗
浄液体の流れに対し保持される。この２重の洗浄処理は
とくに有効である。

反応混合物の液相は磁気トラップを通過しさらに導管に
沿って流れる。同様に洗浄後に固相は、トラップから釈
放され洗浄導管に沿って進む。導管内に弁を設は分離し
た固相または液相を所望に応じ分析装置に差向けるのが
よい。固相を分析しようとする場合には、反応混合物の
液相は受け器に収集しまたは廃棄部めに流す。液相を測
定しようとする（大体洗浄液体吉共に）場合には固相を
受け器に送りそしておそらくは（処理後に）再使用する
。固相は自動的に（前記したように）洗浄されるが液相
は（洗浄液体と共ζこ）扱いにくく、取扱いまたは分析
が容易でないので、通常固相を検定するのがよい。

試料中の問題成分は、反応混合物の分離した固（２１） 相または液相の分析により測定する。この測定は複数の
分析工程および（または）計算工程を含むこ吉は明らか
である。すなわちＲＩＡの場合には放射能を計数するこ
とにより固相の分析が固相内の識別放射能の量を表示す
る。このことさ標準曲線とにより試料中の問題成分の量
を測定するこさができる。

本発明によれば分離した同相または液相に別の反応を生
じさせ引続く分離工程のためにさらに磁気吸引性粒子を
導入するこさができる。このことはたとえば反応混合物
が酵素または補酵素を含むときに望ましい。このような
場合には導管内に第１の分離を行うトラップの下流側に
別の磁気トラップを設ける。

本発明方法ではまた本装置の使用に当たり反応混合物の
全部または任意の部分をこれを導管に沿って流す前に予
備成形する。しかし導管内に流れる試料（または部分的
に生成した混合物）に通常１種類すたけ複数種類の試薬
を加えるのがよい。

すなわち本装置は、粒状物質および（または）第（２２
） ２の試薬を導入し導管内に流れる試料（または反応混合
物）ｌこ混合する導入手段を設けるのがよい。

試料および各試薬の混合は、この混合物が流れる際に導
管内で生じる（なお詳しく後述する）。

粒状物質と第２の試薬とに結合する試薬についてとくｌ
と述べたが、反応混合物中に他の試薬も存在させてよい
ことは云うまでもない。これ等の他の試薬は加えて粒状
物質または第２の試薬と混合させ、或はこれ等の他の試
薬は試料と前取って混合し、或はこれ等の試薬は導管内
を流れる試料（または反応混合物）をこ個個に加えても
よい。これ等の試薬（そのどれかを使う場合ζこ）の性
質は実施する免疫検定の性質ζこより定める。反応混合
物はまた緩衝剤のような他の物質を含んでもよい。

たとえば抗体および抗原の間の結合を含む免疫検定の際
に第２の試薬は通常放射性原子、けい光体群、酵素や補
酵素または化学ルミネセンス物質のような識別標識を含
んでいる。たとえば生成化学的流体試料を抗原に対し免
疫検定しようとするときは、粒子物質の試薬はこの抗原
と結合する抗体であり、第２の試薬は抗体と結合できま
た標識を含む抗原である。或は流体試料は、粒状物質に
抗原を付は第２の試薬として標識付けした抗体を使うこ
とにより抗体ζこ対し免疫検定する。当業者には明らか
なように存在する標識の量に対する分離した同相または
液相の分析により流体試料中の問題成分の量を測定する
こＬができる。

分離した固相才たけ液相で実施しようとする特定の分析
は、実施する検定と標識の性質（標識付けした試薬を使
う場合）さによる。すなわち本発明装置はたとえば分離
した相の放射能、色またはけい光或はその酵素活性度を
測定する装置を備えている。

本発明方法では第２の試薬または粒状物質に結合する試
薬以外の任意の試薬を必すしも使わなくてもよいのはも
ちろんである。すなイつち本発明方法（および本発明装
置）はたとえば流体試料から特定成分を分離しくこの成
分を粒状物質に付着した試薬に選択的に結合することに
より）次で引続き分離した固相を検定するのに使うこと
ができる。

しかし多くの免疫検定法では第２の試薬を使う（そして
他の試薬も使うことが多い）。

本発明による方法および装置は、反応混合物の個個のセ
グメントを導管に沿って通し、不活性流体区分セグメン
ト（たとえば空気）と所望により洗浄液体セグメントＬ
ｌこより隔離する公知の連続流れ式処理に使う。このこ
とは、詳細説明でさらに引用する米国特許第２，７９７
，１４９号明細書に記載しである。すなわち本発明装置
は、数次の反応混合物を導管に沿い、この導管をふさぎ
数次の混合物セグメントを各別に保持するのに充分な容
積の少くとも１種類の不活性流体区分セグメントにより
相互に隔離して通す手段を備えるのがよい。

本装置はまた、前記導管内に不活性流体区分セグメント
を導入しこの導管内の液体試料または反応混合物を再分
割する手段を備えている。さらに本装置は洗浄液体セグ
メントを前記導管内を流れる数次の反応混合物の間に設
ける手段を備えるのがよい。前記の各混合物は少くとも
１種類の不活性流体区分セグメントにより隣接する洗浄
液体セグ（２５） メントから隔離する。

反応混合物（才たは試料）を区分し粒状物質および（ま
たは）第２の試薬を導管内を流れるセグメントに加えよ
うさする吉きは、粒状物質〔および（または）第２試薬
〕を間欠的に導入する間欠導入手段を設け、これ等の粒
状物質が導管内の次々の試料セグメントにまざるように
する。間欠導入手段は、導管に送入されない粒状物質を
その受け器にもどす手段を備えるのがよい。また本装置
は前記導管に前記粒状物質と交互に緩衝溶液を導入する
導入手段を備え、（使用に際し）前記導管に沿う流れを
ほぼ一定に保つようにするのがよい。

標識付けした試薬（または最終の測定処理に臨界的に重
要な他の試薬）を試料または反応混合物だけに加え導管
内の洗浄液体またはその他のセグメントに加えることは
、さもなければ検定成績が不正確になるので重要である
ことは明らかである。

きくに区分した流れを使うときは本装置に磁気トラップ
の上流側で検知手段を設は導管に沿う反応混合物の通過
を検出し磁気トラップを駆動する（２６） 駆動手段を設けこの反応混合物中の粒子を検知装置に応
答して捕捉するのが便利である。検知手段をトラップの
上流側にどれだけ離して位置させるかに従って駆動に先
だって成る遅延時間が必要である０ 粒状物質は反応混合物の液相の比重に近い比重を持ちこ
の粒状物質が沈降しないで（または上部に浮上しないで
）懸濁して良好な混合状態を保つようにするのがよい。

一般に粒状物質は実質的に約１．４ないし６．２の範囲
内の比重を持つ。ただしこの範囲外のものを使ってもよ
い０ 本発明方法では（また本装置の使用に当たっては）、反
応混合物の生成後に固相を液相から分離する前に所望の
反応が起るように充分な時間をおかなければならない。

この時限（一般に「インキュベーション」と称する）が
得られるようにするには導管にたとえばインキュベーシ
ョンコイル管を設ける。

本発明の好適とする１方法では反応混合物は、第２の試
薬として問題成分と反応しこの成分と共に錯化合物を生
成する所定量の物質を含む。本方法では粒状物質に付着
した試薬はこの錯化合物または過剰の未反応の第２試薬
と結合し、本方法の工程（ｄ）において分離した混合物
を分析しこの試料内の問題成分を測定する。本方法では
この分析は適当に錯化合物に対しまたは過剰な未反応の
第２試薬に対し実施する。

本発明方法の１変化では試料内の抗体は、粒状物質の付
着試料として抗体を使いそして第２の試薬きして両抗体
（両抗体は同じものでもよい）に結合する抗原（標識を
含む）を使って検定する。

本発明方法では（そして本発明装置の使用に当たっては
）使用試料の量に対する制御を適当に行うのはもちろん
である。すなわちＲＩＡではたとえば放射能性標識を持
つ第２の試薬を使い反応混合物中ｌこ存在する第２′試
薬の量（または標識量）を制御することが知られている
。

本発明による方法および装置は自動化するのが有利であ
る。この場合本装置は極めて有効なコンパクトなユニッ
トに形成することができ免疫検定ことにＲＩＡにとくに
有用である。

以下本発明による分析法および分析装置とその試薬りの
実施例を添付図面について詳細に説明する。

第１図に示すように本分析装置は試料採取装置１０によ
り圧縮性ポンプ管１２に沿い１連の液体を供給する。試
料採取装置１０は米国特許第３，０３８，３４０号明細
書に記載しである形式のものでよい。ポンプ管１２は米
国特許 第２，９３５，０２８号明細書に記載しである形式の嬬
動ポンノ１４に組込んである〔ポンプ１４はまた後述の
ように各ポンプ管３８，４０，３４゜３０．３２，３６
，５２，５７，８４．８０を制御する〕。吸引管１５は
数次の試料容器１６と洗浄液体容器１８とに交互に浸漬
するように制御する。吸引管１５が次々の試料容器１６
と洗浄液体容器１８との中への浸漬の間に空気を吸引す
るので、ポンプ管１２に沿って差向ける試料流れは、そ
れぞれ空気−洗浄液体−空気の各セグメントにより隣接
試料から隔離した次々の試料から成る。

（２９） 従って後述のように全装置に沿い流れる間に試料はもと
のままの状態に保たれる。試料採取装置１０のほかに、
懸濁した磁気吸引性粒子の表面に固定する抗体の源２０
と、組合わされた緩衝溶液の源２２と、溶液内の標識抗
原の源２４と、組合わされた緩衝溶液の源２６とを設け
である。本装置は、源２０からの適当に緩衝した固相と
源２４からの適当に緩衝した標識抗原りを、制御した各
別の容積で適正な相にして導入しポンプ管１２および導
管２８に沿って送る次々の試料だけと混合するように操
作する。このためにポンプ１４は、それぞれ同相の源２
０と標識抗原の源２４と組合わされた緩衝溶液源２２．
２６（！：に連通ずる入口を持つ複数本のポンプ管３０
，３２，３４．３６を備えている。また気泡を周期的に
噴出し各ポンプ管３０，３４ｆこ沿って流れる流体流れ
を区分するようにポンプ管３８．４０を設け、一様な濃
度の同相の各別のセグメントを生成し各弁４０’、４２
を作動したときに本装置を経て一定の流量割合を保つよ
うにしである。各ポンプ管３０，３２゜（６０） ３４．３６はそれぞれ組合わされたもどり管３０′。

３２’　、　３４’　、　３６’を持ち各源２０，２４
，２２゜２６に流体をもどせるようにしである。各ポン
プ管３０，３２，３４．３６の出口はそれそ゛れ６０−
２位置弁４２，４４．４０’、４６の入口に連結しであ
る。これ等の各弁の一方の出口は組合わされたもどり管
に連結しである。固相と組合わされた各弁４０’、４２
の残りの出口は分枝し、そして混合コイル管４８に沿い
導管２８に接合部Ａで連結しである。また各弁４４．４
６の残りの出口は分枝し、そして導管５０に沿い導管２
８に接合部Ｂで連結しである。さらに入口を空気に露出
したポンプ管５２の出口は、導管２８への導入に先だっ
て導管５（Ｈこ沿う液体流れを区分するように連結しで
ある。情動ボンゾ１４は連続的に作動するから各空気セ
グメントは各空気ポンプ管３８゜４０．５２を介し連続
的に噴出し後述のように試料間セグメントと共枦と洗浄
液体間セグメントが得られ導管２８Ｉこ沿って流れる流
れの個々のセグメントの有効な内部混合ができる。

各弁４０’、４２，４４．４６は試料採取装置１０に関
係させて調時したプログラマ１５２により制御する。従
って導管５０に沿う緩衝標識抗原の流れと混合コイル管
４８に沿う緩衝同相とはそれぞれ接合部Ｂ、Ａにおいて
各別の容積で適正な相状に導入され導管２８に沿う各液
体試料だけに相互に混合する。接合部Ａに沿う才た接合
部Ｂに沿う洗浄液体セグメント（次々の試料間の）の通
過中に各弁４２．４４を位置■に操作し各ポンプ管３０
．３２をそれぞれポンプ管３０’　、　３２’に連結し
これ等のポンプ管に沿って流れる液体をそれぞれの源２
０．２４に再循環させる。これと同時に各弁４０’、４
６を位置■に操作し各源２２゜２６からの緩衝容液をそ
れぞれ接合部Ａ、Ｂに差向は導管２８に沿い一定の流量
を保つ。このときにはポンプ管５２に沿い空気を絶えず
送り、導管５０内に気泡を周期的に噴出し導管５０に沿
う流体流れを区分しこの流れを接合部Ｂに差向はコイル
管５５に沿い適正な混合が確実に生ずるようにする。各
接合部Ａ、Ｂに沿う試料の通過中にノログラマ１５２は
各弁４２．４４を瞬間的に位置■゛に操作し制御した各
別の容積の緩衝した同相を混合コイル管４８に沿い才だ
懸濁した標識抗原を導管５０に沿いこのような試料内に
導入する。混合コイル管５５は導管２８に沿い各接合部
Ａ、Ｂの間に設けられ接合部Ａにおける固相の導入に先
だって標識抗原を充分に混合し各液体試料セグメントの
全体にわたり一様に配分する。

同相および標識抗原と一緒に混合し反応混合物を生成す
る次々の試料セグメントは導管２８に沿いインキュベー
ションコイル管５４に差向ける。

コイル管５４に差向ける流れの組成は第２図に例示しで
ある。試料Ｓｌ、８２等の各セグメントは制御した容積
の固相および標識抗原を含んでいる。各洗浄液体セグメ
ントＷは次々の試料間にあり、また次々の試料自体は空
気管５２に沿って導入した気泡により区分しである。第
２Ａ図では標識抗原と固相すなわち磁気吸引性粒子に固
定した抗体とは、試料セグメントの全体にわたって配分
されそれぞれ「−」および「＋」により指示しである。

（３３） 液体セグメントにすぐ先行しまた後続する空気セグメン
トの存在により２相の層流状態が生じこのようなセグメ
ント内の液体は第２Ａ図の矢印により示すようζこ再循
環する。このような流れ状態は主りして、導管２８の内
面のすぐ近くで移動液体に加わる引張力から生じ反応混
合物の種々の成分の混合を促進する。

前記したように固相は、制御した比重を持つ磁気吸引性
粒子から成っている。これ等の粒子は１個または複数個
の強磁性粒子を埋込んだマトリックスにより構成するの
がよい。たとえば強磁性粒子は有機物質たとえば重合体
を被覆し、またはシラン化して抗体または抗原に結合す
ればよい。適当な被覆はたとえば前記したバーシュおよ
びエイバパウムの論文に才だバイオテクノロジー・エン
ド、バイオエンジニアリング（Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙａｎｄ　Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　）第１５
巻（１９７３年刊）第６０３ないし６０６頁のピー・ジ
ェイ・ロビンスン（Ｐ、Ｊ、Ｒｏｂｉｎｓｏｎ　）等の
論文「固定した酵素反応に関する磁性担体の性質」にも
記載しである。

（３４） マトリックスおよび磁性粒子の各容積の比は、得られる
比重が液相の比重に近い値になるように選ぶ。このよう
にしてこれ等の磁気吸引性粒子は、各試料セグメント内
に生ずる２相層流により運ばれ重力または浮遊により沈
降しない。磁性粒子の比重は液相の比重ζこ等しくする
必要はなくて本装置の通過中に同相の沈降または浮遊を
避けるような比重でなければならないことは明らかであ
る。

このような粒子の密度を減らすことによりすぐれた洗浄
特性が得られ次々の試料間の汚染が実質的になくなる。

たとえば各粒子が液相の比重よりはるかに高い比重を持
っていれば、これ等の粒子は沈降しやすく導管２８の内
壁面に沿い試料セグメントおよび上流側空気セグメント
の間の境界面に形成した先端内に集まる。このような沈
降により、このような粒子が上流側空気セグメントの下
側を通り次の流れの中の液体セグメントおよび空気セグ
メントに追従し後続試料を汚染するおそれが実質的に増
す。粒子の比重が試料の比重よりはるかに低いき、これ
等の粒子は浮遊により分離し次の液体セグメントおよび
空気セグメントを越え汚染を生ずる。固相の比重を制御
しこの同相を保持し２相の層流状態で運ぶようｌこする
ことにより次々の試料間の汚染を防ぐことができる。

反応混合物の流れは個々の試料セグメント内で絶えず循
環する固相と共にインキュベーションコイル管５４を通
過し反応を進行させる。インキュベーションコイル管５
４からの流出物は導管５３およびポンプ管５７に沿い差
向けた緩衝溶液により著しく希釈し反応を抑制しくすな
わち反応を制止し）、希釈処理により固相の洗浄を容易
にする。

インキュベーションコイル管５４の流出物は導管５６に
沿い洗浄場所５８に差向ける。このような洗浄場所は、
導管５６に対して同じ管路内に配置した第１の磁気トラ
ップ６０および第２の磁気トラップ６２を備えるのがよ
い。各磁気トラップ６０．６２は電磁石を使い磁束を試
料流れの径路の横方向に差向けるように配置しである。

各磁気トラップ６０．６２は試料検出器６５により制御
するプログラマ６４により特定の時限順序で動作する。

従って試料検出器６５は、光源６８および検出器６８を
備えインキュベーションコイル管５４の出口側に位置さ
せである。光源６６からの光は導管５６を貫いて横方向
に差向ける。導管５６に沿って進む試料がこのような光
を第２図の時間ｔ０においてさえぎると、検出器６８の
出力レベルが低下しプログラマ６４に指示し各磁気トラ
ップ６０．６２を同時に付勢する。

付勢したききに第１磁気トラツプ６０は実際上、たとえ
ば第２図に示すような試料ｓ１から成る各試料セグメン
トから固相を掃引する。第１磁気トラツプ６０とまた第
２磁気トラツプ６２（！：により生ずる各磁界の強さは
後述のようｌこ、試料Ｓ内の試料量気泡の通過により洗
浄場所５８内に保持される固相を移動させたり運び去っ
たりしないようにするのに充分にす。従って各試料内の
固相は個個のセグメントにより運ばれても導管５６に沿
って蓄積し、第１磁気トラツプ６０を通過する。時間ｔ
１に磁気トラップ６２を付勢すると、磁気トラップ６０
により一掃されない任意の固相は確実（６７） に保持される。磁気トラップ６０は試料Ｓの全容積の通
過中にまた後続の洗浄液体セグメントの少くＬも一部分
の通過中にすなわち第２図に示した時限ｔ１−　ｔ２の
間に付勢する。同相を詰める間に洗浄場所５８を経てこ
のような洗浄液体セグメントが通ると磁性粒子から上溌
みを除く作用をする。

洗浄液体セグメントが全部通過し終る前に時間ｔ２にお
いてプログラマ６４が磁気トラップ６０を消勢する。従
って固相を残りの洗浄液体セグメント内にふたたび懸濁
させる。ポンプ管５２に沿って導入した洗浄液体セグメ
ント内の気泡は磁気トラップ６０により詰めた同相をば
らばらにし洗浄液体中の同相の再懸濁を促進しその表面
から液相すなわち結合してない標識抗原または非標識抗
原を全部確実に除去する。第２の磁気トラップ６２を付
勢すると、固相は洗浄液体セグメントからふたたび一掃
される。

本発明のとくに好適とする実施例では洗浄場所５８を通
過する導管５６は６０２位置弁７０の入口ζこ連結しで
ある。弁７０の各出口はそれぞ′れ固（３８） 相シンチレーション計数器７２（位置Ｉ）と廃棄溜め（
位置［ｌ）（！ｌ：に連結しである。また導管７８に沿
いポンプ管８０に入口を連結した付加的な６０２位置弁
７６を設けである。ポンプ管８０の入口は緩衝液の源８
２に連結しである。また弁７６の各出口は廃棄溜めＷ（
位置■）と同相計数器７２（位ｆｌｌ）とに連結しであ
る。各弁７０　、７６はプログラマ６４により同時に制
御する。入口を空気に露出した付加的な空気ポンプ管８
４は導管７８に連結され導管７８に沿って流れる緩衝液
体流れ内に気泡を周期的に導入するようにしである。

導管７８に沿って送った緩衝液体は固相計数器７２を清
掃するのに使う。よく知られているように導管７８に沿
う気泡の存在は固相計数器７２内の先行試料の残留物の
清掃を促進する作用をする。

磁気トラップ洗浄場所５８内の固相を充分に洗浄したと
きに光源６６に隣接して次の後続試料が現イつれると、
第２図の時間ｔ３において磁気トラップ６２が消勢され
各弁７０．７６を瞬間的に位置Ｉに作動し、この場合洗
浄液体中に懸濁した同相を固相計数器７２と区分した緩
衝液体の流れとを導管７８に沿い廃棄溜めに差向ける。

このときには固相は固相計数器７２の貯蔵コイル管７９
を通過しその放射能を測定する。このような測定値はた
とえばプリント記録器８８により記録することができる
。これに引続いて各弁７０．７６を位置■に操作し、次
の試料内の固相の洗浄および測定に先立って流体流れを
洗浄場所５８に沿い廃棄溜めに差向けまた区分した緩衝
液体流れを導管７８に沿い固相計数器７２を経て差向け
る。

所望により固相でなく液相を測定してもよいことは明ら
かである。このために液相シンチレーション計数器を同
相計数器７２の代りに使うことができる。このような場
合には各磁気トラツゾ６０゜６２を前記したように操作
し同じ試料の各セグメントから固相を掃引する。これと
同時に各弁７０゜７６を制御しく位置Ｉ）に分離しだ液
相を液相計数器の貯蔵コイル管に直接通しこの間に各磁
気トラン７°６０．６２を付勢する。引続いて各弁７０
゜７６を各磁気トラップ６０．６２の消勢に先だつて位
置Ｈに操作し、洗浄液体中にふたたび懸濁した固相を廃
棄溜めに送り、区分した緩衝液体を通して液相計数器を
洗浄する。どちらの場合にも固相を固定した磁性粒子の
制御した比重と前記した管路内磁気捕捉法とは互に協働
して、本装置の洗浄特性は低下しないで固相および液相
を積極的に分離するこさができる。

なお本発明によれば導管２８に通す個々の試料を選択的
に反応させることができる（図示してない）。たさえば
それぞれ各３０２位置切換え弁に連結することのできる
組合わされたポンプ管３０およびもどり管３０′をそれ
ぞれ持つ複数の固相源２０および標識源２４を設けるこ
とができる。固相源および標識源から成る各系の切換え
弁の出口と共に各緩衝液体弁の出口は多重人口−単一出
口弁の対応する入口に連結する。この弁の出口は各接合
部Ａ、Ｂに連結する。

各単一出口弁は個々の容器１６から読取った情報に応答
して制御し、各接合部Ａ、Ｂに適当な固相および標識相
を互に位相を合わせて導入し、各（４１） 試料を選択的に反応させる。また記録器８８の出力は適
当に識別する。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はその精神を逸脱することなく種々の変化変型を行い
得ることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明分析装置の１実施例の配置図、第２図は
第１図の分析装置の導管に沿って流れる流体試料の組成
図、第２Ａ図は第２図の流体試料内の２相層流を示す拡
大軸断面図である。第６Ａ図、第６Ｂ図および第６Ｃ図
は第１図の導管内の試料の固相の分離を生ずる同一管路
内の磁気トラップの作用を示す拡大軸断面図である。 １２−ポンプ管、１４−蛎動ポンプ、２８−導管、３０
−ポンプ管、６０．６２−磁気トラップ、７２−同相計
数器。 （４２） 第１頁の続き ＠発明　者　ジョン、オースティ　イギリス国すリ、ン
、クレメンツ　イニュー　４幡 ウオーリングタン、ストラットン・アヴ手　続　補　正
　書（方式） ％式％ １６事件の表示　昭和５９年特許願第２３３３９０号３
゜補正をする者　事件との関係　特許出願人テクニコン
、インストルメンツ、コーポレーション４　代　理　人
　東京都港区赤坂１丁目１番１４号・溜池東急ビル５　
補正命令の日付　自　発 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象　図面の浄書（内容に変更なし）８、補
正の内容　別紙のとおシ ４７９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）粒状成分に関して複数の流体試料を分析するにあ
   たり、 （ａ）液相と固相とから成る、前記流体試料各各の反応
   混合物を形成し、ここで前記固相は磁気吸引性粒状物質
   に結合しそして各流体試料中の分析すべき粒状成分と反
   応して少くとも前記粒状物質上に反応生成物を形成する
   第１の試薬を含んで成り、（ｂ）各反応混合物を導管に
   沿って次次にそして個別に流し、 （Ｃ）導管の第１の部分に沿った流れの間に各反応混合
   物中の粒状物質を磁気的に補捉して粒状物質を保持し、
   そしてこれにより液相から固相を分離し、そして （ｄ）分離した同相および（または）分離した液相の選
   択的分析により各試料中の問題成分を定量する 各工程から成る、複数の流体試料の分析方法。 （２）前記固相を導管に沿って導入し各流体試料き混合
   する、前項（１）に記載の方法。 （３）前記粒状物質を補捉している間に、少くとも導管
   の第１部分に沿って、洗浄液体を通す、前項（１）に記
   載の方法。 （４）　前記の補捉した粒状物質を洗浄液体中に再懸濁
   する、前項（３）に前記の方法。 （５）前記の再懸濁した粒状物質を導管の前記第１部分
   より下流の第２部分に送り、そこで粒状物質を磁気的に
   補捉し、補捉している間に洗浄液体を通し、そして捕捉
   粒状物質を洗浄液体中に再懸濁させる、前項（４）に記
   載の方法。 （６）　前記捕捉粒状物質を釈放し、そして前記釈放し
   た物質を回収する、前項（１）に記載の方法。　。 （７）前記粒状物質を少くとも１個またはそれ以上の電
   磁手段により補捉し、そして電磁手段の消勢により捕捉
   粒状物質を釈放する、前項（１）に記載の方法。 （８）前記反応混合物を次数に導管に沿って通し、そし
   て次数の反応混合物の間に少くとも１種の不活性流体区
   分セグメン！・を導入して、次数の反応混合物を個別に
   区分する、前項（１）に記載の方法。 （９）前記導管中に不活性流体区分セグメントをさらに
   導入して、各反応混合物を２個またはそれ以上のセグメ
   ントに分割する、前項（８）に記載の方法。 （１０）前記各反応混合物が少くとも１個の不活性流体
   区分セグメントにより洗浄液体セグメントから隔てられ
   るように、導管中の次数の反応混合物間に洗浄液体セグ
   メントを供給する、前項（８）に記載の方法。 ０１）前記粒状物質を導管中に間欠的に導入して、次数
   の流体試料中に導入する、前項（１）に記載の方法。 （１２）前記粒状物質と交互に、導管中に緩衝溶液を導
   入して、導管に沿う流れを実質的に一定に保つ、前項０
   １）に記載の方法。 （１３）前記各反応混合物中に第２の試薬を送る、前項
   （１）に記載の方法。 ０４）前記第２の試薬を各流体試料中にそれらが導管に
   沿って流れている間に導入混合する、前項（Ｉ３）に記
   載の方法。 （１５）粒状成分に関して複数の流体試料を分析するに
   あたり、 （ａ）磁気吸引性粒状物質と、分析すべき粒状成分と反
   応して前記粒状物質に少くさも一部が結合する反応生成
   物を形成する試薬とを含んで成る、反応混合物を各流体
   試料について形成し、（ｂ）各反応混合物を導管に沿っ
   て次数にそして個別に流し、 （Ｃ）導管のある一部分に沿って各反応混合物中の粒状
   物質を磁気的に補捉して粒状物質を反応混合物から分離
   し、そして （ｃ］、）分離した粒状物質および（または）分離した
   反応混合物の選択的分析により各試料中の問題成分を定
   量する 各工程から成る、複数の流体試料の分析方法。 （１６）前記流体試料を次数に導管に沿って通し、次数
   の流体試料を少くとも１個の不活性流体区分セグメント
   により分離して流体試料を個別に区分し、そして試薬お
   よび粒状物質を間欠的に流体試料中に導入して反応混合
   物を形成する、前項０５）に記載の方法。 ０７）前記粒状物質として反応混合物と実質的に等しい
   比重をもたせたものを使う、前項０５）に記載の方法。 賭　前記反応混合物を次数に導管に沿って通し、そして
   次数の反応混合物の中間に少くとも１種の不活性流体区
   分セグメントを導入して、次数の反応混合物を個別に区
   分する、前項αＱに記載の方法。 ０９　前記各反応混合物が少く吉も１個の不活性流体区
   分セグメントにより洗浄液体セグメントから隔てられる
   ように、導管中の次数の反応混合物間に洗浄液体セグメ
   ントを供給する、前項０！５１に記載の方法。 （２０）前記洗浄液体セグメントの少くとも一部分が前
   記導管部分に沿って流れている間、粒状物質を磁気的に
   補捉しておく、前項（１ωに記載の方法。 （５） （２１）問題成分を含む流体試料から成る液相と磁気吸
   引性粒状物質に結合した第１の試薬から成る同相とによ
   り構成され混合物内部に反応が生じ少くさも前記粒状物
   質上に反応生成物を生成する反応混合物を導管に沿って
   次数に個別に区分して流す手段と、 前記導管の一部分に沿って前記各反応混合物中の粒状物
   質を磁気作用により捕捉しこの前記固相を流れに逆って
   保持し流れている液相から固相を分離するトラップ手段
   き、 このトラップ手段の下流側に位置し分離した固相および
   （または）液相の選択的分析により問題成分を定量する
   手段と を包含する分析装置。 （２２）導管に沿って流れている流体試料に粒状物質を
   導入して混合する手段を備えた、前項（２１）に記載の
   分析装置。 ＣＩ！３）　トラップ手段として、導管の前記一部分に
   実質的に反応混合物の流れを横切る方向に磁界を生成す
   る第１の磁気手段を備えた、前項（２１）に記載の（６
   ） 分析装置。 （２４）磁気１−９７７０手段さして、前記第１の磁気
   手段と、これより下流に位置し前記第１の磁気手段と共
   に前記導管部分において間隔を隔てた磁界を生成する第
   ２の磁気手段と、を備えた、前項（２Ｉ）に記載の分析
   装置。 （２５）前記第１および第２の磁気手段を互に独立して
   作動することができるようにした前項（２４）に記載の
   分析装置。 （２６）導管の少くとも前記一部分に沿って、数次の反
   応混合物の間に、洗浄液体を通す手段を設けた前項（２
   １）に記載の分析装置。 （２η　導管の少くとも前記一部分に沿って、連続する
   反応混合物の間に、洗浄液体を通す手段を設け、前記第
   １の磁気手段を駆動し粒状物質を保持し前記洗浄液体に
   より洗浄し引続いて前記第１の磁気手段を消勢し前記粒
   状物質を洗浄液体内に釈放して懸濁させる手段を設けた
   、前項（２３）に記載の分析装置。 （２８）導管の少くとも前記一部分に沿って、連続する
   反応混合物の間に、洗浄液体を通す手段を設け、前記１
   駆動手段さして、第１および第２の磁気手段を同時に駆
   動し粒状物質を保持して前記洗浄液体により洗浄し、引
   続いて第１の磁気手段を選択的に消勢して保持していた
   前記粒状物質を釈放するこＬにより洗浄液体中に懸濁さ
   せ第２の磁気手段へと運ぶ手段を設けた、前項（２５）
   に記載の分析装置。 ０９）前記第１および第２の磁気手段を、１駆動したと
   き導管内の反応混合物の流れを実質的に横切る方向の磁
   界を生成するように配置した前項（２４）に記載の分析
   装置。 （３０）前記第１および第２の磁気手段として電磁気手
   段を使った前項（２４）に記載の分析装置。 （３１）　前記第１および第２の磁気手段を消勢する手
   段を設けた前項（３０）に記載の分析装置。 （３ツ　前記導管に沿って反応混合物を数次に流す手段
   と、この数次の混合物の間にこれらを個別に区分する不
   活性流体区分セグメントを導入する手段とを備えた、前
   項（２１）に記載の分析装置。 （３３）前記導管内に付加的な不活性流体区分セグメン
   トを導入し反応混合物を副分割する手段を備えた、前記
   （３２）に記載の分析装置。 （３４）前記導管内を流れる数次の反応混合物の間に洗
   浄液体セグメントを設け、前記各反応混合物を少くとも
   １種類の不活性流体区分セグメントにより隣接する各洗
   浄液体セグメントから分離する手段を設けた、前項（３
   つに記載の分析装置。 （３ツ　前記導管に沿って数次の流体試料を通す手段と
   、前記導管内に粒状物質を間欠的に導入する手段とを備
   えた、前項（２１）に記載の分析装置。 （３６）前記粒状物質の供給源と、前記間欠導入手段に
   含まれ前記供給源から粒状物質を連続的に圧送し導管内
   に入らなかった粒状物質を前記供給源に戻す手段と、を
   備えた、前項（３９に記載の分析装置。 （３７）　前記導管内に緩衝溶液を粒状物質と交互に導
   入し前記導管に沿う流れを実質的に一定に保つ手段を備
   えた、前項０ωに記載の分析装置。 （至）導管の前記一部分の上流側にあって導管に沿う反
   応混合物の通過を検出する手段と、この検出手段に反応
   して前記磁気手段を駆動し前記各反応（９） 混合物内の粒状物質を捕捉する手段さを備えた前項（ハ
   ）に記載の分析装置。 （３９）前記各反応混合物内に第２の試薬を送る手段を
   備えた、前項（２１）に記載の分析装置。 （４０）前記導管内を流れる前記各反応混合物中に第２
   の試薬を導入して混合する手段を備えた、前項Ｃυに記
   載の分析装置。 （４１）　前記磁気トラップ手段の下流側にあって、分
   離した粒状物質または分離した液相を前記定量手段に選
   択的に差向ける導管内弁手段を備えた、前項（２１）に
   記載の分析装置。 （４２）前記定量手段として、放射能、色彩、けい光才
   たはルミネセンスを計測する手段を備えた、前項（２１
   ）に記載の分析装置。 （４３１流体試料として人間または動物の試料を使う、
   前項（２１）に記載の分析装置。 （４４）問題成分が抗原、抗体または抗原−抗体複合物
   である、前項（４３）に記載の分析装置。 （４ツ　問題成分が抗原であり、第１の試薬が前記抗原
   に対する抗体であり、第２の試薬が前記抗体に（１０） 結合でき識別標識を持つ抗原である前項ｅ９）に記載の
   分析装置。 （４６）問題成分が抗体であり、第１の試薬が前記抗体
   に結合することのできる抗原であり、第２の試薬が前記
   抗原に結合でき識別標識を持つ抗体である前項（３９）
   に記載の分析装置。 （４η　標識として、放射性原子、けい光体群、酵素ま
   たは補酵素或はケミルミネセンス物質を使う、前項（４
   ５）に記載の分析装置。 （４８）第２の試薬として、問題成分と反応してこの成
   分と共に錯化合物を生成する所定量の物質を使い、第１
   の試薬さして、前記錯化合物または過剰な未反応の第２
   試薬に結合するものを使う、前項Ｃ３！１に記載の分析
   装置。 （４９）第２の試薬として、放射性標識をもつものを使
   う、前項−に記載の分析装置。 （５０）粒状物質に結合した第１の試薬として、ビール
   スまたは免疫グロブリンを使う、前項０１）に記載の分
   析装置。 （５１）粒状物質として、複合組織材料を使う、前項（
   ２１）に記載の分析装置。 （５２）粒状物質として、磁気吸引性物質を含むマトリ
   クスから成るものを使う、前項（５１）に記載の分析装
   置。 （５６）マトリクスとして、第１の試薬に結合すること
   のできる有機物質から成るものを使う、前項（５２）に
   記載の分析装置。 （５４）粒状物質として、反応混合物の比重に近い比重
   を持つものを使う、前項０１）に記載の分析装置。 （５５）粒状物質として、比重が実質的に１．４ないし
   ３．２の範囲のものを使う、前項（５４）に記載の分析
   装置。 （５６）標識として、放射性原子、けい光体群、酵素ま
   たは補酵素或はケミルミネセンス物質を使う前項（４６
   ）に記載の分析装置。