JPS60162956A

JPS60162956A - 免疫学的自動分析方法

Info

Publication number: JPS60162956A
Application number: JP1764784A
Authority: JP
Inventors: Tokio Kano; 時男嘉納; Akira Tamagawa; 玉川　彰; Makoto Nakamura; 誠中村; Katsunobu Doi; 土井　勝宣
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1984-02-04
Filing date: 1984-02-04
Publication date: 1985-08-24
Also published as: JPH0564301B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技　術　分　野本発明は、免疫学的自動分析方法、特に標識物質として
酵素を用いる免疫学的自動分析方法に関するものである
。

従　来　技　術血液、体液等に含まれるグロブリン、酵素等（Ｄタンパ
ク質、またホルモン、細菌、ウィルス等は、その分子構
造が類似していたり、極＜微量であるパために通常の分
析方法では同定、定量が困難である。そこで、これらの
物質の分析には、一般に抗体（抗原）あるいはレクチン
等を利用した免疫学的な分析方法が用いられている。

このような抗原抗体反応を利用する免疫学約分１゛析方
法には、従来種々の方法があるが、一般には標識試薬の
標識物質の違いによってラジオイムノアッセ仏エンザイ
ムイムノアッセ仏フルオロイムノアンセイに大別される
。また、これらの免疫学的分析方法は、抗原抗体反応系
で競合法とす１゛ンドイツチ法とに分類されると共に、
測定法で標識試薬もしくはサンプル中の抗原（抗体）が
抗原抗体反応を起した免疫複合体（１３ｏｕｎｄ　）と
、抗原抗体反応に関与しない標識試薬（Ｆｒｅｅ　）と
を分離する操作、いわゆるＢ−Ｆ分離を必要とするへ２
”□テロジニアスな方法と、必要としないホモジュア１
スな方法とに分離され、そのヘテロジニアスな方法の一
つに、固相化した抗体（抗原）を有する反応チャンバを
用い、原理的にはアフィニティークロマトグラフィーを
利用したフローインジスクシ５ヨン式免疫学的分析方法
がある。

かかるフリーインジェクション式免疫学的分析方法にお
いては、反応チャンバ内での抗原抗体反応を解離剤によ
って解離させることにより、複数のサンプルを順次分析
することができ、この方法゛。

を実施する装置として、米国特許第４，００９，００５
号明細書に標識物質として放射性同位元素を用いる７０
−インジェクション式免疫学的自動分析装置が記載され
ている。

第１図は上記米国特許第４，００９，００５号明細書゛
゛に記載されたフローインジェクション式免疫学的自動
分析装置の構成を示すもので、緩衝液タンク１内の反応
緩衝液はポンプ２によりバルブ８、バルブ４およびフロ
ーライン５を経て、分析すべき抗原に対して特異的に反
応する抗体が固相化され′。

ている反応チャンバ６に輸送される。サンプルナ１−プ
ル７には複数のサンプル容器がセットされ、各サンプル
容器には分析すべきサンプルと、放射性同位元素で標識
された抗原を有する標識試薬との混合液が収容されてい
る。この混合液はポンプ□・８によりフローライン９、
バルブ１０、サンプルループ１１、バルブ１２、フロー
ライン】３およびバルブ１４を経て吸引されてサンプル
ループ１１内に満たされ、その後このサンプルループ１
１内の混合液はバルブ４，１０および１２の切換えにＩ
ｌｌよりポンプ２によるフローライン１５を経ての反応
緩衝液の輸送によりフローライン１６および５を経て反
応チャンバ６内に送出され、ここで抗原抗体反応が行な
われる。

反応チャンバ６から流出する未反応の標識抗原１″を含
む混合液はミキシングチャンバ１７に送出され、ここで
ポンプＩＢにより前処理試薬タンク１９からフローライ
ン２０を経て送出される試薬と混合されて測定容器２１
に導かれ１シンチレーシ目ンカウンタ２２により未反応
の標識抗原量が測定−パされる。

その後、バルブ８および４の切換えにより、解離液タン
ク２８内の解離液がポンプ２によりフローライン５を経
て反応チャンバ６に輸送され、これにより反応チャンバ
６内において抗原抗体反応５によって捕捉された分析す
べきサンプル中の抗原および標識抗原が解離され、その
標識抗原量が同様に測定容器２１においてシンチレーシ
ョンカウンタ２２により測定される。

このようにして、シンチレーションカウンタ２２１Ｇに
より測定した未反応の標識抗原量と反応した標識抗原量
とに基づいてサンプル中の所定の抗原が定量され、その
後フローラインが反応緩衝液で洗浄されて次のサンプル
の分析が開始される。なお、上述したポンプおよびバル
ブの動作は○ＰＵ等の１５制御装置２４によって制御さ
れるようになっているＯ上述シた７０−インジェクション式免疫学的自動分析装
置によれば複数のサンプルを順次自動的に分析すること
ができるが、標識物質として放射２に性同位元素を用い
るために、そのＶ置、廃液処理、１使用済反応チャンバ
等の処理等を一定の基準に従って行なわなければならず
、このため普及性に欠ける不具合がある。また、抗原抗
体反応を行なわせる反応チャンバ６とシンチレーション
カウンタ゛・２２を具える測定部とが分離しているため
、分析時間が長くなり、したがって処理能力が低いと共
に、装置も大形になる不具合がある。

発明の目的本発明の目的は上述した不具合を解決し、普及性に富み
、しかも処理能力を高くできると共に装置全体も小形に
できる免疫学的自動分析方法を提供しようとするもので
ある。

発明の概要本発明の免疫学的自動分析方法は、固相化した所定の物
質を有する反応チャンバを通してサンプルおよび酵素標
識試薬を流して前記反応チャンバ内において免疫学的反
応を行なわせた後、前記反−パ応チャンバを通して基質
を流し、この基質によるＩ前記反応チャンバ内での発色
生成物を該反応チャンバを介して直接測光して前記サン
プル中の所定の抗原または抗体を自動的に分析すること
を特徴とするものである。

実　施　例第２図は本発明を実施する免疫学的自動分析装置の一例
の構成を示すものである。分析すべき複数のサンプルは
それぞれサンプル容器８１に収容１０してサンプラ８２
にセットし、所定のサンプル吸引位置においてサンプル
ノズル８３により順次吸引するようにする。サンプルノ
ズル３８は計量バルブ８４に連結すると共に、サンプラ
８２の所定のサンプル吸引位置と緩衝液タンク８５の設
置位１５置との間で移動可能でかつ各位置において昇降
可能に設ける。

計量バルブ８４は、例えばテフロン（商品名）より成る
ほぼ円板状の固定部分と回転部分とのすり合わせ構造と
し、固定部分に形成した４個の貫２”、通孔８６ａ　〜
８６（ｉと、これら貫通孔３６ａと　１８６ｂおよび８
６Ｃと８６ｄにそれぞれ交互に連結されるように回転部
分に形成した一定容積の２個の計量溝８７ａ、８７ｂと
をもって構成し、貫通孔８６ａにサンプルノズル８８を
連結する。ま５た、貫通孔８６ｂはポンプ８８を介して
排液タンク８９に、貫通孔８６０はポンプ４０を介して
緩衝液タンク４１に、貫通孔ａ６ａは流路切換えバルブ
４２にそれぞれ連結する。

流路切換えバルブ４２は、計量バルブ３４と同１１）様
、例えばテフロン（商品名）より成るほぼ円板状の固定
部分と回転部分とのすり合わせ構造とし、固定部分には
その中央部に１個の貫通孔４３ａを形成すると共に尚辺
部に３個の貫通孔４８ｂ〜４８ｄを形成し、回転部分に
は固定部分の中央の′□貰連通孔４１３ａ同辺の８個の
貫通孔４８ｂ　Ｎ４８Ｃ１に対して選択的に連結するた
めの連結溝４４を形成し、貫通孔４８０に計量バルブ３
４の貫通孔８６ｄを連結する。また、貫通孔４３ａは後
述する反応チャンバユニット４５を介して排液タンクｚ
１１４６に、貫通孔４８ｂは計量バルブ４７に、貫通１
記録ユニツト５０に供給する。

計量バルブ４７は、上述した計量バルブ８４と５同様に
構成して、固定部分に形成した貫通孔５１ａと５１ｂお
よび５１０と５１（１に、回転部分に形成した一定容積
の計量溝５２ａおよび５２ｂをそれぞれ交互に連結させ
るようにし、その貫通孔５１ａに流路切換えバルブ４２
の貫通孔４３ｂを１０連結する。また、貫通孔５１ｂは
ポンプ５８を介して緩衝液タンク５４に、貫通孔５１Ｃ
は流路切換えバルブ５５に、貫通孔５１ｄはポンプ５６
を介して排液タンク４６にそれぞれ連結する。

流路切換えバルブ５５は、上述した流路切換え１５バル
ブ４２と同様に構成して、固定部分の中央部に形成した
貫通孔５７ａを回転部分に形成した連結溝５８を介して
固定部分の闇辺部に形成した８個の貫通孔５７ｂ〜５７
（１に選択的に連結させるようにし、その中央の貫通孔
５７ａに計量バルブ２パ４７の貫通孔５１０を連結する
。また、貫通孔　１５７ｂは酵素標識試薬タンク５９に
、貫通孔５７０は緩衝液タンク６０に、貫通孔５７ｄは
基′質タンク６１にそれぞれ連結する。

第８図は上述した反応チャンバユニットの構成を示すも
のである。反応チャンバ６５は例えば内径２闘程度、長
さ８０闘程度のガラス管あるいは透明なプラスチック管
より成り、内部にはサンプル中の分析すべき例えば抗原
に対し特異的に反応する抗体を直接固相化するか、ある
いはこれを直）゛□？１μｍ〜数百μｍのガラス、プラ
スチック、アガロースゲル等の粒子の表面に両相化して
充填する。

なお、粒子を用いる場合には管の両端に粒子よりも小ざ
い開口を有するフィルタを設ける。この反応チャンバ６
５にはキセノンランプ等の光源６６１′から放射される
光を集光レンズ６７により平行光束にしてフィルタ６８
を経て投射し、これにより反応チャンバ６５をその長さ
方向に亘って均一に照明してその像を結像レンズ６９を
経て受光器７０上に結像させ、この受光器７０の出力に
基いて信パ号処理回路７１においてサンプル中の所定の
抗原ｌを定量し、その結果を第１図に示す記録ユニット
５０に供給するよう構成する。なお、フィルタ６８は酵
素標識試薬の触媒による基質の反応によって生成される
発色生成物が吸光する波長の光を透過５するものを用い
る。また、受光器７０は反応チャンバ６５の長さ方向に
少く共２個の受光素子を配置して構成することができる
が、本例では反応チャンバ６５の長さ方向における発色
変化を細かく測定するため、例えば直径が１００μｍの
円や−１０辺が１００μｍの四角形の光感応部を有する
受光素子を多数配列して、この受光素子列上に反応チャ
ンバ６５のほぼ全体の像を結像させるようにする。

以下、本実施例の動作を説明する。

先ず、第２図に示す状態において、ポンプ８８によりサ
ンプラ８２の所定のサンプル吸引位置にあるサンプル容
器ａｌ内のサンプルを、サンプルノズル８８および計量
バルブ８４を介して計量バルブ８４の計量溝８７ａがサ
ンプルで完全に満た７（）されるまで吸引する。次に、
計量バルブ３４の回□転部分を回転させて、計量溝８７
ａ、８７ｂを第２図とは反対の状態、すなわち計量溝８
７ａを貫通孔８６０．８６ｄ１．１ｍ計量溝８７ｂを貫
通孔８６ａ。

８６ｂにそれぞれ連結し、ポンプ４ｏにより緩衝−□液
タンク４１から緩衝液を吸引して、計量溝８７ａに一定
量保持されたサンプルを流路切換えバルブ４２を経て反
応チャンバ６５に輸送し、ここで反応チャンバ６５内に
固相化した抗体と抗原抗体反応を行なわせて排液タンク
４６に押し流す。この１０サンプルの輸送速度は、サン
プル中の所定の抗原が反応チャンバ６５内に固相化され
ている抗体と十分反応する時間、例えば８０秒程度、サ
ンプルが反応チャンバ６５内に滞留する速度とする。

この間、サンプルノズル８８は緩衝液タンク３５１′の
位置に移動させ、ポンプ３８によりサンプルノズル３８
および計量バルブ８４を経て緩衝液を吸引して排液タン
ク８９に排出させることにより、サンプルノズル８３お
よび計量バルブ８虫の計量溝８７ｂを洗浄して次のサン
プルの吸引にそな・えるｇｏ（１１）サンプルが流路切換えバルブ４２を通過した後、′流路
切換えバルブ４２の回転部分を回転させて連結溝４４を
貫通孔４ｚｌｌｂに連結し、酵素標識試薬を反応チャン
バ６５に輸送する。その輸送にあたっては、先ず第２図
に示す状態においてポンプ５６５により酵素標識試薬タ
ンク５９内の酵素標識試薬を、流路切換えバルブ５５お
よび計量バルブ４７を経て計量バルブ４７の計量溝５２
ｂが酵素標識試薬で完全に満たされるまで吸引する。次
に、計量バルブ４７の回転部分を回転させて、計量溝　
１０５ｇａ、５２ｂを第２図とは反対の状態１すなわち
計量溝ｓ２ｂを貫通孔５．１ａ、５１ｂに、計量溝５２
ａを貫通孔１）１０，５１ｄにそれぞれ連結し、ポンプ
５８により緩衝液タンク５４から緩衝液を吸引すること
により、計量溝５２ｂに一定量゛保持された酵素標識試
薬を流路切換えバルブ４２を経て反応チャンバ６５に輸
送し、これにより酵素標識試薬を反応チャンバ６５内に
おいて固相化された抗体に捕捉されたサンプル中の所定
の抗原と反応させて、反応チャンバ６５内に固相化抗体
バ−サンプル中抗原−酵素標識抗体の複−合物を形成Ｉ
させ、この抗原抗体反応に関与しなかった酵素標識抗体
をポンプ５８によって輸送される緩衝液により押し流し
て排液タンク４６に排出する。なお、この酵素標識試薬
の輸送速度はポンプ４０による・・サンプルの輸送速度
とほぼ同じにする。

次に、反応チャンバ６５に基質を輸送するが、その輸送
にあたっては、先ず、酵素標識試薬の吸引後、流路切換
えバルブ５５の回転部分を回転させてその連結溝５８を
貫通孔５７０に連結して、１す１ポンプ５６により流路
切換えバルブ５５および計量バルブ４７を経て緩衝液を
吸引して排液タンク４６に排出することにより連結溝５
Ｂおよび計量溝５２ａを含む流路を洗浄した後、流路切
換えバルブ５５の連結溝５８を貫通孔５７ｄに連結して
１゛□ポンプ５６により基質タンク６１内の基質を、流
路切換えバルブ５５および計量バルブ４７を経て計量溝
５２ａが基質で完全に満たされるまで吸引する。次に、
計量バルブ４７の回転部分を回転させて、計量溝５２ａ
、５２ｂを第２図の状態、す２・□ｆ、ｒ　Ｉｔ）　チ
計ｉ溝５２ａＥ貫通孔５１ａ、５１ｂに、１計量溝５２
ｂを貫通孔５１０　、５１ｄにそれぞれ連結し、ポンプ
５８により緩衝液タンク５４から緩衝液を吸引すること
により、計量溝５２ａに一定量保持された基質を流路切
換えパルプΦ２を経５てサンプルおよび酵素標識試薬の
輸送速度とほぼ同じ輸送速度で反応チャンバ６５に輸送
する。なお、この計量パルプ４７の切換えに同期して流
量切換えバルブ５５も切換えてその連結溝５８を貫通孔
５１Ｃに連結し、ポンプ５６により流路切換１０えバル
ブ５５および計量バルブ４７を経て緩衝液を吸引して排
液タンク４６に排出することにより、連結溝５８および
計量溝５２ｂを含む流路を洗浄する。

反応チャンバ６５に基質が輸送されると、反応１５チヤ
ンバ６５内に捕捉されている標識酵素の触媒作用により
発色生成物が産出し、その量すなわち発色の程度は基質
の量が十分であれば反応チャンバ６５内を進行するにつ
れ大きくなる。したがって、反応チャンバ６５の入口、
中央および出口に２゜それぞれ対応する受光器７０の各
受光素子の出力１は、それぞれ第４図Ａ、ＢおよびＣに
示すように変化する。すなわち、第４図Ａに示す反応チ
ャンバ６５の入口においては、標識酵素が殆んど捕捉さ
れていないために、緩衝液のみの吸光度出力Ｖ。）に対
して基質の分散による基質そのものの吸光度の変化に応
じたものとなり、第４図Ｂに示す中央においては基質が
入口から中央までの間に捕捉された標識酵素の触媒作用
を受けて発色性に変化し、吸光度が大きくなるために、
その変化は第４図Ａ１・・の場合よりも大きくなり、第
４図Ｃに示す出口においてはその変化が更に大きくなる
。この基質の発色性による吸光度、すなわち発色生成物
の産出量は、反応チャンバ６５内に捕捉された標識酵素
量にほぼ比例する。

一方、標識酵素は反応チャンバ６５内に捕捉されたサン
プル中の所定の抗原と結合するから、その量は捕捉され
ている抗原量に比例する。また、。

サンプル中の所定の抗原はサンプルが一定速度、一定時
間で反応チャンバ６５を通過する際に固相２・・化した
抗体に捕捉されるから、その捕捉される抗１原量はサン
プル中の抗原濃度に比例する。したがって、反応チャン
バ６５内に捕捉された標識酵素の量を、発色生成物の産
出量、すなわち基質の発色性による吸光度からめれば、
これにより分析へすべきサンプル中の抗原濃度をめるこ
とができる。

そこで、本実施例では、信号処理回路７１において、各
受光素子の出力をモニタし、反応チャンバ６５の入口に
対応する受光素子の出力の最小値１０を基準として、各
受光素子の出力の最小値との第５（絶対値）をめる。こ
のようにすれば、その差Δ■は第５図に実線で示すよう
に、反応チャンバ６５の入口から出口に向けてほぼ直線
的に変化し、その傾きは捕捉された標識酵素の量１すな
１′わち分析すべきサンプル中の抗原量が多い程仮想線
で示すように大きくなるから、予じめ抗原濃度が既知の
種々のサンプルを用いて検量線を作成して信号処理回路
７１に記憶しておき、この検量線に基いて測定した未知
濃度のサンプルの抗原量を請求めて記録ユニット５０に
おいて記録する。

上述した測光が終了した後は、流路切換えバルブΦ２の
連結溝４４を貫通孔４８ｄに連結し、ポンプ４８により
解離液タンク４９内の解離液を反応チャンバ６５を経て
排液タンク４６に排出する−・ことにより、反応チャン
バ６５内の抗原抗体反応を解離させる。次に、流路切換
えパルプ４２の連結溝４４を貫通孔４３０に連結して、
ポンプ４０により緩衝液タンク４１内の緩衝液を計量バ
ルブ８４、流路切換えパルプ４２および反応チャンバ１
゛□６５を経て排液タンク４６に排出することにより解
離液を流し去り、次のサンプルの分析にそなえる。

以上の動作を繰返し行なうことにより、サンプラ８２に
セットされた複数のサンプルを順次自動１的に分析する
。

なお、本発明は上述した例にのみ限定されるものではな
く、幾多の変更または変形が可能である。

例えば受光器７０を反応チャンバ６５の長ざ方向に離間
した２箇所、例えば入口および出口に対応′□する２個
の受光素子をもって構成し、それらの出１力の変化分の
差あるいは比からサンプル中の所定の抗原を定量するよ
うにすることもできる。また本発明は上述したサンドイ
ツチ法による分析に限らず、競合法による分析にも有効
に適用すること５ができる。更に、第２図において計量
バルブ８４゜４７はその計量溝を１つにすることもでき
る。

発明の効果以上述べたように、本発明はエンザイムイムノ１パアツ
セイによるもので、放射性同位元素を用いないから容易
に実施でき、しかも普及性も高い。また、基質による発
色生成物を反応チャンバを通して直接測光するもので、
反応チャンバと測光部とを同一部分に設けることができ
るから、基質その！１ものの吸光度に左右されない発色
生成物のみの吸光度を検出することができると共に、分
析時間も短くできる。したがって、高精度の分析ができ
ると共に、処理能力も向上させることができ、しかも装
置全体を小形にできる。　″。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の免疫学的自動分析装置の構成を示す図、第２図は本発明を実施する免疫学的自動分析装置の一例
の構成を示す図、第３図は第２図に示す反応チャンバユニットの一例の構
成を示す図、第４図Ａ〜Ｇおよび第５図は第２図に示す免疫学的自動
分析装置の動作を説明するための図である。８１・・・サンプル容器　８２・・・サンプラ８８・・
・サンプルノズル　８４１．４７・・・計ｉ〆ルプ３５
．４１，５傷、６０・・・緩衝液タンク８６ａ〜３ａｄ
Ｘ４８ａ　Ｎ４’３ｄ、　５１ａ　〜５１ｃｌ、　５７
ａ　〜５７ｄ、、、貫通孔３７ａ、３７ｂ、５２ａ、５
２ｂ　・・・計量溝８８．４０．４＋８，５ｉ３，５６
・・・ポンプ８９．４８・・・排液タンク４２．５５・・・流路切換えバルブ４４１．５８・・・連結溝４５・・・反応チャンバユニット４９・・・解離液タンク　５０・・・記録ユニット５９
・・・酵素標識試薬タンク６１・・・基質タンク　６５・・・反応チャンバ６６・
・・光源　６７・・・集光レンズ６８・・・フィルタ　
６９・・・結像レンズ７０・・・受光器　７１・・・信
号処理回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１　固相化した所定の物質を有する反応チャンバを通し
てサンプルおよび酵素標識試薬を流゛して前記反応チャ
ンバ内において免疫学的反応を行なわせた後、前記反応
チャンバを通して基質を流し、この基質による前記反応
チャンバ内での発色生成物を該反応チャンバを介して直
接測光して前記サンプル中の所定の抗１パ原または抗体
を自動的に分析することを特徴とする免疫学的自動分析
方法。