JPS607231B2 - 肝炎抗原の存在の検出方法 - Google Patents

肝炎抗原の存在の検出方法

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JPS607231B2
JPS607231B2 JP51085903A JP8590376A JPS607231B2 JP S607231 B2 JPS607231 B2 JP S607231B2 JP 51085903 A JP51085903 A JP 51085903A JP 8590376 A JP8590376 A JP 8590376A JP S607231 B2 JPS607231 B2 JP S607231B2
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的に、放射分析の分野に、そして、具体
的には、ヒトの血清試料中の肝炎の存在を見出だすため
の方法に関する。
非常に広い意味で、放射分析とは、液体中のある物質の
濃度または存在を測定するために、放射能でラベルされ
た(標識された)物質を利用することに関する。
代表的には、放射分析は、ある物質の非常に少量を測定
するために使用する。放射免疫分析(RIA)とは、抗
体または抗原の存在または濃度を測定するために抗体−
抗原反応に標識物質を用いることを意味する。ある物質
(それに対する抗体が存在する)に対する代表的な放射
免疫分析は、抗体上の限られた数のコンプレックス形成
部位を、既知量の物質(ラベルされたもの)が未知量の
物質(ラベルこれてし、ないもの)と競合するという観
察にもとすいている。それで、そのような反応の生成物
の放射能をカウントすることにより、未知の濃度を測定
することが可能となる。放射免疫分析での不可欠の段階
は「インキュべ−ション溶液より免疫化学的にコンブレ
ックスした生成物を分離することである。
理想的には、分離は完全で、比較的に安価で、すみやか
であるべきである。本質的に水に不溶の担体材料に結合
させて固定した、抗体または抗原物質を用いれば、分離
は非常に容易となる。このような担体材料を放射免疫分
析に用いる時、この技術は、一般的に固体相放射免疫分
析(SPRIA)と称される。本発明は、ヒト血清中の
肝炎(hapatitis)にともなう抗原(HAA)
の存在を検出するに有用なSPRIAに関する。従来法 広範囲に及ぶ担体に化学的に結合さすことで抗体および
抗原物質を固定化しうろことはよく知られている。
有機担体へのこのような結合は、たとえば、Axen等
のアメリカ合衆国特許3,555,143に記載されて
いる。無機材料に対して中間的なシラン連結を介して抗
体を結合さすことは、WeetallのU.S.特許地
.3,652,761に記載されている。より最近には
、W.Vann等により“SolidPhaseRad
ioimm皿oassay”の題名で197仏王3月1
日に提出され本出願人に譲渡されたU.S.特許魔州o
.447,252には、デイゴキシン、インシュリンお
よびェストリオールの濃度を測定するためのSPRIA
が詳細に記載されている。これらの物質とコンプレック
スを形成しうる抗体は、ミクロンからサブミクロンの範
囲の粒子の大きさを有する多孔性のガラス粒子にシラン
を経由してカップルする。肝炎抗原(HAA)を試験す
るためにSPRIAを用いる技術を最近用いられるよう
になったが、この技術の商業化はむしろ限定されて来た
たとえばLaのratoびMana鞍ment,197
4年9月号、29か ら42頁の“Radioassa
y Test KiG andComponencs”
と題する、比較的最近の要約をみよ。また、肝炎を見出
だすための固体相技術を記載した、最近Chung−M
eiLingに与えられたアメリカ合衆国特許M.3,
867,517をみよ。ここでは、肝炎抗原を検出する
のにいわゆる“サンドイッチ”法を使用し、HAAを、
固定HAA抗体と標識された抗日AA抗体とのあいだに
サンドイッチにしている。ひとつの具体例として、未標
識抗体を、試験管の内面に付着させて固定している。我
々は、上記の記載のいくつかの特徴を我我の発見と注意
して組合わすことにより、非常に感度の良い比較的にす
みやかな肝炎抗原試験法が可能であることを見出だした
。我我の試剤および方法の詳細な記載をつぎに示す。血
清試料中の肝炎抗原の存在を見出だすための我我の試剤
は、少なくとも約1で/夕の表面積を有し、そして個個
の粒子が多孔性であれば、平均抗直径が少なくとも約1
000オングストロームである。
本質的に珪質の粒子の多数に、中間的にシランカップI
Jング剤を経由して共有的に結合させた抗一日AA抗体
より成立つ複合物を包含している。我我の試験方法はつ
ぎの段階を包含する。{a} 試料中に存在する場合の
HAAと試剤の抗一日AA抗体とをコンプレックスさす
に十分の条件で、血清試料と謙剤とを合わせてインキュ
ベートし;{b’‘a}のインキュベーション媒体より
試剤を分け;【c’試剤の抗一日AA抗体とコンプレッ
クスを形成したHAAがあれば、それに放射標議した抗
体をコンプレックスさすに十分の条件で、分離された試
剤と放射ラベルした抗日AA抗体の溶液とをインキュベ
ートし;【d’段階‘c}の反応生成物を溶液より分け
;そして‘e} 分離した反応生成物または残存溶液の
放射活性を測定して、血清試料中にHAAが存在したか
どうかを測定する。
有利な具体例として、試剤は、水0.1から0.2cc
に約10から30ミクログラムの複合物を含有する水性
懸濁液の形状を有し、抗体は、約0.1から約10.0
ミクロンなるべくは約0.1から3ミクロンの範囲の平
均した粒子の大きさを有するシリカまたは多孔性のガラ
ス粒子に結合している。
有利な血清試料は約100^から約loo0入の範囲で
、最初のインキュベーションは、少なくとも約5分間行
なう。第2のインキュベーションは、少なくとも約20
,00比pmの放射能のカウントを有する1125でラ
ベルした抗一日AA抗体を使用する。我々の試験に不可
欠な試料は、G−S−Ab(ただし、Gはシリカまたは
多孔性のガラス粒子のような本質的に珪質の粒子を表わ
し、Sは(既知の方法でGの表面に結合している)珪素
官能基およびAbつまり抗一日AA抗体に共有結合でカ
ップリングするように修飾されうる有機官能基を有する
シランカップリング剤を表わす)により表わしうる。
Sを経由してGにAbの実際的結合は本発明の1部とは
考えられない。たとえば、日.日.WeetallのU
.S.特許船.3,652,761をみよ。しかし、担
体Gの物理的および化学的性質は、終局的な分析感度お
よび速度に非常に重要である。担体の物理的限定は、実
際の分析に担体を使用することを考えれば理解しうる。
出発材料(試剤)は、G−S−Abで表わしうる。この
試料は未知の血清試料とインキュベートする。もしも肝
炎抗原が存在すると、G−S−Ab・HAAで表わされ
るコンプレックスを生じうる。ここで、HAAは、試料
の他と免疫化学的にコンブレックスしている。この最初
のインキュベーションのあと、反応生成物であるG−S
−Ab・HAAを標識抗体(Ab*)の溶液とインキュ
ベートし、反応生成物G−S−Ab・HAA・Ab*と
する。
ここで、Ab*(つまり1125でラベルした抗日AA
)は、HAAと免疫的にコンブレックスしている。標識
抗体の溶液より上記反応生成物を本質的に完全に分離す
ることがHAAの試験の正確さの前提となることは理解
しうる。こうした分離は、臨床実験室にふつうに見出だ
される遠心機を用いて遠心しうるに十分の大きさの担体
粒子の大きさを選択することで確実としうる。この分離
を完成さすためには、粒子の平均の大きさを少なくとも
約0.1ミクロンとするべきである。生成する種々のコ
ンプレックスの大きさのゆえに、恒体の表面積および多
孔度は非常に重要である。
たとえば、一般的に、大きい表面積は、比較的に大量の
Abの付着を可能とし、終局的に比較的に感度のよい分
析を可能とする。よく知られているように、粒子を紛砕
しそして(または)多孔性の粒子を用いることにより、
表面積を増加させうる。しかし、我々の試剤では、コン
プレックス生成物の粒子の大きさそのものおよび拡散上
の条件により、粒子に許されうる平均の孔の大きさには
、実際上は下限がある。非常に実際的な問題として、我
々の担体の最小表面積は、少なくとも約1で/夕とすべ
きである。この表面積は、約0.1から10ミクロンの
範囲内の平均粒子の大きさに粉砕するかまたは、注意深
く限定された多孔性粒子を用いて達成することができる
。我々の分析の“サンドイッチ”コンプレックスの大き
さは、約1×1びダルトンである。
1蓮の実験を通して、最低の実際的な必要条件と思われ
うる、担体に対するこれらの物理的性質をみし、だした
のである。
たとえば、コンプレックスを受入れそして反応にあづか
る物質の拡散を可能とするのに、担体(多孔性として)
の孔の平均の直径は、少なくとも約1000オングスト
ロームとすべきである。この最小の孔の大きさは、たと
えば200から400メッシュの粒子においてうろこと
ができる。しかし、この大きさの粒子は、長時間懸濁状
態を保たない。それで、これらの粒子を坦体として使用
する分析は、カラムによるかまたはかくはん下にバッチ
方式による。有利な方法として、ミクロンの範囲の平均
粒子の大きさを有する担体粒子の懸濁液を用いて分析す
る。しかし、粒子の平均の大きさが減少すると、役に立
つ孔の大きさ(>1000オングストローム)の範囲も
減少する。それで分析のための我々の担体は、コンプレ
ックスの大きさ、拡散についての条件、分離についての
条件、表面積についての条件および最小の孔の大きさに
ついての条件の独特の相互関係に由来した物理的性質を
有する。たとえば、粒子の大きさの平均が1から3ミク
ロンで孔の直径の平均が550オングストロームである
多孔性のガラス粒子は、相対的に大きな表面積の大部分
が、1×1びダルトンのコンプレックスを収容するには
小にすぎるので、効率的な担体とはならないことを我々
は見出だした。
他方550オングストロームの材料から砕いて得られた
0.1から0.4ミクロン(粒子の平均の大きさ)の“
多孔・性’のガラスは、役に立つ表面積が、主として表
面に由来し内部の孔に由来するものでないので、非常に
具合よく使用しうる。表面積の別の極端として、約20
0から400メッシュの多孔性でない*粒子は、表面積
最小のゆえに実際的な担体とはならない。実際問題とし
て、これまでの我々のもっともよい担体は、非多孔性で
粒子の大きさの平均が約1から3ミクロンのものである
これらの粒子は抗原の付着に対して十分の表面積を与え
そして分析感度も十分となり、インキュベーションする
あいだ至通の拡散を反応物質に許す懸濁液となり得、そ
して取扱いも比較的容易である。粒子の平均の大きさ(
2ミクロン)は、約7めノタの表面積を与え、これは、
少なくとも約1〆/夕の最4・の必要条件を十分に超え
る。5から10ミクロンの粒子の平均の大きさ(表面積
約3め/夕)の非多孔性粒子もまた担体として働らくか
、1から3ミクロンの担体ほどではない。
約10ミクロンの平均の粒子の大きさか、我々の分析で
有用な非多抗性担体に対する実際的な最大値であるよう
にみえる。表面積と、孔の大きさの平均値と、珪質担体
の粒子の大きさとの、我々の用いた種々の組合わせを次
表に示す。さらに分析全般の結果を要約して示すが、こ
こで、“−”は坦体が実際的でないことを、“十”およ
び“1′2十”は、担体が非常に実際的なことあるいは
いくらか(ボーダラィン)実際的なことをそれぞれ示す
。次表で、多孔性シリカは、下記に詳細に示す多孔性の
ガラス粒子より成立つている。他の担体は、前記のよう
な非多孔性シリカである。我々の実験から、担体は少な
くとも1〆/夕の表面積を有し、少なくとも約0.1ミ
クロンの粒子の大きさを有し、そして多孔性であるなら
ば、少なくとも1000オングストロームの孔直径の平
均値を有すべきであると結論しうる。
上記の必要条件をみたすことを確実にするには、シラン
カツプリング剤のシリコン官能基の部分と反応しうるオ
キサィドまたはヒドロキシル基を表面に有する。
本質的に蓮質の出発材料を使用する。このような珪質材
料は市販品として入手しうる。たとえばCPGコントロ
ール多孔性ガラスであるSyloidガラスがある。上
記のように多孔性ガラスの作働性範囲は約1000から
約2500オングストロームであることを見出だしたが
、代表的に多孔性ガラスの平均の孔直径は約100から
2500オングストロームの範囲となる。非常に有利な
具体例として、非多孔性であれ多孔性であれ、珪質粒子
は、遠心に便利のように粒子の大きさの平均値が少なく
とも約0.1ミクロンであるべきであり、反応剤に至薄
の反応および拡散を可能とし水性媒体中での懸濁を可能
とするようにするには、粒子の大きさの平均値の最大を
約3ミクロンとすべきである。
試剤の調製および使用 誠剤に使用する複合物の調製は2つの段階を包含する。
第1の段階では、粒子をシランカップリソグ剤と反応さ
せて、抗体とカップリングするための有機ベースを提供
する。シラン化の段階の前に、粒子がきれいで、シラン
の珪素官能基部分との結合にあづかる表面オキサィドま
たはヒドロキシル基が反応にあづかることを確実にする
ように留意せねばならない。このような清浄化は、必要
とあれば、既知の方法で実施しうる。シランと反応させ
たあと、担体はシラン化されたと称することとする。8
U様には、シラン化担体を、担体表面上の有機官能基と
あわせて記載する。
たとえば調整された孔を有する多孔性ガラス(CPG)
を、アリールアミンまたはアルキルアミン有機官能基を
有るシランと反応させる時に、粒子は、それぞれアリー
ルアミンCPGまたはアルキルアミンCPGと称しうる
。無機粒子をシラン化するための詳細な方法は、Mes
sing筆に与えられたU.S.特許No.3,519
,538(酵素をカップリングするため);Weeね1
1に与えられたU.S.特許恥.3,652,761(
抗体および抗原);上記引用のU.S.特許願シリース
M.447,252(抗体)に見出だしうる。シラン化
された時点で、シランの有機官能基部分は、抗体にカッ
プリングさすために、共通した方法で変型しうる。シラ
ンの変型(たとえばジアゾ化)のあとで、抗一日AA抗
体は、溶液中で、活性状態(機能する状態)にある抗体
に対する最大の結合を確実とするに十分な条件で、変型
シラン化担体と反応させる。
抗一日AA抗体は、種々のカップリング剤とコンブレッ
クスしうる電力を保有すると考えられる。一般的に、最
大の抗体をにないうろことを確実にするには、変型シラ
ン化担体と反応しうる抗体の量は、乾量基準で担体1グ
ラムについて、未分画抗体血清の約10ぴからlccの
範囲とする。抗体を担体上に固定したあと、生ずる複合
物はなるべくはたとえば、音波処理して水性懸濁液とし
て使用に供する。1度の試料に有利な懸濁液は水溶液、
なるべくはpHを約6.5から8.0に保つための0.
03Mリン酸塩緩衝塩溶液の0.1から0.2ccにつ
いて約10から300マイクログラムの複合物より成立
つものである。
血清肝炎に対する個個の試験のための試剤は、使用時ま
で栓をした状態の個々の試験管に含有される。水性懸濁
液とした複合物である。個別的に使用する単位としたチ
ューブを用いて試験するためには懸濁液(約200入)
にヒト血清試料約200入を添加し、なるべくは45度
Cで約10分間インキュベートする。
血清試料中にHAAが存在すれば、それは固定抗一日A
A抗体とコンプレックスする。インキユベーションした
あと、HAAが存在する場合の生ずる複合物は、G‐S
‐地,HM (ただし式中、Gは珪質担体で、Sはシランで、Abは
抗一日AA抗体で、HAAがそれにコンブレックスした
状態となっている)で表わしうる。
この複合物はつぎに、たとえばインキュベーション媒体
から粒子を遠心しそして洗浄溶液中に再懸濁させそして
ふたたび遠心することにより洗浄する。1度の洗浄で血
清蛋白質または過剰の抗原のような外部からの物質を複
合物より本質的に確実に除くのに十分である。
洗浄後、複合物は血清試料に応じて、 G‐S−地・HM か G−S−Ab で表わしうる。
複合物はつぎに分離して、ラベルされた抗一日AA抗体
のおよそ200入の溶液を添加し、なるべくは約45度
Cで約2び分間、懸濁液をインキュベートする。HAA
は1個より多くの抗一日AA抗体と複合物を形成しうる
ので、血清試料中にHAAが存在すると、複合物G−S
−Ab・HAA・Ab* (ただしAb*は放射能でラベルされた抗一日AA抗体
を表わす)を生成する。
我々の有利な抗体は11密でラベルされている。上記の
表現は例示したのみで実際の結合およびコンプレックス
形成は、この表現で表わされるほど単純でないことを理
解すべきである。標識抗体と上記のようにインキュベー
トしたあと、固体相インキュベーション生成物を、たと
えば、200仇pmで1分間遠心して、インキユベーシ
ョン媒体より分離する。
つぎに分離した複合物または残存する培地の放射能を測
定し、血清試料中にHAAが存在するかどうかを測定す
る。痕跡の残存する標識材料およびバックグラウンドノ
イズを考慮に入れるために、カウントを解釈する基礎と
するために、陰性および腸性の対照を用いて試験すべき
である。一般的に腸性対照と陰性対照との平均カウント
の比率は、少なくとも約3対1とすべきである。試験の
結果としてのカウントを解釈する際には、試験に際して
陽性を明確に示すために、試料のカウントと陰性対照の
カウントとが非常に高い比率であることが望ましい。血
清肝炎の試験では、陽性かまたは陰性の結果をうるだけ
で十分であるが、確認を要するかも知られない“ボーダ
ラィン”の陽性よりも、高度の陽一性の結果の方がより
望ましく、情報性がある。我々の実験では、懸濁液およ
び(または)試験の感度の点から必要とされる範囲内の
粒子の大きさおよび孔の大きさを有する種々の珪質粒子
に抗一日AA抗体をカップルごせた。
上記のような担体を用いて「約2から3グラムバッチの
試剤を調製した。
我々の有利な試剤では、Q−アミノプロピルトリエトキ
シシラン(A−1100,UnionCarがde)で
担体をシラン化してアリールアミン表面を形成させ、つ
ぎに既知の方法で変型して、抗一日AA抗体の溶液と反
応しうる、高度に反応性のジアゾ化表面とした。ジアゾ
化担体1グラムあたり約lccの粗抗体血清を反応させ
て、アゾ結合を経由してAbがカップリングした複合体
G−S−Abとした。下記する我々の研究では、非常に
有利な担体は、非多孔性で平均粒子の大きさが1から3
ミクロンの溶融シリカ粒子より成立っている。我々の有
利な試剤の用途をつぎの実験で示す。
ここで、血清試料中または市販されているキットより、
HAAの存在を“検出し”または確かめるのに試料の懸
濁液を使用している。下記のデータを考慮するに際して
、陽性試料のカウント(cpm)と既知の陰性試料のカ
ウントとの比率が少なくとも3:1であれば、HAAの
試験は成功したと考えうろことである。
下記するように、我々の試剤懸濁液の使用で、我々はこ
の比率を超え得たのである。我々のHAA試料および抗
日AA抗体の両方についてのタィターの操作をつぎに示
し、CEP法で得られた結果と比較してみる。
表2 表3 1:100 273 220216
2151:1000 199 30518
1 2911:10,000 111
491210 5011:100−000
101 1100290 1200上
記のタィター実験から、湿潤抗体溶液のタィターは1:
10,000であることが分った。
これは標識抗体が抗原に結合するのを完全に防ぐ最高の
希釈度である。表4 HAAインキュベーションの時間についての研究固定肝
炎抗体(100から300仏夕の複合物を100入のP
既−BSA緩衝液に含有)を、0.2ccの血清と、4
0度Cで10分から2時間インキュベートする。
インキュベートしたあと、試料を1度洗い0.2ccの
1−125・パティティス抗体を添加し、45度Cで3
0分インキュベートする。試料は2度洗いそしてカウン
トする。120分 563 2738 482 2269 上記の実験から、試剤Ab反応が約10分で終了するこ
とが分る。
表5 感度増加のための種々の試料サイズ 試料のサイズを変える時の試験の効率を測定するための
実験を実施、陽・性試料は市販品として得られるCEP
対照の1:50伝希釈液すれすれの陽・性を示す試料で
は、上記のように、試料サイズを増加して再試験しうる
以上の実験から、我々の実験で比較的にすみやかな検出
(十:−比>3:1)が可能であることが分る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 少なくとも約1m^2/gの表面積を有し
    、そして、多孔性ならば少なくとも約1000オングス
    トロームの平均孔直径を有する。 本質的に珪質の粒子の多数に中間に存在するシランカツ
    プリング剤を経由して共有結合により結合された抗−肝
    炎抗原(HAA)抗体を含有する試剤と、血清試料とを
    、同血清試料中にHAAがあった場合に、それと、上記
    試剤の抗−HAA抗体とのコンプレツクス形成を可能と
    するに十分な条件でインキユベートし;(b) 段階(
    a)のインキユベーシヨン媒質より試剤を分け;(c)
    分離された試剤と放射能でラベルされた抗−HAA抗
    体の溶液とを、試剤の抗体とコンプレツクスを形成した
    HAAがあれば、それと上記ラベルされた抗体とがコン
    プレツクスを形成するに十分な条件でインキユベートし
    ;(d) 段階(c)の反応生成物を溶液より分け;そ
    して(e) 分離した生成物または残存する溶液の放射
    能を測定して、血清試料中にHAAが存在するかどうか
    を定める、これら各段階からなる、未知の血清試料中の
    肝炎抗原の存在を検出する方法。 2 試料と水性懸濁液中の試剤とを反応させる特許請求
    の範囲第1項の方法。 3 珪質粒子が約0.1から10ミクロンの範囲の大き
    さを有する特許請求の範囲第2項の方法。 4 珪質粒子が約0.1から3ミクロンの範囲の大きさ
    を有する特許請求の範囲第1項または第2項のいずれか
    一つの方法。 5 珪質粒子が非多孔性で約1から3ミクロンの粒子の
    大きさを有する特許請求の範囲第1項の方法。 6 試剤が0.1から0.2mlの水について約10か
    ら300ミクログラムを含有する水性懸濁液である特許
    請求の範囲第1項の方法。 7 第1のインキユベーシヨンが約5から約10分であ
    る特許請求の範囲第1項の方法。 8 段階(c)の抗体がI^1^2^5でラベルされて
    いる特許請求の範囲第1項の方法。 9 ラベルされた抗体の溶液が少なくとも20,000
    cpmのカウントを有する特許請求の範囲第5項の方法
    。 10 約0.1から約10ミクロンの範囲の平均粒子の
    大きさを有する本質的に珪質の粒子に中間に存在するシ
    ランカツプリング剤を経由して共有的に結合した抗体−
    HAA抗体を含有する、血清中のHAAの存在を測定す
    るための試剤。 11 粒子が水性懸濁液として存在する特許請求の範囲
    第10項の試剤。 12 懸濁液が、水0.1から0.2mlについて約1
    0から300ミクログラムを含有する特許請求の範囲第
    11項の試剤。 13 粒子が非多孔性で、約1.0から約3.0ミクロ
    ンの範囲の平均粒子の大きさを有する特許請求の範囲第
    10項の試剤。
JP51085903A 1975-07-21 1976-07-19 肝炎抗原の存在の検出方法 Expired JPS607231B2 (ja)

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DE2631610C2 (de) 1985-12-05
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