JPS61226644A - 分析装置 - Google Patents

分析装置

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JPS61226644A
JPS61226644A JP6748685A JP6748685A JPS61226644A JP S61226644 A JPS61226644 A JP S61226644A JP 6748685 A JP6748685 A JP 6748685A JP 6748685 A JP6748685 A JP 6748685A JP S61226644 A JPS61226644 A JP S61226644A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は被検試料中の生体分子や免疫学的な抗原ある
いは抗体等の測定対象物を定量分析する分析装置に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、癌に関する研究が進展してくるにつれて各種のマ
ーカーが見出されるようになった。例えばα−フェトプ
ロティン(AFP)、癌胎児性抗原(CEA)、塩基性
フェトプロティン(RFP)および肺癌胎児性抗原(P
OA)などがその代表例として挙げることができる。こ
れらの腫瘍マーカーの濃度は正常人の場合、非常に低い
(例えばAFPの場合=10ng/m/以下)。一方、
腫瘍患者の場合には正常人の10倍程度の値を示すこと
が多い。いずれにしても、腫瘍マーカーの分析定量には
非常に高い検出感度が要求される。
この要求を満すために、従来は放射性物質で標識化した
抗原または抗体を用いる放射線免疫分析法(RIA)が
開発された。しかしながら%RIAは取扱いが面倒で廃
棄処理も問題になる。
そこで、放射性物質の代りに酵素や螢光物質など種々の
物質で標識化した抗原あるいは抗体を使用する免疫分析
法が提案されたが、これらにおいても遊離抗体と結合抗
体を何らかの方法で分離しなければならないという欠点
を有していた。
最近では螢光標識された抗原が抗体と結合し螢光分子の
溶液中での運動が制限されることを利用した螢光偏光免
疫分析法がCLIN、CHEM、27/7 。
1190−1197(1981) Michael E
、Jolley、 5tephenD、 5troup
e等により発表されている。この方法を適用した分析装
置を用いることにより血液中の微量薬物濃度を数分以内
に測定することが可能となる。しかも、この方法によれ
ば上述の様な反応物や未反応物の分離作業を要しないた
め、作業が簡略化し処理能力を高めることができる。
しかし、この方法は特開昭57−15 (1680号公
報において分子量4000以下の抗原に対して有効であ
るとされており、分子量4000以上の高分子抗原ある
いは抗体の分析に対しては不適肖な方法であることが判
明している。
コノコとから、Journal of Immunol
ogicalMethods、8(1975)235−
240 Mel N、Kronick、K11lian
A、Littdeに発表された内部反射法を用いた螢光
免疫分析法が有望しされている。
この方法は測定したい抗原と血清中の抗原が螢光分子で
標識された抗体と競合的に結合する特性を利用したもの
である。この方法を用いた免疫分析装置の測定部を第5
図に示す。この測定部は凹状の試料室41を有する基体
42に試料43を注入したのち、0リング44を間に挾
んで試料室41の上に予め抗原あるいは抗体を付着させ
たスライドグラス45を載置し、さらにスライドグラス
45の上に全反射用プリズム46を光学的に均一に接合
させるとともに、基体42を挾んで全反射用プリズム4
6と反対側に分光器47と光検出器48を設置したもの
である。この免疫分析装置によればスライドグラス45
表面上の抗原と結合した螢光標識抗体の螢光分子だけを
内部反射法により選択的に励起させて、その螢光量を光
検出器48で測定することで定量分析を行なうことがで
きる。
この螢光免疫分析法を適用した分析装置を用いることに
より、時間的に抗原抗体反応を追跡できることから極め
て短時間に測定することができる。
しかしながら、この方法においては測定毎に抗原あるい
は抗体を付着せしめたスライドグラス45を基体42に
Oリング44を挾んで装着させなければならず、その作
業が煩雑になる。しかも、スライドグラス45に全反射
用プリズム46を光学的に均一に接合させることは難し
くなる。よって以上のこと力)ら多項目、多検体を迅速
に処理することができなG〈。
また、スライドグラス45に付着した物質の発光あるい
は螢光は試料室41に充填された試料中を透過して光検
出器48に送られるため、試料により透過光が減衰して
検出精度が悪化する欠点がある。
〔発明の目的〕
この発明は上記問題点を解消するためになされたもので
、被検試料中に含まれている未知濃度の検出したい物質
の定量を迅速、簡便、高感度に行ない得ることができる
分析装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この発明は入射光や測定対象物の発光あるいは螢光波長
に対して透過性を有する材質よりなるセルに測定対象物
を含む被検試料を注入する試料室を形成し、その底面を
滑らかな平面に形成するとともに光源からの入射光が底
面で全反射するような光学路を一体に形成し、上記底面
に付着した固定化抗体に対して被検試料中の測定対象物
と標識抗原が競合的に反応し被検試料中の抗原量に反比
例した標識抗原が抗体に結合することを利用し、測定対
象物による光の吸収または発光や螢光を検出器を用いて
検出することにより被検試料中の測定対象物を定量分析
することができるものである。
〔発明の効果〕
この発明によれば試料室の底面に付着した固定化抗体と
結合した例えば螢光標識抗原の螢光分子だけを内部反射
法により選択的に励起させることができるため、その螢
光量を正確に検出することができる。しかも、時間的に
抗原抗体反応を追跡できるため、極めて短時間に測定が
可能となる。
また、試料室の下方に光学路を一体に設けることにより
、測定毎に光学路をセットする必要がないため、処理能
力を高めることができるとともに。
接合による光の減衰および乱れのない良好な光学路が得
られる。しかも、試料室に被検試料を注入するだけで測
定が可能となるため、前処理を極めて簡単に行なうこと
ができる。
さらに、試料室の底面に付着した測定対象物による光の
吸収特性または発光ならびに螢光量を試料室の下方より
検出することにより、測定対象光を光学的に透明なセル
内を透過させて検出することができるため、光の減衰が
なく正確な測定が可能となる。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図は被検試料を入れるセル1の構造を示すものであ
る。図に示すようtこ有底筒状に形成されたセル1の上
部に試料室2を有し、その底面は滑らかな平面に形成さ
れている。試料室2の下方ζこは所定の角度で入射した
光が試例室2の底面3で全反射して所定の方向に出射す
る光学路4が一体に設けられ、セル1の外面に入射光り
、が入射する滑らかな平面5と底面3で全反射した反射
光が出射される滑らかな平面6を形成し、さらにセル1
の底部に底面3からの放射光を出射させる滑らかな平面
7を形成しである。この場合、入射角θはセル材質の屈
折率n c e試料室2を満す試料8の屈折率nとする
と次のように制限される。
そこで、セルlの材料として入射光L1 y反射光り。
放射光L3に対して透明で吸収の少ない屈折率nc”−
1,59のポリスチレンを用い、試料室2に注入される
試料8の屈折率がほぼ水に等しいものとすると、その時
の入射角は90°〉O≧56.8の条件を満すことζこ
なる。しかも、反射光L!がセル1の外側に出射する際
に平面6で反射して試料室2に入射しないように平面6
に対して入射角が00−40°になるようにしなければ
ならない。
このことから、実施例では各平面5,6の法線に対して
入射光り、または反射光−が平行に入射するようにセル
1の外壁をテーパー状に形成した〇第2図は上述のセル
1を複数個用いて多数の被検試料を処理できるようにし
た免疫検出装置を示す構成図である。複数のサンプルカ
ップ11にはあらかじめ採血した血清などの被検試料1
2がそのままあるいは希釈した状態で入れられており、
また試薬ビン1′3にはフルオレセインイソチオシアネ
ート(FITC)標抗原等の試薬14が入れられている
。被検試料12および試薬14はそれぞれポンプ15.
16に吸引されバルブ17.18を介して試料供給ノズ
ル19と試薬供給ノズル20よりセル1の試料室2に注
入される。ここで、抗原抗体反応が起りやすくなるよう
に37℃雰囲気中にて一定時間放置して反応させたのち
、搬送部21によりセル1は順次所定の位置にセットさ
れる。
このとき、試料室2の中では第1図に示すように底面3
に付着した固定化抗体9に対して被検試料中の抗原と試
薬中のFITC標準標識は競合的に反応し、被検試料中
の抗原量に反比例した標識抗原が抗体に結合する。平面
5の放線方向に設けられた光源22からの光は分光器2
3で分光され490μmの励起光として平面5を通して
底面3に入射し、底面3で全反射した反射光L!は平面
6を通りセル1の外部に抜ける。このとき、底面3から
内側へ入射光り、の波長人程度の光の浸透が起り、底面
3に付着した物質による放射光り、は平面7の垂直方向
に設けた分光器24を通して520μmの螢光だけが光
検出器25に送られる。この装置ではセル1をカバー2
6で覆い入射光側、反射光側および放射先側にスリット
のような開孔27〜29を設けて迷光を減らす工夫がな
されている。
この装置によれば試料室2の底面3に付着した固定化抗
体9と結合したFITC標識抗原のFITC量だけを検
出することができる。
そこで、抗原が既知濃度含まれている試料の希釈系列を
被検試料12として予め測定し、対応する螢光量ζこ対
して抗原量をプロットして第3図に示す検量線を作成す
る。この検量線から抗原濃度が未知の試料を測定したと
きの螢光量に対応する抗量を求めることができる。
したがって、このような構成によれば検出領域に存在し
ない物質つまり試料室2の底面3に付着せずに被検試料
中に浮遊する物質の影響を受けることがないため、正確
に放射光L3検出することができる。しかも、反射光り
、が平面6で反射して試料室2を照射しないように平面
6に対して入射角を設定しであるため、底面3に付着し
た抗原と結合した螢光標識抗体の螢光分子だけを選択的
に勤先させることができる。
また、試料室2の下に光学路4を一体ζこ設けることに
より、試料室2に被検試料12と試薬13を入れるだけ
で前処理を行なうことができるため、多項目、多検体の
検査を迅速かつ簡便に処理することができる。特に、複
数のセル1を搬送部21なお、測定系は第4図に示すよ
うに底面3からの反射光り、を検出できるようlこ平面
6の放線方向に光検出器31を設けることもできる。こ
の場合、試薬は不要である。試料室2の底面3に固定化
された抗体に被検試料中の抗原が結合することにより、
1分子層の部分と2分子層の部分ができる。
これによって光の吸収量が変わりその影響は反射光り、
に反映され、その光量の減少を光検出器31でモニター
することで、上記実施例と同様に光量の減少量と抗原量
に関する検量線を作成して右けば、それを使用して被検
試料中の抗原濃度を求めることができる。
なお、この考案は上記実施例に限定されるものではなく
、要旨を賓更しない範囲において種々変形して実施する
ことができる。
上記実施例ではセルの材料にポリスチレンを用いたがこ
の発明はこれζこ限らず入射光や測定対象物の発光や螢
光波長に対して透明で吸収の少ない材料であればよく、
例えばポリアクリルアミド系の高分子重合体あるいはガ
ラス系の材料を用いてセルを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に用いられるセルを示し同
図(alは縦断面図、同図(blは平面図、第2図はこ
の発明の一実施例を示す概略的構成図、第3図は同実施
を説明するための図、第4図はこの発明の他の実施例の
測定部を示す概略的構成図、第5図は従来の内部反射法
を用いた分析装置の測定部を示す概略的構成図である。 l・・・セル     2−・・試料室3・・・底面 
    4・・・光学路5.6,7 ・・・平面   
8・・・試料9・・・固定化抗体  11・・・サンプ
ルカップ12・・・被検試料   13・・・試薬ビル
14・・・試薬     15.16・・・ポンプ17
.18・・・バ/I/ブ   19・・・試料供給ノズ
ル20・・・試薬供給ノズル  21・・・搬送部22
・・・光源     23 、24・・・分光器25.
31・・・光検出器  26・・・カバー27〜29・
・・開孔 Ll・・・入射光     L、・・・反射光L3・・
・放射光

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入射光および測定対象物の発光や螢光に対して透
    過性を有する材質より成り測定対象物を含む被検試料を
    入れる試料室を有しその試料室の底面の下方に所定の角
    度で入射した光が上記底面で全反射して所定の方向に出
    射する光学路を一体に設けたセルと、このセルの入射光
    側より所定の波長光を照射する光源と、上記底面で全反
    射した反射光または底面より放射される放射光のうち少
    なくとも一方を検出する検出手段とを具備したことを特
    徴とする分析装置。
  2. (2)セルの外面に光源からの光を入射させる滑らかな
    入射面と上記底面で全反射した反射光が出射する滑らか
    な出射面を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の分析装置。
  3. (3)出射面は反射光の入射角度が0°〜40°になる
    ように設定されることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載の分析装置。
  4. (4)セルの底部に上記底面からの放射光を出射させる
    滑かな出射面を底面に対して平行に相対向させて設けた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の分析装置
  5. (5)光学路はセル内に入射した光がセル材質内で全反
    射を繰り返して所定の方向に出射されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の分析装置。
  6. (6)セルの試料室に試薬および被検試料を供給する手
    段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の分析装置。
  7. (7)セルを数個設け順次所定の位置に搬送する手段を
    備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の分
    析装置。
JP60067486A 1985-03-30 1985-03-30 分析装置 Expired - Lifetime JPH0660876B2 (ja)

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