JPS61280567A - 多数同時アツセイのための装置および方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は一般に液体試料を試験する診断用装置に関する
。より詳細には本発明はリガンド（たとえば抗体−抗原
反応の成分）を含むことが疑われる多数の液体試料を同
時に分析するための装置および方法に関する。

本発明の方法および装置は、患者たとえば結核菌（Ｍ、
　ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ　）、シー・デイフイシル
（ｃ，ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ　）、カムピロバクター（ｃ
ａｍｐ−ｙｌｏｂａｃｔｅｒ　）、　ロータパイラス（
ｒｏｔａｖｉｒｗｓ）、クラミジア（ｃｈｌａｍｙｃｌ
ｉα）またはエヌφゴルア（Ｎ、　ｇｏｎｏｒｒｈｏｅ
ａｅ　）などの菌の感染症を伴う疑いのある患者の複数
の体液試料を種々のリガンドにつき試験するだめの比較
的簡単で安価な、かつ信頼性のある手段を提供する。本
発明の方法および装置によれば、予め包装された試薬を
用いて簡単で容易に実施できる浸漬片方式により、複数
個の体液試料を同時に、厳密な測定値または比率を必要
としない方式で試験することができる。

本発明の方法および装置は抗原および抗体なシｓ、　−
／ｌ／　ス（Ｓ　ｃｈｌＬｕｒｓ　）らの米国特許第３
，６５４，０９０号、第３，７９１．．９３２号、第３
，８５０，７５２号、第３，８３９，１５３号、第３，
８７９，２６２号および第４．０１６，０４３号に記載
の酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬ−ＩＳＡ）法により
検出するのに特に適している。本発明の方法および装置
は他のイムノアッセイ操作および他のアッセイ操作、た
とえば核酸ハイブリッド形成法にも適している。

（従来技術） イムノアッセイ法に単一の浸漬片を用いることは周知で
ある。この種のイムノアッセイ用浸漬片の一例はキデル
（Ｑｔｂｉｄｅｔ　）社（カリフォルニア州すンタモニ
カ）から市販されている妊娠試験用のものである。この
妊娠試験用浸漬片は一端に２個のパッドを備えたプラス
チック細片である。一方のパッドはこれにβ−ｈＣＧに
対する抗体が付着した指示パッドである。他方のパッド
は不可欠な陰性対照である。使用する際には、液体試料
が入れられ、かつ溶解した試薬を含む第１試験管にこの
浸漬片を浸漬する０浸漬片を第１試験管から取出し、水
洗し、指示薬を入れた第２試験管に浸漬する。結果が陽
性である場合、指示パッドは対照パッドと対比して青色
に変色する。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の浸漬片イムノアッセイ法は幾つかの利点、たとえ
ば実施しやすさおよび結果の迅速さなどを与えることが
できるが、現在行われている浸漬片法は、各患者につき
それぞれ独立の操作を必要とするという欠点をもつ。

本発明の目的には、体液検体、たとえば血清、尿などの
同時アッセイを行って反応性成分の存在を検出するだめ
の新規な方法を提供すること；安価な材料を使用し、従
来のアッセイ法の場合よりも容易にかつ簡単に実施でき
る方法を提供すること；同時アッセイの実施に際して使
用するための、大量生産しやすくかつ多数のアッセイの
実施に伴う時間を短縮する試験用キットを提供するとと
；お二びアッセイに必要な試薬をあらかじめ分配された
形で含む試験用キットを提供することが含まれる。

（発明の構成） 本発明は複数個の試料を同時アッセイするための診断用
システムを含む。この診断用システムは１種または複数
種の反応成分につき同時アッセイを行いうる形態で包装
することができる。

一般にこの診断用システムは複数個の反応器を有する。

各反応器はアッセイに必要な各種試薬を入れるための複
数の別々のチェンバーをもつ。これら別々のチェンバー
は一般に１番目のチェンバーから２番目のチェンバーへ
、次いでｎ番目のチェンバーへ連続した番号の順に進む
、直線配列に配置されている。大部分の用途につき、チ
ェンバーの総数は６よりも多い必要はない。これらの複
数チェンバーを持つ反応器は１番目のチェンバー同士お
よびこれよりも高い各番号のチェンバー同士それぞれを
整列させうる形状をもつ。

この診断用システムには複数個の浸漬片も含まれる。こ
れらの浸漬片は、各番号のチェンバーが一列に並んだ状
態で、希望に応じ各番号のチェンバー（例えば１番目の
チェンバー又はこれよシも高い番号のチェンバー）に複
数の浸漬片を同時に挿入しうる相対配置で連結されてい
る。

所望によりこの診断用システムには各チェンバーを連結
されたディツプスティックの挿入に適した相対配置に整
列させる手段が含まれていてもよい０ 第１図は操作中の関係に組立てる前の各構成要素を示す
、本発明の一実施態様の各構成要素の概略的斜視図であ
る。

第２図は酵素イムノアッセイに適した形の本発明の診断
用システムの一連のチェンバーの一形態の拡大斜視図で
ある。

第３図は操作中の状態に組立てる前の各構成要素を示す
、本発明の他の形態の斜視図である。

第４図は操作中の状態に組立てる前の各構成要素を示す
、本発明の他の形態の斜視図である。

本発明の装置は各種アッセイ、たとえば免疫化学的アッ
セイおよび核酸ハイブリッド形成アッセイに使用できる
ことを理解すべきであ−る。しかし便宜上、以下の詳細
な記述はこの装置を免疫化学的方法で用いることにより
説明することがある。

複数個の反応器１１を第１図に示す。第１図に示す態様
の場合、各反応器は６個のチェンバーをもつ。説明を容
易にするために、反応器の１つに１から６まで表示され
たチェンバーを示す。ただしこの種の表示はこの診断用
システムの使用に必ずしも必要ではない。

反応器は複数個の反応器の複数のチェンバーを整列させ
うる形状をもつ。第１図に示すようにこれらの個々の反
応器は長方形の平行六面体構造をもち、該反応器がさら
に集まって長方形の平面配列に配列されており、１番目
同士およびこれよりも高い各番号同士のチェンバーが直
線配列に配列されている。しかし曲線状および非平面状
の配列も、このような配列が美的理由または市販上の理
由から望ましいと考えられるならば適切である０他の配
列手段を第３図および第４図に示す。

第１図に示すように、反応器１１を整列させる手段とし
てトレー１３を備える。トレー１３には反応器１１を収
容するための凹部１５が複数個設けられている。凹部Ｉ
５はトレー内において、反応器１１がこれらの凹部に入
れられた場合反応器を適切に配列させる位置に設けられ
る。第１図に示すように凹部１５け好ましくは番号によ
る印をつけられ、特定の反応器について行われたアッセ
イの結果を記録する際の補助とする。

トレー１３は希望する数の反応器を取扱うのに適した寸
法のものにすることができる。実際の取扱いという理由
から、トレー１３は約５〜約２０個の凹部なこれに形成
できる寸法のものである。

使用する際には１個または全部の四部に反応器を装填す
ることができる。通常は各アッセイ操作につき陽性およ
び陰性の対照実験を行うことが望ましいので、反応器を
装填する凹部の最小数は通常は３である。

複数個の連結した浸漬片１７を有する浸漬片カード１６
が、反応器１１の各コンパートメントに挿入するために
備えられている。第１図に示すように、これらの浸漬片
は１枚の適切な材料、好ましくは適切なプラスチック（
たとえばポリスチレンまたはポリ塩化ビニル）から形成
される０このプラスチックには刻み目（点線１９）がつ
けられ、必要のない浸漬片を取除くことができる。形成
される浸漬片の数は、トレー１３に設けられた凹部の数
に一致する。

第１図に示すように、浸漬片１７には長く伸びたフィン
ガー２１があり、これは反応器１１の整列した一組のコ
ンパートメントに挿入するのに適した形状をもち、かつ
これに適した相対配置の間隔をもつ。長く伸びたフィン
ガー２１の先端は免疫反応成分を結合しうる適切な材料
２３で被覆されている。硝酸セルロース紙および酢酸セ
ルロース紙がこの目的に特に適した材料であることが認
められた。高分子材料、たとえば米国特許第４．４５０
，２３１号明細書〔オンカラ（０ｎｋａｕ　）　〕おヨ
ヒイーバーマルジャータ拳サすネル（Ｅｅｖα−Ｍ４τ
ゴａｔｈａ　５ａｌｏｎｅｒ　）　らの１１イムノアツ
セイのためにポリスチレンの表面にウィルスおよびマイ
コプラズマの抗原および免疫グロブリンを固定する方法
″（ジャーナル・オブ・イムノロジカル昏メソツズ、３
０（１９７９）２０９−２１８）に記載されたものも適
切であることが認められた。

先端２１の被覆はこれが適切な割合の免疫反応成分を結
合しうる限り、目的とする免疫反応成分にとって選択的
である必要はないことを理解すべきである。

本発明の診断用システムは、１個のトレー、複数個の反
応器、およびイムノアッセイにこれらの反応器を用いる
のに適した数の浸漬片カードを備えるべく包装されるこ
とが好ましい。好ましい態様においては、第３図に示す
ように、診断用アセンブリーは６０個の凹部なもつトレ
ー、１０個の反応器（各反応器が６個のチェンバーなも
つ）、および１０枚ずつの連結した浸漬片を備えた浸漬
−片カードを含むパッケージである。−組以上の反応器
、およびこれに対応する数の浸漬片カードが各パッケー
ジに備えられていてもよい。第３図に示すように、１０
個の反応器が一系列に連結されている。所望により各組
の反応器を刻み線２５の切断または破断によシこの系列
から分離するととができる。

本発明の他の形態を第４図に示す。第４図に示すように
、トレー１３は各チェンバー２９を受容すべく調整され
た一連の小穴３１をもつ。各反応器をこれらの小穴３１
に挿入すると、複数個の配列したチェンバーが得うれる
。

大部分の場合、本発明の診断用システムには大量の陰性
対照および陽性対照が含まれるであろう。これらの対照
は２個のチェンバーに試料の代わりに添加され、イムノ
アッセイの結果を厳密に確認するだめの陰性および陽性
の発色を提供する。

本発明の診断用システムは、前記のＥＬＩＳＡイムノア
ッセイ用として特に好適である。最も一般的な形のＥＬ
ＩＳＡ試験は以下の操作からなる。

すなわち血清その他の被験試料な固相支持体と共にイン
キュベートして、検体中の免疫反応成分な固相に結合さ
せる。この免疫反応成分を識別する酵素標識抗体を添加
し、所定の期間インキュベートし、次いで適切な溶液で
洗浄する。次いで、固相に付着している酵素と反応して
前記段階で結合した免疫反応体の量に通常正に相関して
、色彩の変化を生じる基質を添加する。色彩の変化の程
度および速度は、試料中に存在する免疫反応体の量と関
連する。色彩の変化は一般的な定性的ｍ定のためには視
覚的に観察できる。所望により色彩の変化を適切な計測
器、たとえば螢光針または分光光度計により観察してい
っそう精確な読みを得ることができ、適切な標準が用意
されている場合には定性的測定および定量的測定の双方
を得ることができる。

本発明の診断用システムはリボソームカラー読取り表示
器、たとえば出願中の米国特許出願筒５７９．６６７号
明細書（１９８４年２月１４日、本出願と同一出願人、
参考としてここに引用する）に記載のものと共に使用し
てもよい。本発明のためには、一定量の色素を封入した
リボソームを使用する。このリボソームをリガンド（た
とえば抗体）と結合させ、前記の酵素−抗体結合体の代
わりに用いる。リボソームの製造に関する詳細は米国特
許第４，３４２，８４６号明細書に記載されており、こ
れを参考としてここに引用する。適切な色素標識につい
ては米国特許第４，３７３，９３２号明細書に記載され
ており、これを参考としてここに引用する。

本発明方法においては、複数個の試料の同時イムノアッ
セイのために本発明の診断用システムを用いる。反応器
のチェンバーを整列させたのち、複数個の体液試料を第
１列の組の各チェンバーに入れる。試料を入れた上記の
組のチェンバーそれぞれに複数個の浸漬片の長く伸びた
フィンガーが挿入されるように浸漬片カードを操作する
。試料を入れたチェンバー内でリガンドを浸漬片上の被
膜に結合させるのに十分な期間、浸漬片をインキュベー
トする。免疫化学的検出に関してここで用いるリガンド
という語は、抗体、抗原およびハプテンよりなる群から
選ばれる免疫反応性被分析体を意味する。核酸検出の場
合、リガンドという語はヌクレオチドの相補的配列を含
む核酸鎖を意味する。

ある種のイムノアッセイにおいては、リガンドは固体支
持体たとえばニトロセルロースに直接に結合しうる抗原
である０結合抗原に特異的な後続の試薬を用いるので、
試料の他の成分が被膜に結合するか否かは重要ではない
。検出試薬が被膜上の未反応部位に結合する可能性があ
るので、中間のプロツキング工程を採用する。このプロ
ツキング工程においては、結合抗原を有する浸漬片を非
反応性の蛋白質（たとえばウシ血清アルブミン）の存在
下でインキュベートする。これが未反応部位に結合し、
未反応部位が後続工程に関与するのを防ぐ。

他の例では、浸漬片を包装する前にまずリガンドに特異
的な抗リガンド免疫反応成分（たとえば抗体）を浸漬片
上の被膜に結合させ、そして被直上の未反応部位を非反
応性の蛋白質でブロックする。リガンドを浸漬片に結合
させたのちに、後続の工程は検出用物質（たとえば酵素
またはリボソーム）と結合させた抗リガンド免疫反応成
分をリガンドに結合させることに向けられる。

ある場合には、結合抗原を検出するために間接法を採用
することが好ましい。第１の検出用抗体（ｈ）は抗原に
特異的である。抗原への抗体（ｈ）の結合を抗体（ｈ）
に特異的な第２の検出用抗体（Ｂ）により探知する。抗
体（Ｂ）は酵素、螢光口、リボソームなどの検出用物質
と結合している。

酵素を検出用物質として用いる場合、その酵素が別個の
発色工程でそれと反応して色彩を与える物質を供給する
。選ばれた酵素がホスファターゼ（たとえばアルカリホ
スファターゼ）であるならば基質はリン酸Ｐ−ニトロフ
ェニルであってもよく、この場合溶液が発色する。ある
いはリン酸５−フロム−４−クロル−３−インドリルお
よびニトロブルーテトラゾリウムの混合物であってもよ
く、この場合は有色の生成物が固体支持体上に沈着する
。選ばれた酵素がパーオキシダーゼ（たとえば西洋ワサ
ビパ・−オキシダーゼ）であるならば基質ハオルトフエ
ニレンジアミンおよび少量の過酸化水素（有色の溶液を
得るため）、あるいは４−クロル−１−ナフトール／過
酸化水素（有色の固体支持体を得るため）でおってよい
。選ばれた酵素力β−ガラクトシダーゼであるならば、
基質はガラクトシドであってよい。他の型の抗体結合酵
素については、もちろん適切な基質を使用すべきである
。適切な基質の選択はイムノアッセイ法の分野の専門家
の知識に含まれる。

本発明によるイムノアッセイ法に必要な各種の安定な試
薬のうちあるものは、反応器を包装する前に反応器のコ
ンパートメント中へあらかじめ分配されていてもよい。

次いで反応器を使用するまで反応器の頂部を取りはずし
可能な蓋２７で覆う。

本発明の実施に用いられる代表的な一連の試薬を第２図
に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は操作中の状態に組立てる前の各構成要素を示す
、本発明の一実施態様の各構成要素の概略的斜視図であ
る。 第２図は酵素イムノアッセイに適した形の本発明の診断
用システムの一連のチェンバーの一形態の拡大斜視図で
ある。 第３図は操作中の状態に組立てる前の各構成要素を示す
、本発明の他の形態の斜視図である。 第４図は操作中の状態に組立てる前の各構成要素を示す
、本発明の他の形態の斜視図である。 各図面において記号は下記のものを表わす０１１：反応
器；　　１３：）レー １５：１１を入れる凹部；　１６；浸漬片カード１７：
浸漬片；　１９：破断用の点線 ：２１＝フィンガー；　２３：反応成分結合用の被膜２
５：破断用の刻み線；　　２７：１１の蓋２９：個々の
チェンバー； ３１：２９を入れる小穴 第１図 第３図 第４図

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）アツセイ試薬を受容すべく調整された複数
   個の別個のチェンバーであつて；該チェンバーが一般に
   １番目のチェンバーから２番目のチェンバーへ、次いで
   ｎ番目のチェンバーへ番号順に進む相対配置で配置され
   ；チェンバーのこの相対配置は１番目のチェンバー同士
   、２番目のチェンバー同士およびこれよりも大きな番号
   のｎ番目までの各チェンバー同士を整列させうる配置で
   ある前記チェンバー；ならびに （ｂ）複数個の浸漬片を有する一つの浸漬片カードであ
   つて；チェンバーが整列した状態において、次々に１番
   目の各チェンバー、２番目の各チェンバーおよび希望に
   応じたこれよりも大きな番号の各チェンバー中へ該複数
   個の浸漬片を同時に挿入しうる相対配置に該複数個の浸
   漬片が連結されている前記浸漬片カード からなる、複数個の試料を同時にアツセイしてリガンド
   を検出するための診断用装置。
2. （２）複数個のチェンバーを浸漬片の受容に適した相対
   配列に整列させるための手段をさらに含む、特許請求の
   範囲第１項に記載の診断用装置。
3. （３）整列させる手段が、複数個のチェンバーを受容す
   るための複数個のくぼみを有する、チェンバーを整列さ
   せる形状のトレーである、特許請求の範囲第２項に記載
   の診断用装置。
4. （４）複数個のチェンバーがあらかじめ整列したチェン
   バーの配列に連結されている、特許請求の範囲第１項に
   記載の診断用装置。
5. （５）浸漬片カードが、アツセイに必要ない浸漬片を取
   り除きうる手段を備えている、特許請求の範囲第１項に
   記載の診断用装置。
6. （６）各浸漬片の末端がリガンドを結合しうる長く伸び
   たフィンガー状になつている、特許請求の範囲第１項に
   記載の診断用装置。
7. （７）長く伸びたフィンガーの末端がリガンドと結合し
   うる材料で被覆されている、特許請求の範囲第６項に記
   載の診断用装置。
8. （８）材料が硝酸セルロース紙および酢酸セルロース紙
   よりなる群から選ばれる、特許請求の範囲第７項に記載
   の診断用装置。
9. （９）抗リガンド免疫反応成分が長く伸びたフィンガー
   に結合している、特許請求の範囲第６項に記載の診断用
   装置。
10. （１０）長く伸びたフィンガー上の未反応結合部位を全
    て非反応性の蛋白質でブロックした、特許請求の範囲第
    ９項に記載の診断用装置。
11. （１１）（ａ）複数個の別個のチェンバーを設け；該チ
    ェンバーが一般に１番目のチェンバーから２番目のチェ
    ンバーへ、次いでｎ番目のチェンバーへ番号順に進む相
    対配置で配置され；チェンバーのこの相対配置は１番目
    のチェンバー同士、２番目のチェンバー同士およびこれ
    よりも大きな番号のｎ番目までの各チェンバー同士を整
    列させうる配置であり； （ｂ）複数個の浸漬片を有する一つの浸漬片カードを用
    意し；チェンバーが整列した状態において、次々に１番
    目の各チェンバー、２番目の各チェンバーおよび希望に
    応じたこれよりも大きな番号のチェンバー中へ該複数個
    の浸漬片を同時に挿入しうる相対配置に該複数個の浸漬
    片が連結されており； （ｃ）これらの連結した浸漬片を受容しうる相対配置に
    チェンバーを整列させ； （ｄ）リガンドを含有する疑いのある液体試料を第１列
    の組の各チェンバーに入れ； （ｅ）試料を入れたこの第１列の組の各チェンバーに上
    記の連結した浸漬片を挿入し、これらのチェンバー中で
    リガンドを浸漬片に結合させるために浸漬片をインキュ
    ベートし； （ｆ）上記リガンドに結合しうる抗リガンド反応成分を
    第２列の組の各チェンバーに入れ、その際抗リガンド成
    分は視覚的に検出できる色彩を呈しうる検出用物質に結
    合しており；（ｇ）この第２列の組の各チェンバーに上
    記の連結した浸漬片を挿入し、これらのチェンバー中で
    上記の検出用物質を上記リガンドに結合させるために浸
    漬片をインキュベートし；そして （ｈ）上記の視覚的に検出しうる色彩の有無により各液
    体試料中の上記リガンドの有無を同時に判定する ことよりなる、複数個の試料を同時にイムノアツセイし
    てリガンドを検出するための診断法。
12. （１２）検出用物質が酵素である、特許請求の範囲第１
    １項に記載の方法。
13. （１３）酵素が西洋ワサビパーオキシターゼ、アルカリ
    ホスファターゼおよびβ−ガラクトシダーゼよりなる群
    から選ばれる、特許請求の範囲第１２項に記載の方法。
14. （１４）検出用物質がリボソームである、特許請求の範
    囲第１１項に記載の方法。
15. （１５）抗リガンド反応成分を第２列の組の各チェンバ
    ーに入れ、抗−抗リガント免疫反応成分を第３列の組の
    各チェンバーに入れ、この抗−抗リガント免疫反応成分
    は視覚的に検出できる色彩を呈しうる検出用物質に結合
    しており、連結した浸漬片を順次第２列および第３列の
    組の各チェンバー中でインキュベートして検出用物質を
    リガンドに結合させる、特許請求の範囲第１１項に記載
    の方法。
16. （１６）検出用物質が酵素である、特許請求の範囲第１
    ５項に記載の方法。
17. （１７）酵素が西洋ワサビパーオキシダーゼ、アルカリ
    ホスファターゼおよびβ−ガラクトシダーゼよりなる群
    から選ばれる、特許請求の範囲第１６項に記載の方法。
18. （１８）検出用物質がリボソームである、特許請求の範
    囲第１５項に記載の方法。
19. （１９）アツセイがイムノアツセイである、特許請求の
    範囲第１１項に記載の方法。
20. （２０）アツセイが核酸ハイブリッド形成アツセイであ
    る、特許請求の範囲第１１項に記載の方法。