JPS6166151A - 免疫反応の自動測定装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、抗原−抗体反応に基く免疫反応を、微粒子に
よる散乱光の強度ゆらぎを利用して自動的に測定する装
置に関するものである。

（従来の技術） 免疫物質、ホ、ルモン、医薬品、免疫調節等生体内微量
成分の測定法として免疫反応の特異的選択反応を利用し
た免疫分析法があり、大別すると酵素や放射性アイソト
−プを標識物質として用いる標識免疫分析法と、抗原・
抗体複合体を直接測是づる非標識免疫分析法の２方法が
よく知られている。

前者の標識免疫分析法としてはラジオイムノアッセイ（
ＲＩＡ＞、酵素免疫分析（Ｐ　ＴＡ）、螢光免疫分析（
ＦＩＡ）等がよく知られており、高感度であるがアイソ
トープの取り扱い、廃棄物処理等の種々の制限があり、
又測定に長時間を要するうえに標識試薬が高価であるた
め検査コストが高い等の欠点がある。

後者の非標識免疫分析法には免疫電気泳動法、免疫拡散
法、沈降法等があり、簡便な分析法であるが感度、定量
性、再現性の点で精密測定としては不充分である。この
ような免疫分析法に関しては「臨床検査法提要」　（金
井泉原著、金月正光編著、金原出版）や、［臨床検査Ｊ
Ｖｏ℃、２２゜Ｎｏ　、５　（１９７８）、第４７１〜
４８７頁に詳しく説明されている。

ま　ｌこ　、　　　［Ｉ　　ｍｍｕｎｏｃｈｅｍｉｓｔ
ｒｙＪ　　　、　　　Ｖｏ　　　Ａ　　、　　　１２゜
Ｎｏ、４（１９７５）、第３４９〜３５１頁には、抗体
または抗原を表面に担持させた粒子を抗原または抗体と
反応させ、凝集粒子の大きざに比例して減少するブラウ
ン運動の指標となる平均拡散定数を、レーザ光の散乱光
のスペクトル幅の変化から求めることにより抗原または
抗体を定量分析する方法が開示されている。この分析方
法では標識試薬を用いない利点はあるが、粒子のブラウ
ン運動によるドツプラ効果によって入用光のスペクトル
が広がるのを分光計を用いて検出しているため、装置が
大形で高価となる欠点があると共に分光計を機械的に駆
動する際に誤差が生じ、精度および再現性が悪くなる欠
点がある。また、この方法では光のスペクトル幅から平
均拡散定数を求めているだけであり、情報間が少ないと
いう欠点もある。

上述したように従来の免疫分析方法では、高価な標識試
薬を用いるため分析のランニングコスＩ・が高価となる
と共に液体の取扱いおよび処理が面倒となったり、処理
時間が長くなる欠点があったり、高価で大形な分光計を
必要とすると共に精度や再現性も悪り、１りられる情報
量も少なく、特に自動化が困難であるという欠点があっ
た。

−〇　− （発明の目的） 本発明の目的は、微粒子による散乱光の強度ゆらぎが抗
原−抗体反応と密接な関係にあることを利用して抗原−
抗体反応を測定することにより、上述した従来の欠点を
除去し、高価な標識試薬や高価でかつ大形な分光剤を用
いずに、高い精度および再現性を以って順次の試料の測
定を能率良く行なうことができ、しかも測定時間の短縮
、抗原−抗体反応測定の自動化が可能であると共に抗原
−抗イ本反応について多くの有用な情報を得ることがで
きる免疫反応自動測定装置を提供しようとするものであ
る。

（発明の概要） 本発明の免疫反応自動測定装置は、抗原および抗体を含
む反応液に光を投射し、抗原−抗体反応により生成され
る微粒子による散乱光または反応液に加えた抗体または
抗原を固定した微粒子による散乱光を検知し、この検知
出力の強度ゆらぎのパワースペクトル密度に基いて抗原
−抗体反応を測定する装置において、 抗原および抗体を含む反応液を収容する多数のセルを所
定の反応ラインに沿って間欠的に搬送する手段と、 順次のセルに順次の試料を所定量ずつ分注する試料分注
手段と、 順次のセルに試薬を所定量ずつ分注する試薬分注手段と
、 微粒子を含む試料または試薬を分注したセルに光を投則
し、セルからの散乱光を受光し、当該セルにさらに試薬
または試料を分注して抗原−抗体反応を開始させた後、
所定の反応時間経過摂にセルに光を投射し、セルからの
散乱光を受光する手段と、 反応前および反応後に受光した散乱光から、それぞれの
強度ゆらぎのパワースペクトル密度を求め、これらのパ
ワースペクトル密度に基いて試料の免疫反応を測定する
手段とを貝えることを特徴とするものである。

上述した本発明の免疫反応自動測定装置においては、抗
原−抗体反応の結果として生成される微粒子による散乱
光または抗体または抗原を表面に固定した微粒子の抗原
−抗体反応によって生ずる散乱光の強度が、光の干渉に
よりゆらぐため、この強度ゆらぎのパワースペク１〜ル
密度に粒子の形状や大きさの依存性があることに着目し
、強度ゆらぎのパワースペクトル密度を検知することに
より抗原−抗体反応の有無、抗原または抗体の定量、抗
原−抗体反応による微粒子の凝集状態（粒径分布）など
の多くの有用な情報を得ることができる。

このように本発明では散乱光を光検出器で受光し、その
出力信号強度のゆらぎを検知するものであるノ〕冒ら、
標識試薬を用いる必要はないと共に散乱光のスペクトル
分析を行なうものではないので分光訓を用いる必要もな
い。後述する本発明の一実施例では、散乱光をホモダイ
ン的に検知し、その強度ゆらぎのパワースペクトル密度
の緩和周波数が粒子の大きさに依存することを利用して
、抗原−抗体反応の前後におりる緩和周波数の比を求め
、この比の値から抗原−抗体反応を測定する。また、他
の実施例においては、散乱光の強度ゆらぎのパワースペ
ク１〜ル密度の低周波数側の周波数に関する積分値が粒
子の大きさに依存することを利用して、抗原−抗体反応
の前後における積分値の比を求め、この比の値から抗原
−抗体反応を測定する。

本発明では、このように粒子の凝集によって、粒子にに
る散乱光の強度ゆらぎが変化するのを、パワースペクト
ル密度に基いて検出するものであるから、高価な標識試
薬や分光計を用いることなく、高感度かつ再現性高く短
詩間で抗原−抗体反応に関する多くの有用なデータを得
ることができる。

（実施例） 第１図は本発明による免疫反応測定装置の基本的構成を
示す線図である。コヒーレント光を放出すル光源トシテ
波長６３２．８ｎｍのｌ−１８−ＮｅガスレーｌＪ″１
を設ける。コヒーレント光を放射する光源としては、こ
の°ようなガスレーザの他に半導体レーザのような固体
レーザを用いることもできる。

光源１から放射されるレーザ光束２を半透鏡３により光
束４と光束５とに分離する。一方の光束４を集光レンズ
６により集光して、測光位置にある透明なセルフに投射
する。本発明では多数のセルフを測光位置を経て矢印Ａ
で示す方向に順次に搬送する。各セルには順次の試料の
反応液が収容されている。使方の光束５をシリコンフォ
１−ダイオードより成る光検出器８に入射させ、光源１
の出力光強度の変動を表わすモニタ信号に変換する。

セルフの中には、表面に抗体または抗原を結合した微粒
子を分散させた緩衝液と、抗原または抗体を含む被検液
との混合物である抗原−抗体反応液を収容する。したが
ってセルフ中で抗原−抗体反応が起こり、微粒子間に相
互作用が生じたり、微粒子が相互に付着するため、ブラ
ウン運動の状ｆｆ５が変化することになる。セルフ中の
微粒子によって散乱された散乱光を、一対のピンホール
を有するコリメータ９を経て光電子増倍管より成る光検
出器１０に入射させる。光検出器８の出力モニタ信号は
低雑音増幅器１１を経てデータ処理装置１２に供給する
。また、光検出器１０の出力信号を低雑音増幅器１３お
よび低域通過フィルタ１４を経てデータ処理装置１２に
供給する。データ処理装置１２にはΔ／Ｄ変換部１５．
高速フーリエ変換部１６Ｊ′３よび演算処理部１７を設
け、後述するような信号処理を行ない、抗原−抗体反応
の測定結果を出ノｊする。この測定結果はプリンタ１８
に供給して出力すると共にパワースペトル密度の波形を
モニタ１９上に表示する。

セルフからの散乱光強度は、光検出器８からの抗原強度
モニタ信号の短時間平均値出力によって規格化され、光
源１から放射されるレーザ光強度の変動を除去した後、
散乱光の強度ゆらぎのパワースペクトル密度を求め、こ
れに基いてセルフ中での微粒子の凝集状態、したがって
抗原−抗体反応の進行状態の測定を行なう。

本発明では、上述したように散乱光の強度ゆらぎのパワ
ースペクトル密度を検出するが、このパワースペクトル
密度は、微粒子が波長程度の距離を拡散してゆくことに
よる干渉成分のゆらぎによる項と、散乱体積への微粒子
の出入りによって生ずる粒子数のゆらぎによる項とから
成っている。

この内、干渉による散乱光のゆらぎはス、ペツクルパタ
ーンの空間的なゆらぎとして観測されるが、これをその
まま広い受光面を持った光検出器１０に入ｑ４させると
、受光面の面積に亘って空間的な平滑化が行なわれるの
で、検出されるゆらぎは小さくなってしまう。そこでピ
ンホールを有するコリメータ９を用いて光検出器１０の
視野を限定することにより、ゆらぎを高感度で検出する
ことができるようになる。

上述した実施例においては、セルフに入射する光束４の
方向と、］コリメータの光軸方向とを９０°とし、入用
光束は直接光検出器１０に入射しないホモダイン法を採
用したが、入射光束の一部をも光検出器１０に入射させ
るヘテロゲイン法を採用することもできる。ここでホモ
ダイン的に散乱光を検出づ゛る場合には、光電子増倍管
Ｊ：り成る光検出器１０の出力信号は、散乱光の電界強
度をＥｓとすゴ ると、その自乗の平均値［Ｓ　に比例したものとなり、
散乱光と入射光とを併わせで検出するヘテロダイン的検
出の場合には、直接の入射光の電界強度をＥｅとするど
、光検出器１０の出力信号は、（Ｆｏ＋ＦＳ）２−Ｆｏ
′＋２Ｅｅ−ＥＳ十Ｅ８となる。ここでＥ。はゆらぎが
ない（もしあったどしても散乱光のゆらぎに比べて緩つ
くりしている）ので、光検出器１０の出力の変動成分は
殆んど第２項２　Ｆ８・−四に等しい。つまり、散乱光
の電界強度［にほぼ比例した出力信号が得られることに
なる。

本発明の装置では、光検出器１０の出力信号を低域通過
フィルタ１４を経てデータ処理装置１２へ供給し、光検
出器８からのモニタ信号と共に処理をして散乱光の強度
ゆらぎのパワースペクトル密度を求める。ここで定常確
立過程Ｘ　（［）のパワースペクトル密度Ｓ　（ｆ　）
は、次のＪ：うに表わずことができる。

この（１）式をもどに高速フーリエ変換を用いてパワー
スペクトル密度の計算を行なう。すなわち、光検出器１
０からの出力信号を低層１音増幅器１３により、データ
処理装置１２における△／Ｄ変換の母子化レベルを信号
の値域ができるだけ広くおおうように増幅し、この吊子
化したデータをマイクロプロセッサによって演算処理し
てパワースペクトル密度を求める。このようにして求め
たパワースペクトル密度から免疫反応の進行状況を求め
、その測定値をプリンタ１８で数値的に表示する。

第２図および第３図は、粒径がそれぞれ０．１８８μｍ
おＪ：び０．３０５μｍのラテックス粒子を分散させた
液をセルフに収容したときに得られるパワースペクトル
密度を示すものであり、これはローレンツ型パワースペ
ク１−ル密度を表わすものであり、散乱光の強度ゆらぎ
のパワースペクトル密度の内、干渉効果によるものであ
る。これらのパワースペクトル密度の緩和周波数は微粒
子の直径に反比例することがわかる。すなわち、散乱光
の強度ゆらぎは上述したように微粒子の運動に基くコヒ
ーレント光の干渉による成分と、散乱体積内の粒子数の
変動による成分との合成されたものとなるが、本実施例
では干渉成分が主として検出されており、パワースペク
トル密度の緩和周波数は粒子が光の波長の距離を移動す
る時間の逆数どなるので、粒径が大きくなると移動時間
は長くなり、緩和周波数が減少することになる。

第４図は横軸に粒径をμｍの中位でとり、縦軸に緩和周
波数をとってそれぞれ対数目盛りで示したものである。

すなわち、粒径０，０９１５μｍの粒子の緩和周波数は
約４００Ｈ７，、０，１８８μｍでは約２００Ｈｚ　、
　　０．３０５μｍでは約１００１１ｚとなる。この第
４図のグラフから明らかなように、パワースペクトル密
度の緩和周波数は粒径に反比例するので、この緩和周波
数の変化から抗原−抗体による凝集の有無や凝集の程度
を検出することができる。

第５図および第６図は、直径０．３μｍのラテックス粒
子の表面に免疫グロブリンＧの抗体を固定したものを、
７ｒｉｓ−ＨＣρでＰＨ７に調整した緩衝液に分散させ
たものに、抗原として１０−’（＋／ｍ℃および１Ｏ−
９ｒ＋　／ｍ　Ｉｔの濃度の免疫グロブリンＧを加えた
抗原−抗体反応液をセルに収容し、抗原−抗体反応の開
始前と開始後のパワースペクトル密度を示すものである
。第５図に示づ一抗原濃度１０′□’（Ｊ／ｍｌ！、の
場合には、反応前の緩和周波数ｆＲ１が約１００１１７
．であるのに対し、反応後の緩和周波数ｆＲ２が１０１
＋ｚに変化している。これに対し、抗原濃度がｉｏ−９
ｇ／ＩＩＩ　ｉの場合には、反応開始前の緩和周波数ｒ
Ｈ工は約９５　Ｈ７，で、反応後の緩和周波数ｆＲ２は
約４０１１７．となっている。したがって、抗原−抗体
反応前後の緩和周波数の比Ｆを、 ど定義し、この値を幾つかの抗原濃度について求めてグ
ラフに示すと第７図に示すようになる。すなわち、第７
図において横軸は抗原濃度をとり、縦軸は緩和周波数の
比Ｆの値をとって示すものであるが、緩和周波数の比Ｆ
を求めることにより抗原濃度を検出することができる。

一方、第５図および第６図において、抗原−抗体反応の
前後における相対ゆらぎの比（Ｒ）が抗原濃度と一定の
関係を有することもわかる。次にこのことについて説明
する。第１図において、光検出器１０にＪ：って散乱光
を変換した電気信号を以下に示すにうな伝達関数を有す
る低域通過フィルタに通づ。

ここにｆは低域通過フィルタのカッ１〜オフ周波数であ
り、緩和周波数［Ｊ：りも十分低い周波数とする。この
どぎ、低域通過フィルタの出力として得られる電流■の
ゆらぎのパリアンスは、〈　δ　Ｔ＞　　２　＝Ｋ　　
２　　＜Ｎ＞　　十　Ｋ２　　　＜Ｎ＞　　２　ｆｏ／
ｆｒ・・・（３） となる。ただし１くは定数、〈Ｎ〉は散乱体積中の平均
粒子数である。したがって、低域通過フィルタの出力電
流の相対ゆらぎとして次式（４）が成立づ−る。

粒子数は十分に大ぎいとすると、（４）式は次のように
書き直すことができる。

したがって、パワースペクトル密度のグラフから緩和周
波数ｆｒを求めることにより相対ゆらぎを算出すること
ができる。このとき相対ゆらぎ比Ｒは次式で表わすこと
ができる。

この（６）式により相対ゆらぎ比Ｒを求め、これと抗原
濃度との関係をグラフにして求めたのが第８図である。

このグラフより明らかなように、抗原−抗体反応前後に
おける相対ゆらぎの比Ｒを求めることにより未知の抗原
濃度を知ることができる。すなわち、測定に先立って既
知の異なる抗原濃度の標準サンプルについて相対ゆらぎ
比Ｒを求めて第８図のように検量線を求めておき、未知
の抗原濃度の被検体について相対ゆらぎ比Ｒを求め、先
に求めた検量線に基いて抗原濃度を知ることかできる。

一方、（６）式による相対ゆらぎ比Ｒは第５図および第
６図に示すパワースペクトル密度の低周波帯域における
積分値の変化の比としても求めることができる。すなわ
ち、 に基いて相対ゆらぎ比Ｒを求めることができる。

ここで抗原−抗体反応前のパワースペクトル密度の積分
値Ａおよび反応後の積分値Ｂは、１０−１−１０’ｌｌ
ｚの低周波帯域における積分値である。したがって低域
通過フィルタは１０’ｔｌｚ以下の周波数を通過するも
のとする。

上述した例では第５図および第６図に示づようにパワー
スペクトル密度の低周波領域における積分値ＡおよびＢ
の比どして相対ゆらぎ比Ｒを求めるようにしたが、低周
波領域におりる特定の周波数、例えば１０　ｌ−１ｚに
お（プるパワースペク１−ル密度のレベルの比から相対
ゆらぎ比を求めるＪ：うに１）でもよい。このように周
波数を特定するどきには、高速フーリエ変換器の代りに
ディジタルフィルタを用いることができ、構成が簡単と
なるど共に処理時間も短くなる。

粒径が一定の場合にはパワースペク１−ル密度はローレ
ンツ型であり、緩和周波数より大きい周波数においては
周波数の自乗に反比例して減少する。

ところが、粒径が分布している場合には、それぞれの粒
径に対応した緩和周波数を持ったローレンツ型スペク１
〜ルを巾ね合わせたものが観測されるので高周波部分に
お（プるパワースペクトル密度は最早や周波数の自乗に
反比例しなくなる。したがってこの部分の形状から逆に
反応によって凝集した粒子の粒径分布を知ることができ
る。このよう４ｒデータは従来は得られなかったもので
あり、抗原−抗体反応の状態を解析する上で有用な情報
である。

第９図△およびＢは本発明による自動測定装置の一実施
例の構成を示す絵図であり、第９図Ａは平面的に表わし
た図、第９図Ｂは側面的に表わした図である。エンド１
ノス状の搬送ヂエーン２１を一対のギヤ２１ａおＪ：び
２１ｂの間に掛は渡し、モータ２１Ｃにより矢印へ方向
に間欠的に駆動して直線状の反応ラインを構成する。搬
送チェーン２１にはセル装填位置Ｐ１においてセル装填
装置２２により１個１個セル２３をロードする。このよ
うに搬送ヂ工−ン２１に装填されたセル２３には、先ず
試薬分注位置Ｐ２において、試薬分注器２４により、試
薬容器２５に収容した試薬を分注する。この試薬は、表
面に免疫グロブリンＧの抗体を固相化した直径０．３μ
ｍのポリスチレンラテックス粒子を緩衝液に分散させた
ものである。次に第１測光位置Ｐ３において、レーザ光
源２６からレーザ光をセル２３の底面から照射し、セル
側面からの散乱光を光検出器２７で受光して反応前の測
定を行ないパワースペクトル密度を求める。次に試料分
注位置Ｐ４において、試料を分注する。本例では試料中
の免疫グロブリンＧの抗原を測定するものである。試料
は搬送チー　ｌ　ピ　−　　・ ■−ン２１と同期して間欠的に回転するターンテーブル
２８の周辺に設けられた多数の試Ｈ１容器２９にそれぞ
れ収容されており、試わ１分注器３０により所定量ずつ
セル２３内に分注される。このように試１１が分注され
ると抗原−抗体反応が開始される。

所定の時間経過後、第２測光位置Ｐ５において、レーザ
光源３１からセル２３ヘレーザ光を照射し、散乱光を光
検出器３２にＪ：り受光し、反応１りの測定を行なう。

すなわち、この散乱光の強度ゆらぎのパワースペクトル
密度を求める。このようにして反応前および反応後のパ
ワースペク１−ル密度を求め、例えばこれらの緩和周波
数の比から試料中の抗原ｉ１ａ度を求めることができる
。

本発明では上述したように順次の試料を順次のセルに分
注１）、セル内の反応液の免疫反応を順次に測定するこ
とにより、多数の試料を効率良く処理覆ることができる
。この場合、１１０送ヂエーン２１は間欠的に駆動する
が、停止時間は主として散乱光のデータ取込みおＪ：び
処理時間によって決まり、また第１測光イ立冒Ｐ３と第
２測光位置Ｐ５との問の間隔は必要な反応時間によって
決まる。例えばデータ取込おにび処理時間を約５分とし
、反応時間を６０分とするど、第１おＪ：び第２の測光
位置Ｐ３とＰ５との間隔は１２ピッチ分とすればよい。

第１０図ＡおよびＢは本発明による自動測定装置の他の
実施例の構成を示すものである。本例では多数の偏平な
セル４１を矢印へ方向に間欠するターンテーブル４２の
周辺に等間隔に配列してセルを円形の反応ラインを経て
搬送する。ターンテーブル４２は恒温槽４３内に配置し
、この恒温槽内には透明な恒温液４４、例えば水を収容
し、セル４１内の反応液を所定の温度に維持するように
する。また恒温槽４３の底面には超音波振動子４５を取
付け、恒温液４４を介してセル４１内の反応液に超音波
を伝達し、その中の微粒子を攪拌運動させる。このよう
に微粒子を攪拌させると抗原と抗体が出会う確率が高く
なり、反応が著しく促進され、反応時間が短くなる。こ
のことは特に抗原温度が低い場合に有効となる。

ターンテーブル４２は間欠的に回転するが、位置Ｐ、に
おいて試薬分注器４６により試薬容器４７中の試薬を所
定量分注する。次にターンテーブル４２がＩピッチ回Ｉ
Ｊｔ　して位置Ｐ２に来ると、先ず第１回目の測光が行
われる。この測光は反応開始前のパワースペクトル密度
を求めるためのものである。

レーザ光源４８から放射される光を光ファイバ４９によ
り恒温槽４３の内部に導き、セル４１の底面からセル内
に入射させる。セル４１からの散乱光はセルの側壁と対
向して入射端を配置した光ファイバ５０により恒温槽４
３の外部へ取出し光検出器５１に入射させる。

このようにして反応前の測光を行って散乱光の強度ゆら
ぎのパワースペクトル密度を求めた後、試料分注器５２
によりセル４１内に所定量の試料を分注する。試料は試
料容器５３内に収容し、１般送機構５４により矢印Ｂの
方向へターンテーブル４２と同期して間欠的に搬送する
。このようにセル４１に試料を分注することによって抗
原−抗体反応を開始する。本実施例においては、試料の
処理能率を高めるために反応後の測光はターンテーブル
４２が１回転して当該セルが再び位置Ｐ２に来たときに
行う。

従って、ターンテーブル４２に装填したセル４１の個数
およびターンテーブルの回転速度は反応時間によって決
める必要がある。一般に抗原濃度が低い場合には反応速
度は遅くなるので反応時間は長くなるが、この長い反応
時間の間にターンテーブル４２が１回転するように決め
ればよい。しかし、本実施例では超音波振動子４５によ
って微粒子を撹拌しているので反応時間は短くなり、従
って処理能率を向上することができる。また、本実施例
では１１（乱光を測光するための光源や光検出器を含む
装置を１細膜ければよいので構成は節中となる。

さらに、上述した説明ではターンテーブル４２の１回転
の時間を最も長い反応時間に合わせて設定したが、最も
短い反応時間に合わせて設定することもできる。この場
合には、反応開始後の１回目の測定によりパワースペク
トル密度を求め、例えば緩和周波数を求め、ることがで
きるようなデータが得られているか否かをチェックし、
得られていない場合にはさらにターンテーブル４２を１
回転させて２回目の測定を行い、以下同作のチェックを
行って最終的な測定結果を求めるようにする必要がある
。従って第１０図では図示していないセルの自動装填、
排出装置またはセルの洗浄装置を各セルに対して各別に
動作させる必要がある。

第１１図ＡおよびＢは第１０図に示した本発明の自動測
定装置の変形例を示す図であり、第１０図に示した部分
と同一の部分には同じ符号を付けて示す。

先ず位置Ｐ１において試薬分注器４６により所定量の試
薬をセル１内に分注し、反応開始前の測定を行う。次に
位置Ｐ２において試料分注器５２により試料容器５３に
収容された試料を所定量分注して抗原−抗体反応を開始
させる。ターンテーブル４２がほぼ一回転して当該セル
４１が位置Ｐ３に来たら、反応後の測定を行う。ターン
テーブル４２の回転速度は、位置Ｐ２からＰ３まで移動
する時間が最も長い反応時間に対応するように設定する
。位置Ｐ：ｌにおいて反応後の測定を完了したら当該セ
ルをターンテーブル４２から取出し、新たなセルをター
ンテーブルにセットする。以下同様にして順次の試料を
測定することができる。

本例では、位置Ｐ、とＰ、の２個所において１４１１１
定を行うが、レーザ光源および光検出器を共通に使用す
るようにする。ずなわち、レーザ光源４８をセル４１の
下方に配置し、これから−１一方へ放射される光の一部
を回転自在の半透鏡６０によって左右いずれかの方向へ
反射させる。半透鏡５０を透過した光は光検出器６１に
入射させ、レーザ光源４８の出力光の変動分を表すモニ
タ信号を作る。半透鏡６０で反射された光はさらにミラ
ー６２で反射され、恒温槽４３を経てセル４１にその底
部から入射させる。本例では恒温槽４３はエアパスタイ
ブの恒温槽とする。

したがって超音波振動子４５による攪拌はターンテーブ
ル４２を介して行う。一方、セル旧の側壁から放射され
る散乱光は、２個の入射側ピンボールＦ＋Ｉａおよび６
４１）と１個の出射側ビンボール６４Ｇとを有するコリ
メーク６４のピンポール６４ａおよび６４ｃを介して１
個の光検出器５１により受光する。一方、位置Ｐ３での
測定を行う場合には、半透鏡６０を第１１図Ｂの鎖線で
示す位置に回動し、レーザ光源４８から放射される光の
一部をミラー６３で反射させ位置Ｐ３にあるセル４１に
その底面から入射させる。

この場合には、コリメータ６４のピンホール６４ｂおよ
び６４ｃを介して散乱光を光検出器５１に入射させる。

このようにして位ｌ　Ｐ　＋およびＰ、において選択的
に測定を行うことができる。

本発明は上述した実施例にのめ限定されるものではなく
、幾多の変形や変更が可能である。」１述した説明は免
疫グロブリンＧ　（Ｉｇ　Ｇ）について例示したが、免
疫グロブリンＡ　（Ｉｇ　Ａ）　。

Ｉｇ　Ｍ、　　Ｉｇ　Ｄ、　　Ｉｇ　Ｅ、オーストラリ
ア抗原、梅毒抗原、インシュリンなど抗原−抗体反応に
よってａ集を生ずるすべての物質の測定に適用すること
ができる。また、上述した実施例では、微粒子表面に抗
体を固定して、試料中の抗原を検出するようにしたが、
表面に抗原を固定した微粒子を緩衝液に分散させた試薬
を用い、試料中の抗体を検出することもできる。さらに
、上述した実施例では微粒子としてポリスチレンラテッ
クス粒子を用いたが他の有機物粒子や、ガラスなどの有
機物粒子を用いることもできる。さらに上述した実施例
では抗原−抗体反応液の中には最初から微粒子を存在さ
せたが、このような微粒子を用いずに、抗原−抗体反応
の結果として生ずる微粒子状生成物による散乱光を利用
することもできる。このような抗原−抗体の実施例とし
ては、抗原としてヒト絨毛コナドトロピン（ＨＣＧ）を
用い、抗体として抗体ヒト絨毛コナドトロピン（抗ＨＣ
Ｇ）を用いる反応があり、この反応により生成される抗
原−抗体複合体は微粒子として扱うことができる。

さらに抗原そのものを粒子として用いることもできる。

このような抗原−抗体反応としては抗原としてカンデイ
ダ・アルビカンス（酵母）を用い、抗体として抗体力ン
ディダ・アルビカンスを用いる例や、他に血球、細胞、
微生物などを粒子として用いることもできる。また上述
した実施例では、試薬をセルに最初に分注し、反応前の
測定を行った後に試料を分注して反応を開始させたが、
試料中に微粒子が含まれる場合には、最初に試料を分注
して反応前の測定を行い、次に試薬を分注して反応を開
始させるようにすることは勿論である。

（発明の効果） 上述した本発明の効果を要約すると以下の通りである。

（１）酵素やラジオアイソトープのような標識試薬のよ
うな高価で、取扱いの面倒な試薬を用いる必要がないの
で、安価かつ容易に実施することができる。

（２）免疫電気泳動法、免疫拡散法、沈降法などの非標
識免疫分析法に比べ精度が高く、再現性が高いので信頼
性の高い測定結果を高精度で得ることができる。

ｆ３１　１ｊ粒子のブラウン運動に基づく散乱光の強度
ゆらぎを検出するものであるから、超微量の被検体で高
精度の測定ができると共に測定時間も短時間となる。

（４）平均拡散定数を散乱光のスペクトル幅の変化から
求めることにより抗原または抗体を定量する方法に比べ
分光計が不要であるので装置は小形かつ安価となると共
に精度および信頼性の高い測定結果が得られる。

（５）光ゆらぎのパワースペクトル密度に基づいて測定
を行うため、抗原−抗体反応についての多くの有用な情
報を得ることができる。

（６）多数の試料を順次にセルに分注して測定を行うよ
うにしたため、試料処理能率は高くなり、多数の試料を
自動的に短時間で処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による免疫反応自動測定装置の基本的構
成を示す線図、 第２図および第３図はそれぞれ粒径が０．１８８μｍお
よび０．３０５μｍの微粒子に対するパワースペクトル
密度を示すグラフ、 第４図は粒径と、パワースペクトル密度の緩和周波数と
の関係を示すグラフ、 第５図および第６図はそれぞれ抗原濃度が１０−４ｇ／
ｍｊ！および１０〜９ｇ／ｍ１．に対する抗原−抗体反
応前および後のパワースペクトル密度を示すグラフ、第
７図は抗原濃度と緩和周波数の比との関係を示すグラフ
、 第８図は抗原濃度と相対ゆらぎ比との関係を示すグラフ
、 第９図ＡおよびＢ、第１０図ＡおよびＢ、第１１図Ａお
よびＢは本発明の自動測定装置の３つの実施例の構成を
示す線図である。 ■・・・レーザ光源　　　　２，４．５・・・光束３・
・・半透鏡　　　　　　６・・・集光レンズ７・・・セ
ル　　　　　　　８・・・光検出器９・・・コリメータ
　　　　１０・・・光検出器１１、１３・・・低雑音増
幅器　１２・・・データ処理装置１４・・・低域通過フ
ィルタ　１８・・・プリンタ１９・・・モニタ　　　　
　　２１・・・搬送チェーン２３・・・セル　　　　　
　　２４・・・試薬分注器２６、３１・・・レーザ光源
　　２７．３２・・・光検出器２９・・・試料容器　　
　　　３０・・・試料分注器４１・・・セル　　　　　
　　４２・・・ターンテーブル４３・・・恒温槽　　　
　　　４５・・・超音波振動子４６・・・試薬分注器　
　　　４８・・・レーザ光源４９、５０・・・光ファイ
バ　　５１・・・光検出器５２・・・試料分注器　　　
　６ｏ・・・半透鏡６１・・・光検出器　　　　　６２
．６３・・・ミラー６４・・・コリメータ。 （４勿ノ〕ノＪ　’Ｉ／−１乙コ―）ピコ−さｌぴ’Ａ
）１１ｍ１／−４乙。シン−乙、Ｖ壽れ写を長ルＹ−乙
さ／　　　　　　　　　　　　１．冨１／−１乙とγ−
乙、ＶＮＨｎｉｉが■１ ４′ｆａγ区吐萱 １障１．♀９！打畔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、抗原および抗体を含む反応液に光を投射し、抗原−
   抗体反応により生成される微粒子による散乱光または反
   応液に加えた抗体または抗原を固定した微粒子による散
   乱光を検知し、この検知出力の強度ゆらぎのパワースペ
   クトル密度に基いて抗原−抗体反応を測定する装置にお
   いて、 抗原および抗体を含む反応液を収容する多数のセルを所
   定の反応ラインに沿って間欠的に搬送する手段と、 順次のセルに順次の試料を所定量ずつ分注する試料分注
   手段と、 順次のセルに試薬を所定量ずつ分注する試薬分注手段と
   、 微粒子を含む試料または試薬を分注したセ ルに光を投射し、セルからの散乱光を受光し、当該セル
   にさらに試薬または試料を分注して抗原−抗体反応を開
   始させた後、所定の反応時間経過後にセルに光を投射し
   、セルからの散乱光を受光する手段と、 反応前および反応後に受光した散乱光から、それぞれの
   強度ゆらぎのパワースペクトル密度を求め、これらのパ
   ワースペクトル密度に基いて試料の免疫反応を測定する
   手段とを具えることを特徴とする免疫反応の自動測定装
   置。