JPS6231300B2 - - Google Patents

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JPS6231300B2
JPS6231300B2 JP54076371A JP7637179A JPS6231300B2 JP S6231300 B2 JPS6231300 B2 JP S6231300B2 JP 54076371 A JP54076371 A JP 54076371A JP 7637179 A JP7637179 A JP 7637179A JP S6231300 B2 JPS6231300 B2 JP S6231300B2
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JP
Japan
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test substance
antibody
labeled
sample
test
Prior art date
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Application number
JP54076371A
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Japanese (ja)
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JPS5510596A (en
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Rimu Furankurin
Deii Mosu Richaado
Jei Byuuraa Robaato
Eichi Chan Teresa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Damon Corp
Original Assignee
Damon Corp
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Publication date
Application filed by Damon Corp filed Critical Damon Corp
Publication of JPS5510596A publication Critical patent/JPS5510596A/en
Publication of JPS6231300B2 publication Critical patent/JPS6231300B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • 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
    • G01N33/536Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase
    • G01N33/537Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase with separation of immune complex from unbound antigen or antibody
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/74Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving hormones or other non-cytokine intercellular protein regulatory factors such as growth factors, including receptors to hormones and growth factors
    • G01N33/743Steroid hormones
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
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    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、血清の如き液体試料中の血清たん白
質未結合被験物質例えばホルモンの存在およびそ
の濃度を測定することに係わる。更に詳しくは、
本発明は、遊離被験物質、結合性血清たん白質お
よび或る濃度の被験物質―血清たん白質複合体を
含有する試料において血清たん白質と可逆的に結
合しうるタイプの遊離被験物質を検出するのによ
く適合した方法に係わる。 然るに、診断のため各種の生物学的活性物質の
濃度を測定する「競合検定」法は今日十分に確立
されている。この方法は、測定しようとする被験
物質に対して特異的な抗体が試験試料および該試
料の標識を付した類似体のアリコートとともにイ
ンキユベートされる反応系を含む。天然被験物質
とその類似体は抗体の結合箇所に結合すべく競合
する。この抗体を反応系の残りのものから分離し
たのち、該抗体ないし上澄液を類似体について検
定することができる。抗体に関連せる類似体の量
は試料中の被験物質の濃度の逆関数である。 かかる競合検定を行うための通常の方法として
「液相放射免疫検定」と「固相放射免疫検定」の
二つが知られている。而して、各系において、抗
体上の標識類似体の量を測定するために、抗体に
結合した免疫原物質(immunogenic
substance)を結合していない免疫原物質から取
り出さねばならない。この測定からは、試料中の
免疫原物質の量が測定される。 「液相」放射免疫検定系では、測定しようとす
る抗体、標識類似体および免疫原物質を溶液状態
でインキユベートする。而して、いくつかの抗体
結合箇所が有効であり、反応は迅速である。複合
体未形成の免疫原物質から抗体複合化免疫原物質
を分離するために、抗体免疫原複合体を沈殿さ
せ、遠心処理し、上澄液をデカンテーシヨンす
る。 「固相」放射免疫検定系では沈殿工程が排除さ
れる。抗体はガラスチツプないしチユーブの内面
に結合する。而して、ガラスチツプを遠心処理し
或は被覆されたチユーブをデカンテーシヨンする
ことによつて、抗体複合化免疫原物質を複合体未
形成の免疫原物質から分離する。しかしながら、
抗体上のいくつかの有効な活性箇所がチツプ又は
チユーブによつてブロツキングされているので、
反応は比較的緩徐である。 甲状腺、精巣、卵巣、副腎皮質および哺乳動物
の他の腺から排泄される如きホルモンはしばしば
ホルモン結合性血清たん白質ないしグロブリンと
結合して循環系内を輸送される。この血清たん白
質に結合したホルモン又は全ホルモンに対立され
る遊離ホルモンの存在および濃度を量定すること
ができるなら、それはしばしば診断上有益であ
る。例えば、血流中のチロキシンT4は、輸送血
清たん白質(チロキシン結合性グロブリン、アル
ブミン又はプレアルブミン)に結合した被験物質
としては動的平衡で存在し、また血清たん白質未
結合物質(「遊離」又は未結合T4)としては少部
分(可能な値は0.1%又はそれ以下)で存在す
る。遊離T4は甲状腺ホルモン系の活性被験物質
であると考えられる。あいにくなことに、遊離
T4検定方法学はだらだらと長く且つ複雑で、コ
スト高につき、しかも誤差の入りやすいものであ
つた。なぜなら、物質の標準化が困難であり、ま
た血清たん白質に比較的ゆるく結合したホルモン
が血清たん白質未結合ホルモンの微少な量に比し
て圧倒的に多く、血清たん白質未結合ホルモンの
微少量を測定することがむづかしいからである。
依つて、上記の競合検定法によつて遊離被験物質
の濃度を測定することができない。 遊離T4および、生体内で血清たん白質複合体
として存在する他のホルモンを測定する方法のう
ち透析膜法が高い精度を示す。この方法では、既
知量の被検血清と標識ホルモンの入つた透析バツ
グを緩衝液中に懸吊する。標識ホルモンはそれ自
体、血清ホルモンとして遊離状態と結合状態との
間を同じ割合で分布する。添加される標識ホルモ
ンの量は、系をひどくかき乱すことのないように
極度に少なくなければならないが、それでもなお
少量の検出が可能となるように計数(カウント)
率は高くなければならない。放射性標識の場合、
これは、比放射能が非常に高い標識ホルモンを用
いることを必要とする。適当な時間(約24時間)
経過後、血清たん白質に結合してない標識および
天然ホルモンは半透性透析バツグを通つて拡散す
るが、血清たん白質(分子量>20000)に結合し
たホルモンは透析バツグ内に留まる。血清中に存
在する遊離ホルモンの量を測定するには、緩衝液
のアリコートを標識ホルモンについて検定する。
検定の結果、緩衝液内に入つた標識ホルモンの分
率を算出し得、また推論される遊離状態で存在す
る全ホルモンの分率を算出することができる。而
して、この分率を遊離ホルモンの質量単位(例え
ばng/dl)に換算するには、その試料に関して全
ホルモン検定を実施せねばならない。 この系は、遊離T4と他の遊離ホルモン検定に
おいて有意な結果を示しうるが、しかしそれは日
常的にはきわめて適さない。先ず、二つの試験が
実施されねばならない。而して、最終結果の精度
は、二つの方法によつて折衷されうる。また、一
つの試験に対してかなり多量の放射能を用いねば
ならない。標識ホルモン中の障害となる不純物は
特別の問題を惹起し得、しかもインキユベーシヨ
ンの所要時間は長い。単に血清だけを用いること
ができるが、それはきわめて新しいものでなけれ
ばならない。更に、検定に必要な物質全ての補正
および標準化は日常的なこと(routine matter)
でない。かくして、この方法の適用は、それがコ
スト高であり多大の労力と高い熟練度を要するこ
とから制約がある。 遊離ホルモン検定の別の方法は反応動力学を伴
うもので、二つの別個の試験を必要とする。各試
験において、抗体がホルモン例えばT4を、チロ
キシン結合性グロブリンの如き主要結合剤の対抗
引力から引き離していかに早く捕獲するかに係わ
る動力学的曲線が測定される。 かかる検定系では、いくつかの病理学的条件か
ら不正確が生ずる。もし血清たん白質結合性箇所
が通常より多く存在するなら、ホルモンに対する
グロブリンの有効けん引力は高まり、抗体への結
合割合は減少する。而して、チロキシン分析の場
合、これは、実際には多量のT4があるとしても
試料中にはT4がほとんどなく全て結合された外
観を呈する。 本発明を概記するに、それは、血清たん白質未
結合ホルモンおよび他の類似被験物質を直接検定
するための方法、試薬および試験セツトに係わ
る。この検定は、血清たん白質および血清たん白
質結合ホルモンの存在で実施することができる。 本発明に従えば、被検ホルモン又は他の被験物
質に対し相補的な抗体を内蔵する半透過性マイク
ロカプセルを、該ホルモンの標識を付した類似体
および試験試料とともにインキユベートする。こ
のインキユベーシヨンに先立ち、類似体は、抗体
がホルモン結合性箇所において飽和されるような
量でマイクロカプセル内に導入されうる。マイク
ロカプセル壁は試験試料を抗体から分離する膜よ
りなり、而してその膜は、遊離被験物質およびそ
の類似体の通過を許容するのに十分なしかし抗
体、天然血清たん白質又は血清たん白質結合ホル
モンの通過を許容するには不十分な多孔率を有す
る。このマイクロカプセルのアリコートに試験試
料を添加するとき、遊離ホルモンは膜を通つて拡
散し、抗体上の結合箇所に関してその類似体と競
合する。かくして、抗体と反応系の残りのものと
の間の類似体の分布は、試料中に当初存在する遊
離ホルモン量の指標となる。この方法は、在来の
液相放射免疫検定に固有の精度と固相系の簡素さ
および便利さとを兼備している。 次いで、抗体をその結合ホルモン(および結合
類似体)と一緒に、遊離被験物質から分離し、抗
体又は反応系の残部を類似体について検定する。
分離は、浸透圧の変化を誘発させてカプセルがし
ぼむと抗体未結合ホルモンがカプセル外に移動す
るようにすることによつて実施されうる。これ
は、例えば、血清アルブミン又はポリエチレンイ
ミンを系に加えてカプセル内液の流出を促進する
ことにより遂行することができる。別法として、
マイクロカプセルから遊離被験物質を簡単な洗浄
によつて取り出すことができる。結果は、類似体
含量の検定を標準例えば遊離ホルモン濃度対放射
能カウント、螢光強度又は、類似体の存在を示す
のに用いられる他のマーカー特性の曲線に比較す
ることによつて解釈される。 本検定は、遊離チロキシン、トリヨードチロニ
ン、新産チロキシン、テストステロン、コルチソ
ル、他のステロイドホルモン並びに、血清たん白
質と可逆的に結合する他の物質の存在および(又
は)濃度を調べるのに用いることができる。本検
定はまた、血清たん白質に有意に結合しない被験
物質例えばジゴキシンの如き薬剤を検定するのに
も用いることができる。而して、相補的な結合性
物質ないし被検物質の標識を付した類似体が入手
し得或は製造されうる限り、本質上いかなる如上
物質も検定することができる。 本検定は、類似体、抗体標準物質を内蔵するマ
イクロカプセルおよび、所定濃度の被検物質を含
有するブランクよりなる試験セツトと、インキユ
ベーシヨン終了後カプセルから抗体未結合被験物
質および類似体を取り出す試薬とを用いて日常的
に行うことができる。品質管理のため、マイクロ
カプセル内の液を着色してもよい。これらカプセ
ルが遠心処理により沈降し或は析出したあとの着
色せる上澄液はマイクロカプセルの破断ないし抗
体の可能な漏出を表わす。本検出は、在来の検出
とは異り、血清たん白質、ホルモンおよび干渉物
質の広い濃度範囲にわたつて、診断される状態と
の臨床的相互関係の喪失を排除する。 本発明の目的は、液体試料中の血清たん白質に
結合していない被験物質の存在および濃度を調べ
るための迅速、簡単且つ再現しうる検定法、かか
る検定に有用な試薬並びに、該検定を迅速且つ手
軽に行うのに適した試験セツトを提供することで
ある。本発明の別の目的は、ヒト血液から抽出さ
れる血清たん白質結合T4含有試料中の遊離T4
測定する方法を提供することである。 本発明の他の目的は、固有放射免疫検定系の利
点と液相放射免疫検定系の利点とを兼備した、免
疫原物質を測定するための競合法を提供すること
である。本発明の更に別の目的は、血清中のジゴ
キシン量を測定するための信頼度高い方法を提供
することである。本発明の如上および他の目的な
いし特徴は以下の説明から明らかとなろう。 好ましい具体化 本発明の方法では、被検物質を含有する試料
を、該物質に対して相補的な抗体(又は該物質と
可逆的に結合することのできる他の物質)および
該物質の標識を付した類似体とともにインキユベ
ートし、また試料および抗体を、高分子量である
たん白質の通過を排除する単数ないし複数の半透
膜によつて分離することが必要とされる。 選定された被験物質に対する抗体は、実験室動
物にホルモンを、場合によつては補助薬とともに
注射し次いで産生した抗体を抽出、精製すること
を包含する既知技法に従つて製造することができ
る。而してかかる抗体の多くは市販されている。
また、本発明の方法によつて検出することのでき
る被験物質の標識を付した類似体の多くも市販さ
れており、或は既知技法を用いて製造することが
できる。本明細書で用語「標識を付した類似体」
を用いるとき、それは、検出しようとする被験物
質に類似の好ましくは該物質に同じ抗体結合特性
を有する分子にして、被験物質の濃度の測定が容
易に行える特性を特徴とする分子を意味する。好
ましい類似体は、放射性原子で標識された被験物
質の試料よりなる。例えば、甲状腺ホルモンは、
125で好都合に標識し得、次いでガンマ放射線
を測定することによつて量を知ることができる。
しかしながら、他物質の類似体も、それが分子量
を有しまた生ずる寸法が天然たん白質および使用
抗体を十分に下回る限り使用しうることが企図さ
れる。かくして、被検物質の試料を比較的低分子
量の酵素、けい光部分又は、物理的ないし化学的
手段によつて類似体濃度の定量を可能にする他の
部分で標識することにより、類似体を製造するこ
とができる。 検定を実施するには、抗体および天然たん白質
(これは一様に、20000ダルトンを越える分子量を
有する)の通過を阻止するのに十分なしかし被検
物質およびその類似体の自由通過を許容するのに
十分な透過性を有する単数ないし複数の膜によつ
て、抗体および類似体を試料から分離しなければ
ならない。本発明の好ましい具体化では、この膜
は、抗体および類似体を内蔵する半透過性マイク
ロカプセルの形をなす。 用いられる半透過性マイクロカプセルが、既述
の透析膜に似た透過性を有することは注目すべき
である。しかしながら、半透過性マイクロカプセ
ル壁は慣用の透析膜の数百分の1と薄く、またそ
の単位重量当りの有効表面積は透析膜より大き
い。遊離T4又は他の遊離ホルモンはマイクロカ
プセルに自由に入り、その濃度に比例して、T4
抗体からの標識T4にとつて代る。かくして、イ
ンキユベーシヨンの間にカプセル内部は遊離T4
と標識T4との平衡状態に近づく。 上記の透過特性を有する膜内に生物学的物質を
封入する適当な方法については、F.Lim等の米国
特許出願606166(1975年8月20日)、同931177
(1978年8月4日)および同30847(1979年4月17
日)並びにF.Limの米国特許出願24600(1979年
3月28日)に詳しく開示されている。このような
膜の今日好ましいとされる製造方法では、界面重
縮合技法によつて半透過性ポリアミド膜が製造さ
れる。先ず互いに混和しない溶剤又は溶剤系例え
ば水とシクロヘキサンを基剤とする溶剤とを選択
する。而して、共重合体を構成する相補的対の単
量体1種を、封入させようとする物質と一緒に水
に溶解し、次いでこの被封入物質を含有する水性
溶剤を他の溶剤内に乳化させて、ばらばらに離散
せる液滴多数を形成する。次いで、このエマルジ
ヨンの連続相に別の相補的単量体(コモノマー)
を添加して、相境界での滴液周囲において重合を
開始させる。重合体析出物の膜透過性および均一
性は、重合過程でエマルジヨン連続相の、封入さ
れた単量体に対する親和性を変えることにより、
また反応する単量体の濃度および重合時間を調節
することによつて制御される。 一つの方策では、最初エマルジヨンの連続相
を、封入された単量体に対し比較的高い親和性を
有する溶剤又は溶剤系とし、それによつて、液滴
周囲に比較的厚い重合体網状構造が重合の第一段
階で生成するようにする。そのあと、連続相の上
記(第一)単量体に対する親和性が、例えば該相
を別の溶剤で稀釈し或は該相を新たな溶剤で置換
えることにより低下せしめられるように、連続相
を変える。第二の単量体を添加すると、後重合
が、先に析出した重合体網状構造の内部に選択的
に生じてマクロな孔の空隙部分を埋め、それによ
つて特定の分子量より小さな溶質の拡散を許容す
る一様なカプセル膜がもたらされる。 別の方策では、最初、連続相を、それが被封入
単量体に対する低い親和性を有するように而して
重合の第一段階で薄い比較的密な膜が形成するよ
うに選択する。そのあと、連続相の被封入単量体
に対する親和性を高めて、膜から追量の単量体を
引出し、不溶性重合体の別の外層を沈着せしめ
る。 不連続な水性液滴相が、抗体の如き不安定な生
物学的物質に適した環境を示すように緩衝剤を含
むとき、封入は、不安定な物質の生物学的活性の
大部分を保全する態様で実施することができる。
封入された物質の作動性も亦、重合期間にわたつ
てエマルジヨンの連続相の第二の単量体をインク
レメントに加えその濃度がどの所定時でも比較的
低くなるようにまた抗体が可能的に破断性の物質
の高い濃度にさらされないようにすることによつ
て保全される。 好ましい反応系では、シクロヘキサン連続相
に、ジアミン、高分子量充填材および抗体を含有
する水性液滴が形成される。而して、この連続相
の、液滴相に溶解した単量体に対する親和性は、
クロロホルムを稀釈剤として加えることにより変
性される。ジ酸ハロゲン化物を系に加えると、半
透過性ポリアミドマイクロカプセルが生成する。
このマイクロカプセル形成法は、透過性の上限を
2000〜30000ダルトン分子量範囲に有する膜を形
成するのに有効である。かくして、カプセルは、
多くのホルモンの拡散を許容するように容易に設
計することができる。 検定を行うために、試験試料と上記タイプのマ
イクロカプセルを混合し、そして、好ましくは約
37℃でインキユベートする。インキユベーシヨン
に先立ち、検出しうる程の量の類似体濃度を抗体
に負荷するのに十分な濃度の類似体溶液にカプセ
ルを懸濁させることができる。しかしながら、検
定は、反応系に類似体を、血清とのインキユベー
シヨン時又はインキユベーシヨン後添加すること
によつて実施されうる。試料中の血清たん白質お
よび血清たん白質―被験物質複合体はマイクロカ
プセルの壁を通過し得ない。 次いで、抗体を反応系の残りのもの(随意マイ
クロカプセルを排除)から分離し、抗体又は系の
残部を類似体について検定する。この分離を行う
好ましい方法ではポリエチレンイミン又は血清ア
ルブミンの溶液の如き高分子量親水性物質がカプ
セル外容量(extracapsular volume)に添加さ
れる。これは浸透圧重量モル濃度(osmolality)
の増加を誘発し、それによつてマイクロカプセル
がしぼみ、またカプセル内抗体未結合ホルモンと
その抗体未結合類似体が上澄液に移行する。その
結果、抗体が封入されている充填ペレツトが得ら
れ、そしてこのものは、随意遠心処理したのち上
澄液をアスピレートし或はデカンテーシヨンする
ことによつて分離することができる。別法とし
て、洗浄により、遊離被験物質および類似体をカ
プセルから分離することができる。 遊離T4抗体、類似体としての125標識チロキ
シンおよび既知濃度の遊離T4溶液を用いて遊離
T4の存在を検定すべく設計した本発明を具体化
せる検定の結果を表1および表2並びにそれに相
応する第1図および第2図に開示する。このデー
タを集めるために用いた方法と併行に実施せる未
知試料の試験は、標準曲線を参照することによつ
て解釈することができる。
The present invention is concerned with determining the presence and concentration of unbound serum protein test substances, such as hormones, in a liquid sample such as serum. For more details,
The present invention detects free test substances of a type capable of reversibly binding to serum proteins in a sample containing free test substances, bound serum proteins, and a concentration of test substance-serum protein complexes. It concerns a method that is well adapted to the However, "competitive assay" methods for measuring the concentration of various biologically active substances for diagnostic purposes are now well established. This method involves a reaction system in which an antibody specific for the test substance to be measured is incubated with an aliquot of a test sample and a labeled analogue of the sample. The natural test substance and its analogs compete for binding to the antibody's binding site. After separating the antibody from the rest of the reaction, the antibody or supernatant can be assayed for analogues. The amount of analog associated with the antibody is an inverse function of the concentration of test substance in the sample. Two conventional methods for conducting such competitive assays are known: "liquid phase radioimmunoassay" and "solid phase radioimmunoassay." In each system, the immunogenic substance bound to the antibody is used to measure the amount of labeled analogue on the antibody.
substance) must be removed from the unbound immunogenic substance. This measurement determines the amount of immunogenic substance in the sample. In "liquid phase" radioimmunoassay systems, the antibody to be measured, the labeled analogue, and the immunogenic substance are incubated in solution. Thus, several antibody binding sites are available and the reaction is rapid. To separate the antibody-conjugated immunogen from the uncomplexed immunogen, the antibody-immunogen complex is precipitated, centrifuged, and the supernatant is decanted. "Solid phase" radioimmunoassay systems eliminate the precipitation step. The antibody binds to the inner surface of the glass chip or tube. The antibody-conjugated immunogenic material is then separated from the uncomplexed immunogenic material by centrifuging the glass chip or decanting the coated tube. however,
Since several effective active sites on the antibody are blocked by the chip or tube,
The reaction is relatively slow. Hormones, such as those excreted by the thyroid, testes, ovaries, adrenal cortex, and other glands of mammals, are often transported through the circulatory system in combination with hormone-binding serum proteins or globulins. It is often of diagnostic interest if the presence and concentration of free hormone as opposed to this serum protein-bound hormone or total hormone can be quantified. For example, thyroxine T 4 in the bloodstream exists in dynamic equilibrium as a test substance bound to transport serum proteins (thyroxine-binding globulin, albumin or prealbumin) and as unbound serum protein (“free”). ” or unbound T 4 ) is present in a small portion (possible values are 0.1% or less). Free T4 is considered to be the active test substance of the thyroid hormone system. Unfortunately, free
The T4 test methodology was lengthy, complex, costly, and prone to error. This is because it is difficult to standardize substances, and hormones that are relatively loosely bound to serum proteins are overwhelmingly larger than the minute amounts of hormones that are not bound to serum proteins. This is because it is difficult to measure.
Therefore, the concentration of free test substance cannot be determined by the competitive assay described above. Among methods for measuring free T 4 and other hormones that exist as serum protein complexes in vivo, the dialysis membrane method shows high accuracy. In this method, a dialysis bag containing known amounts of test serum and labeled hormone is suspended in a buffer solution. The labeled hormone itself distributes equally between the free and bound states as a serum hormone. The amount of labeled hormone added must be extremely small so as not to perturb the system too much, but still be counted so that small amounts can be detected.
The rate must be high. For radioactive labels,
This requires the use of labeled hormones with very high specific radioactivity. Appropriate time (about 24 hours)
After a period of time, the label and native hormones that are not bound to serum proteins diffuse through the semipermeable dialysis bag, while the hormones that are bound to serum proteins (molecular weight >20,000) remain within the dialysis bag. To determine the amount of free hormone present in serum, an aliquot of the buffer is assayed for labeled hormone.
As a result of the assay, the fraction of labeled hormone that has entered the buffer can be calculated, and the inferred fraction of total hormone present in the free state can be calculated. Thus, in order to convert this fraction to mass units of free hormone (eg, ng/dl), a total hormone assay must be performed on the sample. Although this system can show significant results in free T4 and other free hormone assays, it is highly unsuitable for routine use. First, two tests must be performed. Thus, the accuracy of the final result can be compromised in two ways. Also, a fairly large amount of radioactivity must be used for one test. Interfering impurities in the labeled hormone can pose particular problems, and the incubation times are long. Only serum can be used, but it must be very fresh. Furthermore, correction and standardization of all substances required for assays is a routine matter.
Not. Thus, the application of this method is limited because it is costly and requires a great deal of effort and skill. Another method of free hormone assay involves reaction kinetics and requires two separate tests. In each test, the kinetic curve of how quickly the antibody captures a hormone, such as T 4 , away from the opposing attraction of a primary binding agent such as thyroxine-binding globulin is determined. Inaccuracies in such assay systems arise from several pathological conditions. If there are more serum protein binding sites than normal, the effective traction of globulins on hormones increases and the rate of binding to antibodies decreases. Thus, in the case of thyroxine analysis, this gives the appearance that there is very little T 4 in the sample and it is all bound, even though in reality there is a large amount of T 4 . Generally speaking, the present invention relates to methods, reagents, and test sets for the direct assay of serum protein-unbound hormones and other similar test substances. This assay can be performed in the presence of serum proteins and serum protein binding hormones. According to the invention, semipermeable microcapsules containing antibodies complementary to a test hormone or other test substance are incubated with a labeled analogue of the hormone and a test sample. Prior to this incubation, the analog can be introduced into the microcapsule in an amount such that the antibody is saturated at the hormone binding sites. The microcapsule wall consists of a membrane that separates the test sample from the antibody, such that the membrane is sufficient to allow the passage of free test substance and its analogues, but no antibody, natural serum protein, or serum protein binding. It has insufficient porosity to allow passage of hormones. When a test sample is added to an aliquot of this microcapsule, the free hormone diffuses through the membrane and competes with its analog for binding sites on the antibody. The distribution of analogs between the antibody and the rest of the reaction system is thus an indication of the amount of free hormone initially present in the sample. This method combines the accuracy inherent in conventional liquid phase radioimmunoassays with the simplicity and convenience of solid phase systems. The antibody, along with its bound hormone (and bound analogue), is then separated from the free test substance, and the antibody or the remainder of the reaction system is assayed for analogue.
Separation can be performed by inducing a change in osmotic pressure so that when the capsule deflates, the antibody-unbound hormone moves out of the capsule. This can be accomplished, for example, by adding serum albumin or polyethyleneimine to the system to facilitate outflow of the capsule fluid. Alternatively,
Free test substances can be removed from the microcapsules by simple washing. Results are interpreted by comparing assays for analog content to standards such as curves of free hormone concentration versus radioactivity counts, fluorescence intensity, or other marker characteristics used to indicate the presence of an analog. . This assay is used to determine the presence and/or concentration of free thyroxine, triiodothyronine, new thyroxine, testosterone, cortisol, other steroid hormones, and other substances that bind reversibly to serum proteins. be able to. This assay can also be used to assay test substances, such as drugs such as digoxin, that do not significantly bind to serum proteins. Thus, essentially any substance can be assayed as long as a complementary binding substance or labeled analog of the analyte is available or can be produced. This assay consists of a test set consisting of a microcapsule containing an analogue, an antibody standard substance, and a blank containing a test substance at a predetermined concentration, and after incubation, the unbound test substance and analogue are removed from the capsule. This can be done routinely using the reagents to be removed. For quality control, the liquid inside the microcapsules may be colored. A colored supernatant after these capsules have sedimented or precipitated by centrifugation indicates rupture of the microcapsules or possible leakage of the antibody. The present detection, unlike conventional detection, covers a wide concentration range of serum proteins, hormones and interfering substances, eliminating loss of clinical correlation with the condition being diagnosed. It is an object of the present invention to provide a rapid, simple and reproducible assay method for determining the presence and concentration of test substances unbound to serum proteins in a liquid sample, reagents useful for such assays, and Another object of the present invention is to provide a test set that is suitable for easy execution. Another object of the invention is to provide a method for measuring free T4 in a serum protein-bound T4 - containing sample extracted from human blood. Another object of the invention is to provide a competitive method for measuring immunogenic substances that combines the advantages of intrinsic radioimmunoassay systems with those of liquid phase radioimmunoassay systems. Yet another object of the present invention is to provide a reliable method for measuring the amount of digoxin in serum. The above and other objects and features of the invention will become apparent from the following description. Preferred Embodiments In the method of the present invention, a sample containing a test substance is treated with an antibody complementary to the substance (or other substance capable of reversibly binding to the substance) and a label for the substance. It is necessary to incubate with the labeled analog and to separate the sample and antibody by one or more semipermeable membranes that exclude the passage of high molecular weight proteins. Antibodies against a selected test substance can be produced according to known techniques, including injecting laboratory animals with hormones, optionally with adjuvants, and then extracting and purifying the produced antibodies. Many such antibodies are commercially available.
Additionally, many of the labeled analogs of test substances that can be detected by the methods of the present invention are commercially available or can be produced using known techniques. As used herein, the term "labeled analog"
When used, it refers to a molecule that is similar to the test substance to be detected, preferably having the same antibody binding properties as that substance, and characterized by properties that facilitate the determination of the concentration of the test substance. A preferred analogue consists of a sample of the test substance labeled with a radioactive atom. For example, thyroid hormone
125 and then quantified by measuring gamma radiation.
However, it is contemplated that analogs of other substances may be used as long as they have a molecular weight and resulting dimensions that are well below the native protein and antibody used. Thus, analogs can be detected by labeling a sample of the analyte with a relatively low molecular weight enzyme, fluorescent moiety, or other moiety that allows the concentration of the analog to be quantified by physical or chemical means. can be manufactured. To perform the assay, use sufficient to block the passage of antibodies and natural proteins (which uniformly have a molecular weight greater than 20,000 Daltons) but allow free passage of the analyte and its analogues. Antibodies and analogues must be separated from the sample by a membrane or membranes that are permeable enough to In a preferred embodiment of the invention, the membrane is in the form of semipermeable microcapsules containing the antibody and analogue. It is noteworthy that the semipermeable microcapsules used have a permeability similar to the dialysis membranes described above. However, the semipermeable microcapsule wall is several hundred times thinner than a conventional dialysis membrane, and its effective surface area per unit weight is larger than that of a dialysis membrane. Free T4 or other free hormones freely enter the microcapsules, and in proportion to their concentration, T4
Replaces labeled T4 from antibodies. Thus, during incubation, the inside of the capsule is free T 4
and approaches equilibrium with labeled T4 . Suitable methods for encapsulating biological materials within membranes having the permeability properties described above are described in U.S. Pat.
(August 4, 1978) and 30847 (April 17, 1979)
) and F. Lim, US Patent Application No. 24600 (March 28, 1979). The currently preferred method of manufacturing such membranes is to produce semipermeable polyamide membranes by interfacial polycondensation techniques. Firstly, a mutually immiscible solvent or solvent system is selected, for example a solvent based on water and cyclohexane. One complementary pair of monomers constituting the copolymer is dissolved in water together with the substance to be encapsulated, and then the aqueous solvent containing the substance to be encapsulated is mixed into another solvent. The liquid is emulsified to form a large number of droplets that are dispersed. Another complementary monomer (comonomer) is then added to the continuous phase of this emulsion.
is added to initiate polymerization around the droplet at the phase boundary. The membrane permeability and uniformity of the polymer precipitate are determined by changing the affinity of the emulsion continuous phase for the encapsulated monomers during the polymerization process.
It is also controlled by adjusting the concentration of reacting monomers and the polymerization time. One strategy is to initially make the continuous phase of the emulsion a solvent or solvent system that has a relatively high affinity for the encapsulated monomers, thereby allowing a relatively thick polymer network to polymerize around the droplets. Generate it in the first step. Thereafter, the continuous phase is removed such that the affinity of the continuous phase for said (first) monomer is reduced, for example by diluting said phase with another solvent or replacing said phase with a fresh solvent. change. Upon addition of the second monomer, post-polymerization occurs selectively within the previously precipitated polymer network, filling the macropore voids and thereby allowing the diffusion of solutes smaller than a certain molecular weight. This results in a uniform capsule membrane that allows for. In another approach, the continuous phase is initially selected such that it has a low affinity for the encapsulated monomers so that a thin, relatively dense film forms in the first stage of polymerization. The affinity of the continuous phase for the encapsulated monomer is then increased to draw additional monomer from the membrane and deposit another outer layer of insoluble polymer. Encapsulation preserves most of the biological activity of labile substances when the discontinuous aqueous droplet phase contains buffering agents to present a suitable environment for labile biological substances such as antibodies. It can be implemented in the following manner.
The operability of the encapsulated material also increases the ability of the antibody to add increments of the second monomer in the continuous phase of the emulsion over the course of the polymerization such that its concentration is relatively low at any given time. Preservation is achieved by avoiding exposure to high concentrations of destructive substances. In a preferred reaction system, aqueous droplets containing the diamine, high molecular weight filler, and antibody are formed in a continuous cyclohexane phase. Therefore, the affinity of this continuous phase for monomers dissolved in the droplet phase is
Denatured by adding chloroform as a diluent. Addition of diacid halide to the system produces semipermeable polyamide microcapsules.
This microcapsule formation method pushes the upper limit of permeability.
It is effective in forming membranes having a molecular weight in the range of 2,000 to 30,000 Daltons. Thus, the capsule
It can be easily designed to allow diffusion of many hormones. To carry out the assay, the test sample and microcapsules of the above type are mixed and preferably about
Incubate at 37°C. Prior to incubation, the capsules can be suspended in a solution of analog of sufficient concentration to load the antibody with a detectable concentration of analog. However, the assay can be performed by adding the analog to the reaction system during or after incubation with serum. Serum proteins and serum protein-test substance complexes in the sample cannot pass through the walls of the microcapsules. The antibody is then separated from the rest of the reaction system (excluding any optional microcapsules) and the antibody or the rest of the system is assayed for analog. A preferred method of performing this separation is to add a high molecular weight hydrophilic material, such as a solution of polyethyleneimine or serum albumin, to the extracapsular volume. This is the osmolality
The microcapsules deflate, and the intracapsular antibody-unbound hormone and its antibody-unbound analogue migrate into the supernatant. The result is a packed pellet in which the antibody is encapsulated, which can be isolated after optional centrifugation by aspirating or decanting the supernatant. Alternatively, free test substance and analog can be separated from the capsule by washing. Free T4 antibody, 125 -labeled thyroxine as an analog and free T4 solution of known concentration
The results of assays embodying the invention designed to test for the presence of T 4 are disclosed in Tables 1 and 2 and corresponding FIGS. 1 and 2. Testing of unknown samples performed in parallel with the method used to collect this data can be interpreted by reference to a standard curve.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 本発明は下記の例により更によく理解されよ
う。しかしそれに制限されない。 マイクロカプセルの製造 1,6―ヘキサンジアミン17.7mlと水32mlとを
混合し、この溶液にCO2を約1時間或はPH値が
8.5±0.1になるまでバブルさせることによつてか
かるPHレベルのヘキサンジアミンカーボネート溶
液を調製する。シクロヘキサン4部とクロロホル
ム1部とからなる有機溶剤200ml中塩化テレフタ
ロイル(TCl)20gを加えることによつて、TCl
溶液を調製する。この際、TClは激しくかき混ぜ
ることによつて溶解する。得られた溶液を
2600rpmで10分間遠心処理する。沈殿物は全て廃
棄する。 電磁撹拌棒を備えた2ミキサー内で、シクロ
ヘキサン750mlとスパン85(乳化剤、脂肪酸エス
テルないしソルビタン)とを混合する。このシク
ロヘキサンに、チロキシンに対する抗血清(りん
酸塩緩衝剤入り塩水中4%、テキサス州ヒユース
トン所在のR.F.ラボラトリーズ又はカリフオル
ニア州カーソン所在のレイデイオアツセイ・シス
テムズ・ラボラトリーズより入手)1ml、ポリビ
ニルピロリドン―4%ウシ血清アルブミン25mlお
よびヘキサンジアミンカーボネート溶液30mlより
つくつた混合液を撹拌下で添加する。所望大の液
滴が生成したとき、TCl溶液70mlを加える。30秒
後、TCl37.5mlを添加する。60秒後、クロロホル
ム25mlを添加する。更にクロロホルムの25mlアリ
コート三つを夫々30秒の間隔をおいて添加する。 2相の反応系を遠心処理し、上澄液をデカンテ
ーシヨンし、そしてマイクロカプセルとトウイー
ン(Tween)20(ソルビトール無水物の脂肪酸
部分エステルのポリオキシエチレン誘導体―
NaHCO3緩衝剤入り乳化剤)およびりん酸塩緩衝
剤入り塩水と混合することによつて、カプセルを
回収する。カプセルはポリビニルピロリドン、ウ
シ血清アルブミン充填剤およびチロキシン抗体を
保留する。 類似体による抗体の飽和 上記手順に従つて製造したマイクロカプセルに
125標識チロキシン(マサチユーセツツ州ビレ
リカ所在のケンブリツジ・ニユークリア・コーポ
レーシヨンより入手)を次の工程によつて充填さ
せることができる。 1 標準試験管100個の各々に、マイクロカプセ
ル懸濁液0.5mlおよびT4125)(5〜6000μ
Ci/μgの高い比放射能)1.0μCiを加え、37
℃で少くとも30分間インキユベートする。 2 マイクロカプセルをその容量の2倍のりん酸
塩緩衝剤入り塩水(NaCl 0.15M、PH=7.5、り
ん酸塩緩衝剤0.015M)で洗浄する。 3 2000×Gで15分間遠心処理し、上澄液をデカ
ンテーシヨンする。 4 工程2よび3を2回繰返す。 5 マイクロカプセル懸濁液をその容量の1.6倍
の上記りん酸塩緩衝剤入り塩水で稀釈する。全
容量は80mlに等しい。試験1回につき0.8mlの
マイクロカプセル懸濁液を用いる。かくして、
全カプセルに対し100の試験を行うことができ
る。 試験方法 1 25mlの試験試料および既知遊離T4濃度試料
五つを別個の試験管に入れる。表1の標準曲線
では、濃度0.5、1.3、3.0、5.0および7.7ng%の
遊離T4を用いたが、どの遊離T4濃度シリーズ
もよく知られた実験技法に従つて適応しうる。
また、検定精度に対する別の検査として塩水5
μの入つた対照試験管を包含させてもよい。 2 T4125)予備飽和せるマイクロカプセル
(そのまゝの市販品)を800μピペツトで各試
験管に入れる。 3 各試験管を旋回させ、37℃で120分間インキ
ユベートする。 4 インキユベーシヨンのあと、りん酸塩緩衝剤
入り塩水中2.0%のポリエチレンイミン(分子
量4〜5万)1.0mlを各試験後に添加する。 5 更に20分間インキユベートする。 6 上澄液をデカンテーシヨンする。 7 各試験管をガンマ計数管で1分間カウントす
る。 結果の算定 1 単数若しくは複数の試料の未知遊離T4濃度
を測定すべく検定を行うごとに、標準曲線作成
のため標準物質を実験すべきである。 2 検定し終えたとき、未知試料と同時に検定し
た標準試料より取得せる値を用いて第2図又は
第3図に示す如き標準曲線を作成する。 3 2サイクル片対数グラフ用紙のx軸(対数目
盛)の遊離T4濃度(ng%)に対してy軸に各
値のカウント数/min(cpm)をプロツトする
ことができる。 cpmを遊離T4濃度にプロツトする代りの方法
は抗体結合(相対)%を遊離T4濃度にプロツト
するとである。これは、各標準、対照又は未知試
料の抗体結合(相対)%を算定し、これらの値
を、cpmに関して述したと同様のやり方で2サイ
クル片対数グラフ用紙にプロツトすることによつ
て遂行しうる。抗体結合(相対)%は次のように
して算出される:抗体結合(相対)%=抗体結合
opm/最低遊離T4濃度の標準の抗体結合平均
cpm。 第4図は、試験試料約200に関する遊離T4濃度
(ng%)のグラフである。而して、各々の試料
は、本発明による方法と透析方法とによつて検定
した。図示する如く、二つの試験方法の間には高
度の相関性がある。 第5図は、上記方法に従つて検定した試験試料
約200に基づく遊離T4濃度対所定の遊離T4濃度の
頻度グラフである。 第6図は、試験試料約100に関する遊離T4濃度
のグラフである。各々の試料は本発明の方法と動
(力学的)放射免疫技法とによつて検定した。図
示する如く、この二つの試験法には高い相関性が
ある。 表3は検定内結果の一貫性を示す:
TABLE The invention will be better understood by the following examples. But it is not limited to that. Production of microcapsules Mix 17.7 ml of 1,6-hexanediamine and 32 ml of water, and add CO2 to this solution for about 1 hour or until the pH value
Prepare a hexanediamine carbonate solution at such a PH level by bubbling to 8.5±0.1. TCl by adding 20 g of terephthaloyl chloride (TCl) in 200 ml of an organic solvent consisting of 4 parts of cyclohexane and 1 part of chloroform.
Prepare the solution. At this time, TCl is dissolved by vigorous stirring. The obtained solution
Centrifuge for 10 minutes at 2600 rpm. Discard all sediment. Mix 750 ml of cyclohexane and Span 85 (emulsifier, fatty acid ester or sorbitan) in a 2-mixer equipped with a magnetic stirring bar. The cyclohexane was combined with 1 ml of antiserum against thyroxine (4% in phosphate-buffered saline, obtained from RF Laboratories, Hyuston, Texas, or Rayday Attachment Systems Laboratories, Carson, Calif.), polyvinylpyrrolidone-4%. A mixture of 25 ml of bovine serum albumin and 30 ml of hexanediamine carbonate solution is added under stirring. When droplets of the desired size are formed, add 70 ml of TCl solution. After 30 seconds, add 37.5 ml of TCl. After 60 seconds, add 25 ml of chloroform. Three additional 25 ml aliquots of chloroform are added at 30 second intervals. The two-phase reaction system was centrifuged, the supernatant was decanted, and the microcapsules and Tween 20 (a polyoxyethylene derivative of fatty acid partial esters of sorbitol anhydride)
Capsules are recovered by mixing with NaHCO 3 buffered emulsifier) and phosphate buffered saline. The capsule retains polyvinylpyrrolidone, bovine serum albumin filler and thyroxine antibodies. Saturation of antibodies with analogues in microcapsules prepared according to the above procedure.
125- labeled thyroxine (obtained from Cambridge Nuclear Corporation, Billerica, Mass.) can be loaded by the following steps. 1. In each of 100 standard test tubes, add 0.5 ml of microcapsule suspension and T 4 ( 125 ) (5-6000μ
Add 1.0μCi (high specific activity of Ci/μg), 37
Incubate for at least 30 minutes at °C. 2. Wash the microcapsules with twice their volume of phosphate buffered saline (NaCl 0.15M, PH=7.5, phosphate buffer 0.015M). 3 Centrifuge at 2000xG for 15 minutes and decant the supernatant. 4 Repeat steps 2 and 3 twice. 5. Dilute the microcapsule suspension with 1.6 times its volume of phosphate buffered saline. Total volume is equal to 80ml. 0.8 ml of microcapsule suspension is used per test. Thus,
100 tests can be performed on every capsule. Test Method 1 Place 25 ml of the test sample and five samples of known free T 4 concentration in separate test tubes. The standard curve in Table 1 used concentrations of 0.5, 1.3, 3.0, 5.0 and 7.7 ng% free T4 , but any free T4 concentration series can be adapted according to well-known experimental techniques.
In addition, as another test for verification accuracy, salt water
Control tubes containing μ may also be included. 2. Pour T 4 ( 125 ) presaturated microcapsules (commercially available as is) into each test tube using an 800μ pipette. 3 Swirl each tube and incubate at 37°C for 120 minutes. 4 After incubation, 1.0 ml of 2.0% polyethyleneimine (molecular weight 40,000-50,000) in phosphate buffered saline is added after each test. 5 Incubate for an additional 20 minutes. 6 Decant the supernatant. 7. Count each test tube for 1 minute in a gamma counter. Calculation of Results 1 Each time an assay is performed to determine the unknown free T 4 concentration in a sample or samples, standards should be run to generate a standard curve. 2. When the test is completed, create a standard curve as shown in Figure 2 or 3 using the values obtained from the standard sample tested at the same time as the unknown sample. The counts/min (cpm) of each value can be plotted on the y-axis against the free T4 concentration (ng%) on the x-axis (logarithmic scale) of a 3.2-cycle semi-logarithmic graph paper. An alternative way to plot cpm to free T 4 concentration is to plot % antibody binding (relative) to free T 4 concentration. This is accomplished by calculating the (relative) percent antibody binding for each standard, control, or unknown sample and plotting these values on two-cycle semi-log graph paper in the same manner as described for cpm. sell. % Antibody Binding (Relative) is calculated as follows: % Antibody Binding (Relative) = Antibody Binding
opm/antibody binding average of standards at lowest free T4 concentration
cpm. FIG. 4 is a graph of free T4 concentration (ng%) for approximately 200 test samples. Thus, each sample was assayed by the method according to the present invention and the dialysis method. As shown, there is a high degree of correlation between the two test methods. FIG. 5 is a frequency graph of free T 4 concentration versus a given free T 4 concentration based on approximately 200 test samples assayed according to the method described above. FIG. 6 is a graph of free T 4 concentration for approximately 100 test samples. Each sample was assayed by the method of the invention and dynamic radioimmunotechniques. As shown in the figure, there is a high correlation between these two test methods. Table 3 shows the consistency of the intra-assay results:

【表】 表4は、検定間の結果における一貫性を示して
いる:
Table 4 shows the consistency in results between tests:

【表】 ジゴキシン検定 ジゴキシンに特異な抗体を封入する方法を以下
に示す。 先ず、使用試薬とその供給元を次に掲げる: 炭酸水素ナトリウム シクロヘキサン クロロホルム 全て(フイツシヤー・ケミカル
製) 塩化ナトリウム 一塩基性りん酸ナトリウム 二塩基性りん酸ナトリウム 1,6―ヘキサンジアミン スパン85 トウイーン20 ラガー・ケミカル(Ruger
Chemical)(ニユージヤージー州) 抗ジゴキシンウサギ抗血清アーネル・プロダク
ツ(Arnel Prodncts)(ニユーヨーク州ブルツ
クリン) ウシ血清アルブミン コマシエ(Comassie) シグマ・ケミカル
(Sigma Chemical)ブリリアントブルーR ポリビニルピロリドン40 アルドリツチ・ケミ
カル(Aldrich Chemical) 塩化テレフタロイル イーストマン・コダツク 各成分の量は以下の如くである: 1,6―ヘキサンジアミンカーボネート 30ml りん酸塩緩衝剤入り塩水 40ml ポリビニルピロリドン40/コマシエブルー 25ml 抗ジゴキシンウサギ抗血清 5ml シクロヘキサン、ACS 750ml スパン85 125ml 塩化テレフタロイル溶液 107.5ml クロロホルム 100ml トウイーン20洗液Q.S. 200ml りん酸塩緩衝剤入り塩水Q.S. 8 手順:全てのガラス製品を使用前蒸留水でゆす
ぐ。 1 2のガラスミキサーを電磁撹拌機上のフー
ド内に入れる。 2 フードに隣接する卓上に顕微鏡を置く。 3 250mlのガラスメスシリンダーでスパン85を
125ml注意して量る。 4 フード内のガラスミキサーに秤量したスパン
85を注ぎ入れる。 5 1000mlのガラスメスシリンダーでシクロヘキ
サン750mlを秤量する。これをフード内のガラ
スミキサーに注ぎ入れる。 6 ミキサーにおおいをする。 7 電磁撹拌機を付勢する。 8 ヘキサンジアミンカーボネート30ml、PBS
30ml、15%PVP/コマシエブルー/4%BSA
25ml、抗体5mlを量り、また50mlのメスシリン
ダー内でPBS 40mlを抗体5mlを混合する。 9 スピンリングのついた2インチ撹拌棒を400
mlのビーカーに入れる。電磁撹拌機上に置く。 10 ビーカーにヘキサンジアミン30mlを入れる。
電磁撹拌機を始動させる。 11 ビーカー内のヘキサンジアミンに15%PVP/
コマシエブルー/4%BSAを25ml次いでPBS/
抗体溶液を35ml添加する。2分間混合する。溶
液を3分間混合する。 12 溶液を混合しながら、TClの70ml部分と37.5
ml部分を別個の100mlガラスメスシリンダーで
量る。時計皿でおおい、フード内に置く。クロ
ロホルムの25ml部分を四つ、別個の25mlガラス
メスシリンダーで量る。時計皿でおおい、フー
ド内に置く。 13 バイアルのサイドアームを通して、400mlビ
ーカーの内容物をフード内のガラスミキサーに
加える。 14 できるだけ迅速に該ミキサー内の溶液試料
を、ガラス製の使い棄て1mlピペツトで採取
し、これを顕微鏡のスライドに載せる。液滴が
受容しうる大きさ(10〜80ミクロン径)のもの
かどうかを調べる。 15 液滴が受容しうる大きさのものであるとき
(T=0)、秤量した70mlのTClをミキサーのサ
イドアームを通して加える。T=30正確に30秒
後、TClの別(第二)の37.5ml部分をサイドア
ームを通してミキサーに加える。厳密に60秒間
混合せしめる。 16 60秒で(T=90)、クロロホルムの最初の25
ml部分を加える。30秒間混合(T=120)。クロ
ロホルムの第二の25ml秤量分を加え、30秒間混
合(T=150)。クロロホルムの第三の25ml秤量
分を加え、30秒間混合(T=180)。クロロホル
ムの第四の25ml秤量分を加え、厳密に30秒間混
合(T=210秒)。ミキサーを停止。 17 予め蒸留水の中で3回ゆすいでおいたプラス
チツク製の1遠心機びん二つにミキサーの内
容物を注ぎ入れる。500rpmで3分間遠心処理
する。 18 上溶液を注意してデカンテーシヨンする。 19 各びんに、トウイーン20の溶液約50ml(すな
わちカプセルとほゞ同容量のトウイーン20)を
添加する。約5分間撹拌棒レトリーバーでよく
混合する。 20 各びんにPBSを約10〜15ml添加し、よく撹拌
する。 21 工程20を4〜5回反復する。 22 PBSを400ml添加し、十分にかき混ぜる。 23 二つのびんを釣合わせ、3000rpmで20分間遠
心処理する。上澄液をアスピレートする。各び
んにPBSを約800ml添加し、よくかき混ぜ、そ
してキヤツプする。 24 工程23を10回反復する。最終回のアスピレー
シヨン後、各びんにPBSを100ml加え、二つの
びんの内容物を一緒にし、よく振とうする。
500mlのガラスメスシリンダーに注ぎ入れ、500
mlになるまでPBSを十分量加える。 25 1のガラス試薬びん中4℃で貯蔵する。ト
ウイーン20洗液は次のようにして調製する。 但し、使用前日に調製してもよい。 手順: 1 三かん天秤上で炭酸水素ナトリウム6.06gを
秤量する。 2 撹拌棒を備えた250mlメスフラスコにこの炭
酸水素ナトリウム6.06gを注意して入れる。 3 精製水を約200ml加え、電磁撹拌機上で、炭
酸水素ナトリウムが溶解するまでかき混ぜる。 4 撹拌棒を取除き、250mlになるまでの精製水
を十分量加える。 5 撹拌棒を備えた500mlエルレンマイヤーフラ
スコに注意して注ぎ入れる。 6 250mlのメスシリンダーでトウイーン20を250
ml注意して量る。 7 炭酸水素ナトリウムの入つたエルレンマイヤ
ーフラスコに添加する。 8 完全に混ざるまで(約1時間)電磁撹拌機上
で混合する。 9 ねじふた付きの1ポリエチレンびんに入
れ、しつかり密封して約25℃で貯蔵する。 塩化テレフタロイル溶液は次のようにして調製
する。但し、使用当日に調製すべきであつて、冷
凍してはならない。 1 塩化テレフタロイル(TCl)の重量をTClの
入つたびんに記録する。TClの重量(g)に10
を乗じてTClに加えるシクロヘキサン/クロロ
ホルム溶液の溶量(ml)を算出する。 計算法: シクロヘキサン/クロロホルムの総容量(ml) =TClの重量(g)×10 而して、この総容量が以下行う工程に十分なこ
とを確かめる。 2 シクロヘキサン/クロロホルム溶液はシクロ
ヘキサン4部とクロロホルム1部よりなる。シ
クロヘキサン/クロロホルム溶液の総容量(上
記工程1)を5で除してクロロホルムの容量を
算出する。このクロロホルムの容量に4を乗じ
てシクロヘキサンの容量を決定する。 計算法: (a) クロロホルムの容量(ml) =シクロヘキサン/クロロホルムの総容量
(ml)÷5 (b) シクロヘキサンの容量(ml) =クロロホルムの容量(ml)×4 3 メスシリンダーで算出容量のシクロヘキサン
よびクロロホルムを注意して量る。エルレンマ
イヤーフラスコに入れて一緒にする。静かに旋
回させて混合する。時計皿でおおい、ヒユーム
フード内に置く。 4 電磁撹拌機をヒユームフード内に置く。 5 TClを含有するびんを電磁撹拌機上に置く。
びんのふたをとり、電磁撹拌機棒とシクロヘキ
サン/クロロホルム溶液とをできるだけ早く添
加する。びんにふたをする。 6 TClが全て溶解するまで電磁撹拌機上でかき
混ぜる。びんの上方内壁に付着せるTClを溶か
すためにびんを傾ける必要があるかもしれな
い。 7 200mlのガラス遠心機びんをTCl溶液で必要
なだけ多くしかもできるだけ早く満たし、ふた
をする。2600rpmで10分間室温での遠心処理に
付す。 8 上澄液を500mlのこはく色びんに注ぎ入れ、
よく密封する。 9 しつかり密封した状態で約25℃で貯蔵する。 BSA4%を含む15%のPVP40/コマシエブルー
を調製する手順は次の如くである。但し、使用当
日に調製すること。冷凍不用。 手順: 1 三かん天秤でポリビニルピロリドン40を7.5
g、BSAを2gそしてコマシエブルーを0.1g
(100mg)正確に秤量する。 2 撹拌棒を備えた50mlのガラスビーカーにポリ
ビニルピロリドン40を入れ。 3 PBSを約20ml加える。ビーカーの上にガラス
カバープレートを載せる。 4 溶けるまで電磁撹拌機上でかき混ぜる。 5 別の80mlガラスビーカーにコマシエブルー
0.1gとBSA2gを入れる。 6 PBSを約20ml加える。ビーカーにガラスカバ
ープレートを載せる。 7 加熱装置を2にセツトした電磁熱板/撹拌機
#10を用いてわずかに加熱しながらかき混ぜ
る。溶解するまで(約10分間)撹拌する。 8 ポリビニルピロリドン40の溶液を入れたビー
カーとコマシエブルー溶液を入れたビーカーの
内容物を全て、撹拌棒を備えた50mlガラスメス
フラスコの注意して加える。 9 一緒にした溶液を10分間電磁撹拌機で混合す
る。撹拌棒を除去する。 10 50mlになるまでPBSを十分量加える。 11 1N水酸化ナトリウムでPH=7.5±0.5に調節す
る。元のPH−最終PH−1NNaOHの使用量− 12 使い棄て膜Nalgeneフイルターユニツト
(0.45μ)を用いて溶液を過する。 13 ねじふた付きの60mlポリエチレンびん内に密
封し約25℃で貯蔵する。 りん酸塩緩衝剤入り塩水を調製する手順は次の
如くである。なお、使用前日に調製してもよい。 手順: 1 1000mlのガラスメスシリンダーでりん酸塩緩
衝剤入り塩水を1000ml注意して量る。 2 これを20の大型ポリエチレンびんに注ぎ入
れる。 3 脱イオン水9000mlを1000mlのガラスメスシリ
ンダーで量つて、りん酸塩緩衝剤入り塩水の入
つて大型ポリエチレンびんに添加する。 4 電磁撹拌棒レトリーバーを用いてかき混ぜ
る。 5 PHを調べ、必要に応じて7.5±0.05にPH調節
する。最終PHH=− 6 りん酸塩緩衝剤入り塩水を、しつかり密封し
た20mlの大型ポリエチレンびん内で使用時まで
約25℃で貯蔵する。 1,6―ヘキサンジアミンカーボネートの製造
手順は次の如くである。なお、使用前日に製造し
てもよい。 手順: 1 1,6―ヘキサンジアミンのびんを3ビー
カーに入れる。びんの中のヘキサンジアミンの
レベルにまで十分量の水道水をビーカーに入れ
る。 2 ヘキサンジアミンのびんのふたをゆるめる。 3 ヒーターを2セツトした電磁撹拌機/熱板上
にビーカーご載せて、ヘキサンジアミンを完全
に溶融せしめる。 4 25mlのガラスメスシリンダーでヘキサンジア
ミン17.7mlを正確に量る。500mlのこはく色び
んに注意して注ぎ入れる。 5 50mlのガラスメスシリンダーで精製水32mlを
正確に量る。こはく色びんに入れたヘキサンジ
アミンに加える。 6 PHが8.5±0.1になるまで約1時間、溶液に
CO2をバブルする。最終PH−。 7 こはく色びんを密封し、約25℃で貯蔵する。 マイクロカプセルとその作動原理を略図的に第
9図に示す。この図に示すように、ジゴキシンに
特異な抗体9はマイクロカプセル12の壁10内
部に止められている。しかしながら、マイクロカ
プセル12の壁10は、ジゴキシンの自由通過を
許容するのに十分小さな開口を有している。かく
して、試料からのジゴキシン16と標識ジゴキシ
ン18はマイクロカプセル壁を自由に通り、抗体
9の結合箇所に関して互いに競合する。抗体未
結・合のジゴキシン16又は18はいずれもイン
キユベーシヨン終了後洗去されうる。 上述の如く、ジゴキシンの或るものは標識され
ている。而して、ジゴキシンに特異な抗体の結合
箇所に関して試料からの未標識ジゴキシンと競合
するのは標識ジゴキシンである。好ましい標識ジ
ゴキシンは(125)ジゴキシンで、これはマサ
チユーセツツ州ビレリカ所在のニユー・イングラ
ンド・ニユークリア・コーポレーシヨンから入手
するこができる。 試験方法 1 試験しようとする血清試剤を斯界に周知の方
法で得る。本例では、対照を用いる。 2 既述の如く調製したジゴキシン抗体マイクロ
カプセル懸濁物0.5mlを入れた各試験管に、標
準、対照又は未知の患者血清試料を夫々0.1ml
(100μ)ピペツトに取つて加え、これら試験
管に、相当するラベルを付す。 3 125標識ジゴキシン(りん酸塩緩衝剤入り
塩水中)0.5ml(500μ)をピペツトに取つて
各試験管に入れる。最低3〜4秒間旋回させ
る。 4 反応管を全て水浴(37℃)中で最低15分間イ
ンキユベートする。〔別法として、反応管を全
て室温(20〜25℃)で最低3分間インキユベー
トする〕。 5 洗液0.5ml(500μ)を各管に加え最低3〜
4秒の間旋回させる。 6 反応管を全て室温(20〜25℃)で5分間イン
キユベートする。 7 管を全て最低1600×Gで10分間室温(20〜25
℃)で遠心処理し、上澄液を適当な容器内にデ
カンテーシヨンし、最後の一滴を吸取紙に吸取
らせる。 8 全ての管を、125用に調整したガンマー計
数管で夫1分間カウントする。 9 既知量のジゴキシンをcpmに対してプロツト
し、標準曲線を作成したのち、この曲線からジ
ゴキシンの未知量を読み取る。 使用試薬 既述の如く調製したりん酸塩緩衝剤入り塩水に
懸濁せる半透過性ナイロンマイクロカプセルにジ
ゴキシン―抗体を封入する。品質管理のため、抗
体マイクロカプセルに青の染料(コマシエブルー
R250)を含ませる。マイクロカプセルを遠心処理
によつて沈降させ或は析出させたあとの青い上澄
液はマイクロカプセルの破断ないし可能な抗体漏
出を表わす。125 I標識ジゴキシン 溶液各1mlに4.2μCi未満の125Iジゴキシン10μ
gが含まれる。 緩衝剤溶液 塩化ナトリウム0.15M、ウシ血清アルブミン
(BSA)0.5%およびナトリウムアジド0.1%を含
むPH7.5のりん酸塩緩衝剤0.015M。 洗 液 塩化ナトリウム0.15Mを含有するPH8.9のバル
ビタール緩衝剤0.5M中20%のポリエチレングリ
コール6000溶液。 結果の算定 代表的試験である本試験の結果を表5に示し、
またこれを略図的に第7図および第8図に示す。 第7図では、2サイクル片対数グラフ用終のy
軸上にcpmを取り、またx軸(対数目盛)上にジ
ゴキシン濃度(ng/ml)を取る。ジゴキシン濃
度に対してcpmをプロツトする代りに抗体結合
(相対)%をプロツトしたのが第8図である。こ
れは、標準、対照又は未知試料の各々について抗
体結合(相対)%を算出し、またこれらの値を、
cpmに関し記したと同様のやり方で2サイクル片
対数用紙上にプロツトすることにより作成され
る。抗体結合(相対)%は次の如く算出される: 抗体結合(相対)%=(ジゴキシン標準0ng/
mlの抗体結合平均cpm)×100
[Table] Digoxin assay The method for encapsulating digoxin-specific antibodies is shown below. First, the reagents used and their suppliers are listed below: Sodium bicarbonate Cyclohexane chloroform All (manufactured by Fischer Chemical) Sodium chloride Monobasic Sodium phosphate Dibasic Sodium phosphate 1,6-hexanediamine Span 85 Tween 20 Lager・Chemical (Ruger
Chemical (New Jersey) Anti-digoxin rabbit antiserum Arnel Products (Brutklin, New York) Bovine serum albumin Comassie Sigma Chemical Brilliant Blue R Polyvinylpyrrolidone 40 Aldrich Chemical ) Terephthaloyl chloride Eastman Kodak The amounts of each ingredient are as follows: 1,6-hexanediamine carbonate 30 ml Phosphate buffered saline 40 ml Polyvinylpyrrolidone 40/Comassier Blue 25 ml Anti-digoxin rabbit antiserum 5 ml Cyclohexane, ACS 750 ml Span 85 125 ml Terephthaloyl chloride solution 107.5 ml Chloroform 100 ml Tween 20 wash solution QS 200 ml Phosphate buffered salt water QS 8 Procedure: Rinse all glassware with distilled water before use. 1 Place the glass mixer into the hood above the magnetic stirrer. 2 Place the microscope on the table next to the hood. 3. Span 85 with a 250ml glass graduated cylinder.
Carefully measure out 125ml. 4 Weighed span in the glass mixer in the hood
Pour in 85. 5. Weigh 750ml of cyclohexane in a 1000ml glass measuring cylinder. Pour this into a glass mixer in the hood. 6 Cover the mixer. 7 Activate the magnetic stirrer. 8 Hexanediamine carbonate 30ml, PBS
30ml, 15% PVP/Comassier Blue/4% BSA
Measure out 25 ml of PBS and 5 ml of antibody, and mix 40 ml of PBS and 5 ml of antibody in a 50 ml graduated cylinder. 9. 400 2 inch stirring rod with spin ring
Pour into a ml beaker. Place on magnetic stirrer. 10 Put 30ml of hexanediamine into a beaker.
Start the magnetic stirrer. 11 Add 15% PVP to hexanediamine in a beaker.
25ml of Komasier Blue/4% BSA followed by PBS/
Add 35 ml of antibody solution. Mix for 2 minutes. Mix the solution for 3 minutes. 12 While mixing the solution, add 70 ml portions of TCl and 37.5
Measure out ml portions in a separate 100ml glass graduated cylinder. Cover with a watch glass and place in the hood. Measure four 25 ml portions of chloroform into separate 25 ml glass graduated cylinders. Cover with a watch glass and place in the hood. 13 Add the contents of the 400ml beaker to the glass mixer in the hood through the side arm of the vial. 14 As quickly as possible, take a sample of the solution in the mixer with a disposable 1 ml glass pipette and place it on a microscope slide. Check to see if the droplets are of acceptable size (10-80 microns diameter). 15 When the droplet is of acceptable size (T=0), add a weighed 70 ml of TCl through the side arm of the mixer. T=30 After exactly 30 seconds, add another (second) 37.5 ml portion of TCl to the mixer through the side arm. Mix exactly for 60 seconds. 16 in 60 seconds (T=90), the first 25 of chloroform
Add ml part. Mix for 30 seconds (T=120). Add a second 25 ml measure of chloroform and mix for 30 seconds (T=150). Add a third 25 ml measure of chloroform and mix for 30 seconds (T=180). Add a fourth 25 ml measure of chloroform and mix rigorously for 30 seconds (T = 210 seconds). Stop the mixer. 17 Pour the contents of the mixer into two plastic centrifuge bottles that have been rinsed three times in distilled water. Centrifuge at 500 rpm for 3 minutes. 18 Carefully decant the super solution. 19 Add approximately 50 ml of Tween 20 solution to each bottle (ie approximately the same volume of Tween 20 as the capsules). Mix well with a stir bar retriever for about 5 minutes. 20 Add approximately 10 to 15 ml of PBS to each bottle and stir well. 21 Repeat step 20 4-5 times. 22 Add 400ml of PBS and stir thoroughly. 23 Balance the two bottles and centrifuge at 3000 rpm for 20 minutes. Aspirate the supernatant. Add approximately 800 ml of PBS to each bottle, mix well, and cap. 24 Repeat step 23 10 times. After the final aspiration, add 100 ml of PBS to each bottle, combine the contents of the two bottles, and shake well.
Pour into a 500ml glass graduated cylinder and add 500ml
Add enough PBS to reach ml. 25 Store in 1 glass reagent bottle at 4°C. Tween 20 wash solution is prepared as follows. However, it may be prepared the day before use. Procedure: 1 Weigh 6.06 g of sodium hydrogen carbonate on a three-ring balance. 2. Carefully place 6.06 g of this sodium bicarbonate into a 250 ml volumetric flask equipped with a stir bar. 3 Add about 200ml of purified water and stir on a magnetic stirrer until the sodium bicarbonate is dissolved. 4 Remove the stirring rod and add enough purified water to make 250ml. 5 Carefully pour into a 500ml Erlenmeyer flask equipped with a stir bar. 6. Tween 20 to 250 in a 250ml graduated cylinder.
Measure out ml carefully. 7 Add to Erlenmeyer flask containing sodium bicarbonate. 8 Mix on a magnetic stirrer until completely mixed (about 1 hour). 9 Place in a polyethylene bottle with a screw cap, tightly seal, and store at approximately 25°C. A terephthaloyl chloride solution is prepared as follows. However, it should be prepared on the day of use and should not be frozen. 1 Record the weight of terephthaloyl chloride (TCl) in the bottle containing TCl. Weight of TCl (g) to 10
Calculate the volume (ml) of the cyclohexane/chloroform solution to be added to TCl by multiplying by Calculation method: Total volume of cyclohexane/chloroform (ml) = Weight of TCl (g) x 10 Then, make sure that this total volume is sufficient for the following steps. 2 The cyclohexane/chloroform solution consists of 4 parts of cyclohexane and 1 part of chloroform. Calculate the volume of chloroform by dividing the total volume of the cyclohexane/chloroform solution (step 1 above) by 5. Multiply the volume of chloroform by 4 to determine the volume of cyclohexane. Calculation method: (a) Volume of chloroform (ml) = Total volume of cyclohexane/chloroform (ml) ÷ 5 (b) Volume of cyclohexane (ml) = Volume of chloroform (ml) x 4 3. Calculated volume of cyclohexane in graduated cylinder. and chloroform. Put them together in an Erlenmeyer flask. Mix by gently swirling. Cover with a watch glass and place in the humid hood. 4 Place the magnetic stirrer inside the fume hood. 5 Place the bottle containing TCl on a magnetic stirrer.
Uncap the bottle and add the magnetic stirrer bar and cyclohexane/chloroform solution as soon as possible. Cap the bottle. 6 Stir on a magnetic stirrer until all TCl is dissolved. It may be necessary to tilt the bottle to dissolve the TCl, which adheres to the upper inner wall of the bottle. 7. Fill a 200 ml glass centrifuge bottle with as much TCl solution as needed and as quickly as possible and cap. Centrifuge at 2600 rpm for 10 minutes at room temperature. 8 Pour the supernatant liquid into a 500ml amber bottle,
Seal well. 9 Store tightly sealed at approximately 25℃. The procedure for preparing 15% PVP40/Comassier Blue containing 4% BSA is as follows. However, it must be prepared on the day of use. No refrigeration required. Procedure: 1. Polyvinylpyrrolidone 40 to 7.5 using a three-ring balance.
g, 2 g of BSA and 0.1 g of Komasier Blue.
(100mg) Weigh accurately. 2. Place polyvinylpyrrolidone 40 in a 50ml glass beaker equipped with a stir bar. 3 Add approximately 20ml of PBS. Place a glass cover plate on top of the beaker. 4 Stir on a magnetic stirrer until dissolved. 5 In another 80ml glass beaker, add Komasier Blue.
Add 0.1g and 2g of BSA. 6 Add approximately 20ml of PBS. Place a glass cover plate on the beaker. 7. Stir while heating slightly using an electromagnetic hot plate/stirrer #10 with the heating device set to 2. Stir until dissolved (about 10 minutes). 8. Carefully add the entire contents of the beaker containing the polyvinylpyrrolidone 40 solution and the beaker containing the Komasier Blue solution to a 50 ml glass volumetric flask equipped with a stir bar. 9 Mix the combined solutions with a magnetic stirrer for 10 minutes. Remove stir bar. 10 Add enough PBS to reach 50ml. 11 Adjust the pH to 7.5±0.5 with 1N sodium hydroxide. Original PH - Final PH - Amount of NaOH used - 12 Filter the solution using a disposable membrane Nalgene filter unit (0.45μ). 13 Seal in a 60ml polyethylene bottle with a screw cap and store at approximately 25℃. The procedure for preparing phosphate buffered saline is as follows. In addition, it may be prepared the day before use. Procedure: 1 Carefully measure 1000 ml of phosphate buffered saline in a 1000 ml glass graduated cylinder. 2 Pour this into 20 large polyethylene bottles. 3 Measure 9000 ml of deionized water in a 1000 ml glass graduated cylinder and add to a large polyethylene bottle containing phosphate buffered saline. 4 Stir using a magnetic stir bar retriever. 5 Check the pH and adjust it to 7.5±0.05 if necessary. Final PHH = - 6 The phosphate buffered saline is stored in tightly sealed large 20 ml polyethylene bottles at approximately 25°C until use. The procedure for producing 1,6-hexanediamine carbonate is as follows. In addition, it may be manufactured the day before use. Procedure: 1. Place the bottle of 1,6-hexanediamine in 3 beakers. Add enough tap water to the beaker to bring the level of hexanediamine in the bottle. 2 Loosen the lid of the hexanediamine bottle. 3 Place the beaker on an electromagnetic stirrer/hot plate equipped with two heaters to completely melt the hexanediamine. 4 Accurately measure 17.7 ml of hexanediamine using a 25 ml glass graduated cylinder. Carefully pour into a 500ml amber bottle. 5. Accurately measure 32 ml of purified water using a 50 ml glass graduated cylinder. Add to hexanediamine in an amber bottle. 6 Leave in the solution for about 1 hour until the pH becomes 8.5±0.1.
Bubble CO2 . Final PH-. 7 Seal the amber bottle and store at approximately 25℃. A microcapsule and its working principle are schematically shown in FIG. As shown in this figure, the digoxin-specific antibody 9 is fixed inside the wall 10 of the microcapsule 12. However, the walls 10 of the microcapsules 12 have openings small enough to allow free passage of digoxin. Thus, digoxin 16 from the sample and labeled digoxin 18 freely pass through the microcapsule wall and compete with each other for binding sites of antibody 9. Both unbound and bound digoxin 16 or 18 can be washed away after incubation. As mentioned above, some of the digoxins are labeled. Thus, it is the labeled digoxin that competes with unlabeled digoxin from the sample for the binding site of the digoxin-specific antibody. A preferred labeled digoxin is ( 125 )digoxin, which is available from New England Nuclear Corporation, Billerica, Massachusetts. Test method 1 A serum reagent to be tested is obtained by a method well known in the art. In this example, a control is used. 2. Add 0.1 ml each of the standard, control, or unknown patient serum sample to each tube containing 0.5 ml of the digoxin antibody microcapsule suspension prepared as described above.
(100μ) into the pipette and label the test tubes accordingly. 3 Pipette 0.5 ml (500μ) of 125- labeled digoxin (in phosphate buffered saline) into each test tube. Swirl for a minimum of 3-4 seconds. 4. Incubate all reaction tubes in a water bath (37°C) for a minimum of 15 minutes. [Alternatively, incubate all reaction tubes at room temperature (20-25°C) for a minimum of 3 minutes]. 5 Add 0.5ml (500μ) of washing solution to each tube and add at least 3~
Swirl for 4 seconds. 6. Incubate all reaction tubes at room temperature (20-25°C) for 5 minutes. 7. Place all tubes at a minimum of 1600 x G for 10 minutes at room temperature (20-25
Centrifuge at 10°C, decant the supernatant into a suitable container, and blot the last drop onto blotting paper. 8. Count all tubes for 1 minute using a gamma counter adjusted for 125 . 9. Plot the known amount of digoxin against cpm to create a standard curve, then read the unknown amount of digoxin from this curve. Reagents used Digoxin-antibody is encapsulated in semipermeable nylon microcapsules suspended in phosphate buffered saline prepared as described above. For quality control, antibody microcapsules were coated with blue dye (Comassier Blue).
R250 ). A blue supernatant after the microcapsules have been sedimented or precipitated by centrifugation indicates microcapsule rupture or possible antibody leakage. 125 I-labeled digoxin 10μ of 125I digoxin with less than 4.2 μCi in each ml of solution
Contains g. Buffer Solution Phosphate buffer 0.015M at PH7.5 containing 0.15M sodium chloride, 0.5% bovine serum albumin (BSA) and 0.1% sodium azide. Washing solution 20% polyethylene glycol 6000 solution in barbital buffer 0.5M with pH 8.9 containing 0.15M sodium chloride. Calculation of results The results of this test, which is a representative test, are shown in Table 5.
This is also schematically shown in FIGS. 7 and 8. In Figure 7, the final y for the two-cycle semilogarithmic graph
CPM is plotted on the axis, and digoxin concentration (ng/ml) is plotted on the x-axis (logarithmic scale). Figure 8 shows % antibody binding (relative) plotted instead of cpm versus digoxin concentration. It calculates the % antibody binding (relative) for each of the standards, controls or unknown samples and also converts these values into
It is made by plotting two cycles on semi-logarithmic paper in the same manner as described for cpm. The % antibody binding (relative) is calculated as follows: % antibody binding (relative) = (0 ng digoxin standard/
ml antibody binding average cpm) x 100

【表】 本発明方法の検定系はきわめて正確なことがわ
かつた。検定内変動は7%未満であり、検定間変
動は9%未満である。 検定内変動 一つの実験で対照試料二つに関し各々25回検定
したときの変動率CVは次の如くであるとわかつ
た: 平均ジゴキシンng/ml CV 対照1 1.54 4.9% 対照2 2.95 6.2% 検定間変動 対照試料二つに関し、別個の実験18において
各々3回検定したときの変動率は次の如くである
とわかつた。 平均ジゴキシンng/ml CV 対照1 1.50 7.3% 対照2 3.04 8.8% 表6は、このジゴキシンについてまた他の見込
まれる干渉物質の排除に対しきわめて高い特異性
を示す。
[Table] The assay system of the method of the present invention was found to be extremely accurate. Intra-assay variation is less than 7% and inter-assay variation is less than 9%. Intraassay Variation The CV of the two control samples tested 25 times each in one experiment was found to be: Average digoxin ng/ml CV Control 1 1.54 4.9% Control 2 2.95 6.2% Interassay variation Variability The percent variation for the two control samples, each tested three times in separate experiments 18, was found to be: Average digoxin ng/ml CV Control 1 1.50 7.3% Control 2 3.04 8.8% Table 6 shows very high specificity for this digoxin and for the exclusion of other potential interfering substances.

【表】 定量的回収 本発明方法は、添加試料ジゴキシンの96%以上
が回収されたことから非常に定量的であることが
わかつた。
[Table] Quantitative Recovery The method of the present invention was found to be very quantitative as more than 96% of the added sample digoxin was recovered.

【表】 特に本発明方法の結果と他の検定方法によるジ
ゴキシン測定値との高い相関性に注目することは
重要である。 表8は、本発明方法によつて得た試験結果と他
の検定結果との比較を表わす。 系Aおよび系Cは沈降試薬分離による液体検定
系を表わし、系Bは固相分離を用いる。表に示す
如く、相関係数は、0.97〜0.98である。
[Table] It is particularly important to note the high correlation between the results of the method of the present invention and the values measured for digoxin by other assay methods. Table 8 presents a comparison of the test results obtained by the method of the invention and other assay results. System A and System C represent liquid assay systems with precipitation reagent separation, and System B uses solid phase separation. As shown in the table, the correlation coefficient is 0.97 to 0.98.

【表】 上表から、被験物質およびその標識を付した類
似体に特異結合することのできる相補的物質が入
手しうる限り、どんな遊離被験物質の有無および
濃度を測定するのにも本発明に開示した検定法を
用いうることは明らかである。なお、もう一つの
要件は、これら物質の拡散を選択的に許容し而し
て天然たん白質の如き高分子量物質の通過を阻止
するマイクロカプセル膜を供与することができる
ように種およびその類似体の分子量が十分低いと
いうとである。幸いなことに、ステロイドホルモ
ン、甲状腺ホルモン、多くの薬剤および臨床的に
重要な他の物質類は、天然たん白質よりもはるか
に小さな分子寸法によつて特徴づけられる。 本発明は、その精神ないし本質的特徴から逸脱
することなく他の特定態様で具体化することがで
きる。それ故、上記の具体化および実施例は全て
の面において本発明を例示するにすぎず、これを
限定するものと見なすべきでない。本発明の範囲
は上記説明よりもむしろ前出「特許請求の範囲」
によつて示される。従つて、「特許請求の範囲」
の意味および均等性の範囲内に入る全ての変更は
本発明に包含されるものとする。
[Table] From the above table, it can be seen that the present invention can be used to determine the presence and concentration of any free test substance, as long as a complementary substance capable of specifically binding to the test substance and its labeled analogue is available. It is clear that the disclosed assay can be used. Another requirement is that species and their analogues can be used to provide microcapsule membranes that selectively allow the diffusion of these substances and block the passage of high molecular weight substances such as natural proteins. This means that the molecular weight of is sufficiently low. Fortunately, steroid hormones, thyroid hormones, many drugs and other substances of clinical importance are characterized by much smaller molecular sizes than natural proteins. The present invention may be embodied in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. Therefore, the embodiments and examples described above are only illustrative of the invention in all respects and should not be considered as limiting. The scope of the present invention is defined by the above claims rather than the above description.
It is shown by. Therefore, the “scope of claims”
All changes that come within the meaning and range of equivalence are intended to be embraced by the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の方法に従つて作成した標準
曲線で、x軸(対数目盛)の遊離T4濃度(n
g/dl)に対してy軸にカウント数/min
(cpm)(×103)をプロツトしたグラフである(前
出表1参照)。第2図は、本発明の遊離T4検定に
関する別の標準曲線を例示する。この図のデータ
ーは前出表2に見出される。第3図は、遊離T4
の標準溶液に浸漬した半透性マイクロカプセル内
に含まれるT4抗体に結合したT4125)からの
cpm対時間のグラフである。血清T4がT4抗体結
合性箇所でT4125)を置換わるにつれ、その
抗体に関連した残存cpmは減少する。注目すべき
は、置換わる速度が37℃でのインキユベーシヨン
2時間まではおおかた比例的であるということで
ある。第4図は、透析検定法と本発明のマイクロ
カプセル化法の結果における相関性を図で例示す
る。第5図は、マイクロカプセル化検定系によつ
て確立した遊離T4の標準範囲を図で例示する。
第6図は動放射免疫検定と本発明のマイクロカプ
セル化タイプ検定系との相関性を図で例示する。
第7図は、2サイクル片対数のx軸(対数目盛)
上のジゴキシン(ng/ml)に対しy軸上にプロ
ツトした抗体結合ジゴキシン(cpm)の標準曲線
(表5のデーター)を示す。第8図は、ジゴキシ
ンの抗体結合(相対)%対ジゴキシン濃度を示
す。抗体結合(相対)%は、抗体結合(相対)%
=平均抗体結合opm/0ng/dlジゴキシン標準の
平均抗体結合cpm×100(表3のデーター)とし
て算出される。第9図は、本発明に従つて形成し
たマイクロカプセルでの抗体の保留および免疫原
物質の自由通過を示す図である。 図中、主要な部分を表わす符号の説明は以下の
通りである:9:抗体、12:マイクロカプセル
(10:壁)、16:試料からのジゴキシン、1
8:標識ジゴキシン。
FIG. 1 is a standard curve prepared according to the method of the invention, with free T 4 concentration (n
g/dl) versus count/min on the y-axis
(cpm) (×10 3 ) (see Table 1 above). FIG. 2 illustrates another standard curve for the free T 4 assay of the present invention. The data for this figure can be found in Table 2 above. Figure 3 shows free T 4
from T4 ( 125 ) bound to T4 antibody contained within semipermeable microcapsules soaked in a standard solution of
This is a graph of cpm versus time. As serum T 4 displaces T 4 ( 125 ) at T 4 antibody binding sites, the residual cpm associated with that antibody decreases. Of note is that the rate of displacement is more or less proportional up to 2 hours of incubation at 37°C. FIG. 4 graphically illustrates the correlation between the results of the dialysis assay and the microencapsulation method of the present invention. FIG. 5 graphically illustrates the standard range for free T 4 established by the microencapsulation assay system.
FIG. 6 graphically illustrates the correlation between the dynamic radioimmunoassay and the microencapsulated type assay system of the present invention.
Figure 7 shows the x-axis (logarithmic scale) of the 2-cycle semi-logarithm.
A standard curve of antibody-bound digoxin (cpm) plotted on the y-axis against digoxin (ng/ml) above (data in Table 5) is shown. FIG. 8 shows % antibody binding (relative) of digoxin versus digoxin concentration. Antibody binding (relative) % is antibody binding (relative) %
= Average antibody binding opm/0 ng/dl Calculated as average antibody binding cpm of digoxin standard x 100 (data in Table 3). FIG. 9 shows retention of antibodies and free passage of immunogen in microcapsules formed according to the present invention. In the figure, the explanations of the symbols representing the main parts are as follows: 9: Antibody, 12: Microcapsule (10: Wall), 16: Digoxin from sample, 1
8: Labeled digoxin.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 血清たん白質含有試料中血清たん白質に結合
していない被験物質の存在を測定する方法であつ
て、 試料を、該たん白質未結合被験物質に対し相補
的な抗体および該被験物質の、標識を付した類似
体と一緒にインキユベートし、而してこれらの試
料および抗体は、血清たん白質未結合被験物質お
よびその、標識を付した類似体の通過を許容する
のに十分なしかし試料中に存在する抗体又は血清
たん白質結合被験物質の通過を許容するには不十
分な多孔率を有する少くとも一つの膜によつて分
離され、該抗体および標識を付した類似体が、該
膜よりなるマイクロカプセルに内蔵されているも
のとし、 試料中の血清たん白質未結合被験物質を前記膜
に通過させ且つこれを、前記抗体上の結合箇所に
関して該被験物質の標識を付した類似体と競合さ
せ、 該マイクロカプセルから抗体未結合被験物質お
よび類似体を、該マイクロカプセルの外の浸透圧
を高くすることにより取出し、該マイクロカプセ
ルを反応系の残りのものから分離せしめ、そして 前記抗体に結合した前記標識を付した類似体の
量を測定し、而してこの量が試料中の血清たん白
質未結合被験物質の量を表示するものとする、諸
工程を包含する方法。 2 標識を付した類似体が放射性原子で標識され
た被験物質よりなる特許請求の範囲第1項記載の
方法。 3 被験物質がL―チロキシンである特許請求の
範囲第1または2項記載の方法。 4 被験物質がL―3,5,3′―トリヨードチロ
ニンである特許請求の範囲第1または第2項記載
の方法。 5 被験物質がコルチソル、テストステロンおよ
び新生児のチロキシンよりなる群から選ばれる特
許請求の範囲第1または2項記載の方法。 6 分離工程が、抗体未結合被験物質および抗体
結合類似体をマイクロカプセルから洗去すること
によつて遂行される特許請求の範囲第1項記載の
方法。 7 被験物質がジゴキシンである特許請求の範囲
第1項記載の方法。 8 液体試料中血清たん白質未結合被験物質の量
を測定するのに用いられる試験セツトであつて、
該セツトが、 前記被験物質の標識を付けた類似体、 前記物質に対し相補的な抗体を含有する複数個
のマイクロカプセルにして、前記物質およびその
標識を付けた類似体の通過を許容するのに十分な
しかし前記抗体又は天然たん白質の通過を許容す
るには不十分な透過性を有する膜から構成され
る、前記試料からの血清蛋白質未結合被験物質吸
収のためのマイクロカプセル、 該カプセルの外の浸透圧を上昇せしめることに
よつて抗体未結合被験物質とその、標識を付けた
抗体未結合類似体を前記マイクロカプセルから取
出すことのできる試薬、並びに 前記被験物質の所定量を含有する、試料との比
較用標準物質 を組合せてなるところの試験セツト。 9 被験物質がチロキシンであり、標識を付けた
類似体が放射性原子で標識されたチロキシンであ
り、そして標準物質が、既知量の遊離チロキシン
を含有する物質のアリコートよりなるもので、該
物質を試料と平行で試験するときは標準曲線の作
成を行うことができる、特許請求の範囲第8項記
載の試験セツト。 10 試薬が、血清アルブミンおよびポリエチレ
ンイミンよりなる群から選ばれる要素よりなる特
許請求の範囲第9項記載の試験セツト。 11 マイクロカプセルがジゴキシンに対する抗
体を含み、標識を付けた類似体が125標識ジゴ
キシンである特許請求の範囲第8項記載の試験セ
ツト。 12 液体試料中の血清たん白質未結合被験物質
にして、抗体を形成することができ且つ試料中の
血清たん白質と可逆的に結合することのできる前
記未結合被験物質を量定する際に用いられる試薬
であつて、該物質に対し相補的な抗体と該被験物
質の標識を付けた類似体を含有する複数個のマイ
クロカプセルよりなり、しかも該マイクロカプセ
ルが前記被験物質およびその標識を付けた類似体
の通過を許容するのに十分なしかし前記抗体およ
び天然たん白質の通過を許容するには不十分な透
過性を有する膜からなるようにした前記試薬。 13 抗体がチロキシンに対し相補性であり、標
識を付けた類似体が放射性原子で標識されたチロ
キシンである特許請求の範囲第12項記載の試
薬。
[Claims] 1. A method for measuring the presence of a test substance that is not bound to serum proteins in a serum protein-containing sample, the method comprising: The sample and the antibodies are incubated with a labeled analogue of the test substance such that the sample and the antibodies are incubated in a manner that allows passage of the unbound serum protein and the labeled analogue thereof. the antibody and a labeled analogue separated by at least one membrane having sufficient porosity to allow passage of the antibody or serum protein-bound test substance present in the sample; is contained in a microcapsule made of the membrane, and the test substance unbound to serum proteins in the sample is passed through the membrane and labeled with the test substance at the binding site on the antibody. removing the antibody-unbound test substance and the analog from the microcapsules by increasing the osmotic pressure outside the microcapsules and separating the microcapsules from the rest of the reaction system; and measuring the amount of the labeled analog bound to the antibody, which amount is indicative of the amount of serum protein-unbound test substance in the sample. . 2. The method according to claim 1, wherein the labeled analogue comprises a test substance labeled with a radioactive atom. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the test substance is L-thyroxine. 4. The method according to claim 1 or 2, wherein the test substance is L-3,5,3'-triiodothyronine. 5. The method according to claim 1 or 2, wherein the test substance is selected from the group consisting of cortisol, testosterone, and neonatal thyroxine. 6. The method according to claim 1, wherein the separation step is performed by washing the unantibody-bound test substance and the antibody-bound analogue from the microcapsules. 7. The method according to claim 1, wherein the test substance is digoxin. 8. A test set used to determine the amount of serum protein-unbound test substance in a liquid sample, comprising:
The set comprises a plurality of microcapsules containing a labeled analogue of the test substance and an antibody complementary to the substance to allow passage of the substance and its labeled analogue. microcapsules for the absorption of serum protein-free test substance from said sample, comprising a membrane having a permeability sufficient to permit the passage of said antibodies or natural proteins; a reagent capable of removing an unantibody-bound test substance and its labeled analog unbound to the antibody from the microcapsules by increasing the external osmotic pressure, and a predetermined amount of the test substance; A test set consisting of a combination of standard materials for comparison with a sample. 9. The test substance is thyroxine, the labeled analog is thyroxine labeled with a radioactive atom, and the standard consists of an aliquot of a substance containing a known amount of free thyroxine, and the substance is sampled. 9. The test set according to claim 8, which is capable of creating a standard curve when testing parallel to the . 10. The test set of claim 9, wherein the reagent comprises an element selected from the group consisting of serum albumin and polyethyleneimine. 11. The test set of claim 8, wherein the microcapsules contain antibodies against digoxin and the labeled analogue is 125 -labeled digoxin. 12 Used in quantifying the unbound test substance that can form antibodies and reversibly bind to serum proteins in the sample as an unbound test substance in a liquid sample. A reagent comprising a plurality of microcapsules containing an antibody complementary to the substance and a labeled analogue of the test substance, the microcapsules containing the test substance and its label. The reagent comprises a membrane having sufficient permeability to allow the passage of the analog but insufficient to allow the passage of the antibody and the native protein. 13. The reagent of claim 12, wherein the antibody is complementary to thyroxine and the labeled analogue is thyroxine labeled with a radioactive atom.
JP7637179A 1978-06-20 1979-06-19 Test kit for free species quantitative analysis and method therefor Granted JPS5510596A (en)

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