JPS6255104B2 - - Google Patents

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JPS6255104B2
JPS6255104B2 JP60156185A JP15618585A JPS6255104B2 JP S6255104 B2 JPS6255104 B2 JP S6255104B2 JP 60156185 A JP60156185 A JP 60156185A JP 15618585 A JP15618585 A JP 15618585A JP S6255104 B2 JPS6255104 B2 JP S6255104B2
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JP
Japan
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protein
zone
sedimentation zone
parameter
signal
Prior art date
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JP60156185A
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Japanese (ja)
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JPS61180141A (en
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Jei Arajemu Furederitsuku
Kei Aengaa Padomashini
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Individual
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Publication of JPS6255104B2 publication Critical patent/JPS6255104B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、混合液中に存在する蛋白の定量分析
技術、特に試料の量が微量である場合における定
量分析方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a technique for quantitative analysis of proteins present in a liquid mixture, and particularly to a method for quantitative analysis when the amount of sample is minute.

近年、健康及び疾病に関して蛋白の果たす役割
に関する知識が急速に発展するに及び血清、脊髄
液、細胞抽出液等の液の蛋白を迅速かつ比較的経
済的に定量測定する必要性が一般に高まつてい
る。
In recent years, with the rapid development of knowledge regarding the role that proteins play in health and disease, there has been a general need to rapidly and relatively economically quantitatively measure proteins in fluids such as serum, spinal fluid, and cell extracts. There is.

このような液中の蛋白は、特定の蛋白に対して
特異的な抗体によつて起こる各蛋白の沈降を利用
した免疫化学的方法によつて同定(定性分析)さ
れることが多い。このような特定の抗体は生体中
に異種蛋白(抗原)が侵入して刺激することによ
つて産生される。抗血清は、このような既知の抗
体の混合物である。ある蛋白試料を生体外で、こ
のような抗血清と反応させ、その結果得られる沈
降の存否を観察すると、試料の中にある蛋白の種
類についての有力な手がかりをつかむことができ
る。
Proteins in such fluids are often identified (qualitative analysis) by an immunochemical method that utilizes precipitation of each protein caused by antibodies specific to a particular protein. Such specific antibodies are produced when a foreign protein (antigen) invades and stimulates a living body. Antisera are mixtures of such known antibodies. By reacting a protein sample with such an antiserum in vitro and observing the presence or absence of precipitate as a result, it is possible to obtain powerful clues about the type of protein present in the sample.

このような免疫化学的方法を利用して蛋白の定
量分析を行なう方法としては、抗体または抗原の
一方の試薬を有するゲルの表面に他方の試薬を接
触せしめ、形成された沈澱に基づく散乱光を検知
する方法(特開昭50−107123)が知られている
が、この方法によつて得られる定量分析のための
パラメータは一つの測定点におけるゲル中の沈澱
濃度に相応する値であるから、ゲル中の拡散速度
に大きく影響されるため不正確であるとともに、
単一成分のものにしか適用できないという欠点が
ある。
A method for quantitative protein analysis using such an immunochemical method involves bringing one reagent, antibody or antigen, into contact with the surface of a gel containing the other reagent, and detecting scattered light from the formed precipitate. A detection method (Japanese Unexamined Patent Publication No. 50-107123) is known, but the parameters for quantitative analysis obtained by this method are values corresponding to the precipitate concentration in the gel at one measurement point. It is inaccurate because it is greatly affected by the diffusion rate in the gel, and
The drawback is that it can only be applied to single-component products.

したがつて、このような免疫化学的方法は蛋白
の分析においては一般的に定性的手段と考えられ
ており、定量分析に有効な具体的方法は見い出さ
れていない。
Therefore, such immunochemical methods are generally considered to be qualitative methods in protein analysis, and no specific method effective for quantitative analysis has yet been found.

本発明の目的は、信頼性及び再現性の高い免疫
化学的方法による蛋白の定量分析方法を提供する
ことである。
An object of the present invention is to provide a method for quantitative protein analysis using an immunochemical method that is highly reliable and reproducible.

また本発明の他の目的は、上記目的に加えてさ
らに多種の蛋白を含む試料の各蛋白の定量分析方
法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for quantitatively analyzing each protein in a sample containing a wide variety of proteins in addition to the above object.

本発明は、特定の蛋白に対して特異的な抗体を
含む抗体源と抗原試料とで免疫拡散を行つて、抗
原試料中の蛋白濃度を測定する方法である。即
ち、蛋白と抗体は初めにこれらの反応物質を含ん
でいない支持媒体中で相互に拡散し、接触反応を
起こして有限長さを持つ細長い沈降ゾーンを少な
くとも一個形成し、これを定量的に測定するため
にそのゾーンの内外にわたつて分布している二次
元配列の各位置を光学的に走査し、各位置におけ
る沈降物濃度に相当する電気信号を発生させ、上
記蛋白濃度に特有な変化を表わす細長い沈降ゾー
ンに沿つたゾーン両端間の距離に関するパラメー
タを、その信号から電気的に誘導する。そして、
その結果を、一方で既知量の上記蛋白を含んでい
る対照抗原溶液について、試料の場合と同様な免
疫拡散を行つて得られた対照ゾーンから求めたパ
ラメータ対照値と比較する方法である。
The present invention is a method for measuring the protein concentration in an antigen sample by performing immunodiffusion with an antigen sample and an antibody source containing an antibody specific to a specific protein. That is, proteins and antibodies first diffuse into each other in a support medium that does not contain these reactants, and a contact reaction occurs to form at least one elongated sedimentation zone with a finite length, which can be quantitatively measured. To do this, we optically scan each location in a two-dimensional array distributed inside and outside the zone, generate an electrical signal corresponding to the sediment concentration at each location, and detect the specific changes in the protein concentration. A parameter relating to the distance between the zone ends along the represented elongated sedimentation zone is electrically derived from the signal. and,
On the other hand, the results are compared with parameter control values determined from control zones obtained by performing immunodiffusion in the same way as in the case of the sample, using a control antigen solution containing a known amount of the above-mentioned protein.

上記の実施結果及びその結果に関する計算は、
必要に応じてマニユアルに行うこともできるし、
また光学的及び電気的走査装置を用いて、半自動
でデータを求めることもできる。また必要なデー
タ処理は、適当な容量の汎用コンピユータによつ
て全自動で行うこともできる。
The above implementation results and calculations regarding the results are as follows:
You can also do it manually if necessary,
Data can also be determined semi-automatically using optical and electrical scanning devices. Further, the necessary data processing can be performed fully automatically by a general-purpose computer with an appropriate capacity.

本発明者らは、蛋白及び抗体を相互に拡散させ
て形成した有限長さの細長い沈降ゾーンの両端間
の距離が、蛋白の定量測定のための有効なパラメ
ータを有していることを見い出し、本発明に至つ
たもので、このパラメータは、細長い沈降ゾーン
の内外に分布した二次元配列のそれぞれの位置に
おいて測定した複数の電気的信号から導出され
る。細長い沈降ゾーンは標準的には対称形として
現われるので、その対称軸または沈降ゾーンの曲
率に基づいてその沈降ゾーンの端部位置を計算に
より補正したり補完することができる。
The present inventors have discovered that the distance between the ends of an elongated sedimentation zone of finite length formed by mutually diffusing proteins and antibodies has an effective parameter for quantitative measurement of proteins, In accordance with the present invention, this parameter is derived from a plurality of electrical signals measured at respective locations in a two-dimensional array distributed within and outside the elongated sedimentation zone. Since the elongated settling zone typically appears as symmetrical, the end position of the settling zone can be corrected or supplemented by calculations based on its axis of symmetry or the curvature of the settling zone.

前述した本発明において、最初の抗原の混合物
中に多種の蛋白を含む場合は、初めに、各種蛋白
間の特性の相異に比例して、上記抗体源と相互に
拡散する方向とは直交する方向に移動させること
によつて一部を分画しておく。このような選択的
移動は、例えば、簡単な拡散や、電気泳動、或い
は、クロマトグラフイのような更に複雑な方法に
よつても行なうことができるが、その後の免疫拡
散によつて形成される沈降ゾーンは、いずれの方
法で分画された場合にも、基本的に変らない。例
えば電気泳動の場合、異なつた蛋白間の泳動易動
度の差によつて各蛋白は電界方向に沿つて、易動
度の差に応じて移動分布する。このような初期分
画を行つた後に、蛋白は異つた方向に移動して抗
血清と接触し、一般にはアガールやアガローズの
ような適当な支持媒体中で相互拡散を行うことに
よつてその結果基本的な直線的分布を形成する。
各蛋白の沈降ゾーンは一般に完全に分離し、明ら
かに弁別される。
In the present invention described above, when the initial antigen mixture contains various proteins, first, the direction of mutual diffusion with the antibody source is perpendicular to the direction in which the various proteins diffuse in proportion to the difference in characteristics between the various proteins. A portion is fractionated by moving in the direction. Such selective transfer can be effected, for example, by simple diffusion, electrophoresis, or even by more complex methods such as chromatography, but is formed by subsequent immunodiffusion. The sedimentation zone remains essentially the same no matter which method is used for fractionation. For example, in the case of electrophoresis, the difference in migration mobility between different proteins causes each protein to move and distribute along the direction of the electric field in accordance with the difference in mobility. After such an initial fractionation, the proteins migrate in different directions and come into contact with the antiserum, generally by interdiffusion in a suitable support medium such as agar or agarose. form a basic linear distribution.
The precipitation zones for each protein are generally completely separated and clearly differentiated.

異つた蛋白、あるいはまた抗体の拡散易動度に
は、元来、このような沈降ゾーンをはつきり弁別
するのに足るだけの充分な差がある。ゾーンのオ
ーバラツプは一部に限られているから、ゾーンの
エンドポイントは、はつきりと弁別することがで
きる。また、隣り合う沈降ゾーンが重なり合つて
も、沈降ゾーンの対称性を利用してその対称軸ま
たは沈降ゾーンの曲率に基づいて重なり合つた方
の端部位置を計算により求めることができる。
There are inherently sufficient differences in the diffusive mobilities of different proteins, or alternatively antibodies, to allow for the identification and discrimination of such sedimentation zones. Since the zones have only a limited overlap, the endpoints of the zones can be clearly distinguished. Furthermore, even if adjacent sedimentation zones overlap, the position of the overlapping end can be calculated by utilizing the symmetry of the sedimentation zones and based on the axis of symmetry or the curvature of the sedimentation zones.

前記従来技術のように一つの測定点における散
乱光あるいは光強度を定量パラメータとする場合
には、蛋白の密度及び経時的な拡散の程度は測定
結果に重大な影響を及ぼし、これを補正する他の
パラメータを見い出すことは困難であるが、本発
明による定量法では、沈降ゾーンの形状的因子を
パラメータとしているので、相互拡散の前に分画
処理としてのこのような選択移動を行なうことが
できるのである。
When using scattered light or light intensity at one measurement point as a quantitative parameter as in the prior art, the density of the protein and the degree of diffusion over time have a significant influence on the measurement results, and it is necessary to correct this. However, since the quantitative method according to the present invention uses the shape factor of the sedimentation zone as a parameter, it is possible to perform such selective movement as a fractionation process before interdiffusion. It is.

免疫拡散を行うために抗原と抗体を穴の中に入
れて、抗原と抗体が相互に移動する速度を高める
ために電気免疫拡散のような方法で電場をかけた
場合でも、その結果形成される沈降ゾーンは電界
をかけなかつた場合と同じ基本形を保つている。
またもし、免疫電気泳動において免疫拡散のステ
ツプが、適当な電場によつて加速された場合も、
上記と同様である。従つて、本明細書における免
疫拡散なる語は、加速電場を伴う場合と、伴わな
い場合の双方を意味している。
Even if you put the antigen and antibody into a hole to perform immunodiffusion and apply an electric field in a way like electroimmunodiffusion to increase the speed at which the antigen and antibody move towards each other, the resultant The sedimentation zone maintains the same basic shape as when no electric field is applied.
Also, if the immunodiffusion step in immunoelectrophoresis is accelerated by an appropriate electric field,
Same as above. Therefore, the term immunodiffusion in this specification refers to both cases involving and not involving an accelerating electric field.

以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して
説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を限
定するものではない。
Examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, but these examples are not intended to limit the scope of the present invention.

免疫電気泳動は定性法として良く知られてお
り、それを行うために多種の装置が発表されてい
るがいずれも大同小異である。本発明において
は、電気泳動と、それに続く拡散と免疫反応は、
通常、光学的に透明な板の上に乗せられた数分の
1ミリメータから数ミリメータの厚さの単層ゲル
の中で行なわれる。支持媒体としては今日一般に
用いられている、pH約8.6でイオン強度が約0.1の
バルビタール緩衝液で飽和されたアガローズが用
いられる。そして試料は、ゲル層に切り込まれた
穴とか、ゲル層をキヤリアに乗せる時にモールド
して作られた穴の中に入れられる。
Immunoelectrophoresis is well known as a qualitative method, and a variety of devices have been published to perform it, but they all have little differences. In the present invention, electrophoresis followed by diffusion and immunoreaction are
It is usually carried out in a single layer of gel, from a fraction of a millimeter to several millimeters thick, mounted on an optically transparent plate. The support medium used is agarose, which is commonly used today, saturated with a barbital buffer with a pH of about 8.6 and an ionic strength of about 0.1. The sample is then placed into a hole cut into the gel layer or molded into the gel layer when it is placed on the carrier.

第1図にはプレート20が図示してあり、その
上に電気泳動の方向と平行に延びる軸25に沿つ
た抗体溝24と、その両側に等間隔が配置された
円形の抗原穴21と22がある。穴の配置によつ
て、2種の別個の溶液又は同種の溶液の2つの試
料は、各プレートの上で同じ抗体溶液に向つて同
時に移動する。各プレートの上で2つの抗原穴の
外側に更に2つの抗体溝を追加し、更にその外側
に2つの抗原穴を追加して、プレートの容量を倍
加させてもよい。同様にして、パターンのオーバ
ーラツプを防ぐために、穴21と22から電気泳
動の方向に沿つて充分に離れた所に、抗原穴を追
加してもよい。
FIG. 1 shows a plate 20, on which is an antibody groove 24 along an axis 25 extending parallel to the direction of electrophoresis, and circular antigen holes 21 and 22 equally spaced on either side of the antibody groove 24. There is. Depending on the arrangement of the holes, two separate solutions or two samples of the same solution will move simultaneously towards the same antibody solution on each plate. Two additional antibody grooves may be added outside of the two antigen holes on each plate, and two additional antigen holes may be added outside of the two antigen holes to double the capacity of the plate. Similarly, additional antigen holes may be added at a sufficient distance along the direction of electrophoresis from holes 21 and 22 to prevent pattern overlap.

第1図Aの陰影部26と28は、穴21と22
の中に入れられて矢印23の方向に一定時間電気
泳動を行つた後の一対の同種の試料中にある4種
の蛋白a,b,c及びdの代表的な分布を近似的
に示したものである。通常、すべての蛋白は、液
体媒質中中では同じ方向に移動するが、溶媒自体
が純電荷を運ぶ性質を持つているため、結果とし
てゲルの流れやゲルに対して電気浸透を引き起
す。従つて蛋白は穴に対して両方向に移動する。
Shaded areas 26 and 28 in FIG. 1A correspond to holes 21 and 22.
The representative distribution of four types of proteins a, b, c, and d in a pair of samples of the same type after electrophoresis is performed for a certain period of time in the direction of arrow 23 is approximately shown. It is something. Normally, all proteins move in the same direction in a liquid medium, but the solvent itself carries a net charge, resulting in gel flow and electroosmosis. Proteins therefore move in both directions relative to the hole.

電気泳動が終ると、溝24に抗体が入れられ、
第1図Aのa,b,c及びdの蛋白とそれに対応
する抗体との相互拡散によつて沈降ゾーンが形成
される。第1図のB,C,Dは、代表的なゾーン
出現の各段階を示している。
After electrophoresis is completed, the antibody is placed in the groove 24,
A sedimentation zone is formed by interdiffusion of proteins a, b, c, and d of FIG. 1A and their corresponding antibodies. B, C, and D in FIG. 1 show each stage of typical zone appearance.

関係のない抗原の沈降アークは、それぞれの抗
体と反応して別個に形成されるが、充分に接近し
てくると第1図Dのように交差し、免疫化学的に
関係のある沈降アーク同志は連続した反応線とし
て融合する。第1図C及びDにおける沈降ゾーン
d′は、第1図Aにおける領域dが、実は2つの別
個の蛋白を含んでおり、同じ電気泳動易動度を持
つている2つの蛋白であつても、別個の沈降ゾー
ンを形成する事実を例示している。ゾーンdと
d′は、2つの異つた蛋白が穴21に入れられて、
初期の電気泳動のステツプを経ないで免疫拡散を
適用されたと考えることもできる。夫々のゾーン
エンドがはつきり分れている理由は、各蛋白或い
は抗体の拡散率が異つているためである。いずれ
の場合にも、このような各ゾーンは以下に述べる
方法を用いると別々に分析することができる。
Precipitating arcs of unrelated antigens react with each antibody and form separately, but when they come close enough, they intersect as shown in Figure 1D, forming immunochemically related precipitation arcs. merge as a continuous reaction line. Sedimentation zone d' in Figures 1C and D indicates that region d in Figure 1A actually contains two separate proteins, even though the two proteins have the same electrophoretic mobility. , illustrating the fact that separate sedimentation zones are formed. Zones d and d' are formed by placing two different proteins in the hole 21.
It can also be considered that immunodiffusion is applied without going through the initial electrophoresis step. The reason why each zone end is distinct is that the diffusion rate of each protein or antibody is different. In either case, each such zone can be analyzed separately using the methods described below.

本発明によると、免疫電気泳動による沈降ゾー
ンを、直接定量的に測定することができる。この
ような測定によつてプレート上で目的とする蛋白
の各沈降ゾーンの特定の特徴的な物理的な配置を
決めることができるし、それとともに光学的方法
によつて光強度の測定を行うこともできる。いず
れの方法に対しても、時間的要素が加えられてお
り、これが観測データの重要な要素となつてい
る。しかし、インキユベーシヨンを平衡に達する
まで行つて、安定したゾーンの形成を待つのであ
れば、このような時間を測定しても無意味であ
る。
According to the present invention, the sedimentation zone by immunoelectrophoresis can be measured directly and quantitatively. Such measurements allow the determination of the specific, characteristic physical arrangement of each precipitation zone of the protein of interest on the plate, as well as measurements of light intensity by optical methods. You can also do it. Both methods add a time element, which is an important element of observational data. However, such a time measurement is meaningless if the incubation is carried out until equilibrium is reached and a stable zone is to be formed.

プレート20の上での位置測定は、例えば低倍
率の顕微鏡で行うことができる。第2図に図示さ
れているように、光源ランプ36と黒のベルベツ
トのような吸光性の暗視野34を持つ光源箱30
の可変開口部32の上にプレート20が置いてあ
る。顕微鏡40には対物レンズ41、接眼レンズ
42及び焦点面に照準用の十字線43がついてい
る。光源箱30の上にはダブルスライド機構45
が載置されており、詳細に図示してないがねじに
よる駆動装置46と正確な目盛が施されていて、
その上に乗せられている顕微鏡の位置を2つの座
標軸に対して正確に読み取ることができるように
なつている。この図では分り易くするために1つ
の座標軸についてのみ示してある。通常は第1図
Aに示されているように、x軸を電気泳動の方
向、つまり抗体溝と平行に定め、座標軸の原点を
軸25の上か、その近くに定めると便利である。
Position measurement on the plate 20 can be performed using a low magnification microscope, for example. As shown in FIG. 2, a light source box 30 with a light source lamp 36 and a light absorbing dark field 34 such as black velvet is provided.
A plate 20 is placed over the variable opening 32 of. The microscope 40 has an objective lens 41, an eyepiece lens 42, and a crosshair 43 for aiming at the focal plane. A double slide mechanism 45 is installed on top of the light source box 30.
is mounted, and although not shown in detail, it is equipped with a screw drive device 46 and an accurate scale,
The position of the microscope placed on it can be accurately read with respect to two coordinate axes. In this figure, only one coordinate axis is shown for clarity. It is usually convenient to place the x-axis in the direction of electrophoresis, ie, parallel to the antibody groove, and to place the origin of the coordinate axes on or near axis 25, as shown in FIG. 1A.

光の濃淡の測定のために、顕微鏡には斜めにな
つている光束分割用のハーフミラー48が設けて
あり、光の一部を接眼部に送り、他の部分でダイ
ヤフラム52の上で実像を結ばせている。ダイヤ
フラム52は、プレート20の上で十字線43に
一致している範囲からの光のみを、感光トランス
ジユーサ50に送る。トランスジユーサ50は増
幅回路54とメータ56に電気的に接続されてい
る。メータ56の代りに直接眼で見てマニユアル
に記録してもよいし指令信号に応じて、自動的に
光の強弱を記録するようなプリント回路やAD変
換器を接続させてもよい。第2図においては、例
えば暗視野照明の代りに、直接照明とか、ゾーン
からの反射光を直接測定できるような上からの照
明等、種々の変更が可能である。完全な自動測定
を行うための方法及び装置の実施例を以下に説明
する。
In order to measure the density of light, the microscope is equipped with a diagonal half mirror 48 for splitting the light beam, which sends part of the light to the eyepiece and uses the other part to form a real image on the diaphragm 52. are tied together. Diaphragm 52 transmits only light from the area on plate 20 that corresponds to crosshair 43 to photosensitive transducer 50 . Transducer 50 is electrically connected to amplifier circuit 54 and meter 56. Instead of the meter 56, it may be possible to directly observe the light with the naked eye and record it manually, or a printed circuit or an AD converter may be connected to automatically record the intensity of light according to a command signal. In FIG. 2, various modifications are possible, such as direct illumination instead of dark field illumination, or illumination from above so that the reflected light from the zone can be directly measured. Examples of methods and apparatus for performing fully automated measurements are described below.

第3図はゾーンが出現した際に、本発明によつ
てゾーンの位置測定を行うために、定められた沈
降ゾーンのある特徴を図示したものである。y=
yにおける水平の線61は免疫電気泳動スライド
の抗体溝の端である。座標(Xe、Ye)及び
(Xf、Yf)における点E及びFは展延するゾーン
60の左及び右のエンドポイントである。
FIG. 3 illustrates certain features of the sedimentation zone that are defined for locating the zone in accordance with the present invention when the zone appears. y=
The horizontal line 61 in y is the edge of the antibody groove on the immunoelectrophoresis slide. Points E and F at coordinates (Xe, Ye) and (Xf, Yf) are the left and right end points of the extending zone 60.

ゾーンエンドポイントE及びFの他に、各ゾー
ンの中で何個所かの中間点を測定する方がよい。
第3図において座標(Xg、Yg)における1点G
はこのような点の例である。
In addition to the zone end points E and F, it is better to measure several intermediate points within each zone.
In Figure 3, one point G at the coordinates (Xg, Yg)
is an example of such a point.

ゾーンはy方向にある幅を持っているので、G
のような各中間点のy座標は、抗体溝に最も近い
前縁63、ゾーンの後縁65、或いはゾーンの中
で、光の強度の最も強い部分も含めて、1個所或
いはそれ以上の点64を定めると便利である。
Since the zone has a certain width in the y direction, G
The y-coordinate of each intermediate point is the leading edge 63 closest to the antibody groove, the trailing edge 65 of the zone, or one or more points within the zone, including the part of the zone with the highest light intensity. It is convenient to specify 64.

インキユベーシヨン時間の経過に伴つて、ゾー
ンが出現すると、点E,F及びGの絶対及び相対
位置が変化する。時間の関数として、第4図に例
示されているXeとXfの値は蛋白濃度と相関して
おり、この座標の差(Xf−Xe)、即ち特定の測定
時間における沈降ゾーンの長さLを同じ時間で既
知の濃度の蛋白によつて得られた対照値と比較す
ることによつて、直接蛋白濃度を測定することが
できる。しかし、このような測定結果からパラメ
ータとして有効であると考えられる1つか或いは
それ以上の関数を誘導して、上記パラメータを補
正することにより、更に信頼性の高い正確な結果
を得るようにしてもよい。
As the incubation time progresses, the absolute and relative positions of points E, F and G change as zones emerge. As a function of time, the values of Xe and Direct protein concentration can be determined by comparison with a control value obtained with a known concentration of protein at the same time. However, even more reliable and accurate results can be obtained by deriving one or more functions considered to be effective as parameters from such measurement results and correcting the above parameters. good.

第4図が表わすデータとして、第5図にインキ
ユベーシヨン時間に対するこのパラメータの変化
を示してある。
As the data represented in FIG. 4, FIG. 5 shows the variation of this parameter with respect to incubation time.

第4図及び第5図において、実線は実際の実験
から求めた値をプロツトしたものである。これら
の図にはまた、実線を時間の少ない方向に向つて
延長(外挿)した値が示されている。この延長は
破線で示してある。第4図で延長線が交わる点6
6はゾーンの長さが0であつた点を表わしてい
る。第5図の延長(外挿)線は点67で時間軸と
交わり、同様にToを求めることができる。この
ような延長(外挿)によつて沈降ゾーンの初出現
時間を実際的に正確に求めることができ、この初
出現時間を沈降ゾーン長Lを求めるための時間的
基準にすることもできる。
In FIGS. 4 and 5, the solid lines plot values obtained from actual experiments. These figures also show values obtained by extending (extrapolating) the solid line in the direction of less time. This extension is shown as a dashed line. Point 6 where the extension lines intersect in Figure 4
6 represents the point where the length of the zone was 0. The extension (extrapolation) line in Figure 5 intersects the time axis at point 67, and To can be found in the same way. By such extension (extrapolation), the first appearance time of the sedimentation zone can be determined practically accurately, and this first appearance time can also be used as a time reference for determining the sedimentation zone length L.

分析される試料について、パラメータを求める
ための実験値が得られると、これらの値は、各蛋
白の標準値を適当に組合せた値と比較される。こ
れらの標準値は既知量の目的の蛋白を含む一連の
溶液を用いて、測定と同じ条件下で作られたもの
である。このような標準値の組合せを得るため
に、このような標準蛋白溶液を用いて標準操作を
行い、各プレートの対応する点で、インキユベー
シヨンの進行につれて、引続いて測定を行う。標
準操作は、すべての条件をできるだけその標準が
適用されるべき測定操作と同じ状態で行うことが
望ましい。事実、対照値は、各測定操作に対して
個々に対応する独特なものであることが望まし
い。しかし日常の測定において前回の測定で対照
曲線の勾配が既知であるような場合には、1回の
標準操作で充分なこともある。
Once experimental values for determining parameters are obtained for the sample to be analyzed, these values are compared with appropriate combinations of standard values for each protein. These standards were made using a series of solutions containing known amounts of the protein of interest under the same conditions as the measurements. To obtain such a combination of standard values, a standard procedure is carried out using such standard protein solutions, and measurements are taken successively at corresponding points on each plate as the incubation progresses. It is desirable that the standard operation be performed under all conditions as similar as possible to the measurement operation to which the standard is to be applied. In fact, it is desirable that the reference value is unique and corresponds individually to each measurement operation. However, in routine measurements where the slope of the control curve is known from a previous measurement, one standard operation may be sufficient.

希望するパラメータの標準値は、各濃度につい
て、このような標準操作を数回行つて導出され
る。こうして測定されたパラメータの標準値は、
従つて、濃度と時間の双方の関数であると考えら
れる。
Standard values for desired parameters are derived by performing such standard operations several times for each concentration. The standard values of the parameters measured in this way are
Therefore, it is considered to be a function of both concentration and time.

標準曲線を作ることは、より間接的である。こ
れらの値は、測定が行なわれた時間に関係してい
るので、対照標準は時間の範囲をカバーするよう
に作らなければならない。すべての濃度に対して
同時にデータを測ることは困難である。従つて各
測定値は測定の時間に関連を持たせて、各蛋白濃
度の最終的な標準値を時間の関数として別々の曲
線にプロツトする。
Creating a standard curve is more indirect. These values are related to the time at which the measurements were taken, so the reference standards must be made to cover a range of time. It is difficult to measure data for all concentrations simultaneously. Each measurement value is therefore related to the time of measurement so that the final standard value of each protein concentration is plotted as a function of time on a separate curve.

第6図はこのようなグループの代表例であつ
て、3つの濃度に対するパラメータの標準値が時
間軸に対してプロツトされている。第6図には、
任意の時間t1,t2及びt3で垂直な線が引いてあ
る。これらのLの各値は濃度の関数の別々の曲線
として再プロツトすることができる。その結果得
られた一組の曲線の組合せは、それぞれの時間に
対して、蛋白濃度の関数としてのLを示してい
る。この組合せは第7図に示されており、実験値
を比較する差には第6図の時間に対するプロツト
よりは、便利である。
FIG. 6 is a representative example of such a group, in which standard values of parameters for three concentrations are plotted against the time axis. In Figure 6,
Vertical lines are drawn at arbitrary times t 1 , t 2 and t 3 . Each of these values of L can be replotted as a separate curve as a function of concentration. The resulting set of curve combinations shows L as a function of protein concentration for each time. This combination is shown in FIG. 7 and is more convenient for comparing experimental values than the plot versus time of FIG.

本発明の他の特徴は、正確度を改善することに
あり特に測定しようとする試料中の目的の蛋白の
一種又はそれ以上の濃度が比較的低い場合に有効
である。そのような場合には試料溶液にそのよう
な蛋白の既知量を整数比でいくつか補足すること
が望ましい。そして、その溶液と既知量の蛋白を
含む標準とを並行して測定操作を行うのである。
夫々の溶液に対して所要のパラメータを求めるた
めの値が必要であれば、時間に対して上に述べた
補間によりすべての時間について求めることがで
きる。正規の標準について得られたパラメータ値
Pを第8図のカーブ80に示すように通常の方法
で蛋白濃度に対してプロツトする。同様にもとの
抗原試料及び既知量の蛋白を加えた一部に対する
Pの値を各点h,i,j及びkに対して、あたか
もその溶液が追加された蛋白だけしか含んでいな
かつたようにプロツトされる。従つて、もとの試
料に対する値hは、濃度が0の位置にプロツトさ
れる。これらの点を通つて曲線81が引かれる。
このデータの処理例では、もとの試料の蛋白濃度
は数種の方法で計算することができ、いずれも基
本的には同じ値を与えてくれるはずである。こう
して希望する数種の方法を用いて計算し、結果の
平均を採ればよい。
Another feature of the present invention is that it improves accuracy, particularly when the concentration of one or more proteins of interest in the sample to be measured is relatively low. In such cases, it is desirable to supplement the sample solution with several known amounts of such proteins in whole number ratios. Measurement operations are then performed in parallel with this solution and a standard containing a known amount of protein.
If values are needed to determine the required parameters for each solution, they can be determined for all times by the interpolation described above for time. The parameter values P obtained for the authentic standards are plotted against protein concentration in the conventional manner as shown in curve 80 of FIG. Similarly, the value of P for the original antigen sample and a portion to which a known amount of protein was added is calculated for each point h, i, j, and k as if the solution contained only the added protein. It is plotted as follows. Therefore, the value h for the original sample is plotted at the zero concentration position. A curve 81 is drawn through these points.
In this data processing example, the protein concentration of the original sample can be calculated in several ways, all of which should give essentially the same value. In this way, calculations can be made using several desired methods, and the results can be averaged.

まず、hから水平に延長して曲線80とh'で交
わる直線はChで示されている値の濃度を示す。
これは先に述べた一般の比較法に相当する。更に
同様にして、i,j及びkから、直線80に交わ
るように引いた延長線は、i→i',j→j'及びk
→k'の直線の長さに応じて濃度を与えてくれ、そ
れらの長さは、論理的にはすべて同じである。も
しhにおけるPの値が何らかの理由、例えば観察
したゾーンが不明瞭なために不確実である場合に
は、4つのすべての間隔の平均によつて、信頼で
きる値を得ることできる。
First, a straight line extending horizontally from h and intersecting the curve 80 at h' indicates the density of the value indicated by Ch.
This corresponds to the general comparative method mentioned earlier. Furthermore, in the same way, extension lines drawn from i, j and k to intersect the straight line 80 are i→i', j→j' and k
→Gives concentration according to the length of the straight line k', and logically all of these lengths are the same. If the value of P at h is uncertain for some reason, e.g. because the observed zone is unclear, a reliable value can be obtained by averaging over all four intervals.

もう1つの方法は、hにおける測定の不正確を
改善できるばかりでなく、もとの試料中の蛋白の
濃度が、測定可能な沈降線を形成するのに必要な
限界値以下であるような場合にも、値を求めるこ
とができるという利点を持つている。後者の場
合、曲線81の上の蛋白は得られた点i,j及び
kを結んで得られ、更にP軸の方に延長(外挿)
され、hにおけるPを決める。このように曲線8
1を延長する際に曲線80はガイドとして役に立
つ。例えば第8図の曲線80は、それが点i,j
及びkを表わすようになるまで全体として左に移
動させたものである。こうして移動させた曲線8
0とP軸との交点は点hの値を与え、それから濃
度Chを求めることができる。また曲線81を横
軸の負側−Chまで延長すると、濃度値Chに合致
する濃度を直接読み取ることができる。
Another method not only can improve the measurement inaccuracy in It also has the advantage of being able to calculate values. In the latter case, the protein above curve 81 is obtained by connecting the obtained points i, j and k, and further extended (extrapolated) towards the P axis.
and determine P at h. In this way, curve 8
Curve 80 serves as a guide in extending 1. For example, the curve 80 in FIG.
and k as a whole to the left. Curve 8 moved in this way
The intersection of 0 and the P axis gives the value of point h, from which the concentration Ch can be determined. Furthermore, by extending the curve 81 to the negative side of the horizontal axis -Ch, it is possible to directly read the density that matches the density value Ch.

上に述べた補足された標準線81による方法
は、実験用及び対照用として、同じ溶液が使える
という大きな利点を持つている。特にその試料が
特定の病気の患者の人血清である場合には、この
利点によつて標準線を延長することによるいかな
る小さな誤差も解消することができる。種々の量
の蛋白を補足した試料の数を増やすことによつ
て、第8図に示してある3点のみならず、数個所
で測定を行うことによつて、この外挿の信頼性は
ほとんど無制限に向上させることができ、含まれ
る測定誤差についての正しい認識を得ることがで
きる。
The supplemented standard line 81 method described above has the great advantage that the same solution can be used for experimental and control purposes. This advantage can eliminate any small errors caused by extending the standard line, especially if the sample is human serum from a patient with a particular disease. By increasing the number of samples supplemented with various amounts of protein, and by making measurements at several locations rather than just the three points shown in Figure 8, the reliability of this extrapolation can be reduced to a minimum. It can be improved without limit and a correct knowledge of the measurement errors involved can be obtained.

本発明はまた、抗原試料中のある種の蛋白の異
常を自動的に検出することができる。例えば正常
及び異常ガンマグロブリンは両者の間で、通常、
免疫拡散及び電気泳動易動度の範囲に僅かの差を
持つていて、しかも同じ抗体と反応し、異常な沈
降ゾーンを形成して一般にゾーンの長さに沿つて
非対称に分布する沈降を形成する。このような異
常性は、細長い沈降ゾーンの非対称性とがその他
の値の異常性を観察することによつて異常が発生
していることを知ることができる。そしてこの異
常性は、もしXのある値において数個の独立した
測定が行われ、また測定誤差を計算した結果が統
計的に顕著な変化を示したら異常の存在が示され
たことになる。
The present invention can also automatically detect certain protein abnormalities in antigen samples. For example, between normal and abnormal gamma globulin, there is usually
have small differences in the range of immunodiffusion and electrophoretic mobility, yet react with the same antibodies, forming unusual precipitation zones and generally forming precipitates that are asymmetrically distributed along the length of the zone. . The occurrence of such an anomaly can be determined by observing the asymmetry of the elongated sedimentation zone and other abnormal values. The existence of this abnormality is indicated if several independent measurements are performed at a certain value of X and the results of calculating the measurement error show a statistically significant change.

異常蛋白の存在に対して、鋭敏に応答するその
他のパラメータは、ゾーンの軸方向の曲率であ
る。異常の存在によつて、ゾーンの長さ方向に沿
つた曲率は、異常に且つ非対称に変化する傾向が
あり一方全体としての曲率は正常以下になる傾向
がある。
Another parameter that responds sensitively to the presence of abnormal proteins is the axial curvature of the zone. Due to the presence of anomalies, the curvature along the length of the zone tends to vary abnormally and asymmetrically, while the overall curvature tends to be below normal.

2つ或いはそれ以上のパラメータの特異な関数
から成る多価パラメータを用いると更に有利であ
る。例えばゾーンの長さLと光強度パラメータの
合計は、測定誤差を適当に考慮に入れると、個々
の成分を1つずつ使用するよりは信頼性の高い結
果を与えてくれるような新しいパラメータにな
る。
It is further advantageous to use multivalued parameters which consist of a unique function of two or more parameters. For example, the sum of the zone length L and the light intensity parameter becomes a new parameter that gives more reliable results than using the individual components one by one, if measurement errors are taken into account appropriately. .

その他に2つのパラメータの導関数もパラメー
タとして有利であり、一方は蛋白濃度の増加に伴
つて増加し、一方は低下する。こうしてこれらの
パラメータの商とか、差を用いると、それらを
個々に用いるよりも、濃度に対して鋭い依存性を
持つパラメータを得ることができる。
Also of interest are the derivatives of two parameters, one increasing and one decreasing with increasing protein concentration. Thus, by using the quotient or difference of these parameters, it is possible to obtain parameters that have a sharper dependence on concentration than by using them individually.

ゾーンの初出現時間Toは、蛋白濃度に対して
逆の関係を持つている例であり、特にこのような
商を求める際に利用できる。x軸の任意の希望す
る値Xgにおける抗体溝とゾーンとの距離もま
た、蛋白濃度と逆の関係を持つており、このよう
な商もパラメータとして用いられる。一般的に
は、濃度に直接依存するパラメータを、濃度に逆
依存するパラメータで割算しその結果の多価パラ
メータが、濃度に対して逆依存でなく、直接依存
となるようにする方がよい。
The first appearance time To of the zone is an example of an inverse relationship to the protein concentration, and can be used especially when calculating such a quotient. The distance between the antibody groove and the zone at any desired value Xg on the x-axis is also inversely related to the protein concentration, and such a quotient is also used as a parameter. In general, it is better to divide a parameter that directly depends on concentration by a parameter that is inversely dependent on concentration so that the resulting multivalent parameter depends directly on concentration rather than inversely. .

未知の試料について、実測によつて定められた
多価パラメータに対して比較のために適した対照
値は、既に述べたように、各成分のパラメータの
対照値から導出することができる。
For an unknown sample, reference values suitable for comparison with multivalued parameters determined by actual measurements can be derived from the reference values of the parameters of each component, as described above.

既知の如く、位置及び光強度の測定やパラメー
タの誘導は、直接観察やマニユアルな方法で行う
ことができるが、本発明の特徴として、これらの
操作は特に一部又は全体を自動化するのに適して
いるということである。
As is known, the measurement of position and light intensity and the derivation of parameters can be carried out by direct observation or by manual methods, but it is a feature of the invention that these operations are particularly suitable for automation in part or in whole. This means that

本発明に必要な測定を行うについて、特に便利
で有効な方法は、スライドを光学的に走査する方
法であつて、テレビカメラのように、電荷結合型
走査装置又は、それと同等な方法で走査範囲の2
次元の組合せの見かけ上の光強度を表わすような
ビデオ信号を得る方法である。各エレメントの信
号は一般にデジタル変換され、プレート上の位置
に対応するx及びy座標、或いは測定時間と共に
電気的に記憶される。このような位置全体の信号
の組合せ又は、特定の位置の信号は、その後のデ
ータ処理に際して、呼び出すことができる。また
スライド上の像のいかなる部分でもCRT又はそ
れに相当するような方法で、走査中又はその後を
問わず表示することができる。走査や映像の記
憶、再生や像の特定の点をデジタル信号として抽
出するシステムは、エレクトロニクス技術では既
知の方法であり、この要求に合うような形で購入
することができる。
A particularly convenient and effective method for making the measurements required for the present invention is to optically scan the slide, using a charge-coupled scanning device, such as a television camera, or an equivalent method to scan the scanning range. 2
The method is to obtain a video signal that represents the apparent light intensity of a combination of dimensions. The signal of each element is generally digitally converted and stored electrically along with the x and y coordinates corresponding to the position on the plate or the measurement time. The combination of signals for all such locations or the signals for a particular location can be retrieved for subsequent data processing. Also, any portion of the image on the slide can be displayed on a CRT or equivalent, either during or after scanning. Systems for scanning, storing images, reproducing and extracting specific points of an image as digital signals are known in electronics technology and can be purchased in a way that suits this requirement.

第9図は、このような装置の一例を図示するも
ので、テレビカメラ90はレンズ91によつてカ
メラの感光面、モニタCRT92、走査コントロ
ール装置94及び汎用コンピユータ100にプレ
ート20の像を結ばせる。レンズ91の調整によ
つてプレート20は任意の倍率で像を作ることが
できる。プレートの任意の位置を中心にもつてく
るためには、例えば第2図の光源箱30のような
照明付の支持台の上でプレートの位置を変えたり
カメラ回路で従来の電子的なバイアス制御を行つ
てもよい。
FIG. 9 illustrates an example of such a device, in which a television camera 90 focuses an image of the plate 20 through a lens 91 onto the camera's photosensitive surface, a monitor CRT 92, a scanning controller 94, and a general-purpose computer 100. . By adjusting the lens 91, the plate 20 can create an image at any magnification. In order to center the plate at an arbitrary position, for example, the plate can be moved on an illuminated support such as the light source box 30 in FIG. 2, or conventional electronic bias control using a camera circuit can be used. You may do so.

特に、もし走査装置としてモニターCRTに同
期した走査機構を用いることができるならば、ス
クリーン上での両座標軸方向の動きが連続的に等
しいような細かいステツプで機構を駆動すること
ができる。像は面積要素に分割され、例えばxと
y座標によつて識別される。マニユアル又は半自
動操作のために、モニター表示器には通常カーソ
ルがついており、電子的に作られた輝点が、各走
査毎にスクリーン上で面積要素からビデオ信号が
抽出されている位置を示す。オペレータのために
マニユアルでコントロールできるスイツチがあ
り、目で見ながらカーソルを自由に動かすことが
できる。装置はまた、デジタルなコマンドアドレ
スによるx及びy座標の値に応じて、カーソルを
直接希望の点に合わせることもできる。このよう
な信号はマニユアルでも、又は汎用コンピユータ
によるプログラムからでも得ることができる。
In particular, if a scanning mechanism synchronized with the monitor CRT can be used as the scanning device, it is possible to drive the mechanism in such fine steps that the movement in both coordinate axes on the screen is continuous and equal. The image is divided into area elements, identified, for example, by x and y coordinates. For manual or semi-automatic operation, the monitor display usually has a cursor with an electronically generated bright spot indicating the location on the screen from which the video signal is extracted from the area element on each scan. There is a manual control switch for the operator, which allows him to move the cursor freely and visually. The device can also position the cursor directly on the desired point depending on the x and y coordinate values via digital command addresses. Such signals can be obtained manually or from a general purpose computer program.

第9図に例示されるようにカウンタ102はク
ロツク103からのパルスを計数し、分岐線10
4に連続的にx座標を表わすデジタル信号を与え
る。回路106はライン107にその信号に応じ
てx座標の最小単位毎のアナログのステツプ状電
圧を発生させる。分割回路108はx軸方向のビ
ームの走査計数を行ない分岐線109に各掃引毎
にy座標を表わすデジタル信号を与える。回路1
10はこの計数に応じて、y座標の最小単位毎の
アナログのステツプ状電圧を、ライン111に送
り出す。ライン107と111のステツプ電圧
は、カメラ90とCRT92のx及びy方向の走
査を制御し、両者の同期状態を保つ。カメラ90
からのビデオ信号は、ライン112を経てモニタ
ーCRT92に送られ、スクリーン面でプレート
20の光強度の変化を再現する。
As illustrated in FIG. 9, counter 102 counts pulses from clock 103 and
4 is given a digital signal continuously representing the x coordinate. The circuit 106 generates an analog step voltage on the line 107 for each minimum unit of the x coordinate in response to the signal. A dividing circuit 108 scans and counts the beam in the x-axis direction and provides a branch line 109 with a digital signal representing the y-coordinate for each sweep. circuit 1
10 sends an analog step voltage to line 111 for each minimum unit of the y-coordinate in accordance with this count. Step voltages on lines 107 and 111 control the scanning of camera 90 and CRT 92 in the x and y directions and keep them synchronized. camera 90
The video signal from the monitor CRT 92 is sent via line 112 to the monitor CRT 92, which reproduces the changes in the light intensity of the plate 20 on the screen surface.

選択回路118は通常X及びYカウンタから成
つており、119で示される操作桿を手動で動か
すと、1個又は何個かのパルスを計数して上下に
カウンタアツプ又はカウンタダウンする。その結
果のデジタル信号は測定対象となつている場所の
x及びy座標を表わし、レジスタ117に記憶さ
れる。比較回路114は、レジスタ117からの
特定の測定対象位置の座標とライン104と10
9から走査ビームのx及びy座標を常に比較す
る。走査スポツトが記憶されていた位置(アドレ
ス)に来ると、通常各走査について1回ずつ、比
較回路114からスイツチング回路120に動作
信号が送られる。こうしてレジスタ125はその
ライン123にスライド上の特定された測定点を
走査した時の光強度に相当するデジタル信号を受
ける。回路114からの動作信号はカーソルコン
トロール回路126にも送られ、ビデオ信号に光
強度変調パルスを重畳して、127で示されるよ
うに、モニタースクリーン上で選択された点を識
別させる。
The selection circuit 118 usually consists of an X and Y counter, which counts one or more pulses and counters up or down when the control stick 119 is manually moved. The resulting digital signal represents the x and y coordinates of the location being measured and is stored in register 117. Comparison circuit 114 compares the coordinates of a specific measurement target position from register 117 and lines 104 and 10.
Constantly compare the x and y coordinates of the scanning beam from 9 onwards. When the scan spot comes to a stored location (address), an activation signal is sent from comparator circuit 114 to switching circuit 120, typically once for each scan. Thus, the register 125 receives a digital signal corresponding to the light intensity when scanning the specified measurement point on the slide on the line 123. The motion signal from circuit 114 is also sent to cursor control circuit 126, which superimposes a light intensity modulation pulse on the video signal to identify the selected point on the monitor screen, as shown at 127.

レジスタ125はまたライン115と116か
らx及びy座標信号を受け、また時間回路128
によつて作られた連続的な時間信号を受ける。こ
れらの信号は全てレジシタ125に蓄えられ、ラ
イン129からのマニユアルコントロール、又は
ライン130からのコンピユータコントロールに
よる読取り信号に応じコンピユータ100に送ら
れる。
Register 125 also receives x and y coordinate signals from lines 115 and 116 and also receives time circuit 128.
receives a continuous time signal produced by All of these signals are stored in register 125 and sent to computer 100 in response to a read signal under manual control on line 129 or computer control on line 130.

コンピユータ100は測定点を個々に識別し、
またどのようなプログラムの要求にも応じてプレ
ート20のスポツトの入力情報を受け入れる。こ
のような測定方法は、回路的には選択回路11
8、レジスタ117及び比較回路114と似てお
り、選択回路118は測定点の動きの方向を選択
的に指示したり、必要な位置のデジタルアレスを
指示する電気信号に従つて動作する。このような
装置を2つ作るよりも、第9図に示すように、ス
イツチ133がマニユアルからオートマチツクの
方に切替えられると、操作桿119は切り離され
て、選択回路118は分岐線132を経てコンピ
ユータ100によつてコントロールされる。コン
ピユータ100によるこのようなコントロールを
するために、既に述べたようにコンピユータ10
0には位置や光強度の測定や、一般のパラメータ
誘導のプログラムが組み込まれている。
The computer 100 individually identifies the measurement points;
It also accepts input information for spots on the plate 20 as required by any program. In terms of circuit, such a measurement method uses the selection circuit 11.
8. Similar to register 117 and comparator circuit 114, selection circuit 118 operates in accordance with an electrical signal that selectively indicates the direction of movement of the measurement point or indicates the digital address of the desired position. Rather than constructing two such devices, as shown in FIG. Controlled by computer 100. In order to perform such control by the computer 100, the computer 10
0 has built-in programs for position and light intensity measurement and general parameter guidance.

ゾーンを自動的に走査するために、プレートは
インキユベーシヨンチヤンバから適当に照明され
て、正確に定められた走査位置に移される方がよ
い。特に光学走査装置が電荷結合装置のように軽
量でコンパクトな場合には、例えば免疫拡散や免
疫電気泳動のプレートが並んでいる上で2次元方
向に動くことのできるプラツトホーム上に走査装
置を取付ける方が望ましい。このようにすると、
走査装置を用いて抗原や抗体を穴や溝に入れる目
的にも使用することができる。その目的でデジタ
ル信号でコントロールできるピペツトが走査装置
から少し外れたところに取付けてある。走査装置
からのビデオ信号は、コンピユータに送られ、コ
ンピユータは個々の穴の形を識別したり、自動読
取りによる識別ができるようにプログラムされて
いる。走査装置のピペツトを取付けたプラツトホ
ームがコンピユータコントロールによつてプレー
トの上を動き、走査軸が、ある定められた抗原穴
の上に正しく来た時に停止することができる。そ
れらのプラツトホームは、ピペツトが丁度穴の上
に来るように定められたある距離だけ移動し、一
定量の試料が正しく穴の中に注入される。
In order to scan the zone automatically, the plate should be suitably illuminated and moved from the incubation chamber to a precisely defined scanning position. Particularly when the optical scanning device is lightweight and compact, such as a charge-coupled device, it is recommended to mount the scanning device on a platform that can move in two dimensions, such as on a side-by-side array of immunodiffusion or immunoelectrophoresis plates. is desirable. In this way,
It can also be used to place antigens or antibodies into holes or grooves using a scanning device. For this purpose, a pipette controlled by digital signals is mounted at a distance from the scanning device. The video signal from the scanning device is sent to a computer that is programmed to identify the shape of each hole and to allow automatic reading. The pipette-mounted platform of the scanning device can be moved over the plate by computer control and stopped when the scanning axis is properly positioned over a defined antigen well. The platforms are moved a predetermined distance such that the pipette is just over the hole and a certain amount of sample is injected correctly into the hole.

こうして各操作毎に適当にピペツトを洗いなが
ら全ての穴の中に抗原溶液が注入されると、電気
泳動が始まる。同様にして電気泳動が終つた後
で、或いは電気泳動を行わない場合には抗原穴に
抗原を入れた直後に、この装置によつて抗体溝に
抗体が入れられる。一定時間の拡散の後に同じ走
査装置が、プレートの組合せの上に沈降ゾーンの
上を動いて走査を行う。
When the antigen solution is injected into all the holes while washing the pipette appropriately after each operation, electrophoresis begins. Similarly, after electrophoresis is completed, or, if electrophoresis is not performed, immediately after the antigen is placed in the antigen hole, this device places the antibody in the antibody groove. After a period of diffusion, the same scanning device moves over the settling zone over the plate combination to perform the scan.

走査装置の走査能力はまた、穴に試料を注入す
る前にも発揮される。コンピユータは抗原穴を抗
体溝の相対位置を測定するようにプログラムされ
ており、プレートの中で穴や溝の相対位置や寸法
の正しくないものを記憶している。そして規格か
ら大きく外れたものは、試料注入の段階で排除さ
れ、規格から僅かにずれたものについては、最終
的にパラメータを誘導する段階で、自動的に補正
される。
The scanning capability of the scanning device is also exercised prior to injecting the sample into the hole. The computer is programmed to measure the relative positions of the antigen holes and antibody grooves and remembers any incorrect relative positions or dimensions of holes or grooves in the plate. Those that deviate greatly from the standard are eliminated at the sample injection stage, and those that slightly deviate from the standard are automatically corrected at the final parameter derivation stage.

最初のゾーンの走査過程は、ゾーンの形成が予
想される区域の上で特定のxの値と、一定の間隔
で移動するyの値によつて、連続的に測定される
アドレスからのビデオ信号を得るために、コンピ
ユータによつてコントロールされる段階である。
レジスタ125から受け入れたビデオ光強度値
は、各測定点毎にx、y及びtがデータとして記
憶される。このような各々のy走査が終ると、x
座標は一定間隔だけ移動し、同様にy走査が行な
われて結果が記録され、目的の全区域をカバーす
るまでこれをくり返す。測定された各光強度値は
通常前回に測定され、記憶された値と比較され
る。もし測定された光強度がバツクグラウンド領
域の閾値以上であれば沈降ゾーンの存在を示すよ
うに定められている。また各々のy走査について
も、ゾーンを横切る時の最高強度が定められ記憶
されていて、等間隔なxの値に対する一連のyの
値から、ゾーンの軸が確定される。各ゾーンのエ
ンドポイントはxの各方向において、光強度の最
高点(ピーク)が認められるようなxの最端値に
よつて認識される。更に精密な位置測定が必要な
場合にはエンドポイント付近の一定区域で、x、
yの間隔を更に細かくして走査するようプログラ
ムされる。
The initial zone scanning process consists of a video signal from an address that is continuously measured by a specific x value and a y value moving at regular intervals over the area where the zone is expected to form. It is a step controlled by a computer to obtain the
The video light intensity values received from register 125 are stored as x, y, and t data for each measurement point. After each such y-scan, x
The coordinates are moved a fixed distance, a similar y scan is performed, the results are recorded, and this is repeated until the entire area of interest is covered. Each measured light intensity value is typically compared to a previously measured and stored value. It is determined that if the measured light intensity is above a background region threshold, it indicates the presence of a sedimentation zone. Also, for each y-scan, the maximum intensity across the zone is determined and stored, and the axis of the zone is determined from a series of y values for equally spaced x values. The end point of each zone is recognized by the extreme value of x at which the highest point (peak) of light intensity is observed in each direction of x. If more precise position measurement is required, x,
It is programmed to scan with finer y intervals.

このように位置し、記録された実際の沈降ゾー
ンに対して記録されたデータに直接数学的な処理
を施し、ゾーンエンドのx値を引き算するとパラ
メータLになる。その他のパラメータは要求に応
じて適当な計算によつて求められる。
Applying direct mathematical processing to the data recorded for the actual sedimentation zone located and recorded in this way, subtracting the x value of the zone end results in the parameter L. Other parameters may be determined by appropriate calculations as required.

上記の測定は、1つ又はそれ以上の未知の試料
とそれに関する上記のいくつかの標準溶液を含
み、未知の試料についての判定が完全にできるよ
うなプレートの1セツトについて単位測定として
行うのが望ましい。このようなプレートのセツト
の各走査の後にコンピユータは、沈降ゾーンが見
つかつた各蛋白の濃度を導出する。もしも既に述
べたように、多数の標準測定が含まれている場合
は、考えられる測定濃度は各々計算された濃度値
について求められる。コンピユータによつてこの
ような計算を行うことは既知である。試料の中に
各蛋白の濃度から、いくつかの独立した測定を行
うことができる。一般には異なつたいくつかのパ
ラメータを参考にして予想される誤差に従つて重
みづけをして平均を求める。
The above measurements should be carried out as a unit measurement on a set of plates containing one or more unknown samples and their associated several standard solutions, such that a complete determination of the unknown samples can be made. desirable. After each scan of such a set of plates, the computer derives the concentration of each protein for which a sedimentation zone was found. If, as already mentioned, a number of standard measurements are involved, the possible measured concentrations are determined for each calculated concentration value. It is known to perform such calculations by computers. Several independent measurements can be taken from the concentration of each protein in the sample. Generally, several different parameters are referenced and weighted according to the expected error to calculate the average.

もし、その平均値に対する誤差の計算値が、測
定中の試料に対して一定の範囲内に収まれば、そ
れ以上他の測定を行う必要はない。コンピユータ
はそれによつて一般のプリントアウトが最終結果
の記録をしたりプログラムに必要なできるだけ多
くのオリジナルデータの収集を行う。例えば、解
析を依頼した医師がすべてのデータを磁気テープ
などに入れて将来の参考のために要求することも
できる。また免疫拡散を行つたプレートの写真
を、モニターCRTを通して、又は直接にでも撮
ることができる。通常、蛋白の濃度が高くない場
合には、1サイクルの走査で、対象とする蛋白の
濃度を決めるのは良くない。ある時間、即ち数分
から1時間或いはそれ以上の時間、インキュベー
シヨンを追加した後、上記の走査をくり返し、測
定用のプレートと、それに対応する標準用プレー
トが走査される。コンピユータは通常前回の走査
ではゾーンがなかつた所に現われる新しいゾーン
を探したり、また前回に沈降ゾーンが見つかつて
記録されている区域を走査し、前回の記録からゾ
ーンの動きや拡大の程度を探索するようにプログ
ラムされている。こうして、コンピユータは走査
の度毎にデータ処理を続ける。
If the calculated value of the error with respect to the average value falls within a certain range for the sample being measured, there is no need to perform any other measurements. The computer thereby performs general printouts to record the final results and to collect as much original data as necessary for the program. For example, a doctor requesting an analysis can request that all data be stored on a magnetic tape for future reference. Also, photographs of the plates undergoing immunodiffusion can be taken either through a monitor CRT or directly. Normally, if the concentration of the protein is not high, it is not good to determine the concentration of the target protein with one cycle of scanning. After an additional period of incubation, from a few minutes to an hour or more, the above scanning is repeated, and the measurement plate and its corresponding standard plate are scanned. Computers typically search for new zones that appear where no zones were present in previous scans, or scan areas where subsidence zones have been previously found and recorded, and determine the extent of zone movement or expansion from previous records. programmed to explore. Thus, the computer continues to process data with each scan.

時には別個の蛋白による2つの沈降ゾーンが極
めて接近し、正常に沈降が形成されたものが最後
に交差することがある。免疫電気泳動によつて作
られたゾーンでは、このようなゾーンの交差を予
測するようにプログラムされており、いつ交差が
起るかを予測して、種々のパラメータを誘導する
過程で適当な補正を行う。
Sometimes two precipitation zones of distinct proteins come so close that a normally formed precipitate intersects at the end. Zones created by immunoelectrophoresis are programmed to predict crossings of such zones, predict when crossings will occur, and make appropriate corrections in the process of inducing various parameters. I do.

測定中の蛋白が交差するような種類のものであ
れば、第1図Bのように各プレートがゾーン出現
の早期で、また交差が起る前に走査される。そし
てゾーンの軸とエンドポイントは確実に定位され
る。コンピユータは正規の各走査の一部として
も、実際の交差をチエツクできるようにプログラ
ムされている。例えば、各ゾーンの軸の測定点の
(x、y)座標を、隣りのゾーンのそれらと比較
することによつて、交差を示す特定の閾値での座
標の一致を求める。走査にはすべて、交差の可能
性のチエツクも含まれている。例えばコンピユー
タはすべてのエンドポイントを実測値以上に延長
し、隣りのゾーンの延長されたエンドポイントと
比較する。このような軸の延長は各エンドポイン
ト付近で軸の勾配方向へ、リニアに延長するとい
う簡単な方法をとつている。または、観察された
ゾーン軸を、放物線、又は他の曲線に一致させて
正しく延長するようにしてもよい。
If the protein being measured is of a type that crosses over, each plate is scanned early in the appearance of the zone and before cross-over occurs, as shown in FIG. 1B. The axis and end points of the zone are then reliably localized. The computer is programmed to check for actual intersections as part of each regular scan as well. For example, by comparing the (x,y) coordinates of the measured points of the axes of each zone with those of adjacent zones, a match of the coordinates at a certain threshold indicating an intersection is determined. All scans also include a check for possible intersections. For example, the computer extends all endpoints beyond their actual measurements and compares them with the extended endpoints of adjacent zones. A simple method for extending the axis in this manner is to linearly extend the axis in the direction of the axis' gradient near each end point. Alternatively, the observed zone axis may be aligned with a parabola or other curved line to properly extend it.

ゾーンの交差は、また、ゾーンの軸の勾配の変
化率を計算することによつても検出できる。或い
は、ゾーンに沿つた一連の点によつて軸の曲率半
径を計算して検出することもできる。これらの関
数のなめらかな普通の変化から何ら躍び離れた値
が出ればゾーンは2つか或いはそれ以上の交差区
域を含むことを示す。
Intersections of zones can also be detected by calculating the rate of change of the slope of the zones' axes. Alternatively, the radius of curvature of the axis can be calculated and detected by a series of points along the zone. Any deviation from the smooth normal variation of these functions indicates that the zone contains two or more intersecting areas.

実際の交差がゾーンの半分に及ぶ時でも、交差
区域内のゾーン端部の位置を、交差していない残
り半分で観測したゾーン端部の位置を対称形と仮
定して導出することによつて、充分に正確な補正
を行うことができる。このような免疫電気泳動に
よるゾーンの2点間の対応は、抗体溝に最も近い
点Xgを中心として、その両側にxの等しい値の
間隔の所で求められ、また直接免疫拡散を行つた
ゾーンに対しては、ゾーン軸の両側について、y
の等しい値の間隔の所で求められる。交差してい
る区域内にある軸は、外挿によつて定位される。
Even when the actual crossing spans half of the zone, the position of the zone edge within the crossing area is derived by assuming that the position of the zone edge observed in the other half of the crossing is symmetrical. , a sufficiently accurate correction can be made. The correspondence between two points in such immunoelectrophoretic zones is determined by centering on the point Xg closest to the antibody groove and at equal distances of x on both sides, and also between zones where direct immunodiffusion has occurred. For both sides of the zone axis, y
It is found at intervals of equal values of . Axes that lie within the intersecting area are localized by extrapolation.

必要に応じて更に正確な補正の方法も可能であ
る。例えば、コンピユータはゾーンの交差してい
ない半分側において選ばれた対称な点において測
定結果を調整し、ゾーンの非対称性を考慮に入れ
るようにプログラムしてある。非対称性が検知さ
れると、例えば交差する以前に観察された2点と
比較して、これらの値の間の比を求めて補正係数
とすることもできる。
More accurate correction methods are also possible if necessary. For example, the computer may be programmed to adjust the measurements at symmetrical points chosen on the non-intersecting halves of the zone to take into account the asymmetry of the zone. Once an asymmetry is detected, it may be compared, for example, with two previously observed points that intersect, and the ratio between these values determined as a correction factor.

その他の補正の例としては、実際に交差してい
る区域で実測された光強度値が、一部は一方のゾ
ーンによるものであり、他の一部は他のゾーンに
よるものであることを考慮に入れて補正する方法
である。コンピユータは交差区域での光強度値を
適当な値に分割するようプログラムされている。
適当な分割比を決めるためには、既に述べたよう
に、交差区域と対称な部分の夫々の値を比較すれ
ばよく、この際上述の調整は行つても、行わなく
ともよい。
Another example of a correction is to take into account that the light intensity values actually measured in the intersecting areas are partly due to one zone and partly due to the other zone. This is a method of correcting it by putting it in. The computer is programmed to divide the light intensity value at the intersection area into appropriate values.
In order to determine a suitable division ratio, the respective values of the intersection area and the symmetrical area may be compared, as described above, with or without the above-mentioned adjustment.

可能であれば、交差区域の補正には2つかそれ
以上の別々の計算をあてはめ、その結果を平均し
て誤差を決定することが望ましい。しかし、元来
は交差の区域はゾーン全体に比べると小さな一部
にすぎない。従つて、交差の区域内で正しい値を
近似する場合の誤差は、受容できる程度のもので
あり、最終結果に大きい影響を与える程度のもの
でない。
If possible, it is desirable to apply two or more separate calculations to correct the intersection area and average the results to determine the error. However, originally the crossing area was only a small part of the entire zone. Therefore, the error in approximating the correct value within the area of the intersection is acceptable and does not significantly affect the final result.

当業者には既に述べた方法の多くの特徴は、本
発明の範囲内で種々の等価的な代替技術で実現さ
せることができることが了解されよう。
Those skilled in the art will appreciate that many features of the methods previously described can be implemented with a variety of equivalent alternative techniques within the scope of the invention.

例えば、インキユベーシヨン時間について連続
的測定定を行う必要のないようなパラメータ値
は、インキユベーシヨンが平衡に達したあとで求
めることができる。このような測定はゾーンの構
成がスタテイツクで安定しており、測定を行う時
間が重大な要素でないという利点を持つている。
For example, parameter values that do not require continuous measurements of the incubation time can be determined after the incubation has reached equilibrium. Such measurements have the advantage that the configuration of the zones is static and stable and the time to perform the measurements is not a critical factor.

更にインキユベーシヨンのどの時期においても
沈降ゾーンの測定は特定の光で行うことができ
る。この方法は精密な時間測定を必要としないの
で、通常、反応が平衡に達した後において便利で
ある。
Furthermore, measurements of the sedimentation zone at any stage of incubation can be carried out with specific light. Since this method does not require precise time measurements, it is usually convenient after the reaction has reached equilibrium.

以上要するに生理学的な液体中の個々の蛋白の
濃度の真の定量的測定を行うために、免疫拡散
法、免疫電気泳動及びアナログ的手段を用いて測
定を行う方法及び装置を説明した。ここに述べた
方法を実際に使用する際には、蛋白濃度の5%又
はそれ以下の精度で測定されることが実証され
た。本発明はこのようにして広い範囲にわたつて
実験又は診断のための測定技術を提供するもので
ある。
In summary, methods and apparatus have been described for making truly quantitative measurements of the concentration of individual proteins in physiological fluids using immunodiffusion, immunoelectrophoresis, and analog means. In actual use, the method described herein has been demonstrated to measure protein concentrations with an accuracy of 5% or less. The present invention thus provides measurement techniques for a wide range of experimental or diagnostic purposes.

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

第1図は免疫電気泳動のプレートの図であつ
て、第1図のAは電気泳動後の代表的な各種蛋白
の分布を示し、第1図のB,C,Dはその後の拡
散と免疫沈降反応の各段階を示している。第2図
は、スライドを測定するための装置の縦断面図で
ある。第3図は、本発明に関して、沈降ゾーンの
特性を例示する図である。第4図はゾーンエンド
ポイントと時間との代表的な関係を示すグラフで
ある。第5図はゾーン長と、時間との代表的な関
係を示すグラフである。第6図及び第7図はゾー
ン長に対する時間と蛋白濃度の代表的な関係を示
すグラフである。第8図は、未知の蛋白の既知の
蛋白を追加することによつて蛋白濃度値を誘導す
る例を示すグラフである。第9図は、本発明にお
ける電子走査装置の実施例のブロツクダイヤグラ
ムである。 20…プレート、21,22…抗原穴、24…
抗体溝、90,91,92…光学的手段、94…
制御手段。
Figure 1 is a diagram of a plate for immunoelectrophoresis, where A in Figure 1 shows the distribution of typical various proteins after electrophoresis, and B, C, and D in Figure 1 show the subsequent diffusion and immunity. Each stage of the precipitation reaction is shown. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the device for measuring slides. FIG. 3 is a diagram illustrating the characteristics of a settling zone with respect to the present invention. FIG. 4 is a graph showing a typical relationship between zone end points and time. FIG. 5 is a graph showing a typical relationship between zone length and time. Figures 6 and 7 are graphs showing typical relationships between time and protein concentration versus zone length. FIG. 8 is a graph showing an example of deriving a protein concentration value by adding a known protein to an unknown protein. FIG. 9 is a block diagram of an embodiment of an electronic scanning device according to the present invention. 20... plate, 21, 22... antigen hole, 24...
Antibody groove, 90, 91, 92... optical means, 94...
control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 蛋白を含有する抗原試料と、該抗原試料中の
蛋白に特異的な抗体を含有する抗体源とを免疫拡
散させて該抗原試料中の蛋白濃度を定量測定する
方法であって、 上記蛋白及び抗体を、当初これら反応物質がい
ずれも存在しない支持媒体の領域を通じ反応しな
がら拡散し合うようになして、少なくとも一つの
有限長さの細長い沈降ゾーンを形成させること
と、 光学的手段により上記沈降ゾーンを走査して一
部が該沈降ゾーン内に分布し一部が該沈降ゾーン
の外に分布した二次元の配列のそれぞれの位置に
おける沈降濃度に応答して複数の電気的信号を発
生させることと、 上記蛋白濃度に特有な変化を表わす上記細長い
沈降ゾーンに沿つたゾーン両端間の距離に関する
パラメータ値を複数の上記電気的信号から電気的
に導出することと、 上記抗原試料中の上記蛋白濃度を定量測定する
指標を得るために、それぞれ既知の濃度の上記蛋
白を含有する複数の対照抗原溶液の等価的な免疫
拡散により生成された対照沈降ゾーンから導出さ
れた基準パラメータ値と上記パラメータ値と比較
すること を含むことを特徴とする蛋白の定量分析方法。 2 沈降ゾーンを走査する前記段階が、該沈降ゾ
ーンと交差する複数の走査経路と、該沈降ゾーン
の各端部を超えた複数の走査経路とを含み、該走
査が相互に離間された平行な走査経路に沿つて前
記沈降ゾーンと交差して行われ、さらに前記パラ
メータの値を導出する段階が、それぞれの沈降ゾ
ーン端部に隣接した走査経路を選択して前記複数
の電気的信号を比較し、前記選択された走査経路
の相互の距離を測定することからなる特許請求の
範囲第1項に記載の蛋白の定量分析方法。 3 前記複数の電気的信号に応答して前記沈降ゾ
ーンを表わす映像を陰極線管のスクリーン面に発
生させることを含む特許請求の範囲第1項に記載
の蛋白の定量分析方法。 4 パラメータ信号を導出する前記段階が、蛋白
濃度の増加につれて増大する第1の信号を導出す
ること、蛋白濃度の増加につれて減少する第2の
信号を導出すること、並びに前記第1及第2の信
号の示差的な組合せを表わす第3の信号を組合わ
されたパラメータ信号として導出することを含む
特許請求の範囲第1項に記載の蛋白の定量分析方
法。 5 前記組合わされたパラメータ信号が前記第1
の信号と第2の信号との比を表わすものである特
許請求の範囲第4項に記載の蛋白の定量分析方
法。 6 前記配列が、前記沈降ゾーン内の一方の側
と、他の沈降ゾーンと重なり合う領域内とに少な
くともそれぞれ一つの位置を含んでおり、複数の
電気的信号を発生する沈降ゾーンの前記走査段階
が、前記他の沈降ゾーンと重なり合う第1のゾー
ンの他方の側にありかつ重なり合つていない領域
にある第2の位置における電気的信号を発生さ
せ、さらに前記第1の位置の前記電気的信号を導
出するために前記第2の位置信号を用いることか
らなる特許請求の範囲第1項に記載の蛋白の定量
分析方法。 7 前記抗原試料の各部分が、各試料部分の前記
免疫拡散に先立つて前記蛋白の異なつた既知量を
添加することにより高濃度化されており、また、
前記走査段階、パラメータ値の導出段階及び対照
パラメータ値と求められたパラメータ値とを比較
する段階が、試料部分毎に形成された沈降ゾーン
に対して行なわれることを含む特許請求の範囲第
1項に記載の蛋白の定量分析方法。 8 前記抗原試料の各部分が、該各試料部分の免
疫拡散に先立つて異なつた既知量の前記蛋白を添
加することによつて高濃度化され、各試料部分の
得られた沈降ゾーンを、前記走査段階、パラメー
タ値の導出段階、さらに添加した蛋白濃度に対し
て各試料部分に関する前記得られたパラメータ値
を効果的にプロツトする段階並びにもとの試料中
の前記蛋白濃度の値を前記得られたカーブの外挿
によつて求める段階で処理する特許請求の範囲第
1項に記載の蛋白の定量分析方法。 9 前記沈降ゾーンの走査段階に先立つて前記沈
降ゾーンを染料で染色する段階を含む特許請求の
範囲第1項に記載の蛋白の定量分析方法。 10 前記複数の電気的信号から、前記蛋白のあ
る種の異常性の存在に応じて前記第1のパラメー
タと特性的に異なるゾーンの第2のパラメータの
相当値を電子的に送出する段階、及び前記第1の
パラメータの値と前記第2のパラメータの値とを
比較して前記異常性の存在を検出する段階を含む
特許請求の範囲第1項に記載の蛋白の定量分析方
法。 11 蛋白を含有する抗原試料と、該抗原試料中
の蛋白に特異的な抗体を含有する抗体源とを免疫
拡散させて該抗原試料中の蛋白濃度を定量測定す
る方法であつて、 上記免疫拡散に先立ち、上記抗原試料を、上記
抗体源と相互に拡散する方法とは直交する方向に
選択的な蛋白の移動を行なわせることと、 上記蛋白及び抗体を、当初これら反応物質がい
ずれも存在しない支持媒体の領域を通じ反応しな
がら拡散し合うようになして、少なくとも一つの
有限長さの細長い沈降ゾーンを形成させること
と、 光学的手段により上記沈降ゾーンを走査して一
部が該沈降ゾーン内に分布し一部が該沈降ゾーン
の外に分布した二次元の配列のそれぞれの位置に
おける沈降濃度に応答して複数の電気的信号を発
生させることと、 上記蛋白濃度に特有な変化を表わす上記細長い
沈降ゾーンに沿つたゾーン両端間の距離に関する
パラメータ値を複数の上記電気的信号から電子的
に導出することと、 上記抗原試料中の上記蛋白濃度を定量測定する
指標を得るために、それぞれ既知の濃度の上記蛋
白を含有する複数の対照抗原溶液の等価的な免疫
拡散により生成された対照沈降ゾーンから導出さ
れた基準パラメータ値と上記パラメータ値と比較
すること 含むことを特徴とする蛋白の定量分析方法。 12 沈降ゾーンを走査する前記段階が、該沈降
ゾーンと交差する複数の走査経路と、該沈降ゾー
ンの各端部を超えた複数の走査経路とを含み、該
走査が相互に離間された平行な走査経路に沿つて
前記沈降ゾーンと交差して行われ、さらに前記パ
ラメータの値を導出する段階が、それぞれの沈降
ゾーン端部に隣接した走査経路を選択して前記複
数の電気的信号を比較し、前記選択された走査経
路の相互の距離を測定することからなる特許請求
の範囲第11項に記載の蛋白の定量分析方法。 13 前記複数の電気的信号に応答して前記沈降
ゾーンを表わす映像を陰極線管のスクリーン面に
発生させることを含む特許請求の範囲第11項に
記載の蛋白の定量分析方法。 14 パラメータ信号を導出する前記段階が、蛋
白濃度の増加につれて増大する第1の信号を導出
すること、蛋白濃度の増加につれて減少する第2
の信号を導出すること、並びに前記第1及び第2
の信号を示差的な組合せを表わす第3の信号を組
合わされたパラメータ信号として導出することを
含む特許請求の範囲第11項に記載の蛋白の定量
分析方法。 15 前記組合わされたパラメータ信号が前記第
1の信号と第2の信号との比を表わすものである
特許請求の範囲第14項に記載の蛋白の定量分析
方法。 16 前記配列が、前記沈降ゾーン内の一方の側
と、他の沈降ゾーンと重なり合う領域内とに少な
くともそれぞれ一つの位置を含んでおり、複数の
電気的信号を発生する沈降ゾーンの前記走査段階
が、前記他の沈降ゾーンと重なり合う第1のゾー
ンの他方の側にありかつ重なり合つていない領域
にある第2の位置における電気的信号を発生さ
せ、さらに前記第1の位置の前記電気的信号を導
出するために前記第2の位置信号を用いることか
らなる特許請求の範囲第11項に記載の蛋白の定
量分析方法。 17 前記抗原試料の各部分が、各試料部分の前
記免疫拡散に先立つて前記蛋白の異なつた既知量
を添加することにより高濃度化されており、ま
た、前記走査段階、パラメータ値の導出段階及び
対照パラメータ値と求められたパラメータ値とを
比較する段階が、試料部分毎に形成された沈降ゾ
ーンに対して行なわれることを含む特許請求の範
囲第11項に記載の蛋白の定量分析方法。 18 前記抗原試料の各部分が、該各試料部分の
免疫拡散に先立つて異なつた既知量の前記蛋白を
添加することによつて高濃度化され、各試料部分
の得られた沈降ゾーンを、前記走査段階、パラメ
ータ値の導出段階、さらに添加した蛋白濃度に対
して各試料部分に関する前記得られたパラメータ
値を効果的にプロツトする段階並びにもとの試料
中の前記蛋白濃度の値を前記得られたカーブの外
挿によつて求める段階で処理する特許請求の範囲
第11項に記載の蛋白の定量分析方法。 19 前記沈降ゾーンの走査段階に先立つて前記
沈降ゾーンを染料で染色する段階を含む特許請求
の範囲第11項に記載の蛋白の定量分析方法。 20 前記複数の電気的信号から、前記蛋白のあ
る種の異常性の存在に応じて前記第1のパラメー
タと特性的に異なるゾーンの第2のパラメータの
相当値を電子的に送出する段階、及び前記第1の
パラメータの値と前記第2のパラメータの値とを
比較して前記異常性の存在を検出する段階を含む
特許請求の範囲第11項に記載の蛋白の定量分析
方法。
[Claims] 1. A method for quantitatively measuring the protein concentration in an antigen sample by immunodiffusing an antigen sample containing a protein and an antibody source containing an antibody specific to the protein in the antigen sample. allowing the protein and the antibody to react and diffuse into each other through a region of the support medium initially free of any of these reactants to form at least one elongated sedimentation zone of finite length; The sedimentation zone is scanned by optical means and a plurality of electrical charges are generated in response to the sedimentation concentration at each position of a two-dimensional array, with some portions distributed within the sedimentation zone and portions distributed outside the sedimentation zone. electrically deriving from a plurality of the electrical signals a parameter value relating to the distance between the ends of the elongated sedimentation zone representing a characteristic change in the protein concentration; Reference parameters derived from control sedimentation zones generated by equivalent immunodiffusion of multiple control antigen solutions, each containing a known concentration of the protein, in order to obtain an index for quantitatively measuring the concentration of the protein in the sample. A method for quantitative protein analysis, comprising comparing the value with the above parameter value. 2. said step of scanning a settling zone comprises a plurality of scanning paths intersecting said settling zone and a plurality of scanning paths beyond each end of said settling zone, said scanning comprising mutually spaced parallel scanning paths; intersecting the sedimentation zone along a scanning path, further deriving the value of the parameter by selecting a scanning path adjacent a respective sedimentation zone edge and comparing the plurality of electrical signals. 2. The method for quantitative protein analysis according to claim 1, which comprises measuring the mutual distances of the selected scanning paths. 3. The method for quantitative protein analysis according to claim 1, comprising generating an image representing the sedimentation zone on a screen surface of a cathode ray tube in response to the plurality of electrical signals. 4. said step of deriving a parametric signal comprises deriving a first signal that increases with increasing protein concentration; deriving a second signal that decreases with increasing protein concentration; and A method for quantitative protein analysis according to claim 1, comprising deriving a third signal representing a differential combination of signals as a combined parameter signal. 5 the combined parameter signal is
5. The method for quantitative protein analysis according to claim 4, wherein the method represents the ratio between the signal of the second signal and the second signal. 6, wherein the array includes at least one location on each side within the sedimentation zone and in an area overlapping another sedimentation zone, and wherein the scanning step of the sedimentation zone generates a plurality of electrical signals. , generating an electrical signal at a second location on the other side of the first zone and in a non-overlapping region that overlaps the other sedimentation zone, and further generating the electrical signal at the first location. 2. The protein quantitative analysis method according to claim 1, which comprises using the second position signal to derive the protein. 7. Each portion of said antigen sample is enriched by adding different known amounts of said protein prior to said immunodiffusion of each sample portion, and
Claim 1, wherein the scanning step, the step of deriving the parameter value and the step of comparing the determined parameter value with a reference parameter value are performed on a sedimentation zone formed for each sample portion. Quantitative protein analysis method described in . 8. Each portion of the antigen sample is enriched by adding a different known amount of the protein prior to immunodiffusion of each sample portion, and the resulting sedimentation zone of each sample portion is a step of scanning, a step of deriving parameter values, and a step of effectively plotting the obtained parameter values for each sample portion against the added protein concentration, as well as plotting the obtained parameter values for each sample portion against the added protein concentration. 2. The method for quantitative protein analysis according to claim 1, wherein the method is performed in the step of determining by extrapolation of a curve obtained by the method. 9. The protein quantitative analysis method according to claim 1, further comprising the step of staining the sedimentation zone with a dye prior to the scanning step of the sedimentation zone. 10 electronically transmitting, from the plurality of electrical signals, a corresponding value of a second parameter of a zone that is characteristically different from the first parameter depending on the presence of a certain abnormality of the protein; 2. The method for quantitative protein analysis according to claim 1, comprising the step of comparing the value of the first parameter and the value of the second parameter to detect the presence of the abnormality. 11. A method for quantitatively measuring the protein concentration in an antigen sample by immunodiffusing an antigen sample containing a protein and an antibody source containing an antibody specific to the protein in the antigen sample, the method comprising: Prior to this, the antigen sample is subjected to selective protein migration in a direction orthogonal to the method of interdiffusion with the antibody source, and the protein and antibody are transferred to a sample in which none of these reactants are initially present. reacting and diffusing through a region of the support medium to form at least one elongated settling zone of finite length; scanning said settling zone by optical means so that a portion of said settling zone is within said settling zone; generating a plurality of electrical signals in response to a precipitated concentration at each position of a two-dimensional array, with a portion distributed within the sedimentation zone, and a portion of which is distributed outside the sedimentation zone; electronically deriving a parameter value relating to the distance between the ends of the zone along the elongated sedimentation zone from a plurality of said electrical signals, and obtaining an index for quantitatively measuring said protein concentration in said antigen sample, respectively using a well-known method. quantification of the protein, comprising comparing said parameter value with a reference parameter value derived from a control sedimentation zone generated by equivalent immunodiffusion of a plurality of control antigen solutions containing said protein at a concentration of Analysis method. 12. said step of scanning a sedimentation zone comprises a plurality of scan paths intersecting said sedimentation zone and a plurality of scan paths beyond each end of said sedimentation zone, said scans comprising mutually spaced parallel scan paths; intersecting the sedimentation zone along a scanning path, further deriving the value of the parameter by selecting a scanning path adjacent a respective sedimentation zone edge and comparing the plurality of electrical signals. 12. The protein quantitative analysis method according to claim 11, which comprises measuring the mutual distances of the selected scanning paths. 13. The protein quantitative analysis method according to claim 11, which comprises generating an image representing the sedimentation zone on a screen surface of a cathode ray tube in response to the plurality of electrical signals. 14. said step of deriving parametric signals derives a first signal that increases with increasing protein concentration; a second signal that decreases with increasing protein concentration;
deriving a signal of the first and second
12. The protein quantitative analysis method according to claim 11, comprising deriving a third signal representing a differential combination of the signals as a combined parameter signal. 15. The method for quantitative protein analysis according to claim 14, wherein the combined parameter signal represents a ratio between the first signal and the second signal. 16, wherein the array includes at least one location on each side within the sedimentation zone and in an area overlapping another sedimentation zone, and wherein the scanning step of the sedimentation zone generates a plurality of electrical signals. , generating an electrical signal at a second location on the other side of the first zone and in a non-overlapping region that overlaps the other settling zone; and further generating the electrical signal at the first location. 12. The protein quantitative analysis method according to claim 11, which comprises using the second position signal to derive . 17. Each portion of said antigen sample is enriched by adding different known amounts of said protein prior to said immunodiffusion of each sample portion, and said scanning step, parameter value derivation step and 12. The method for quantitative protein analysis according to claim 11, wherein the step of comparing the control parameter value and the determined parameter value is performed for a sedimentation zone formed for each sample portion. 18 Each portion of the antigen sample is enriched by adding a different known amount of the protein prior to immunodiffusion of each sample portion, and the resulting sedimentation zone of each sample portion is a step of scanning, a step of deriving parameter values, and a step of effectively plotting the obtained parameter values for each sample portion against the added protein concentration, as well as plotting the obtained parameter values for each sample portion against the added protein concentration. 12. The method for quantitative protein analysis according to claim 11, wherein the method is performed in the step of determining by extrapolation of a curve obtained by the method. 19. The protein quantitative analysis method according to claim 11, further comprising the step of staining the sedimentation zone with a dye prior to the step of scanning the sedimentation zone. 20 electronically transmitting, from the plurality of electrical signals, a corresponding value of a second parameter of a zone that is characteristically different from the first parameter depending on the presence of a certain abnormality of the protein; 12. The protein quantitative analysis method according to claim 11, comprising the step of comparing the value of the first parameter and the value of the second parameter to detect the presence of the abnormality.
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