JPS6279333A - 免疫検定装置 - Google Patents

免疫検定装置

Info

Publication number
JPS6279333A
JPS6279333A JP61210824A JP21082486A JPS6279333A JP S6279333 A JPS6279333 A JP S6279333A JP 61210824 A JP61210824 A JP 61210824A JP 21082486 A JP21082486 A JP 21082486A JP S6279333 A JPS6279333 A JP S6279333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
fiber
elbow
enclosure
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61210824A
Other languages
English (en)
Inventor
トーマス アール.グラス
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.)
ORUDO Inc
Original Assignee
ORUDO Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ORUDO Inc filed Critical ORUDO Inc
Publication of JPS6279333A publication Critical patent/JPS6279333A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/648Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/7703Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N2021/6484Optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/808Optical sensing apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10S436/805Optical property
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10S436/807Apparatus included in process claim, e.g. physical support structures

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、化学的および生化学的検定を実施する光学的
装置に係るものであり、より特別には、このような検定
のための改良されたファイバー光学装置に係るものであ
る。
分析または検定用に使用される化学的および生化学的技
術の非常に多様生のある内での一つが、繊細な全内部反
射(ATR)分光学の原理を使った光学的システムであ
る。特に免疫検定に有用なのは、このような光学的シス
テムで光ファイバーまたは光ロッドのような光学的波動
ガイド(guide)を使用することである。抗体は波
動ガイドの外表面の一部に共有結合で固定されて、この
抗体は検定されるまたは試験される溶液中の抗原と反応
性がある。波動ガイドの一端に導入された軽ビームが波
動ガイドの稠密媒体中で完全に内部反射され、一時的波
動(evanescent wave)成分として知ら
れる電磁波型を珍しい媒体中または試験溶液中に生成さ
せることとなろう。後者(一時的波動)は、特徴的に波
動ガイドと試験溶液の間にある内部境界面を超して一部
の波長波のみを延ばす。しかしながら、この透過は一時
的波動成分と固定化された抗体との間の実際的な光学的
交互作用を許すに十分であって、この抗体と試験溶液中
の抗原とは複合体を作り、従って抗原が存在しているど
のような容量の溶液とも、ただ最小限にではあるが、複
合体を作る。このような光学的交互作用は、抗原の検定
を許すことになる。検定のために内部全反射分光学を使
用するこのような方法の多くは、既に知られており、そ
して、例えば、米国特許第4,133,639号では、
光学的交互作用により励起された蛍光を測定する方法が
開示されている;米国特許第4,050,895号では
、分析により一時的波動の吸収に基づく方法が述べられ
ている;そして米国特許第4,321,057号および
第4,399,099号の両者では、ファイバーを通っ
て伝播される光線中の変化を検知する方法が開示されて
いる ; 米国特許第4.447,546号では、蛍光
免疫検定法が述べられており;その他にもある。
ティー・バーシュフェルト(T、Hirschfeld
)により開発された免疫検定装@(米国特許第4.44
7,546号、1984年5月8日発効)は、固相と低
屈折率の流体相の間の界面での全内部反射を使用してお
り、これによって流体相中に一時的波動を生成させてい
る。
波動によって励起された蛍光は、固相媒体中の全反射に
よって臨界角よりも大きい角度で[6される。固相は、
全内部反射を倍数して与えるように配置され、照射され
る。典型的には、固相は光ファイバーの形になっており
それに免疫化学的反応において生成される複合体の成分
が固定されている。蛍光団は、複合体の他の成分に付着
している。蛍光標識された成分は固定化成分の補体がま
たは誘導体であることができ、それは拮抗検定またはサ
ンドインチ検定のいずれが実施されるべきかによって決
まってくる。拮抗検定の場合においては、標識成分は、
典型的には制御された濃度において固定化成分に予め担
持されている。
検定のファイバーおよび付着要素類は流体相試料中に浸
種され、励起照射はファイバーの入口末端に投入される
。一時的波動が流体相中に蛍光を励起するために使われ
、同相中にトンネル後戻りした蛍光(臨界角より大きな
方向に伝播)が、ファイバーの入口末端で検出される。
試料の観察された容量は、界面からの距離の函数として
の一時的波動の急速な崩壊によってのみならず、トンネ
ル効果が距離とともに同じように急速に減少することに
よって制限されることになる。より遠い蛍光団はより強
度が弱く励起され従って蛍光は弱くなる。
しかし、それらの照射は効率が下がって、ファイバーに
結合される。従って、感知される層の効果的な深さは、
全反射蛍光単独で観察される場所に較べれば遥かに少な
くなっている。結合効率が効果的にwR察ゾーン(場所
)を減少させている。
同相における倍数の全内部反射は、照射ビームをして繰
返し一時的波動を励起させることになり、これによって
、より効率的に小さな励起源を試料容量に結合させるこ
とができる。これは、また感知される試料の量を増加さ
せることになる。後者はまたファイバー表面を通過する
試料の拡散性循環によって強化され、ファイバー表面に
検定される物質は通過するときに反応して付着される。
拡散は、実際の試料層を、背景に寄与しているすべてで
ある簿い表面層よりもより大きな厚さにさせることにな
る。
トンネル後戻り(tunnels back)  L/
てファイバー中に入る光線のすべては、全反射角内にあ
り、かくしてファイバー中に捕捉される。
蛍光から利用できるエネルギーは、蛍光材料中でファイ
バーの長さに比例して増加する。
しかしながら、本方法の光学的処理量(ファイバーの開
口および開口数によって決められる)は、不変である。
ファイバーの全表面からくる全蛍光信号は、拡散による
試料容量の増加によって数倍されて、かくしてファイバ
ー内の反射臨界角によって決められる制限角を通じて、
ファイバー投入端のところでファイバーを出る非常に明
るい点となって利用される(それはファイバー径の断面
である)。このような信号は、容易に高能率で集められ
て、小さな検知器にふされしい処理量となる。
屈折率n。の光ファイバーを通して初めに伝播する励起
光線は、一方で屈折率n1の物質によって取囲まれてお
り、ファイバー中に入る光線の最大受入れ角Bは次式か
ら見出されることができる: 1八 (1)  NA=n、5inB== (no”−nl”
)ここで n2は媒体(典型的には空気)の屈折率であ
り、それを通って初めに光線は伝播してファイバーの端
に入射するものであり、そしてNAはいわゆるファイバ
ーの開口数である。かくして、ファイバーに対する開口
数は、ファイバーの芯材料が非常に高い屈折率を有して
いて、取囲む媒体が非常に低い屈折率を有する、即ち 
H,>> H□の時に、最高となる。たとえば、満足す
べき感度は1通常の屈折率のガラス繊維が、典型的には
、大約1.33−1.35の屈折率を有する水溶液に取
囲まれる場合に得られることができる。
ファイバーが少なくとも光線が投射されるファイバーの
末端が正確に位置づけされるようにファイバーを置く方
法を与えるのが、これまでは習慣的に行なわれている。
ファイバーとファイバーを据え付ける手段との間の接触
は、普通にはファイバーの投入端のところかまたは隣接
したところでおこり、据え付は材料の屈折率が一般にn
lより高い程、開口数を下げる傾向となっている。この
問題を軽減するためには、典型的にはファイバーが被覆
されており、少なくとも光線が伝播される繊維の端近く
では、据付は材とファイバーの間に挿入された低屈折率
媒体を与えるように配置された透明の高分子量ポリマー
の典型的なコーティングで被覆されている。分析液また
は検定される試料と接触する筈のファイバ一部分は、こ
のような被覆をしていない。理想的には、もしも被覆物
の屈折率が試料の屈折率と同じであるならば、最大励起
が試料に与えられることができる。不幸にも、入手し得
る最も多い被覆物の屈折率は約1.40〜1.43であ
り、このような屈折率は、もしもより低い屈折率の被覆
物が利用できるならば得られるものよりも遥かに低い最
大開口数に制限している。
一時的波動帯は深さが増加する傾向にあり、本方法の感
度はまたファイバーの開口数が増加するに従って増加す
る。かくして、本方法の開口数が最大になることが好ま
しい。このような極大開口数は、これまでファイバー据
付基部末端(投入励起光線に関して)でかまたはその近
くでファイバー据付材によって置かれた上述の障害によ
って制限されている。
本発明の主要目的は、そこでファイバー光学を利用する
改良検定システムを与えることであり、このシステムは
改良開口数、従って感度増加を与えている0本発明の他
の目的は、流体試料中におけるファイバーの開口数に直
接適合することを許すようなシステムを与えることであ
り、そして本システムの開口数が最大になり、即ち実際
上ファイバーの屈折率と、これと接触する流体試料の屈
折率により許されるだけ高い開口数となるようなシステ
ムを与えることである。
本発明の前述の、およびその他の目的は、簡単にファイ
バーをその遠位末端にがまたは近くに据付けて囲ぎょう
物中に間隔をおいて置き、従って他にファイバーと接触
する唯一の物質が試料であるということで達成される。
囲ぎょう物の一端は、第1のエルボ−で覆われており、
その中に開口部があって、それを通じてファイバーはエ
ルボ−と接触することなしに突き出し、流体の流れをエ
ルボ−を通して導いて囲ぎよう物とファイバー間の内部
空間に流入させる手段となっている。蛍光は、励起光線
が投射されたファイバーの同じ末端から好適に集められ
、遠位末端に据付けることで起こる光線損失は蛍光の測
定に関する限りでは無視されることができ、これによっ
てファイバーを据付ける方法および材料を選択させるこ
とができる。
本発明の他の目的は、一部明らかにされそして一部はこ
の後で明らかにされよう。
それに応じて本発明は、組立て、素子の組合せおよびパ
ーツの配置を含む装置および数工程とこれらの工程の1
個以上と他の工程との関係および順序を含む方法を包含
しており、これらの方法のすべては以下に続く詳細な開
示で例証され、その適用の範囲は特許請求の範囲に示さ
れよう。
本発明の性質および目的を完全に理解するためには、例
証が付図と関連して次の詳細な説明とならなければなら
ず、数個の付図における同じ数字は同じパーツを示すの
に使われている。そしてここにおいて: 第1図は、理想化した形で描かれ、拡大され、縦断面で
示されており、ファイバー光学システムを組合わせ本発
明の原理を具体化する検定装置を示している; 第2図は、第1図の検定装置の末端立体図である; 第3図は、理想化した形の、拡大された縦断面図であり
、一部の部分図もあり、ファイバー光学システムと本発
明原理の具体化を含む別の検定装置を示している。
第4図は、一部の部分図を含めた断面図であり、本発明
の検定システムの別の形を示している。
第5図は、本発明のまた別の形を示す断面図である;そ
して 第6図は、本発明の原理を具体化する検定システムの未
だ別の形態を示している。
第1図および第2図に関連して、流体試料を検定するた
めの典型的な装置20が示されており、この装置は本発
明の原理を具体化している。装置20は、光ファイバー
22、空洞、延伸囲ぎょう物24および据付手段26を
含んでおり、多くの点で前述した米国特許第4,447
,546号に示されたシステムに似ている。
ファイバー22は、その近接端または入口面28から遠
位のまたは末端面30まで伸びた細長い形態であり、好
ましくはファイバー22は実際上円形の断面を有してい
る。入口面28の点でファイバー表面は典型的に平らで
あり、ファイバーの縦軸に正しく配置されたおり、好ま
しくは入射励起光線を散乱させる傾向のあるすべての傷
または表面欠点を最小限にするよう高度に磨かれている
。また別の考えによれば、ファイバーの面28は例えば
光学的表面を倍増させたり適合させたりするように他の
望ましい光学的形状で役立てるように成形されることも
できる。
ファイバーに当てられる励起光線によってファイバー表
面に誘起される蛍光が、励起光線が投射されるファイバ
ーの同じ近接端で集光されるかまたはm察されるように
された好ましい具体的装置においては、ファイバーを而
30から而28に逆進行するような迷走光線を防ぐこと
が望ましい。従って、面30は内部的にそこに入射する
光を排除するような形状にされることができるが、好ま
しくは面30を取囲む媒体の屈折率に合致する材料で被
覆されることであり、このような材料は非蛍光性で、励
起光線に関しては吸収するようになっている。典型的な
被覆材料は、カーボン黒を加えたエポキシ樹であり、こ
のような機能に役立つ。
ファイバー22は、その長さ方向にそって光励起光線を
多数全内部反射で伝播するのに適応できるようになって
おり、その光線は入口面28から入ってきて、実際上フ
ァイバーの長軸に対象的に円錐受入角(B)の範囲内で
入口面28に投射されるものであって、上述のようにフ
ァイバー光学技術に熟練した人たちにはよく知られてい
ることであるが、式(1)に規定された開口数でファイ
バーに入射される。ファイバー22は、励起光線に光学
的に透明な実際上均質な材料であれば多くの種類の材料
のいずれでもあることができるが例えばガラスのような
ガラス質材料5五英、サファイアのような結晶質材料;
ポリオレフィン類、ポリプロピレンのような合成ポリマ
ーであることができるが、好ましくはかなり堅いことが
望ましい。ファイバー22がこの後で述べられるように
流体検定において使用されなければならない場合には、
ファイバー22を構成している材料の屈折率(n、)は
検定される流体の屈折率n工より明らかに大きくなけれ
ばならない。後者の屈折率は、典型的には水溶液に対し
て約1.3である。免疫検定装置の目的のためにはファ
イバー22は5mm程度の長さであることができ、典型
的には直径が約1mmから数百ミクロンの範囲となるで
あろうが、しかしながら、このような長さと直径は単に
説明のためであって限定されるものでないことが理解さ
れよう。ファイバーの長さ、直径および弾性率の組合わ
せは、ファイバーが十分に短くてそしてまたはカンチレ
バー形態において自己支持できるに十分なだけ堅く及び
/又は十分に短いようなものとして選ばれなければなら
ない。
説明のための具体的な例では、ファイバー表面の操作部
分は、検定が実施されなければならない活性領域の寸法
によって規定されるものである。ファイバー22の操作
部分の表面を活性化するのには、後者は典型的には米国
特許第4,447,546号において詳細説明されてい
るようなコーティング32を与えられるように処理され
、ここに参考のために組み入れる。
囲ぎよう物24はチューブであり、しかしながら好まし
くは必ずしも光学的透明である必要はないが、検定され
る流体に比較的不溶であって化学的に非反応性である材
料から構成されるのが望ましい。典型的には囲ぎよう物
24は簡単にはガラス・チューブであり、その内径がフ
ァイバー22の最大外径よりも大きく、更に好ましくは
少なくともファイバー22上にある活性化コーティング
32を取囲む予め定められた容量を制限しないだけの寸
法になっていることが望ましい。好ましい形態において
は、ファイバー22の被覆された表面と囲ぎょう物24
の内壁との間の内部空間は、カピラリー寸法の程度であ
る。
据付は架台26は、受は台36の一部38が結合してい
て、囲ぎよう物24を支えており、他の一部40がフェ
ルール42に結合し支持しており、そのフェルールの中
でファイバー22の遠位端30がしっかりと固定されて
いる。フェルール42が作られている材料は、光学の立
場から言えば重要ではないが、しかし、検定されるべき
流体試料と化学的には比較的非反応性であるべきである
。第1図および第2図の形態においては、囲ぎょう物2
4とファイバー22は図で示されるような位置にあり、
囲ぎょう物とファイバー両者の長軸は実際上ファイバー
20と水平になっていて、かくしてカンチレバ一式に囲
ぎよう物24内で伸びており末端28が突き出ていて、
ファイバー22は囲ぎょう物24の内表面とは離れた形
で維持されている。この特別な形態では、囲ぎょう物2
4は両端で開放されており、それによって流体が導入さ
れたりまたは一方の端から排出されたりできる。
第1図の形態での操作においては、ファイバー22のコ
ーティング32は、多くの活性試薬のいずれかからも生
成されることができ(例えば蛍光標識を含む抗体−抗原
複合体の成分)、要するに米国特許第4,447,54
6号に記載されているのと同じ処理にかけられる。簡単
には、囲ぎよう物24とファイバー22間の内部空間4
4が、皮下注射器を使って、検定されるべき材料の液体
試料で満たされ、試料は囲ぎよう物24の対向末端で形
成されるメニスカス表面によって内部空間44内に保持
される。一方で第1図の形態の別の形式では、フェルー
ル30に隣接する囲ぎよう物24の端は前者の上で閉じ
られることができ、囲ぎよう物24の対向端のみが開か
れていて、内部空間44は便利に満たされたり空にされ
たりができない。どちらの場合でも試料は内部空間44
内で培養し得るもので、流体試料中の検定されるべき物
質がコーティング32のところまで拡散していって反応
し、標識複合体を生成するのが望ましい。本装置は蛍光
計43と結び付いていて、入口面28が光線で照射され
ると、典型的にはコーティング32内で、ファイバー中
の光線伝播に伴って起こる一時的波動により、蛍光が励
起または誘起される。コーティング32にある標識複合
体内で誘起された蛍光は、それから励起材料からファイ
バー中にトンネル戻りされて面28を通って再び出て、
蛍光計43で読みとられる。
本装置は、試料の屈折率およびファイバーの屈折率によ
って科せられる拘束にもかかわらず、到達できる最高の
開口数を持ったファイバー光学検定装置を提供できるも
のであって、ファイバーの至近末端および蛍光が励起さ
れるファイバ一部分およびそれらの間にあって接触した
り挿入架台となったり、または被覆材料になったりして
いる物質による開口数の崩壊は殆どみられないものであ
る。米国特許第4,447,546号に開示されている
ような微細ファイバーよりも寧ろ実際上はっきりした形
のガラス捧(ガラス・ロッドglass1(rOd I
+ )で本装置を出発することもできるので、使用され
ることの出来るガラスの種類は制限されるものではなく
、通信用ガラス等に限ったものではないと理解されるべ
きであり、そこで非常に高い屈折率のガラス、結晶質。
ポリマー等を使用することができ、これらの材料は試料
と接触するファイバ一部分で最高の開口数が得られるこ
とが強調されるべきである。
囲ぎょう物末端が両方ともに開かれている形の第1図形
態は、静的試料または流れ試料のいずれでも使用される
ことができるが、フェルール42に隣接する囲ぎよう物
部分が閉ざされている別の形態は、実際上静的流体試料
のみが使用され得るということは、理解されるところで
あろう。また第1図の形態は、囲ぎよう物とファイバー
の両者共に水平に配置されているが、それらを縦型に位
置させることも実行可能であるが、しかしながら、それ
によって起こる水圧ヘッドが、囲ぎよう物の底部末端で
の支持メニスカスの強さに勝つような力となってはなら
ないことを留意すべきである。
さて第3図に示されているような形態を参照すると、フ
ァイバー22、囲ぎよう物24および架台26を含む別
の検定装置がみられる。第1図の形態と同じように、第
3図の架台26は囲ぎよう物24に結合し支持しており
、ファイバー22の遠位端30に隣接またはその場所の
フェルール42によって結合されている。囲ぎょう物2
4の両端は、それぞれがエルボ−45および46に結ば
れており、これらのエルボ−は典型的には熱収縮チュー
ブから作られている。エルボ−46は開口部48が備え
られ、その開口部48を通ってファイバーの至近端28
が伸びている。フェルール42は、ファイバー22の遠
位端30を保持しており、これによってファイバー22
をカンチレバー位置に支持することができ、ファイバー
を囲ぎょう物24内で離れた形で保持することを可能に
しており、開口部48および50を通っていることで、
ファイバーはいずれの開口部の内部周辺とも接触してい
ない。開口部48と50は、好ましくは形が等しくない
のが望ましい。開口部50が備えられていることで、エ
ルボ−類によってファイバーに及ぼされる圧から起こる
すべての横方向の力が排除され、また開口部48は、至
近端28の方向にフェルール42から伸びているファイ
バ一部分が、流体試料以外の物質と接触しないように保
証している。後者の流体試料は、遠位端30に向かって
の方向で動く流れの形で与えられ、遠位端30の所では
大きい方の開口部50がファイバーを取囲んでいて、流
体試料は好ましくはそれぞれエルボ−45と46に結ば
れているポンプ52と54の両者によって流れを促され
る。エルボ−45に結ばれているポンプ52は、好まし
くは吸引(サクシボン、5uction)で作動し、ポ
ンプ54は陽圧で作動することにしており、これによっ
て囲ぎよう物24内の圧を、少なくとも開口部付近では
常圧または常圧付近の水準に置き、この結果環境空気が
開口部48に引き入れられることがなく、または試料液
体がどちらかの開口部から強制的に洩れ出すこともない
。試料が排出されるのに好適なエルボ−45により規定
された排出系統に空気が取り入れられるのを保証するた
めには(吸い込み空気は唯ポンプ52にのみ運ばれるの
であって、囲ぎよう物中を通過することはない)、吸引
ポンプ52の流速は、好ましくは。
供給ポンプ54により定められた流速よりも僅かに高い
ことが望ましい。
ファイバー22と開口部48および50の内周縁部との
間のフレアランス(clearance 。
間隙)は、カピラリー寸法程度でなければならないこと
が、大いに望まれている。このことは、試料流体が、内
部空間44を通っての流れを加圧下に要求される時でも
、メニスカスの表面張力によって開口部48および50
から流出することを防ぐことになろう。二のメニスカス
は、ファイバー周辺の小間隙の上に生成されるものであ
る。
第3図の形態の変更したものが第4図に示されており、
ここではエルボ−45が支持フェルール42に結合して
支持フェルール42の架台の役目をしており、架台手段
としての26は、直接囲ぎよう物24のみを支持するの
に使われている。エルボ−45それ自身はファイバーを
載せる役目をしているがためにファイバーの遠位端近く
のエルボ−には開口部が備えられていない。このような
場合には流体の流れは囲ぎよう物を通って開口部48の
方向に向けられ、空気が不注意に開口部を通って引き入
れられて試料の被覆ファイバー上の流れを干渉すること
のないように再び防がれている。
更に本発明の変更種類が第5図に示されており、ここで
はファイバー22が、エルボ−45中に作られた開口部
50を通って、フェルール42でカンチレバー位置に置
かれている。フェルール42は、エルボ−45の外側で
、支持台26により保持されている。第4図の形態とは
違って、第5図の構造は1個のエルボ−のみを含んでお
り、囲ぎよう物24の対向末端は開放されているので陽
圧でエルボ−45中に導入された流体は、囲ぎょう物を
横切って後者(囲ぎよう物)の開放端から流出するよう
になっている。他の形態におけるように、もし内部空間
44がカピラリー寸法でかまたはその近くで維持され、
試料流体上の圧が下げられて流体が最早内部空間44を
通って促されないようならば、流体によって囲ぎよう物
24の開放端に生成されたメニスカスは流体を内部空間
に保持して、そこで測定が実施されるようにすることに
なる。従って、第5図の形態では、−組のポンプを必要
としない利点があり、実際上恒常的な流体の流れ、脈動
する流体の流れまたは内部空間における実際上静的な流
体試料のいずれでも容易に使用されることができる。
時折、第3図および第4図の形態で使用される二個のポ
ンプで与えられる流速が異質である場合には、中に比較
的大きな開口部を有するエルボ−中に空気泡が引き入れ
られることが起こり、このような泡はファイバーの側面
または上を通過して望ましくない振動(ぶれ)または近
似の周期的横運動を支持されていないファイバー末端に
与えることになる。
この問題は、第6図に示されている構造によって解消さ
れる。第6図は、一つの点を除いて、第5図に示された
ものに似ている。囲ぎょう物24の開放末端60の縁上
の一点が、カピラリー・チューブ64の開放端62の縁
の上の一点と接触しており、カピラリー・チューブ64
と囲ぎよう物24のそれぞれの軸が実際上お互いに直角
に位置している。
カピラリー・チューブ64の開放端62と60の縁と囲
ぎょう物24がそれぞれにチューブと囲ぎよう物の長軸
に直角で形成されているので、開放端62と60のこれ
らの縁は従ってまたお互いに直角となっている。明らか
なように、囲ぎよう物24の開放端60は開口部50よ
りも大きな開口となっている。
従って、陽圧で流体の流れがポンプ54により囲ぎよう
物に適用され、吸引がポンプ52により適用されるとき
には、開放端60から押し出される液体はカピラリー作
用(毛細管作用)によりカピラリー64中に入り、そし
てポンプ52により、併発する空気流と一緒に排出され
る。この過程で生成されるすべての泡は、ファイバー2
2と接触しない。
ある種の変更が上記装置において、ここに含まれる本発
明の範囲からはみ出すことのない限り可能であるので、
上記説明に含まれるかまたは付図に示されているすべて
の事象は説明として解釈されるべきであり制限する意味
でないとすべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、理想化した形で描かれ、拡大され、縦断面で
示されており、ファイバー光学システムを組合わせた本
発明の原理を具体化する検定装置を示す図である; 第2図は、第1図の検定装置の末端立体図である; 第3図は、理想化した形の、拡大された縦断面図であり
、一部の部分図もあり、ファイバー光学システムと本発
明原理の具体化を含む別の検定装置を示す図である; 第4図は、一部の部分図を含めた断面図であり、本発明
の検定システムの別の形を示す図である; 第5図は、本発明のまた別の形を示す断面図である;そ
して 第6図は、本発明の原理を具体化する検定システムの未
だ別の形態を示す図である。 手続補正書 昭和61年10月24日 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 昭和61年 特 許 願 第210824号?0発叩の
名称 免疫検定装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名 称 オルト、インコーホレーテッド4、代理人 5、補正の対象   (1)「明 細 書」(1)別紙
の通り、印書せる全文明細書1通を提出致します。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、流体試料を検定するための装置にお いて、全内部反射伸長基質が、少なくとも上記基質の表
    面の一部に配置されている蛍光材料中に蛍光を励起する
    ための一時的波動を与えることのできる光線を伝播し、
    上記基質はまた上記蛍光を伝播し、上記基質の上記表面
    から離れた伸長された手段として上記表面を取りまく中
    空伸長囲ぎょう物が規定され、この手段は上記囲ぎょう
    物中でカンチレバーの位置に上記基質を置くために上記
    基質の一端に結びついており、ここでの改良は 上記囲ぎょう物の一端は、第一のエルボー で覆われており、そのエルボーがその中に開口部を有し
    ており、それを通って上記基質は上記の第一のエルボー
    と接触することなしに突き出ており、 上記装置は上記の第一のエルボーを通して 流体の流れを導き、上記囲ぎょう物と上記基質の間の内
    部空間に入れる手段を含んでいる装置。 2、上記流体の流量を制御するための手 段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載で
    規定される装置。 3、上記流量を制御する手段が流体ポン プの手段よりなることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項で規定される装置における方法。 4、上記基質が光ファイバーであり、上 記囲ぎょう物が上記ファイバーから離れて位置し上記フ
    ァイバーを取囲む同軸のチューブであり、上記ファイバ
    ーの支持されていない末端が上記開口部を突き出ている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項で規定される装
    置。 5、上記ファイバーと上記開口部の間の クリアランスが、キャピラリー寸法程度であることを特
    徴とする特許請求の範囲第4項で規定される装置。 6、上記チューブの対向末端が開かれて おり、上記ファイバーがここを通って突き出ていること
    を特徴とする特許請求の範囲第4項で規定される装置。 7、開口端を有する第二のチューブが、 上記開口端の縁が実際上お互い直角になり上記それぞれ
    の縁の各々の上の点であわさってお互い接触するように
    なっている第二のチューブを含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第6項で規定される装置。 8、上記第二のチューブに吸引を応用し て、第二のチューブの開口端から流体を流去させる手段
    を含む特許請求の範囲第7項で規定される装置。 9、上記基質の支持された端が上記開口 部を通って突き出ていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項で規定される装置。 10、第二のエルボーが上記囲ぎょう物の 他端を覆い、上記第二のエルボーがその中に開口部を有
    していて、それを通って上記基質が上記第二のエルボー
    と接触することなしに突き出ることを特徴とする第二の
    エルボーを含む特許請求の範囲第1項で規定される装置
    。 11、上記第一および第二のエルボーにお けるそれぞれの開口部が等しくない寸法になっているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第10項で規定される装
    置。 12、上記ファイバーと上記開口部の間の クレアランスが、カピラリー寸法程度であることを特徴
    とする特許請求の範囲第11項で規定される装置。 13、第一の流体ポンプ手段が上記の第一 のエルボーに結合し、第二の流体ポンプ架台が上記の第
    二のエルボーに結合し、上記の第一のポンプ架台が上記
    流体を陽圧の下でそれぞれのエルボーに与えるように作
    動するのに対して、一方で上記の第二のポンプ架台は上
    記の第二のエルボーに吸引を与えることとなり、上記の
    第二のエルボーにおける開口部は上記の第一のエルボー
    における開口部よりも寸法において大きいことを特徴と
    する特許請求の範囲第10項で規定される装置。 14、流体試料を検定するための装置にお いて、全内部反射伸長基質が、少なくとも上記基質の表
    面の一部に配置されている蛍光材料中に蛍光を励起する
    ための一時的波動を与えることのできる光線を伝播し、
    上記基質はまた上記蛍光を伝播し、上記基質の上記表面
    から離れた伸長された手段として上記表面を取まく中空
    伸長囲ぎょう物が規定され、この手段は上記囲ぎょう物
    中でカンチレバーの位置に上記基質を置くために上記基
    質の一端に結びついており、ここでの改良は 上記囲ぎょう物が少なくともその一端にお いて開口部を有する覆いで覆われており、その開口部を
    通って上記基質の他端が上記覆いに接触することなしに
    伸長し、上記基質と上記開口部の内側周辺の間のクリア
    ランスがカピラリー寸法程度であることを特徴とする装
    置。
JP61210824A 1985-09-09 1986-09-09 免疫検定装置 Pending JPS6279333A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US773938 1985-09-09
US06/773,938 US4844869A (en) 1985-09-09 1985-09-09 Immunoassay apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6279333A true JPS6279333A (ja) 1987-04-11

Family

ID=25099767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61210824A Pending JPS6279333A (ja) 1985-09-09 1986-09-09 免疫検定装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4844869A (ja)
JP (1) JPS6279333A (ja)
CA (1) CA1271050A (ja)
DE (1) DE3630353A1 (ja)
FR (1) FR2587119B1 (ja)
GB (1) GB2182141B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990013029A1 (en) * 1989-04-19 1990-11-01 Ibiden Co., Ltd. Reagent for assaying biologically active substance, method of production thereof, and method and apparatus for assaying
US5354574A (en) * 1992-06-23 1994-10-11 Ibiden Co., Ltd. Method for producing optical fiber having formyl groups on core surface thereof
US5401469A (en) * 1989-04-19 1995-03-28 Ibiden Co., Ltd. Plastic optical biomaterials assay device
US6010867A (en) * 1989-04-19 2000-01-04 Ibiden Co., Ltd. Reagent for biomaterials assay, preparation method thereof, and assay method
JP2009529137A (ja) * 2006-03-07 2009-08-13 ナンヤン テクノロジカル ユニヴァーシティー マイクロ流体免疫測定装置

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4909990A (en) * 1987-09-02 1990-03-20 Myron J. Block Immunoassay apparatus
US5152962A (en) * 1988-07-22 1992-10-06 Ord Corp. Immunoassay apparatus
US5106751A (en) * 1988-09-15 1992-04-21 Biotronic Systems Corporation Apparatus for supporting a biochemical sensor responsive to bubbles
US5268304A (en) * 1988-10-13 1993-12-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of determining the concentration of a chemical of interest in a solution
DE69005270T2 (de) * 1989-06-22 1994-07-07 Ars Holding 89 Nv Verfahren zur optischen analyse.
US5192510A (en) * 1991-01-30 1993-03-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Apparatus for performing fluorescent assays which separates bulk and evanescent fluorescence
US5376551A (en) * 1991-03-12 1994-12-27 University Of Utah Research Foundation Apparatus for using fluorescently labeled ligands in studying interaction of a native ligand and its receptor
US5262638A (en) * 1991-09-16 1993-11-16 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Optical fibers and fluorosensors having improved power efficiency and methods of producing same
EP1130116A3 (en) * 1992-04-06 2004-01-14 Abbott Laboratories Method and device for detection of nucleic acid using total internal reflectance
US5334349A (en) * 1992-07-16 1994-08-02 Schiapparelli Biosystems, Inc. Liquid transfer module for a chemical analyzer
US5637467A (en) * 1992-10-13 1997-06-10 Behringwerke Ag Heterogeneous assay using a pendulous drop
US5496700A (en) * 1993-08-06 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical immunoassay for microbial analytes using non-specific dyes
US5624850A (en) * 1994-06-06 1997-04-29 Idetek, Inc. Immunoassays in capillaries
US5492674A (en) * 1995-03-17 1996-02-20 Boehringer Mannheim Corporation Evanescent wave immunoassay system
US5739537A (en) * 1995-12-21 1998-04-14 Perstorp Analytical, Inc. NIR absorbance measuring instrument with ATR probe
IL116972A0 (en) * 1996-01-31 1996-05-14 Israel Atomic Energy Comm Optical flow cell for use in spectral analysis
US5854863A (en) * 1996-03-15 1998-12-29 Erb; Judith Surface treatment and light injection method and apparatus
US6008055A (en) * 1998-06-30 1999-12-28 Transgenomic, Inc. Modular component fiber optic fluorescence detector system, and method of use
FR2752055B1 (fr) * 1996-08-02 1998-09-11 Commissariat Energie Atomique Capteur tubulaire a onde evanescente pour spectroscopie d'absorption moleculaire
DE19651935A1 (de) * 1996-12-14 1998-06-18 Ruckstuhl Thomas Detektionssystem für den optischen Nachweis von Molekülen
US6136611A (en) * 1997-07-31 2000-10-24 Research International, Inc. Assay methods and apparatus
DE19742227A1 (de) * 1997-09-25 1999-04-01 Juergen Prof Dipl Phys Wolfrum Verfahren zum Sequenzieren eines einzelnen DNA-Moleküls
EP1047929B1 (en) * 1998-11-13 2007-07-04 Reichert, Inc. Method for qualitative and quantitative measurements
JP3429282B2 (ja) * 2001-02-02 2003-07-22 リサーチ・インターナショナル・インコーポレーテッド 自動化されたシステム、及びサンプルの分析方法
US7157047B2 (en) * 2001-02-09 2007-01-02 Pss Bio Instruments, Inc. Device for containing, reacting and measuring, and method of containing, reacting and measuring
US8211657B2 (en) * 2002-04-29 2012-07-03 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Capillary-column-based bioseparator/bioreactor with an optical/electrochemical detector for detection of microbial pathogens
US7095502B2 (en) * 2002-08-06 2006-08-22 Joseph Lakowicz Optical structures for metal-enhanced sensing
US7289207B2 (en) 2003-10-28 2007-10-30 Los Alamos National Security, Llc Integrated optical biosensor system (IOBS)
US20050282182A1 (en) * 2003-12-30 2005-12-22 Universal Bio Research Co., Ltd. Reaction vessel and reaction apparatus comprising three-dimensional particle array
US7496245B2 (en) * 2004-08-20 2009-02-24 Research International, Inc. Misalignment compensating optical sensor and method
US7651869B2 (en) * 2006-03-14 2010-01-26 Research International, Inc. Optical assay apparatus and methods
US20110143378A1 (en) * 2009-11-12 2011-06-16 CyVek LLC. Microfluidic method and apparatus for high performance biological assays
US10065403B2 (en) 2009-11-23 2018-09-04 Cyvek, Inc. Microfluidic assay assemblies and methods of manufacture
US9855735B2 (en) 2009-11-23 2018-01-02 Cyvek, Inc. Portable microfluidic assay devices and methods of manufacture and use
US9759718B2 (en) 2009-11-23 2017-09-12 Cyvek, Inc. PDMS membrane-confined nucleic acid and antibody/antigen-functionalized microlength tube capture elements, and systems employing them, and methods of their use
WO2013134744A2 (en) 2012-03-08 2013-09-12 Cyvek, Inc Microfluidic assay assemblies and methods of manufacture
US9700889B2 (en) 2009-11-23 2017-07-11 Cyvek, Inc. Methods and systems for manufacture of microarray assay systems, conducting microfluidic assays, and monitoring and scanning to obtain microfluidic assay results
US9500645B2 (en) 2009-11-23 2016-11-22 Cyvek, Inc. Micro-tube particles for microfluidic assays and methods of manufacture
JP5701894B2 (ja) 2009-11-23 2015-04-15 サイヴェク・インコーポレイテッド アッセイを行う方法及び装置
US10022696B2 (en) 2009-11-23 2018-07-17 Cyvek, Inc. Microfluidic assay systems employing micro-particles and methods of manufacture
WO2012129455A2 (en) 2011-03-22 2012-09-27 Cyvek, Inc Microfluidic devices and methods of manufacture and use
US10228367B2 (en) 2015-12-01 2019-03-12 ProteinSimple Segmented multi-use automated assay cartridge

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4399099A (en) * 1979-09-20 1983-08-16 Buckles Richard G Optical fiber apparatus for quantitative analysis
EP0061884A1 (en) * 1981-03-30 1982-10-06 Imperial Chemical Industries Plc Optical fibre sensor
JPS58159501U (ja) * 1982-04-19 1983-10-24 旭光学工業株式会社 伝送用フアイバ−のトラブル検出安全装置
US4447546A (en) * 1982-08-23 1984-05-08 Myron J. Block Fluorescent immunoassay employing optical fiber in capillary tube
US4559299A (en) * 1983-02-04 1985-12-17 Brown University Research Foundation Inc. Cytotoxicity assays in cell culturing devices
US4558014A (en) * 1983-06-13 1985-12-10 Myron J. Block Assay apparatus and methods
US4671938A (en) * 1985-09-09 1987-06-09 Ciba-Corning Diagnostics, Corp. Immunoassay apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990013029A1 (en) * 1989-04-19 1990-11-01 Ibiden Co., Ltd. Reagent for assaying biologically active substance, method of production thereof, and method and apparatus for assaying
US5401469A (en) * 1989-04-19 1995-03-28 Ibiden Co., Ltd. Plastic optical biomaterials assay device
US6010867A (en) * 1989-04-19 2000-01-04 Ibiden Co., Ltd. Reagent for biomaterials assay, preparation method thereof, and assay method
US5354574A (en) * 1992-06-23 1994-10-11 Ibiden Co., Ltd. Method for producing optical fiber having formyl groups on core surface thereof
JP2009529137A (ja) * 2006-03-07 2009-08-13 ナンヤン テクノロジカル ユニヴァーシティー マイクロ流体免疫測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2587119A1 (fr) 1987-03-13
CA1271050A (en) 1990-07-03
GB2182141B (en) 1989-12-28
FR2587119B1 (fr) 1991-11-29
US4844869A (en) 1989-07-04
GB8620797D0 (en) 1986-10-08
GB2182141A (en) 1987-05-07
DE3630353A1 (de) 1987-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6279333A (ja) 免疫検定装置
CA1266826A (en) Immunoassay apparatus
US5156976A (en) Evanescent wave sensor shell and apparatus
US4909990A (en) Immunoassay apparatus
US5430813A (en) Mode-matched, combination taper fiber optic probe
US5340715A (en) Multiple surface evanescent wave sensor with a reference
JP3474880B2 (ja) 免疫分析を行うための光学装置
EP0075353B1 (en) Method and apparatus for the determination of species in solution with an optical wave-guide
Andrade et al. Remote fiber-optic biosensors based on evanescent-excited fluoro-immunoassay: concept and progress
US4880752A (en) Dielectric waveguide sensors and their use in immunoassays
US5152962A (en) Immunoassay apparatus
JPS59501873A (ja) 免疫検定装置及び方法
JPH01304346A (ja) 蛍光または光散乱の検知装置および方法
EP0353937A1 (en) Method of assay
US5952035A (en) Surface treatment and light injection method and apparatus
JPS61502418A (ja) 光学分析方法及び装置
EP0510175B1 (en) Fluorescence assay apparatus
Ligler et al. Effect of wavelength and dye selection on biosensor response