WO2016051974A1 - 標的物質測定キット、標的物質測定システム、イムノクロマト測定キット及びイムノクロマト測定システム - Google Patents

標的物質測定キット、標的物質測定システム、イムノクロマト測定キット及びイムノクロマト測定システム Download PDF

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Definitions

  • the developing units 16a, 16b, and 16c are configured to separate the complex in which the detection reagent and the target substance are bound from the detection reagent that is not bound to the target substance by using the principle of chromatography.
  • the development parts 16a, 16b, and 16c can be freely selected from known materials in accordance with the properties of the target substance and detection reagent as long as the above-described separation can be performed.
  • films made of various materials used as chromatographic media can be employed as the developing portions 16a, 16b, and 16c. Examples of these membranes include nitrocellulose membranes, mixed nitrocellulose ester membranes, polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes, nylon membranes, polyethersulfone membranes, and the like.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the light detection unit 22 is configured to detect light emitted from the first capturing unit 11 (see FIG. 1, arrow L2).
  • the specific configuration of the light detection unit 22 is not particularly limited as long as it can detect color development or light emission derived from the labeling substance.
  • an area imaging device such as a CCD or CMOS device, a photomultiplier tube, or the like can be employed for the light detection unit 22.
  • the light irradiation unit 21 and the light detection unit 22 may be configured to irradiate each of the first capturing unit 11 and the second capturing unit 12 with the light L1 and detect light emission or color development from each. Good.
  • the target substance measuring device D1 may be provided with a control unit that controls the timing of irradiation of the light L1 to the first capturing unit 11 by the light irradiation unit 21.
  • acquisition part 11 is 0.01 mm or more and 0.10 mm or less.
  • the intensity of light emission from the labeling substance in the first capturing unit 11 can be increased.
  • acquisition part 11 itself can fully be acquired by the 1st capture
  • acquisition part 11 can be raised more by providing the 1st capture
  • FIG. 11A is a plan view of the target substance kit K3, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line P6-P6 shown in FIG. 11A.
  • the longitudinal direction of the first capture unit 11 extends in the liquid flow direction (arrow F1).

Abstract

 簡便かつ高感度に標的物質を検出する標的物質測定キットを提供する。 液体に含まれる標的物質を捕捉する捕捉部と、前記捕捉部における前記液体の通流速度を制御する流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられている標的物質測定キットを提供する。

Description

標的物質測定キット、標的物質測定システム、イムノクロマト測定キット及びイムノクロマト測定システム
 本技術は、標的物質測定キット、標的物質測定システム、イムノクロマト測定キット及びイムノクロマト測定システムに関する。
 特定の抗原又は抗体等の標的物質を検出する手段として、抗原と当該抗原に対する抗体との特異的反応を利用する免疫測定法が利用されてきた。その中で「イムノクロマト法」は、試料に含まれる被検出物質と標識された抗体との複合体を形成させて、前記複合体と、被検物質と結合していない抗体とをクロマトグラフィーの原理を利用して分離し、複合体の凝集状態を測定する方法である。このため、「イムノクロマト法」は、目視による判定も可能な方法であり、標的物質を簡便に検出する方法として、一般的に用いられている。このようなイムノクロマト法に対しては、被検物質の検出感度の向上が求められてきた。
 そこで、例えば、特許文献1には、「検体液中における被検出物質の存在の有無を検出するイムノクロマト測定法であって、前記被検出物質と特異的に結合する第1の結合物質が付与された検査領域を一部に有するクロマトグラム媒体の該検査領域に、前記被検出物質と特異的に結合する、視認可能に標識された第2の結合物質を含む前記検体液を浸透させ、該検体液を前記検査領域に浸透させると共に、または浸透させた後に、前記クロマトグラフ媒体の屈折率との屈折率差Δnが-0.1≦Δn≦0.1の屈折率を有する視認用溶液を、該クロマトグラフ媒体に浸透させ、前記検査領域に前記視認用溶液が浸透している状態で前記検査領域を視認することを特徴とするイムノクロマト測定法」が開示されている。当該方法では、クロマトグラフ媒体に所定の屈折率の視認用溶液を浸透させることにより、クロマトグラフ媒体と視認用溶液との界面における屈折率差によって生じる光散乱を抑制することができる。この結果、クロマトグラフ媒体の厚み方向の目視可能な領域が広がり、目視判定において、より高い検出感度を得ることができる。
 しかし、上記方法では、標識された被検物質をクロマトグラフ媒体によって分離した後に、再度、溶媒をクロマトグラフ媒体に添加して浸透させるには長時間を要し、イムノクロマト法の特徴である簡便性が損なわれる。そこで、例えば、特許文献2には、「試料中の被検出物質の存在を標識物質により検出するためのイムノクロマト測定法であって、クロマトグラフ媒体上の、前記被験物質と特異的に結合する第一の物質が固定化された反応部位に、試料と共にまたは試料に引き続いて、前記標識物質が結合した、前記被検物質に特異的に結合する第二の物質からなる検出試薬を接触させる第1工程、前記反応部位の支持物質を圧縮して厚さを減少させる第2工程、および前記標識物質の発光シグナルを観測する第3工程を含むことを特徴とするイムノクロマト測定法」が開示されている。
特開2009-257819号公報 特開2012-215494号公報
 上記特許文献2に記載されているイムノクロマト測定法により、簡便性を損なわずに、被検物質を高感度に検出することが可能となる。しかし、上記方法では、支持物質の厚さを減少させる工程が必須である。
 このように、標的物質の検出においては、より簡便に、かつ検出感度を向上させるためのさらなる改良が求められている。
 そこで、本開示は、簡便かつ高感度に標的物質を検出する標的物質測定キット等を提供することを主な目的とする。
 上記課題解決のため、本開示は、液体に含まれる標的物質を捕捉する捕捉部と、前記捕捉部における前記液体の通流速度を制御する流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられている標的物質測定キットを提供する。
 前記標的物質測定キットは、前記通流方向に対して前記捕捉部より上流側に前記液体が導入される液体導入部を有し、前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記液体導入部の前記交差する方向の厚みに比して薄く形成されていてもよい。
 また、前記標的物質測定キットは、前記通流方向に対して前記流速制御部より下流側に前記液体が吸収される液体保持部を有し、前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記液体保持部の前記交差する方向の厚みに比して薄く形成されていてもよい。
 前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは0.01mm以上0.10mm以下とすることもできる。
 前記捕捉部の長手方向は前記通流方向に延びていてもよい。
 前記流速制御部は多孔質体を備え、前記多孔質体における平均孔径は前記捕捉部の前記液体が通流する部分の平均孔径に比して小さく形成されていてもよい。
 前記流速制御部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記捕捉部の前記交差する方向の厚みに比して薄く形成されていてもよい。
 前記流速制御部は貫通孔が形成されたフィルタを備え、前記貫通孔の平均孔径は前記捕捉部の前記液体が通流する部分の平均孔径に比して小さく形成されていてもよい。
 本開示はまた、液体に含まれる標的物質を捕捉する捕捉部と、前記捕捉部における前記液体の通流速度を制御する流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられている標的物質測定キットと、前記捕捉部へ光を照射する光照射部と、前記捕捉部から発せられる光を検出する光検出部と、を備える標的物質測定装置と、を有する標的物質測定システムを提供する。
 前記標的物質測定キットは前記通流方向に対して前記捕捉部より上流側に前記液体が導入される液体導入部を有し、前記標的物質測定装置は前記液体導入部へ前記液体を注入する液体注入機構を有していてもよい。
 本開示はまた、標的物質を含む液体が通流する流路上に固定された抗体を含む捕捉部と、前記流路上に配置された多孔質体を含む流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられているイムノクロマト測定キットを提供する。
 本開示はまた、標的物質を含む液体が通流する流路上に固定された抗体を含む捕捉部と、前記流路上に配置された多孔質体を含む流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられているイムノクロマト測定キットと、前記捕捉部へ光を照射する光照射部と、前記捕捉部から発せられる光を検出する光検出部と、を備える標的物質測定装置と、を有するイムノクロマト測定システムを提供する。
 本開示により、簡便かつ高感度に標的物質を検出する標的物質測定キット等が提供される。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。
本開示の第1実施形態に係る標的物質測定システムの構成例を示す模式図である。 A及びBは、第1実施形態に係る標的物質測定キットの一例を示す模式図であり、Aは平面図であり、BはAに示すP1-P1線の断面図である。 A及びBは、標的物質測定キットにおける第2捕捉部の配置の一例を示す模式図であり、Aは平面図であり、BはAに示すP2-P2線の断面図である。 A~Cは、流速制御部の構成例を示す模式図である。 第1実施形態に係る標的物質測定システムによる標的物質の検出を示す模式図である。 A~Cは、捕捉部の液体が通流する部分の平均孔径と、標的物質の検出との関係を示す模式図である。 A及びBは、本開示の第2実施形態に係る標的物質測定システムにおける標的物質測定キットの一例を示す模式図であり、Aは平面図であり、BはAに示すP3-P3線の断面図である。 A及びBは、本開示の第2実施形態に係る標的物質測定システムにおける標的物質測定キットの一例を示す模式図であり、Aは平面図であり、BはAに示すP4-P4線の断面図である。 A及びBは、本開示の第2実施形態に係る標的物質測定システムにおける標的物質測定キットの一例を示す模式図であり、Aは平面図であり、BはAに示すP5-P5線の断面図である。 A及びBは、捕捉部の厚みと標的物質の検出との関係を示す模式図である。 A及びBは、本開示の第3実施形態に係る標的物質測定システムにおける標的物質測定キットの一例を示す模式図であり、Aは平面図であり、BはAに示すP6-P6線の断面図である。 A及びBは、本開示の第3実施形態に係る標的物質測定システムにおける標的物質測定キットの一例を示す模式図であり、Aは平面図であり、BはAに示すP7-P7線の断面図である。 本開示の第4実施形態に係る標的物質測定システムの構成例を示す模式図である。
 以下、本開示を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本開示の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本開示の範囲が狭く解釈されることはない。また、説明は、以下の順序で行う。

1.第1実施形態
(標的物質測定キットに流速制御部が設けられている例)
2.第2実施形態
(標的物質測定キットの捕捉部の厚みが他の構成に比べて薄く形成されている例)
3.第3実施形態
(標的物質測定キットの捕捉部の長手方向が液体の通流方向に伸びている例)
4.第4実施形態
(標的物質測定装置に液体注入機構を有する例)
1.第1実施形態
 図1は、本開示の第1実施形態に係る標的物質測定システムの構成例を示す模式図である。図中、符号S1で示す標的物質測定システムは、大別すると、標的物質測定装置D1と、標的物質測定キットK1と、有する。標的物質測定システムS1の各構成について、順に説明する。
(1)標的物質測定キット
 先ず、標的物質測定キットK1について説明する。図2は、本実施形態に係る標的物質測定キットK1の構成例を示す模式図である。また、図2Aは、標的物質測定キットK1の平面図を示し、図2BはAに示すP1-P1線の断面図を示す。図2Aに示すように、標的物質測定キットK1は、少なくとも捕捉部11と、流速制御部13と、を有する。
 また、標的物質測定キットK1には、検出対象である標的物質の、例えばイムノクロマト法等による検出に必要な各構成を備えることができる。標的物質測定キットK1には、例えば図2Aに示すように、液体導入部14、試薬保持部15、展開部16a,16b,16c、第2捕捉部12、及び液体保持部17が備えられていてもよい。また、これらの構成は、基材18に固定されていてもよい。
 図2A及び図2Bに示すように、液体導入部14、試薬保持部15、展開部16a,16b,16c、捕捉部11、第2捕捉部12、流速制御部13、及び液体保持部17は、各々、隣接する他の部と接触して配置されることにより、後述する液体導入部14へ導入された液体は、毛細管現象により、矢印F1で示す方向に通流して、液体保持部17まで達することができる(図2、矢印F1参照)。なお、本開示においては、特に記載のない限り、液体導入部14側を上流側とし、液体保持部17側を下流側とする。
<液体導入部>
 液体導入部14は、標的物質測定キットK1へ液体が導入されるための構成である。また、液体導入部14は、液体に含まれる、標的物質と標的物質以外の物質とを分離させて、標的物質を分散させる。このような機能を果たす限り、液体導入部14は、公知の材料の中から自由に選択することができる。例えば、液体導入部14は、セルロース膜、ニトロセルロース膜、アセチルセルロース膜、ポリスルホン膜、ポリエーテルスルホン膜、ナイロン膜、ガラス繊維、不織布等の複数の多孔質体の中から採用することができる。また、液体導入部14については、標的物質との非特異的結合を抑制するために、アルブミン等のブロッキング剤で処理されていることが好ましい。
 本開示において、液体導入部14へ導入される「液体」とは、例えばイムノクロマト法等により検出可能な標的物質を含む、液状のものであればよく、その組成は特に限定されない。液体としては、例えば、生体由来の試料や、当該試料に試薬類を添加したり、又は希釈するなどして調製した液体試料が挙げられる。生体由来の試料としては、例えば、血液、血漿、血清、脳脊髄液、唾液、精液、尿、鼻水の拭い液(スワブ)、うがい液等が挙げられる。
 また、標的物質とは、例えばイムノクロマト法等により検出可能なものであれば、その種類は特に限定されない。標的物質としては、例えば、タンパク質、ペプチド、核酸、糖、糖脂質、複合糖質等が挙げられる。
<試薬保持部>
 試薬保持部15は、標的物質と結合する検出試薬が保持される領域である。検出試薬は、液体導入部14に導入された液体中の標的物質と結合可能となるように試薬保持部15に保持される限り、試薬保持部15の構成は特に限定されない。例えば、セルロース濾紙やガラス繊維濾紙等の多孔質体に検出試薬を塗布して乾燥させ、当該多孔質体を試薬保持部15として用いることにより、乾燥状態で検出試薬を試薬保持部15に保持させることもできる。乾燥状態の検出試薬を用いることにより、試薬保持部15へ流入した液体によって検出試薬が溶解し、液体中の標的物質と検出試薬とを接触させることができる。また、試薬保持部15についても、標的物質との非特異的結合を抑制するために、アルブミン等のブロッキング剤で、処理されていることが好ましい。
 検出試薬は、標的物質に対して特異的に結合するための構造と、標的物質の検出において標識となるための構造を有するものであればよく、公知の材料の中から、標的物質の性質等に合わせて適宜選択できる。標的物質への特異的結合のための構造としては、抗体、アプタマー、分子インプリントポリマー等を用いることができる。また、これらの抗体やアプタマー、分子インプリントポリマー等に付与する標識としては、例えば、金コロイド、蛍光色素、ルテニウム錯体、イリジウム錯体等の錯体、ルミノール、ルシゲニン、ジオキセタン、シュウ酸エステル等の化学発光を示す有機化合物、ルシフェリン等の生物発光を示す物質などが挙げられる。
<展開部>
 展開部16a,16b,16cは、クロマトグラフィーの原理を利用して、検出試薬と標的物質とが結合した複合体と、標的物質に結合していない検出試薬とを分離するための構成である。展開部16a,16b,16cは、上述した分離を行うことができる限り、標的物質や検出試薬の性質等に合わせて、公知の材料の中から自由に選択することができる。例えば、展開部16a,16b,16cとしては、クロマト媒体として用いられる各種材質からなる膜を採用することができる。これらの膜としては、例えば、ニトロセルロース膜、混合ニトロセルロースエステル膜、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)膜、ナイロン膜、ポリエーテルスルホン膜等が挙げられる。
 また、図2A及び図2Bにおいて、展開部16a,16b,16cは3ヶ所に設けられているが、展開部16a,16b,16cの配置は、図示された配置に限定されるものではない。例えば、標的物質測定キットK1において、後述する第2捕捉部12と流速制御部13とが、直接、接するように配置され、展開部16cは設けられていなくてもよい。また、標的物質測定キットK1に第2捕捉部12が設けられていない場合には、捕捉部11と流速制御部13とが、直接、接するように配置されていてもよい。
<捕捉部>
 捕捉部11は、液体に含まれる標的物質を捕捉するための構成である。捕捉部11は、液体中の標的物質を捕捉することができる限り、具体的構成は限定されず、公知の材料の中から自由に設計することができる。捕捉部11としては、例えば、標的物質と特異的に結合する物質が固定された、ニトロセルロース、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ナイロン、ポリエーテルスルホン等からなる膜を採用することもできる。また、標的物質と特異的に結合する物質としては、例えば、抗体、アプタマー、分子インプリントポリマー等が挙げられる。これら抗体等の、標的物質に特異的に結合する物質は、疎水性結合、静電結合、イオン結合などにより、上述した膜に固定化される。
 例えば、イムノクロマト法により標的物質を捕捉する場合には、標的物質を含む液体が通流する流路上に、標的物質を捕捉するための抗体が固定された、捕捉部11を採用することができる。
 また、標的物質測定キットにおいては、捕捉部11は、標的物質の種類の数に応じて、複数設けることもできる。この場合、各々の捕捉部11には、捕捉する標的物質に応じた抗体等が固定化される。具体的には、第1の標的物質と特異的に結合する物質を一つの捕捉部11に固定化し、第2の標的物質と特異的に結合する物質を、他の一つの捕捉部11に固定化することにより、標的物質測定キットK1を用いた1回の測定で、複数の標的物質を検出することもできる。
 なお、上述した捕捉部11については、後述する第2捕捉部12と区別するために、本開示においては、便宜的に「第1捕捉部11」とも称する。
<第2捕捉部>
 第2捕捉部12は、試薬保持部15に保持されている検出試薬を捕捉するための構成である。検出試薬は、液体導入部14への液体の導入の後、試薬保持部15において液体と接触して、標的物質測定キットK1内を通流する。液体に含まれる標的物質に比べて、検出試薬が過剰に存在する場合、検出試薬の一部は標的物質と結合できないため、第1捕捉部11で捕捉されることなく、さらに下流側へ移動する。第2捕捉部12は、このような検出試薬を捕捉する。
 第2捕捉部12は、液体中の検出試薬を捕捉することができる限り、具体的構成は限定されず、公知の材料の中から自由に設計することができる。第2捕捉部12として、例えば、上述した第1捕捉部11と同様に、検出試薬と特異的に結合する物質が固定化された膜を採用することもできる。
 また、第2捕捉部12が設けられる位置は、第1捕捉部11より下流側であり、かつ後述する液体保持部17より上流であればよく、図2に示す配置には限定されない。図3は、第2捕捉部12の配置の一例を示す模式図である。図3Aは、標的物質測定キットK11の平面図であり、図3Bは、図3Aに示すP2-P2線の断面図である。
 図3に示すように、第2捕捉部12は、流速制御部13内に設けられていてもよく、例えば、流速制御部13内の所定の空間に検出試薬と特異的に結合可能な物質を固定することにより、第2捕捉部12として機能させることもできる。後述する他の実施形態においても、本実施形態と同様に第2捕捉部12を設けることができる。
 第2捕捉部12は、標的物質測定キットK1において、標的物質の検出のための必須の構成ではないが、後述する理由により、標的物質測定キットK1に設けられていることが好ましい。また、後述する第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態についても、第1実施形態と同様に、第2捕捉部12を有していることが好ましい。また、第2捕捉部12の配置についても本実施形態と同様に、第1捕捉部11より下流側であり、かつ後述する液体保持部17より上流であればよく、特に限定されない。
<流速制御部>
 流速制御部13は、第1捕捉部11における液体の通流速度を制御するための構成である。流速制御部13は液体の通流方向(図2A、矢印F1参照)に対して第1捕捉部11より下流側に設けられている。流速制御部13は、第1捕捉部11を通流する液体の速度を制御することができれば、その具体的構成は特に限定されず、公知の材料の中から自由に設計することができる。図4A~Cに、流速制御部13の構成例を模式的に示す。
 図4Aに示すように、例えば流速制御部13には、多孔質体が備えられていてもよい。また、この場合、多孔質体における平均孔径(図4A、x1参照)は、第1捕捉部11の液体が通流する部分の平均孔径(図4A、x2参照)に比して小さいことが好ましい。流速制御部13に設けられた多孔質体における平均孔径を小さくすることにより、流速制御部13は、第1捕捉部11における液体の通流速度を、流速制御部13が設けられていない場合に比べて減少させることができる。
 例えば、イムノクロマト法により標的物質を捕捉する場合には、標的物質を含む液体が通流する流路上に、上述した多孔質体を含む流速制御部13が配置されていることが好ましい。
 また、図4Bに示すように、例えば流速制御部13の通流方向と交差する方向の厚み(図4B、t1参照)は、第1捕捉部11の、通流方向と交差する方向の厚み(図4B、t2参照)に比して薄く形成されていてもよい。流速制御部13の厚みを薄くすることにより、流速制御部13は、第1捕捉部11における液体の通流速度を、流速制御部13が設けられていない場合に比べて減少させることができる。
 さらに、図4Cに示すように、例えば流速制御部13は、貫通孔131が形成されたフィルタを備え、貫通孔131の平均孔径(図4C、x3参照)は、第1捕捉部11の液体が通流する部分の平均孔径(図4C、x2参照)に比して小さく形成されていてもよい。流速制御部13に設けられた貫通孔131の平均孔径を小さくすることにより、流速制御部13は、第1捕捉部11における液体の通流速度を、流速制御部13が設けられていない場合に比べて減少させることができる。
<液体保持部>
 液体保持部17は、流速制御部13を通過した液体を保持するための構成である。また、液体保持部17は、液体導入部14へ導入された液体を下流側へ移動させるためのポンプとしての機能も有する。液体保持部17は、これらの機能を備える限り、具体的構成は特に制限されず、公知の材料の中から適宜採用することができる。例えば、ニトロセルロース膜、濾紙、ガラス繊維濾紙等の材料を、液体保持部17に採用することができる。
 本開示に係る標的物質測定キットは、イムノクロマト法により標的物質を検出するイムノクロマト測定キットに好適である。
(2)標的物質測定装置
 次に、標的物質測定装置D1の各構成について説明する。標的物質測定装置D1は、少なくとも、光照射部21と光検出部22とを備える(図1、再度参照)。
<光照射部>
 光照射部21は、上述した標的物質測定キットK1の第1捕捉部11へ、光(図1、矢印L1参照)を照射するための構成である。光照射部21は、第1捕捉部11に捕捉された、標的物質と検出試薬との複合体の、標識物質に由来する発色又は発光を、後述する光検出部22において検出できる限り、その具体的構成は特に限定されない。例えば、光照射部21には、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、LED光源、レーザ光源等の公知の光源を採用できる。
<光検出部>
 光検出部22は、第1捕捉部11から発せられる光(図1、矢印L2参照)を検出するための構成である。光検出部22は、標識物質に由来する発色又は発光を検出できる限り、その具体的構成は特に限定されない。例えば、光検出部22には、CCDやCMOS素子等のエリア撮像素子や光電子増倍管等を採用することができる。
 上述した標的物質測定装置D1には、光照射部21及び光検出部22の他、ダイクロイックミラー等で構成される光路切替機構23や、光L1,L2を集光するためのレンズ等(図1においてレンズは不図示)、光L1の照射及び光L2の受光に必要な構成を、適宜採用することができる。この他、標的物質測定装置D1には、例えば、上述した第2捕捉部12への光を照射する構成や、第2捕捉部12から発せられる光を検出する構成が備えられていてもよい。また、光照射部21及び光検出部22は、第1捕捉部11と第2捕捉部12の各々へ光L1を照射して、各々からの発光又は発色を検出するように構成されていてもよい。さらに、標的物質測定装置D1には、光照射部21による第1捕捉部11への光L1の照射のタイミング等を制御する制御部が設けられていてもよい。
 なお、上述した標的物質測定キットK1は、検出試薬に用いられる標識物質等を選択することにより、標的物質の検出について、目視で判定することも可能である。
(3)標的物質測定システムによる標的物質の検出
 図5を参照しながら、標的物質測定システムS1による標的物質の検出を説明する。図5は、標的物質測定システムによる標的物質の検出を示す模式図であり、液体導入部14へ導入された液体に含まれる標的物質T等の各部における挙動等を模式的に示す。
 液体導入部14に導入された液体中の標的物質Tは、試薬保持部15へ向かって移動する(図5、矢印F1参照)。この時、液体導入部14は、限外濾過により、一部の夾雑物M1を除去することもできる。試薬保持部15に到達した標的物質Tは、検出試薬Rと結合して、複合体Cを形成する。
 複合体C及び検出試薬Rは、さらに下流側へ移動し、複合体Cについては、第1捕捉部11で捕捉され、複合体Cが凝集した状態となる。そして、標的物質測定装置D1の光照射部21よって光を照射された第1捕捉部11からは、標識物質に由来する光が出射される。標的物質測定装置D1の光検出部22は、この出射光を検出することにより、標的物質Tの検出を行うことができる(図5において、標的物質測定装置D1は不図示)。
 一方、標的物質Tと結合していない検出試薬Rは、第2捕捉部12で捕捉され、検出試薬Rが凝集した状態となる。この結果、第2捕捉部12において、検出試薬Rの標識物質に由来する発色又は発光が検出可能となる。このため、第2捕捉部12を有する標的物質測定キットK1では、第2捕捉部12の発色又は発光を測定することで、標的物質測定キットK1による標的物質法の実施の成否を判断することができる。また、第1捕捉部11及び第2捕捉部12において捕捉されなかった夾雑物M2等は、液体保持部17に達して、液体保持部17に保持される。
 上述したように、標的物質測定システムS1では、第1捕捉部11における複合体Cの凝集によって、標的物質の検出を行うことができる。図6A~Cは、第1捕捉部11の液体が通流する部分の平均孔径と、標的物質の検出との関係を示す模式図である。
 図6Aに示すように、標的物質測定キットK1では、液体が下流方向へ移動することにより(矢印F11参照)、第1捕捉部11で複合体Cが凝集して、標識物質に由来する光(矢印L11参照)が生じる(図6において、複合体は不図示)。この場合、第1捕捉部11の液体が通流する部分W1の平均孔径が小さいと、第1捕捉部11において、第1捕捉部11を構成する部材の密度が高くなる。この結果、間隙が少ない第1捕捉部11から標的物質測定キットK1の外部へ発せられる、標識物質に由来する光の強度は低い。
 これに対して、図6Bに示すように、第1捕捉部11の液体が通流する部分W2の平均孔径を、図6Aに示す場合に比べて大きくすると、第1捕捉部11を構成する部材の密度が低下する。この結果、間隙が増した第1捕捉部11から標的物質測定キットK1の外部へ発せられる、標識物質に由来する光の強度を増加させることができる。しかし、第1捕捉部11の液体が通流する部分W2の平均孔径が大きくなると、第1捕捉部11における通流速度が上昇してしまい(図6B、矢印F12)、第1捕捉部11における複合体を捕捉する効率を低下させる場合がある。
 そこで、図6Cに示すように、本実施形態に係る標的物質測定キットK1では、流速制御部13が第1捕捉部11における液体の通流速度を制御することにより、第1捕捉部11の、液体が通流する部分W3の平均孔径を大きくした場合であっても、第1捕捉部11における液体の通流速度の上昇を抑えることができる(図6C、矢印F13)。この結果、第1捕捉部11における複合体を捕捉する効率を低下させることなく、第1捕捉部11から標的物質測定キットK1の外部へ発せられる、標識物質に由来する光の強度を増加させることができる。
 本実施形態に係る標的物質測定システムでは、上述した流速制御部を第1捕捉部より下流側に備えることにより、第1捕捉部における液体の通流速度を制御することができる。このため、第1捕捉部の液体が通流する部分の平均孔径を、標的物質の検出に対して、より適切な大きさに設計しても、第1捕捉部における標的物質の捕捉の効率が低下することを抑制できる。このため、本実施形態に係る標的物質測定システムでは、標的物質をより感度高く検出することができる。
 また、本実施形態に係る標的物質測定システムでは、検出感度を高めるために、新たに試薬を用いたり、煩雑な操作を必要としない。従って、本実施形態に係る標的物質測定システムでは、標的物質を簡便に、かつ高感度で検出することができる。
 本開示に係る標的物質測定システムは、イムノクロマト法により標的物質を検出するイムノクロマト測定システムに好適である。
2.第2実施形態
 図7は、本開示の第2実施形態に係る標的物質測定システムにおける標的物質測定キットK2を模式的に示す。図7Aは、標的物質測定キットK2の平面図であり、図7Bは、図7Aに示すP3-P3線の断面図である。
 本実施形態において、標的物質測定装置の構成は、上述した第1実施形態と同一であるため、その説明は省略する。また、標的物質測定キットK2の各構成のうち、上述した第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
 図7Bに示すように、標的物質測定キットK2においては、第1捕捉部11の液体の通流方向と交差する方向の厚み(図7B、t4参照)は、液体導入部14の、液体の通流方向と交差する方向の厚み(図7B、t5参照)に比して薄い。なお、図7Bに示す試薬保持部15、展開部16a,16b、流速制御部13及び液体保持部17の各部の厚みについては、図7においては同一であるが、各部の厚みは異なっていてもよい。これは、後述する、図8及び図9に示す標的物質測定キットK21,K22についても同様である。
 図8に本実施形態に係る標的物質測定キットの他の構成例を模式的に示す。図8Aは、標的物質測定キットK21の平面図であり、図8Bは、図8Aに示すP4-P4線の断面図である。図8Bに示すように、第1捕捉部11の液体の通流方向と交差する方向の厚み(図8B、t4参照)は、液体保持部17の、液体の通流方向と交差する方向の厚み(図8B、t6参照)に比して薄い。
 また、図7及び図8に示す標的物質測定キットにおいては、第1捕捉部11に加えて、展開部16a,16bも薄く形成されているが、本実施形態では、少なくとも第1捕捉部11のみが薄く形成されていればよく、図7及び図8に示す構成に限定されるものではない。
 図9は、本実施形態に係る標的物質測定キットの構成の一例を示す模式図である。図9Aは、標的物質測定キットK22の平面図であり、図9Bは、図9Aに示すP5-P5線の断面図である。図9Bに示すように、本実施形態においては、第1捕捉部11のみが薄く形成され、第1捕捉部11に接する展開部16aは、下流に向かって徐々に厚みが減少しているように構成されていてもよい。
 第1捕捉部11の厚みと標的物質の検出との関係を図10に示す。図10A及びBは、標的物質測定キットにおける第1捕捉部11を模式的に示す。図10Bに示す第1捕捉部11bは、図10Aに示す第1捕捉部11aに比べ、薄く形成されている。このため、第1捕捉部11に存在する複合体Cの量が同一であった場合、第1捕捉部11bでは、表面Uに近い領域における複合体Cの密度が高まる。
 第1捕捉部11においては、複合体Cが凝集した状態であっても、表面Uから離れた深い位置に存在する場合、複合体の標識物質に由来する発光又は発色は、第1捕捉部11を構成する部材により、標的物質測定キットの外部へ達することが困難となる場合がある。これに対して、本実施形態に係る標的物質測定キットK2,K21,K22では、第1捕捉部11が薄く形成されているため、複合体Cの密度が高まり、かつ第1捕捉部11の表面Uから浅い位置に複合体Cが凝集する。この結果、標識物質に由来する発光又は発色の強度を高めることができる。
 第1捕捉部11の厚み(図7B、t4参照)は、0.01mm以上0.10mm以下であることが好ましい。第1捕捉部11の厚みを0.10mm以下とすることにより、第1捕捉部11において標識物質からの発光の強度を高めることができる。また、第1捕捉部11を0.01mm以上とすることにより、第1捕捉部11自体の強度を十分に得ることができる。また、基材18上に第1捕捉部11を設けることで、第1捕捉部11の強度をより高めることができる。
 本実施形態に係る標的物質測定システムにおいては、第1捕捉部11が他の構成に比して薄く形成されている。このため、複合体Cを第1捕捉部11の表面に近い部分に密度高く存在させ、標識物質からの発光又は発色の強度を高めることができる。このため、標的物質をより高感度に測定することができる。
 例えば、特許文献2に開示されたイムノクロマト測定方法では、反応部位の支持物質を圧縮して厚さを減少させる。しかし、この場合、支持物質の密度も高くなるため、支持物質における間隙も減少し、標識物質の発光シグナルを却って低下させるおそれがある。これに対して、本実施形態に係る標的物質測定システムにおいては、第1捕捉部11が薄く形成されているため、間隙が減少して標識物質からの発光又は発色の強度を低下させることなく、標識物質を測定することができる。
 第2実施形態に係る標的物質測定システムの他の効果は、上述した第1実施形態に係る標的物質測定システムと同様である。
3.第3実施形態
 図11に、本開示の第3実施形態に係る標的物質測定システムにおける標的物質測定キットK3の構成例を模式的に示す。また、本実施形態において、標的物質測定装置の構成は、上述した第1実施形態と同一であるため、その説明は省略する。さらに、標的物質測定キットK3の各構成のうち、上述した第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
 図11Aは、標的物質キットK3の平面図であり、図11Bは、図11Aに示すP6-P6線の断面図である。図11Aに示すように、標的物質測定キットにおいては、第1捕捉部11の長手方向は、液体の通流方向(矢印F1)に延びている。
 第1捕捉部11の長手方向が通流方向に延びている構成は、図11に示す第1捕捉部11の構成には限定されない。図12は、本開示に係る標的物質測定キットの構成の一例を示す模式図である。図12Aは、標的物質測定キットK31の平面図であり、図12Bは、図12Aに示すP7-P7線の断面図である。例えば、図12Aに示すように、展開部16a,16bと第1捕捉部11との接続部分において液体が通流する向きが変わるように構成されていてもよい。
 本実施形態に係る標的物質測定システムでは、標的物質測定キットに設けられた第1捕捉部11の長手方向が、液体の通流方向に延びている。このため、複合体を含む液体の、第1捕捉部11の通過に要する時間がより長くなり、複合体が第1捕捉部に捕捉される効率を高めることができる。この結果、第1捕捉部11に捕捉される複合体の量を増加させ、標的物質の検出感度を向上させることができる。第3実施形態に係る標的物質測定システムの他の効果は、上述した第1実施形態に係る標的物質測定システムと同様である。
4.第4実施形態
 図13に、本開示の第4実施形態に係る標的物質測定システムの構成例を模式的に示す。本実施形態に係る標的物質測定システムS4において、上述した第1実施形態に係る標的物質測定システムS1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
 図13に示すように、標的物質測定装置D2は、標的物質測定キットK1の液体導入部14へ液体を注入する液体注入機構24を有する(矢印F0参照)。液体注入機構24は、液体導入部14へ上述した液体を導入できる限り、その具体的構成は特に限定されず、公知の液体注入装置等の構成から、液体の性質等に合わせて、適宜採用することができる。
 また、液体注入機構24は、標的物質を含む液体とは別の液体を、標的物質測定キットK1に注入するための構成を有していてもよい。別の液体とは、例えば、検出試薬と結合する標識物質を発光させるための液体である。具体的には、過酸化水素、ペルオキシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、ルシフェラーゼ等を含む試薬液である。標的物質を含む液体を導入した後に、これらの試薬液を標的物質測定キットK1に導入することによって、上述した光照射部21による光の照射を必要とせずに、化学発光や生物発光等を利用した標識物質からの発光により、標的物質の測定を行うことができる。
 本実施形態に係る標的物質測定システムにおいては、液体注入機構を有することにより、標的物質測定キットに手動で液体を導入する必要がない。このため、ユーザが誤って液体に触れてしまう事故が防止される。第4実施形態に係る標的物質測定システムの他の効果は、上述した第1実施形態に係る標的物質測定システムと同様である。
 なお、上記に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
 本開示は、以下のような構成もとることができる。
 (1)液体に含まれる標的物質を捕捉する捕捉部と、前記捕捉部における前記液体の通流速度を制御する流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられている標的物質測定キット。
 (2)前記通流方向に対して前記捕捉部より上流側に前記液体が導入される液体導入部を有し、前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記液体導入部の前記交差する方向の厚みに比して薄い上記(1)に記載の標的物質測定キット。
 (3)前記通流方向に対して前記流速制御部より下流側に前記液体が吸収される液体保持部を有し、前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記液体保持部の前記交差する方向の厚みに比して薄い上記(1)に記載の標的物質測定キット。
 (4)前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは0.01mm以上0.10mm以下である上記(1)~(3)のいずれかに記載の標的物質測定キット。
 (5)前記捕捉部の長手方向は前記通流方向に延びている上記(1)~(4)のいずれかに記載の標的物質測定キット。
 (6)前記流速制御部は多孔質体を備え、
前記多孔質体における平均孔径は前記捕捉部の前記液体が通流する部分の平均孔径に比して小さい上記(1)~(5)のいずれかに記載の標的物質測定キット。
 (7)前記流速制御部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記捕捉部の前記交差する方向の厚みに比して薄い上記(1)~(5)のいずれかに記載の標的物質測定キット。
 (8)前記流速制御部は貫通孔が形成されたフィルタを備え、前記貫通孔の平均孔径は前記捕捉部の前記液体が通流する部分の平均孔径に比して小さい上記(1)~(5)のいずれかに記載の標的物質測定キット。
 (9)液体に含まれる標的物質を捕捉する捕捉部と、前記捕捉部における前記液体の通流速度を制御する流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられている標的物質測定キットと、前記捕捉部へ光を照射する光照射部と、前記捕捉部から発せられる光を検出する光検出部と、を備える標的物質測定装置と、を有する標的物質測定システム。
 (10)前記標的物質測定キットは前記通流方向に対して前記捕捉部より上流側に前記液体が導入される液体導入部を有し、前記標的物質測定装置は前記液体導入部へ前記液体を注入する液体注入機構を有する上記(9)に記載の標的物質測定システム。
 (11)標的物質を含む液体が通流する流路上に固定された抗体を含む捕捉部と、前記流路上に配置された多孔質体を含む流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられているイムノクロマト測定キット。
 (12)標的物質を含む液体が通流する流路上に固定された抗体を含む捕捉部と、前記流路上に配置された多孔質体を含む流速制御部と、を有し、前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられているイムノクロマト測定キットと、前記捕捉部へ光を照射する光照射部と、前記捕捉部から発せられる光を検出する光検出部と、を備える標的物質測定装置と、を有するイムノクロマト測定システム。
C:複合体
D1,D2:標的物質測定装置
K1,K11,K2,K21,K22,K3,K31:標的物質測定キット
M1,M2:夾雑物
R:検出試薬
S1,S4:標的物質測定システム
T:標的物質
11,11a,11b:捕捉部(第1捕捉部)
12:第2捕捉部
13:流速制御部
131:貫通孔
14:液体導入部
15:試薬保持部
16a,16b,16c:展開部
17:液体保持部
18:基材
21:光照射部
22:光検出部
23:光路切替機構
24:液体注入機構

Claims (12)

  1.  液体に含まれる標的物質を捕捉する捕捉部と、
     前記捕捉部における前記液体の通流速度を制御する流速制御部と、を有し、
     前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられている標的物質測定キット。
  2.  前記通流方向に対して前記捕捉部より上流側に前記液体が導入される液体導入部を有し、
     前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記液体導入部の前記交差する方向の厚みに比して薄い
    請求項1に記載の標的物質測定キット。
  3.  前記通流方向に対して前記流速制御部より下流側に前記液体が吸収される液体保持部を有し、
     前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記液体保持部の前記交差する方向の厚みに比して薄い
    請求項1に記載の標的物質測定キット。
  4.  前記捕捉部の前記通流方向と交差する方向の厚みは0.01mm以上0.10mm以下である請求項2に記載の標的物質測定キット。
  5.  前記捕捉部の長手方向は前記通流方向に延びている請求項2に記載の標的物質測定キット。
  6.  前記流速制御部は多孔質体を備え、
     前記多孔質体における平均孔径は前記捕捉部の前記液体が通流する部分の平均孔径に比して小さい
    請求項1に記載の標的物質測定キット。
  7.  前記流速制御部の前記通流方向と交差する方向の厚みは前記捕捉部の前記交差する方向の厚みに比して薄い
    請求項1に記載の標的物質測定キット。
  8.  前記流速制御部は貫通孔が形成されたフィルタを備え、
     前記貫通孔の平均孔径は前記捕捉部の前記液体が通流する部分の平均孔径に比して小さい
    請求項1に記載の標的物質測定キット。
  9.  液体に含まれる標的物質を捕捉する捕捉部と、
     前記捕捉部における前記液体の通流速度を制御する流速制御部と、を有し、
     前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられている標的物質測定キットと、
     前記捕捉部へ光を照射する光照射部と、
     前記捕捉部から発せられる光を検出する光検出部と、を備える
    標的物質測定装置と、を有する
    標的物質測定システム。
  10.  前記標的物質測定キットは前記通流方向に対して前記捕捉部より上流側に前記液体が導入される液体導入部を有し、
     前記標的物質測定装置は前記液体導入部へ前記液体を注入する液体注入機構を有する
    請求項9に記載の標的物質測定システム。
  11.  標的物質を含む液体が通流する流路上に固定された抗体を含む捕捉部と、
     前記流路上に配置された多孔質体を含む流速制御部と、を有し、
     前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられているイムノクロマト測定キット。
  12.  標的物質を含む液体が通流する流路上に固定された抗体を含む捕捉部と、
     前記流路上に配置された多孔質体を含む流速制御部と、を有し、
     前記流速制御部は前記液体の通流方向に対して前記捕捉部より下流側に設けられているイムノクロマト測定キットと、
     前記捕捉部へ光を照射する光照射部と、
     前記捕捉部から発せられる光を検出する光検出部と、を備える
    標的物質測定装置と、を有する
    イムノクロマト測定システム。
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