WO2021045229A1 - 粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法及びそのためのキット - Google Patents

粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法及びそのためのキット Download PDF

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雄太 宮澤
大剛 溝口
宏隆 藤本
真 渡辺
佐藤 孝明
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大日本塗料株式会社
株式会社島津製作所
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    • G01N2021/7759Dipstick; Test strip

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting particulate matter by an immunochromatography method, and a test strip and kit for immunochromatography for that purpose.
  • Particulate matter such as extracellular vesicles and viruses can be detected by immunochromatography (Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2).
  • the immunochromatography method is a test method that enables rapid detection compared to Western blotting and ELISA. It can be detected without isolating the particulate matter of interest, and a specific non-detectable substance is surfaced. It is superior to the measurement by NanoSigt or the like in that the particulate matter provided above can be detected separately from other particulate matter.
  • extracellular vesicle exosomes are granular substances contained in all body fluids such as breast milk, saliva, and tears in addition to blood and urine, which contain microRNAs specific to cells.
  • Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2 as a method for detecting such an exosome, the exosome is reacted with a labeled antibody to form a complex, and then the complex is placed on a membrane for lateral flow. A method of developing with and binding to a capture antibody immobilized on the membrane is described.
  • Patent Documents 2 to 5 describe that labeling substances such as various metal nanoparticles are used to detect the test substance. However, these documents do not describe the actual detection of particulate matter such as extracellular vesicles.
  • An object of the present invention is to provide a method for detecting particulate matter with high sensitivity.
  • the present invention provides a method for detecting the following particulate matter by an immunochromatography method, and a test strip and kit for immunochromatography for that purpose.
  • the binding site of the first specific binding substance in the first binding target substance is the same as the binding site of the second specific binding substance in the second binding target substance. 7] The method according to. [9] The method according to any one of [1] to [8] above, wherein the detection step includes a step of quantifying the particulate matter. [10] The method according to [9] above, wherein the quantification step includes a step of measuring a labeling signal with a mass spectrometer, an immunochromatographic reader, or an image analyzer. [11] The method according to [10] above, wherein the ionization method of the mass spectrometer is inductively coupled plasma (ICP) or matrix-assisted laser desorption / ionization method (MALDI).
  • ICP inductively coupled plasma
  • MALDI matrix-assisted laser desorption / ionization method
  • a test strip for immunochromatography for use in the method according to any one of the above [1] to [11].
  • the above-mentioned [1] to [11] A kit for detecting by the method described in any one of the above. With a test strip containing a membrane, The first specific binding substance to the first binding target substance and The first specific binding substance is immobilized on the membrane, and the second specific binding substance is a labeling substance, which comprises a second specific binding substance to the second binding target substance.
  • An immunochromatographic test strip for detecting particulate matter having a plurality of binding target substances on the surface, including a first binding target substance and a second binding target substance which may be the same or different from each other.
  • a membrane having a detection site on which the first specific binding substance for the first binding target substance is fixed and Includes a first sample pad in contact with the membrane at a position upstream of the detection site in the sample flow direction.
  • a test strip comprising no conjugate pad on the way from the first sample pad to the detection site.
  • a second sample pad in contact with the membrane is further included at a position further upstream of the first sample pad in the sample flow direction, and the second sample pad is separated from the first sample pad.
  • the second sample pad includes a conjugate pad containing a second specific binding substance to the second binding target substance, and the second specific binding substance is bound to the labeling substance.
  • the test strip according to the above [15].
  • the test strip according to the above [15] or [16], wherein the first sample pad and the second sample pad are separated from each other via a first spacer.
  • the membrane is configured to inhibit the penetration of a sample containing the particulate matter from the first sample pad side to the second sample pad side.
  • the test strip according to any one of the above.
  • the particulate matter further comprises a third binding target substance which may be the same as or different from the first binding target substance or the second binding target substance.
  • the sample flows on the membrane at an additional detection site on which the third specific binding substance is fixed to the third binding target substance and at a position downstream of the first sample pad in the sample flow direction.
  • An immunochromatographic test strip for detecting particulate matter having a plurality of binding target substances on the surface, including a first binding target substance and a second binding target substance which may be the same or different from each other.
  • a membrane having a detection site on which the first specific binding substance for the first binding target substance is fixed, and a first sample pad in contact with the membrane at a position upstream of the detection site in the sample flow direction.
  • the first substrate including Including a second substrate containing a second sample pad
  • the first substrate and the second substrate are accessible so that the second sample pad comes into contact with the membrane at a position further upstream of the first sample pad in the sample flow direction.
  • a test strip featuring.
  • the second sample pad includes a conjugate pad containing a second specific binding substance to the second binding target substance, and the second specific binding substance is bound to the labeling substance.
  • the test strip according to the above [20].
  • An immunochromatographic test strip for detecting particulate matter having a plurality of binding target substances on the surface, including a first binding target substance and a second binding target substance which may be the same or different from each other.
  • a membrane having a detection site on which the first specific binding substance for the first binding target substance is fixed, and With respect to the sample flow direction in the first path, the first sample pad in contact with the membrane at a position upstream of the detection site, and the sample pad. It includes a second sample pad in contact with the membrane at a position upstream of the detection site for a sample flow direction in a second pathway different from the first pathway.
  • a test strip characterized in that the second sample pad is separated from the first sample pad.
  • the second sample pad includes a conjugate pad containing a second specific binding substance to the second binding target substance, and the second specific binding substance is bound to the labeling substance.
  • the test strip according to the above [23].
  • the particulate matter further comprises a third binding target substance which may be the same as or different from the first binding target substance or the second binding target substance.
  • the membrane has an additional detection site on which the third specific binding substance is fixed to the third binding target substance, and a position on the downstream side of the first sample pad with respect to the sample flow direction in the first pathway.
  • test strip according to [23] or [24], wherein the detection site and the additional detection site are arranged in different paths divided by the spacer.
  • detection site and the additional detection site are arranged in different paths divided by the spacer.
  • the test strip according to [28] The test strip according to [27] above, wherein the second sample pad and / or the third sample pad comprises a conjugate pad containing the second specific binding agent.
  • An immunochromatographic test strip for detecting particulate matter having a plurality of binding target substances on the surface, including a first binding target substance and a second binding target substance which may be the same or different from each other.
  • a first membrane having a detection site on which the first specific binding substance for the first binding target substance is immobilized With respect to the sample flow direction in the first path, the first sample pad in contact with the first membrane at a position upstream of the detection site, and A second membrane in contact with the first membrane between the detection site and the first sample pad, It includes a second sample pad in contact with the second membrane at a position upstream of the detection site for a sample flow direction in a second pathway different from the first pathway.
  • a test strip characterized in that the second sample pad is separated from the first sample pad.
  • Either one of the first sample pad or the second sample pad includes a conjugate pad containing a second specific binding substance to the second binding target substance, and the second specificity is contained.
  • the detection sensitivity of particulate matter can be improved in the immunochromatography method. Therefore, the immunochromatography method makes it possible to detect particulate matter quickly and with high sensitivity.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention [(A) during extension and (B) during contraction] is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • An aspect of the test strip for immunochromatography of the present invention is shown.
  • the result of Western blotting of the exosome solution is shown.
  • the results of the immunochromatographic test according to the present invention or the comparative method are shown.
  • the results of the immunochromatographic test according to the present invention are shown.
  • the results of the immunochromatographic test according to the present invention are shown.
  • the time course of the amount of exosomes in the culture supernatant is shown.
  • the difference in detection sensitivity with and without the addition of a surfactant is shown.
  • the difference in detection sensitivity with and without the addition of a surfactant is shown.
  • a calibration curve created based on the measured luminance difference is shown.
  • the calibration curve prepared based on the measured absorbance is shown.
  • the result of Western blotting of the exosome solution is shown.
  • a calibration curve created based on the measured luminance difference is shown.
  • the result of the immunochromatography test when the exposure time was changed is shown.
  • the present invention relates to a method for detecting particulate matter by immunochromatography.
  • the "immunochromatography method" described in the present specification is a method of detecting a target substance in a sample using a substance that specifically binds to the target substance, and the target substance is moved by moving the sample on a membrane. Not only a lateral flow type detection method for separation, but also a flow-through type (vertical flow type) detection method for separating a target substance by moving the sample vertically to a membrane.
  • the "particulate matter" described in the present specification refers to a granular substance having a size detectable by the immunochromatography method, and the granular substance includes a plurality of substances to be bound to at least one kind on the surface. ing.
  • the binding target substance includes a first binding target substance and a second binding target substance which may be the same or different from each other.
  • the particle size of the particulate matter is not particularly limited, but may be, for example, about 10 ⁇ m or less, and in some embodiments, it may be about 5 ⁇ m or less, about 1 ⁇ m or less, about 500 nm or less, or about 200 nm or less.
  • the granular substance may be extracellular vesicles such as exosomes, microvesicles, salmonella, and large oncosomes, such as influenza virus, adenovirus, RS virus, rotavirus, and human papilloma.
  • extracellular vesicles such as exosomes, microvesicles, salmonella, and large oncosomes, such as influenza virus, adenovirus, RS virus, rotavirus, and human papilloma.
  • Viruses such as viruses, human immunodeficiency virus, hepatitis B virus, decavirus, and dengue virus may be used, such as chlamydia, syphilis treponema, lytic bacteria, charcoal bacterium, yellow staphylococcus, diarrhea, Escherichia coli, salmonella, murine typhoid, It may be a bacterium such as Salmonella palatinus, Salmonella pyogenes, and Vibrio enteritis.
  • the sample containing the granular substance can be adopted without particular limitation as long as it can be used in the immunochromatography method.
  • the sample to be applied to the method of the present invention was collected from a living body or a culture solution.
  • the sample may be adopted as it is, or a sample purified, partially purified, or concentrated by pretreatment such as filtration or centrifugation may be adopted.
  • the sample includes, for example, blood (whole blood, serum, or plasma), cerebrospinal fluid, tears, breast milk, alveolar lavage fluid, malignant pleural effusion, synovial fluid, urine, amniotic fluid, ascites, semen, saliva. , And body fluids such as lymph, storage fluids for tissue sections, cell culture supernatants, and the like.
  • the method of the present invention (1) The sample containing the particulate matter and the first specific binding substance to the first binding target substance are brought into contact with each other on a membrane, and the granular substance is captured by the first specific binding substance.
  • Process (2) A step of bringing the captured particulate matter into contact with the second specific binding substance to the second binding target substance to label the particulate matter, and (3) The step of detecting the labeled particulate matter is included.
  • the binding site of the first specific binding substance in the first binding target substance is in the second binding target substance. It may be the same as or different from the binding site of the second specific binding substance. Even if both binding sites are the same, since the granular substance has a plurality of the binding target substances on the surface, even after being captured by the first specific binding substance, the second specific binding is performed. It is possible to label with a substance.
  • the first specific binding substance is fixed on the membrane, and the particulate matter having the first binding target substance can be captured on the membrane.
  • the membrane used for immunochromatographic test strips (immunochromatographic test strips) (has the ability to immobilize the first specific binding substance and prevents the liquid from passing in the desired direction.
  • a porous membrane having no particular performance can be used without particular limitation, and for example, it may be a porous membrane having a capillary action and capable of transporting a liquid and components dispersed therein by absorption.
  • the material of the membrane is not particularly limited, and may be, for example, cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride (PVDF), glass fiber, nylon, or polyketone.
  • the particulate matter that can be fixed on the membrane and is the target of detection is described as described by forming a complex with the first binding target substance.
  • Any substance that can be captured on the membrane can be used without particular limitation.
  • Specific examples of the combination of the first binding target substance and the first specific binding substance include an antigen and an antibody that binds to it, an antibody and an antigen that binds to it, a sugar chain or a complex sugar, and a lectin that binds to it.
  • the second nucleic acid may be a nucleic acid containing a sequence complementary to the first nucleic acid.
  • the first specific binding substance may be an antibody.
  • the first binding target substance may be CD9, CD63, or CD81, and the first specific binding substance is an anti-CD9, respectively. It may be an antibody, an anti-CD63 antibody, or an anti-CD81 antibody.
  • the antibody may be a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, a single chain antibody or a fragment thereof that specifically binds to the antigen, and the fragment may be an F (ab) fragment, an F (ab') fragment, and the like. It may be an F (ab') 2 fragment or an F (v) fragment.
  • the second specific binding substance is bound to the labeling substance, and can label the particulate matter having the second binding target substance.
  • the second specific binding substance and the labeling substance may be bonded to each other to form a complex regardless of the mode such as covalent bond, non-covalent bond, or direct or indirect bond.
  • the second specific binding substance can be adopted without particular limitation as long as the granular substance to be detected can be detected by forming a complex with the second binding target substance.
  • Specific examples of the combination of the second binding target substance and the second specific binding substance include the above-mentioned specific examples of the combination of the first binding target substance and the first specific binding substance. The same can be mentioned.
  • the "labeled substance” described in the present specification refers to a substance that provides a mark when detecting the binding between the second specific binding substance and the second binding target substance.
  • the labeling substance is not particularly limited, and may be, for example, metal nanoparticles, a chemically luminescent substance, a fluorescent substance, or the like.
  • metal nanoparticles refers to particles made from metal and having a size on the order of nanometers (nm).
  • the metal is not particularly limited, but may be gold or silver.
  • the metal nanoparticles are not particularly limited, but may be anisotropic metal nanoparticles or spherical metal nanoparticles.
  • anisotropic metal nanoparticles refers to metal nanoparticles having an anisotropic shape, that is, metal nanoparticles that are not spherical.
  • the shape of the anisotropic metal nanoparticles is not particularly limited, and may be, for example, a polyhedron, a cube, a diploid, a rod (rod), or a plate (plate).
  • the shapes of the upper surface and the lower surface have a polygonal shape (including a shape with rounded corners) such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, and a hexagon, or a plate-like structure such as a circle. There is.
  • the surface of the metal nanoparticles may be coated with another metal.
  • the combination of the metal and the other metal is not particularly limited as long as the coated metal nanoparticles formed carry the second specific binding substance and can be used as a label, for example.
  • the metal is gold
  • the other metal may be palladium
  • the other metal may be gold.
  • Ratio of width orthogonal to maximum major axis to maximum major axis of particles (width orthogonal to maximum major axis / maximum major axis; for example, major axis / minor axis for rod-shaped particles, plane maximum length / thickness for plate-shaped particles)
  • the exponent defined by is called the aspect ratio, which can be used to represent the shape of the particles.
  • the shape of the metal nanoparticles changes, the position of the maximum absorption wavelength also changes, so that the aspect ratio can be said to be an index of the maximum absorption wavelength.
  • the aspect ratio of the anisotropic metal nanoparticles is greater than 1.00.
  • the anisotropic metal nanoparticles can exhibit a color tone that cannot be achieved by spherical metal nanoparticles.
  • the anisotropic metal nanoparticles can exhibit a color tone of red, magenta, purple, dark blue, blue, cyan, or light blue. It is advantageous to detect the particulate matter by using metal nanoparticles having a color tone that is easily distinguishable from the color tone of the sample or the membrane. For example, when the sample containing the particulate matter contains blood, it is preferable to use blue or black metal nanoparticles.
  • metal nanoparticles commercially available metal nanoparticles or metal nanoparticles produced by a known method usually used in the field of metal nanoparticles can be used (patent documents 1 to 5 if necessary). Also, see Non-Patent Documents 1 and 2 and the like).
  • chemiluminescent substance refers to a substance involved in a chemical reaction that produces photons, and includes, for example, a chemiluminescent enzyme that catalyzes the chemical reaction.
  • the chemiluminescent enzyme is not particularly limited, and may be, for example, peroxidase such as horseradish peroxidase (HRP), alkaline phosphatase, or luciferase.
  • the peroxidase catalyzes the reaction of a luminol-based compound
  • the alkaline phosphatase catalyzes the reaction of a dioxetane-based compound
  • the luciferase catalyzes the reaction of a luciferin-based compound.
  • fluorescent substance means a substance that absorbs excitation light and emits fluorescence.
  • the fluorescent substance is not particularly limited, and may be, for example, fluorescein isothiocyanate (FITC), phycoerythrin (PE), allophycocyanin (APC), or a derivative thereof.
  • FITC fluorescein isothiocyanate
  • PE phycoerythrin
  • APC allophycocyanin
  • a usual binding method can be used without particular limitation, for example, physical adsorption, chemical adsorption (covalent bond to the surface), chemical bond.
  • a method of binding a polymer and directly or indirectly binding the second specific binding substance to the terminal, main chain or side chain of the water-soluble polymer can be adopted.
  • the second specific binding substance is an antibody and the labeling substance is metal nanoparticles
  • the metal nanoparticles and the antibody solution are mixed, shaken, and centrifuged.
  • Metal nanoparticles bound to the antibody can be obtained as a precipitate.
  • the binding efficiency of the antibody can be improved by coating the surface of the metal nanoparticles with polystyrene sulfonic acid having a negative charge.
  • the labeling substance is a chemiluminescent enzyme, an activated ester can be introduced into the enzyme and reacted with the second specific binding substance to bind the two.
  • the granular substance is efficiently membraned by providing the labeling step of the above (2) and the detection step of the above (3) after the capture step of the above (1). It is believed that it can be captured above, which can also increase the detection sensitivity. Since the particulate matter has a plurality of the binding target substances on the surface, it provides a binding site for the first specific binding substance on the membrane side thereof, and provides a binding site for the second specific binding substance on the other side. It is believed that it is possible to provide a binding site for a substance.
  • the method of the invention may further comprise the step of adding a surfactant to the sample.
  • the surfactant is not particularly limited, and is, for example, (octylphenoxy) polyethoxyethanol, 4-nonylphenyl-polyethylene glycol, polysorbate 20 (Tween (R) 20), polysorbate 60 (Tween (R) 60), polysorbate. It may be 80 (Tween (R) 80), sodium dodecyl sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, or the like.
  • the particulate matter when a surfactant is added to the sample, the particulate matter separates from each other and the first specific binding substance or the second specific binding substance binds to each other. As a result, it is considered that the detection sensitivity of the particulate matter can be increased.
  • the labeling substance collected at the detection site can be detected visually or by using a detection device by directly or by causing a chemical reaction or irradiating with excitation light.
  • the detection device is not particularly limited, and for example, a mass spectrometer, an immunochromatographic reader, or an image analysis device including a CCD imager, a scanner, image processing software, or the like may be used.
  • the labeling substance is HRP
  • a substrate solution containing luminol, hydrogen peroxide, an enhancer, etc. is dropped onto the immunochromatographic test paper after the immunochromatographic test, and the generated light emission is emitted by an X-ray film or It can be detected by a CCD imager.
  • the detection step may include the step of quantifying the particulate matter.
  • the detection step may include the step of quantifying the particulate matter.
  • a standard sample whose particulate matter content is known by measuring with a NanoSign nanoparticle analysis system
  • calibration is performed based on the brightness difference obtained by a scanner and image processing software, or the absorbance measured by an immunochromatographic reader.
  • a line may be created to determine the content of particulate matter in an unknown sample.
  • the determination portion of the immunochromatographic test paper after the immunochromatographic test may be cut, the metal bonded thereto may be dissolved with aqua regia or the like, and the metal concentration in the solution may be measured by a mass spectrometer.
  • the ionization method of the mass spectrometer is not particularly limited, but may be, for example, inductively coupled plasma (ICP) or matrix-assisted laser desorption / ionization method (MALDI).
  • ICP inductively coupled plasma
  • MALDI matrix-assisted laser de
  • the method of the present invention may further include any steps commonly used in the art, as long as the object is not impaired.
  • the method of the present invention may include the step of isolating or purifying the particulate matter.
  • the present invention comprises a granular substance having a plurality of binding target substances on its surface, including a first binding target substance and a second binding target substance which may be the same or different from each other.
  • a kit for detection by method is also involved, with a test strip containing a membrane, a first specific binding agent for the first binding target substance, and a second specific binding substance for the second binding target substance. The first specific binding substance is immobilized on the membrane, and the second specific binding substance is bound to the labeling substance.
  • the present invention also relates to a test strip for immunochromatography (immunochromatographic test strip) for use in a method of detecting the particulate matter by immunochromatography.
  • the test strip is not particularly limited as long as the method can be carried out, and may be a test strip used in a lateral flow type immunochromatography method, or a flow-through type (vertical flow type) immunochromatography. It may be a test strip used in the law. As a simple one, for example, it can be produced by fixing a membrane and a water absorption pad to a backing sheet.
  • a nitrocellulose membrane (length 25 mm, width 300 mm; manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd., IAB120) is attached to a backing sheet (length 40 mm, width 300 mm; manufactured by Roman, GL-57888) according to the lower end thereof.
  • a water absorbing pad (length 20 mm, width 300 mm; manufactured by Ahlstrom, Grade 0270) is attached to the upper end of the nitrocellulose membrane so as to overlap 5 mm, and finally cut in the horizontal direction at intervals of 4 mm to form a strip.
  • a test strip for immunochromatography immunochromatography test paper
  • the first specific binding substance is fixed in the vicinity of the center of the membrane by a conventional method.
  • the test strip thus produced can be used by immersing the membrane on the side to which the water absorption pad is not attached in the developing solution.
  • the invention is an immunochromatographic test strip (immunochromatographic test strip) having a shape suitable for use in a method of detecting said particulate matter by immunochromatography, i.e., even if they are the same as each other. It also relates to a test strip for immunochromatography for detecting particulate matter having a plurality of binding substances on the surface, including a first binding target substance and a second binding target substance which may be different.
  • the test strip for immunochromatography of the present invention is A membrane (a) having a detection site (b) on which the first specific binding substance for the first binding target substance is fixed, and
  • the sample flow direction (x) includes a first sample pad (e1) in contact with the membrane (a) at a position upstream of the detection site (b).
  • the feature is that the conjugate pad is not included on the way from the first sample pad (e1) to the detection site (b), and each component is placed on the substrate (backing sheet) (d). Can be placed (Fig. 1).
  • the test strip may further include a water absorption pad (c) at a position downstream of the detection site (b) in the sample flow direction (x).
  • test strip further includes a second sample pad (e2) in contact with the membrane (a) at a position further upstream of the first sample pad (e1) in the sample flow direction (x).
  • second sample pad (e2) is separated from the first sample pad (e1) (FIG. 2).
  • sample pad is a site that receives a sample for immunochromatography, a detection reagent, or a solvent such as water and a buffer solution and initiates development (flow) on the membrane (a).
  • the sample pad can be made by any method commonly used in the art.
  • the test strip for immunochromatography of the present invention contains only one sample pad, that is, when it contains only the first sample pad (e1), the first sample pad (e1) contains the granular substance. After the sample is placed and the granular substance reacts with the first specific binding substance at the detection site (b), the second sample pad (e1) with respect to the second binding target substance is placed on the same first sample pad (e1).
  • a detection reagent containing a specific binding substance (bound to the labeling substance) is placed on the detection reagent to label the granular substance captured at the detection site (b).
  • the test strip for immunochromatography of the present invention includes a first sample pad (e1) and a second sample pad (e2)
  • the first sample pad (e1) is used as a sample containing the particulate matter. It may be used as a mounting site, and the second sample pad (e2) may be used as a mounting site for a detection reagent containing the second specific binding substance.
  • the second sample pad (e2) comprises a conjugate pad (f) containing the second specific binding agent (FIG. 3).
  • the "conjugate pad” described in the present specification is a site invaded by the second specific binding substance, and when a solvent such as water or a buffer solution is added thereto, the second specific binding substance is added.
  • the binding material is configured to elute and initiate development (flow) on the membrane (a).
  • the conjugate pad (f) can be made by any method commonly used in the art.
  • the conjugate pad (f) may be in a mode in which at least a part is covered with the second sample pad (e2) or a mode in which the conjugate pad (f) is integrated with the second sample pad (e2).
  • a region that functions as a second sample pad (e2) may be formed together with the sample pad of another member provided.
  • the first sample pad (e1) and the second sample pad (e2) are separated from each other via a first spacer (g1) (FIGS. 4 and 5).
  • the membrane is configured to inhibit the penetration of the sample containing the particulate matter from the first sample pad side to the second sample pad side.
  • a permeation inhibitory means any means usually used in the art can be adopted without particular limitation, and for example, the membrane (a) contains a water-soluble polymer.
  • the inhibition region (h) may be provided so as to reduce the flow velocity in the direction opposite to the sample flow direction (x) (FIGS. 6 and 7).
  • the particulate matter further comprises a third binding material that may be the same as or different from the first binding material or the second binding material.
  • the membrane (a) has an additional detection site (b') on which a third specific binding substance is fixed to the third binding target substance, and a downstream side of the first sample pad in the sample flow direction.
  • a second spacer (g2) arranged to divide the path through which the sample flows is further provided at the position of.
  • the detection site (b) and the additional detection site (b') are arranged in different paths divided by the second spacer (g2) (FIG. 8).
  • the amount of the granular substance captured in the detection site (b) and the granular substance captured in the additional detection site (b') By comparing the amounts, the relative amount of the first binding target substance and the third binding target substance on the granular substance in the sample can be measured. It is also possible to detect the particulate matter captured in the detection site (b) and the particulate matter captured in the additional detection site (b') with different detection reagents, and in that case, the detection. Directly above the site (b) or directly above the first drop region (i1) between the detection site (b) and the first sample pad (e1) and the additional detection site (b'). Alternatively, different detection reagents can be added dropwise to the second dropping region (i2) between the additional detection site (b') and the first sample pad (e1).
  • the immunochromatographic test strips of the present invention A membrane (a) having a detection site (b) on which the first specific binding substance to the first binding target substance is fixed, and a position on the upstream side of the detection site (b) in the sample flow direction (x).
  • the first substrate (d1) including the first sample pad (e1) in contact with the membrane (a) and Including a second substrate (d2) containing a second sample pad (e2), In the first substrate (d1) and the second substrate (d2), the second sample pad (e2) is further upstream of the first sample pad (e1) in the sample flow direction (x). It is characterized in that it can be approached so as to be in contact with the membrane (a) at the position of (FIG. 9).
  • the second sample pad (e2) After flowing the sample containing the granular substance from the first sample pad (e1), the second sample pad (e2) is brought into contact with the membrane (a) to bring the second sample pad (e2) into contact with the membrane (a). ) To the detection reagent containing the second specific binding substance (binding to the labeling substance) to the second binding target substance, thereby labeling the granular substance captured in the detection site (b). be able to.
  • the second sample pad (e2) comprises a conjugate pad (f) containing the second specific binding agent (FIG. 10).
  • the first substrate (d1) and the second substrate (d2) are coupled via an elastic structure (j) (FIG. 11).
  • the stretchable structure (j) is contracted after the sample containing the granular substance is flowed from the first sample pad (e1) in a state where the stretchable structure (j) is stretched (FIG. 11A).
  • the second sample pad (e2) including the conjugate pad (f) is brought into contact with the membrane (a) (FIG. 11B), where water, a buffer solution, or the like is applied to the second sample pad (e2).
  • the solvent of the above is added, the second specific binding substance elutes and starts flowing on the membrane (a).
  • the immunochromatographic test strips of the present invention A membrane (a) having a detection site (b) on which the first specific binding substance for the first binding target substance is fixed, and With respect to the sample flow direction (x1) in the first path, the first sample pad (e1) in contact with the membrane (a) at a position upstream of the detection site (b), and Includes a second sample pad (e2) in contact with the membrane at a position upstream of the detection site (b) with respect to the sample flow direction (x2) in a second pathway different from the first pathway.
  • the second sample pad (e2) is characterized in that it is separated from the first sample pad (e1) (FIGS.
  • the sample containing the granular substance and the detection reagent containing the second specific binding substance (bound to the labeling substance) to the second binding target substance are transferred from another sample pad. Since it can be flowed by another route, even if the flow of the detection reagent is started before the flow of the sample is completely completed, the granular substance and the second It does not bind to specific substances. Then, the time required for the immunochromatography test can be shortened by the amount that the flow of the detection reagent can be started earlier.
  • the second sample pad (e2) comprises a conjugate pad (f) containing the second specific binding agent (FIGS. 14 and 15).
  • the membrane (a) is strip-shaped, U-shaped, or V-shaped.
  • the particulate matter further comprises a third binding material that may be the same as or different from the first binding material or the second binding material.
  • the membrane (a) has an additional detection site (b') to which a third specific binding substance is fixed to the third binding target substance, and the first one regarding the sample flow direction in the first pathway.
  • a spacer (g) arranged to divide the first path at a position downstream of the sample pad (e1) is further provided.
  • the detection site (b) and the additional detection site (b') are arranged in different paths divided by the spacer (g) (FIG. 16).
  • the particulate matter that has been flowed from the first sample pad (e1) and captured at the detection site (b) is the second specific binding substance that is flowed from the second sample pad (e2).
  • the particulate matter captured in the additional detection site (b') is directly above it or in a dropping region between the additional detection site (b') and the first sample pad (e1).
  • (I) can be labeled by dropping the detection reagent.
  • the amount of the granular substance captured in the detection site (b) and the granular substance captured in the additional detection site (b') By comparing the amounts, the relative amount of the first binding target substance and the third binding target substance on the granular substance in the sample can be measured.
  • the test strip is located upstream of the additional detection site (b') with respect to the sample flow direction (x3) in the first pathway and a third pathway different from the second pathway. It further includes a third sample pad (e3) in contact with the membrane (a) (FIG. 17). Also, in some embodiments, the second sample pad (e2) and / or the third sample pad (e3) comprises a conjugate pad (f1 and f2) containing the second specific binding agent. (Fig. 18).
  • the immunochromatographic test strips of the present invention A first membrane (a1) having a detection site (b) on which the first specific binding substance for the first binding target substance is immobilized, and a first membrane (a1). With respect to the sample flow direction (x1) in the first path, the first sample pad (e1) in contact with the first membrane (a1) at a position upstream of the detection site, and A second membrane (a2) in contact with the first membrane (a1) between the detection site (b) and the first sample pad (e1), A second sample pad (e2) in contact with the second membrane (a2) at a position upstream of the detection site (b) with respect to a sample flow direction (x2) in a second path different from the first path.
  • the second sample pad (e2) is separated from the first sample pad (e1) (FIG. 19).
  • a sample containing the granular substance is placed on either one of the first sample pad (e1) or the second sample pad (e2), and the second bond is placed on the other.
  • a detection reagent containing a second specific binding substance (bound to the labeling substance) to the target substance can be carried and used.
  • the sample or detection reagent that has started flowing from the second sample pad (e2) moves to the first membrane (a1) in contact with the second membrane (a2) while flowing, and the detection Reach site (b).
  • the second membrane (a2) may be in contact with the first membrane (a1) at its terminal region.
  • either the first sample pad (e1) or the second sample pad (e2) comprises a conjugate pad (f) containing the second specific binding agent (f).
  • the immunochromatographic test strip of the present invention can adopt any configuration usually used in the art.
  • the membrane may further comprise a control site for determining the success or failure of the immunochromatography test.
  • the control site is not particularly limited, but for example, a control line on which a substance such as an antibody capable of capturing the second specific binding substance (binding to the labeling substance) contained in the detection reagent is fixed ( k) may be used (FIG. 21), and a plurality of control lines may be provided depending on the type of detection reagent used.
  • the cells were washed twice with 20 mL of phosphate buffered saline (PBS), 20 mL of Advanced RPMI 1640 Medium containing 2 mM Glutamax (manufacturer: Life Technologies) was added, and the cells were cultured for 48 hours.
  • Cell culture supernatant (200 mL) for 10 150 mm dishes was centrifuged at 2,000 xg at 4 ° C for 10 minutes, and the supernatant was centrifuged at 10,000 xg at 4 ° C for 30 minutes.
  • the finally obtained supernatant was filtered through a filter having a pore size of 0.22 ⁇ m. The filtrate was centrifuged at 175,000 ⁇ g at 4 ° C.
  • the post-transfer PVDF membrane was blocked by immersing it in TBS-T (20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 0.05% Tween (R) 20) containing 2% skim milk. After blocking, the PVDF membrane was diluted with TBS-T containing 0.2% skim milk to a mouse anti-CD9 antibody (manufactured by Hansa Bio Med), a mouse anti-CD63 antibody (manufactured by Hansa Bio Med), or a mouse anti-CD81 antibody (manufactured by Hansa Bio). Reacted with Med).
  • TBS-T 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 0.05% Tween (R) 20
  • CD9, CD63, and CD81 are all present on the surface of exosomes, but the amount thereof varies depending on the cell of origin. In this Western blotting, it was suggested that the abundance of CD63 was low in exosomes in E solution 1, so it is expected that the detection sensitivity will decrease when the anti-CD63 antibody is used in the immunochromatography test.
  • Gold nanoplate suspension Suspension A maximum absorption
  • gold nanoparticles blue plate nanoparticles with a maximum length of 45 nm and a thickness of 23 nm, abbreviated as AuPL
  • a wavelength of 616 nm; blue was prepared (see Patent Document 4 and the like if necessary).
  • Spherical gold colloid suspension Suspension B (maximum absorption wavelength 524 nm; red) containing commercially available spherical gold colloidal particles (manufactured by BBI Solutions, particle diameter 40 nm, abbreviation: AuSP) is used in subsequent experiments. did.
  • the metal nanoparticles were then precipitated in a centrifuge, the supernatant was removed and redispersed in 1 mL of 10 mM HEPES buffer containing 150 mM sodium chloride and 1% BSA. The centrifugation operation was performed again, and after removing the supernatant, the metal nanoparticles were dispersed again with the same buffer solution, and the concentration was adjusted so that the absorbance at the maximum absorption wavelength became 1. These were used as developing solutions A9 and B9 used in the immunochromatographic test.
  • a mouse anti-CD63 antibody (product number: HBM-CD63-100, manufacturer: Hansa BioMed) or a mouse anti-CD81 antibody (product number: HBM-CD81-100, manufacturer). : Hansa BioMed) was used, and developing solutions A63 and A81 containing antibody-supporting metal nanoparticles were prepared in the same manner as described above. Table 2 shows the types of metal nanoparticles and detection antibodies contained in the prepared developing solution.
  • Immunochromatography test (1) Fixation of capture antibody on immunochromatography test paper Contains 10% sucrose of mouse anti-CD9 antibody (product number: HBM-CD9-100, manufacturer: Hansa Bio Med) so that the concentration is 0.25 g / mL. Dilute with PBS and drop 0.75 ⁇ L of the diluent onto the central part of an immunochromatographic test strip (manufactured by Fordix Co., Ltd.) equipped with a strip-shaped nitrocellulose membrane with a water absorption pad attached to one end. The antibody was fixed on the membrane as a capture antibody. Then, 10 mL of PBS containing 3% BSA was developed to block the entire membrane.
  • test solution was developed by immersing the end of the immunochromatographic test paper on which the capture antibody was fixed, which was not attached with the water absorption pad, in a test solution containing exosomes. Next, any of the developing solutions shown in Table 2 above was developed. Finally, the color development of the portion where the capture antibody was fixed was evaluated by one of the methods described later.
  • test solution containing the exosome was mixed with any of the developing solutions shown in Table 2 above. Next, the mixed solution was developed on an immunochromatographic test strip on which a capture antibody was immobilized. Finally, the color development of the portion where the capture antibody was fixed was evaluated by one of the methods described later.
  • Luminance analysis The immunochromatographic test paper after developing the developing solution containing the detection antibody was scanned by a scanner (device name: CanoScan LiDE500F, manufacturer: Canon Inc.), and the brightness of the judgment part and the part other than the judgment part were scanned.
  • the detection signal was quantified by measuring the minimum brightness with image analysis software (Image-J). More specifically, each part was measured 5 times, and the difference between the median values obtained was obtained. Then, the value when the test solution containing exosomes was developed was subtracted from the value when the control solution containing no exosomes was developed to obtain the brightness difference as a detection signal.
  • Image-J is an open source and publicly owned image processing software developed by Wayne Rasband at the National Institutes of Health (http://imagej.nih.gov/ij/).
  • the immunochromatographic test strip after developing the developing solution containing the detection antibody was measured with an immunochromatographic reader (model number: C10066-10, manufacturer: Hamamatsu Photonics Co., Ltd.).
  • an immunochromatographic reader model number: C10066-10, manufacturer: Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
  • the measurement was performed in the blue color development line measurement mode
  • the spherical gold colloid red
  • the absorbance as a detection signal was obtained by subtracting the value when the control solution containing no exosomes was developed from the value when the test solution containing exosomes was developed.
  • the detection sensitivity was improved compared to the comparative method when the immunochromatographic test was performed according to the method of the present invention.
  • the developing solution A63 was used, the color development could be visually confirmed by the method of the present invention, although it was not possible to visually detect by the comparative method.
  • the detection sensitivity can be further increased by using gold nanoparticles, which are anisotropic gold nanoparticles, as the antibody label. I was able to increase it.
  • Exosome breast cancer cell line MCF7 in the culture supernatant was cultured so as to be 80% of the dish bottom area, the medium was replaced with serum-free RPMI1640 medium, and the culture supernatant was collected over time.
  • An immunochromatographic test was carried out by the method of the present invention using 50 ⁇ L of the collected culture supernatant as a test solution and 60 ⁇ L of a developing solution A9 as a developing solution containing a detection antibody. The result of the luminance analysis is shown in FIG.
  • the immunochromatographic test according to the method of the present invention, it was possible to easily observe how the exosomes in the culture supernatant increased with time by the test using the culture supernatant directly.
  • the result of this immunochromatography test was well correlated with the measurement result by the NanoSigt nanoparticle analysis system.
  • the number of exosomes in E solution 1 was 9.0 ⁇ 10 8 pieces, 1.8 ⁇ 10 8 pieces, or 0.9 ⁇ 10 8 pieces. It was diluted with PBS containing 1% BSA so as to prepare 50 ⁇ L of the diluted solution.
  • An immunochromatographic test was carried out by the method of the present invention using this diluted solution or BSA-containing PBS containing no exosome as a test solution and 60 ⁇ L of developing solution A9 as a developing solution containing a detection antibody.
  • the results of the luminance analysis are shown in FIG. 29, and the results of measurement with an immunochromatographic reader are shown in FIG.
  • the E solution 1 number 50.0 ⁇ 10 8 pieces of exosomes, 5.0 ⁇ 10 8 cells, or 0.5 ⁇ 10 8 pieces in It was diluted with PBS containing 1% BSA so as to prepare 50 ⁇ L of the diluted solution.
  • An immunochromatographic test was carried out by the method of the present invention using this diluted solution or BSA-containing PBS containing no exosome as a test solution and 60 ⁇ L of developing solution A9 as a developing solution containing a detection antibody.
  • the detection band of the immunochromatographic test according to the method of the present invention was easier to visually distinguish than the detection band obtained by Western blotting.
  • color development was visually confirmed in an immunochromatographic test according to the method of the present invention, although visual detection was not possible by Western blotting. We were able to.
  • Detection by chemiluminescence Ab-10 Rapid Peroxidase Labeling Kit (manufactured by Dojin Chemical Laboratory Co., Ltd.) was used to label mouse anti-CD9 antibody (manufactured by Hansa Bio Med) with HRP.
  • the HRP-labeled mouse anti-CD9 antibody was diluted with 10 mM HEPES buffer containing 150 mM sodium chloride and 1% BSA to prepare a developing solution having an antibody concentration of 0.2 ⁇ g / mL.
  • the number of exosomes in E solution 1 becomes 100 ⁇ 10 8 pieces, 20 ⁇ 10 8 pieces, 4 ⁇ 10 8 pieces, or 0.8 ⁇ 10 8 pieces.
  • the mixture was diluted with PBS containing 1% BSA to prepare 50 ⁇ L of the diluted solution.
  • a developing operation was performed according to the method of the present invention (item 5 (2)). It was.
  • 50 ⁇ L of 10 mM HEPES buffer containing 150 mM sodium chloride and 1% BSA was developed to wash the remaining HRP-labeled mouse anti-CD9 antibody other than the detection site on the immunochromatographic test strip.
  • FIG. 32 shows the result of luminance analysis of the image obtained with an exposure time of 0.5 seconds. Further, in the case exosomes number of 4 ⁇ 10 8 cells, shown in Figure 33 the results of measurement of the chemiluminescence by changing the exposure time.
  • the immunochromatographic test according to the present invention is performed, a quantitative test can be performed. Moreover, when the exposure time was changed from 0.5 seconds to 10 seconds, the brightness difference increased 24 times. As described above, in the detection by chemiluminescence, the detection intensity can be further increased by lengthening the exposure time, so that it is possible to detect a trace amount of particulate matter with higher sensitivity.
  • particulate matter can be detected with high sensitivity by performing the immunochromatography method in a specific order. Therefore, it becomes possible to detect particulate matter quickly and with high sensitivity.

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Abstract

本発明は、高い感度で粒状物質を検出する方法を提供することを目的としている。 本発明は、互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法に関しており、 (1)前記粒状物質を含む試料と、第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質とを、メンブレン上で接触させ、前記粒状物質を前記第一の特異的結合物質により捕捉する工程、 (2)捕捉された前記粒状物質と、第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質とを接触させ、前記粒状物質を標識する工程、及び、 (3)標識された前記粒状物質を検出する工程 を含み、前記第一の特異的結合物質が、前記メンブレン上に固定されており、前記第二の特異的結合物質が、金属ナノ粒子に担持されていることを特徴としている。

Description

粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法及びそのためのキット
 本発明は、粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法、及び、そのためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップ及びキットに関している。
 細胞外小胞やウイルスなどの粒状物質は、イムノクロマトグラフィー法によって検出され得る(特許文献1並びに非特許文献1及び2)。イムノクロマトグラフィー法は、ウェスタンブロッティングやELISAと比較して迅速な検出を可能とする試験方法であり、対象の粒状物質を単離しなくても検出が可能である点や、特定の非検出物質を表面上に備える粒状物質を他の粒状物質と区別して検出することが可能である点などでNanoSightなどによる計測よりも優れている。また、細胞外小胞のエクソソームは、血液や尿の他、母乳、唾液、涙などのあらゆる体液中に含まれている粒状物質であるが、これは細胞に固有のマイクロRNAを含んでいることが知られているため、体液を利用したがん診断におけるターゲット物質としても注目されている。特許文献1並びに非特許文献1及び2には、そのようなエクソソームを検出する方法として、当該エクソソームを標識抗体と反応させて複合体を形成させた後に、当該複合体をラテラルフロー用のメンブレン上で展開し、当該メンブレン上に固定されている捕捉抗体に結合させる方法が記載されている。
 他方、特許文献2~5には、各種金属ナノ粒子などの標識物質が、被験物質を検出するために使用されることが記載されている。しかしながら、これらの文献には、細胞外小胞などの粒状物質を実際に検出することは記載されていない。
特開2015-230280号公報 国際公開第2015/182770号 特開2017-95744号公報 国際公開第2017/154989号 特願2018-111014号
Journal of Extracellular Vesicles (2016), 5:1, 31803, DOI: 10.3402/jev.v5.31803 Biosensors and Bioelectronics (2017), 87, 38-45
 従来のイムノクロマトグラフィー法では、メンブレン上で展開する前に、粒状物質の表面が標識抗体で覆われることになるため、捕捉抗体との反応性が低下し、検出感度が十分ではなかった。本発明は、高い感度で粒状物質を検出する方法を提供することを目的としている。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の順序でイムノクロマトグラフィー法を行うことにより、高い感度で粒状物質を検出することができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下に示す粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法、及び、そのためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップ及びキットを提供するものである。
〔1〕互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法であって、
(1)前記粒状物質を含む試料と、前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質とを、メンブレン上で接触させ、前記粒状物質を前記第一の特異的結合物質により捕捉する工程、
(2)捕捉された前記粒状物質と、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質とを接触させ、前記粒状物質を標識する工程、及び、
(3)標識された前記粒状物質を検出する工程
を含み、前記第一の特異的結合物質が、前記メンブレン上に固定されており、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合していることを特徴とする、方法。
〔2〕前記粒状物質が、細胞外小胞である、前記〔1〕に記載の方法。
〔3〕前記標識物質が、金属ナノ粒子、化学発光物質、又は、蛍光物質である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の方法。
〔4〕前記金属ナノ粒子が、異方性金属ナノ粒子である、前記〔3〕に記載の方法。
〔5〕前記異方性金属ナノ粒子が、青色又は黒色であり、かつ前記試料が、血液を含む、前記〔4〕に記載の方法。
〔6〕前記試料に界面活性剤を添加する工程をさらに含む、前記〔1〕~〔5〕のいずれか一項に記載の方法。
〔7〕前記第一の結合対象物質が、前記第二の結合対象物質と同じである、前記〔1〕~〔6〕のいずれか一項に記載の方法。
〔8〕前記第一の結合対象物質における前記第一の特異的結合物質の結合部位が、前記第二の結合対象物質における前記第二の特異的結合物質の結合部位と同じである、前記〔7〕に記載の方法。
〔9〕前記検出工程が、前記粒状物質を定量する工程を含む、前記〔1〕~〔8〕のいずれか一項に記載の方法。
〔10〕前記定量工程が、質量分析装置、イムノクロマトリーダー、又は、画像解析装置で標識シグナルを測定する工程を含む、前記〔9〕に記載の方法。
〔11〕前記質量分析装置のイオン化方法が、誘導結合プラズマ(ICP)又はマトリックス支援レーザー脱離イオン化法(MALDI)である、前記〔10〕に記載の方法。
〔12〕前記〔1〕~〔11〕のいずれか一項に記載の方法に使用するための、イムノクロマトグラフィー用テストストリップ。
〔13〕互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を、前記〔1〕~〔11〕のいずれか一項に記載の方法により検出するためのキットであって、
 メンブレンを含むテストストリップと、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質と、
 前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質と
を含み、前記第一の特異的結合物質が、前記メンブレン上に固定されており、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合していることを特徴とする、キット。
〔14〕互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備えるメンブレンと、
 試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第一のサンプルパッドと
を含み、
 前記第一のサンプルパッドから前記検出部位に至る途中にコンジュゲートパッドが含まれていないことを特徴とする、テストストリップ。
〔15〕前記試料流動方向について前記第一のサンプルパッドのさらに上流側の位置で前記メンブレンと接する第二のサンプルパッドをさらに含み、前記第二のサンプルパッドが、前記第一のサンプルパッドから離間している、前記〔14〕に記載のテストストリップ。
〔16〕前記第二のサンプルパッドが、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、前記〔15〕に記載のテストストリップ。
〔17〕前記第一のサンプルパッド及び前記第二のサンプルパッドが、第一のスペーサーを介して互いから離間している、前記〔15〕又は〔16〕に記載のテストストリップ。
〔18〕前記メンブレンが、前記第一のサンプルパッド側から前記第二のサンプルパッド側への前記粒状物質を含む試料の浸透を阻害するように構成されている、前記〔15〕~〔17〕のいずれか一項に記載のテストストリップ。
〔19〕前記粒状物質が、前記第一の結合対象物質又は前記第二の結合対象物質と同じであっても異なってもよい第三の結合対象物質をさらに備え、
 前記メンブレンが、前記第三の結合対象物質に対する第三の特異的結合物質が固定された追加の検出部位と、前記試料流動方向について前記第一のサンプルパッドの下流側の位置で前記試料が流動する経路を分割するように配置された第二のスペーサーと、をさらに備え、
 前記検出部位及び前記追加の検出部位が、前記第二のスペーサーによって分割された異なる経路に配置されている、前記〔15〕~〔18〕のいずれか一項に記載のテストストリップ。
〔20〕互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備えるメンブレンと、試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第一のサンプルパッドとを含む第一の基板と、
 第二のサンプルパッドを含む第二の基板と
を含み、
 前記第一の基板及び前記第二の基板は、前記第二のサンプルパッドが前記試料流動方向について前記第一のサンプルパッドのさらに上流側の位置で前記メンブレンと接するように、接近可能であることを特徴とする、テストストリップ。
〔21〕前記第二のサンプルパッドが、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、前記〔20〕に記載のテストストリップ。
〔22〕前記第一の基板及び前記第二の基板が、伸縮構造を介して結合されている、前記〔20〕又は〔21〕に記載のテストストリップ。
〔23〕互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備えるメンブレンと、
 第一の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第一のサンプルパッドと、
 前記第一の経路とは異なる第二の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第二のサンプルパッドと
を含み、
 前記第二のサンプルパッドが、前記第一のサンプルパッドから離間していることを特徴とする、テストストリップ。
〔24〕前記第二のサンプルパッドが、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、前記〔23〕に記載のテストストリップ。
〔25〕前記メンブレンが、短冊形、U字型、又は、V字型である、前記〔23〕又は〔24〕に記載のテストストリップ。
〔26〕前記粒状物質が、前記第一の結合対象物質又は前記第二の結合対象物質と同じであっても異なってもよい第三の結合対象物質をさらに備え、
 前記メンブレンが、前記第三の結合対象物質に対する第三の特異的結合物質が固定された追加の検出部位と、前記第一の経路における試料流動方向について前記第一のサンプルパッドの下流側の位置で前記第一の経路を分割するように配置されたスペーサーと、をさらに備え、
 前記検出部位及び前記追加の検出部位が、前記スペーサーで分割された異なる経路に配置されている、前記〔23〕又は〔24〕に記載のテストストリップ。
〔27〕前記第一の経路及び前記第二の経路とは異なる第三の経路における試料流動方向について前記追加の検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第三のサンプルパッドをさらに含む、前記〔26〕に記載のテストストリップ。
〔28〕前記第二のサンプルパッド及び/又は前記第三のサンプルパッドが、前記第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含んでいる、前記〔27〕に記載のテストストリップ。
〔29〕互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備える第一のメンブレンと、
 第一の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記第一のメンブレンと接する第一のサンプルパッドと、
 前記検出部位と前記第一のサンプルパッドの間で前記第一のメンブレンと接している第二のメンブレンと、
 前記第一の経路とは異なる第二の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記第二のメンブレンと接する第二のサンプルパッドと
を含み、
 前記第二のサンプルパッドが、前記第一のサンプルパッドから離間していることを特徴とする、テストストリップ。
〔30〕前記第一のサンプルパッド又は前記第二のサンプルパッドのいずれか一方が、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、前記〔29〕に記載のテストストリップ。
〔31〕前記メンブレンが、イムノクロマトグラフィー試験の成否を判定するコントロール部位をさらに備えている、前記〔14〕~〔30〕のいずれか一項に記載のテストストリップ。
 本発明に従えば、イムノクロマトグラフィー法において、粒状物質の検出感度を向上することができる。したがって、イムノクロマトグラフィー法によって、粒状物質を迅速かつ高い感度で検出することが可能となる。
本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様[(A)伸長時及び(B)収縮時]を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップの一態様を示す。 エクソソーム溶液のウェスタンブロッティングの結果を示す。 本発明又は比較法によるイムノクロマト試験の結果を示す。 本発明によるイムノクロマト試験の結果を示す。 本発明によるイムノクロマト試験の結果を示す。 培養上清中のエクソソームの量の経時変化を示す。 界面活性剤の添加の有無による検出感度の違いを示す。 界面活性剤の添加の有無による検出感度の違いを示す。 測定した輝度差に基づいて作成した検量線を示す。 測定した吸光度に基づいて作成した検量線を示す。 エクソソーム溶液のウェスタンブロッティングの結果を示す。 測定した輝度差に基づいて作成した検量線を示す。 露光時間を変更したときのイムノクロマト試験の結果を示す。
 以下、本発明をさらに詳細に説明する。
 本発明は、粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法に関している。本明細書に記載の「イムノクロマトグラフィー法」とは、試料中の対象物質をそれに特異的に結合する物質を使用して検出する方法であって、当該試料をメンブレン上で移動させて対象物質を分離するラテラルフロー型の検出方法だけでなく、当該試料をメンブレンに垂直に移動させて対象物質を分離するフロースルー型(バーティカルフロー型)の検出方法のこともいう。本明細書に記載の「粒状物質」とは、前記イムノクロマトグラフィー法によって検出可能な大きさの粒状の物質のことをいい、前記粒状物質は、表面上に少なくとも1種の結合対象物質を複数備えている。前記結合対象物質は、互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む。前記粒状物質の粒径は、特に限定されないが、例えば、約10μm以下であってもよく、ある態様では、約5μm以下、約1μm以下、約500nm以下、又は約200nm以下であってもよい。具体的には、前記粒状物質は、例えば、エクソソーム、微小胞、アポトーシス小体、及びラージオンコソームなどの細胞外小胞であってもよく、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、RSウイルス、ロタウイルス、ヒトパピローマウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、B型肝炎ウイルス、ジカウイルス、及びデングウイルスなどのウイルスであってもよく、クラミジア、梅毒トレポネーマ、溶連菌、炭疽菌、黄色ブドウ球菌、赤痢菌、大腸菌、サルモネラ菌、ネズミチフス菌、パラチフス菌、緑膿菌、及び腸炎ビブリオ菌などの細菌であってもよい。
 前記粒状物質を含む試料は、イムノクロマトグラフィー法に供することができるものであれば、特に制限なく採用することができ、例えば、本発明の方法に適用する試料として、生体又は培養液などから採取した試料をそのまま採用してもいいし、ろ過や遠心分離などの前処理により精製、部分精製、又は濃縮された試料を採用してもよい。具体的には、前記試料は、例えば、血液(全血、血清、又は血漿)、脳髄液、涙、母乳、肺胞洗浄液、悪性胸膜滲出液、滑液、尿、羊水、腹水、精液、唾液、及びリンパ液などの体液、組織切片の保存液、又は、細胞培養上清などであってもよい。
 本発明の方法は、
(1)前記粒状物質を含む試料と、前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質とを、メンブレン上で接触させ、前記粒状物質を前記第一の特異的結合物質により捕捉する工程、
(2)捕捉された前記粒状物質と、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質とを接触させ、前記粒状物質を標識する工程、及び、
(3)標識された前記粒状物質を検出する工程
を含む。前記第一の結合対象物質と前記第二の結合対象物質が同じである場合、前記第一の結合対象物質における前記第一の特異的結合物質の結合部位は、前記第二の結合対象物質における前記第二の特異的結合物質の結合部位と同じであってもいいし、異なっていてもよい。両結合部位が同じであっても、前記粒状物質は、前記結合対象物質を表面上に複数備えているので、前記第一の特異的結合物質により捕捉した後にも、前記第二の特異的結合物質により標識することが可能となっている。
 前記第一の特異的結合物質は、前記メンブレン上に固定されているものであり、前記第一の結合対象物質を有している粒状物質をメンブレン上に捕捉することができる。前記メンブレンとしては、イムノクロマトグラフィー用テストストリップ(イムノクロマト試験紙)に用いられるもの(前記第一の特異的結合物質を固定化する性能を有し、かつ液体が所期の方向に通行することを妨げない性能を有するもの)を特に制限されることなく使用することができるが、例えば、毛細管作用を有し、液体及びそれに分散した成分を吸収により輸送可能な多孔性メンブレンであってもよい。前記メンブレンの材質は、特に限定されないが、例えば、セルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、ポリビニリデンジフルオライド(PVDF)、ガラス繊維、ナイロン、又はポリケトンなどであってもよい。
 前記第一の特異的結合物質としては、前記メンブレン上に固定できるものであって、かつ、検出の対象である前記粒状物質を、前記第一の結合対象物質との複合体形成を介して前記メンブレン上に捕捉できるものであれば、特に制限なく採用することができる。前記第一の結合対象物質と前記第一の特異的結合物質との組合せの具体例としては、抗原とそれに結合する抗体、抗体とそれに結合する抗原、糖鎖又は複合糖質とそれに結合するレクチン、レクチンとそれに結合する糖鎖又は複合糖質、ホルモン又はサイトカインとそれに結合する受容体、受容体とそれに結合するホルモン又はサイトカイン、タンパク質とそれに結合する核酸アプタマー若しくはペプチドアプタマー、酵素とそれに結合する基質、基質とそれに結合する酵素、ビオチンとアビジン又はストレプトアビジン、アビジン又はストレプトアビジンとビオチン、IgGとプロテインA又はプロテインG、プロテインA又はプロテインGとIgG、T細胞免疫グロブリン・ムチンドメイン含有分子4(Tim4)とホスファチジルセリン(PS)、PSとTim4、あるいは、第1の核酸とそれに結合する(ハイブリダイズする)第2の核酸等が挙げられる。前記第2の核酸は、前記第1の核酸と相補的な配列を含む核酸であってもよい。
 前記第一の結合対象物質が抗原である場合には、前記第一の特異的結合物質は抗体であってもよい。具体的には、前記粒状物質がエクソソームである場合には、前記第一の結合対象物質は、CD9、CD63、又はCD81であってもよく、前記第一の特異的結合物質は、それぞれ抗CD9抗体、抗CD63抗体、又は抗CD81抗体であってもよい。前記抗体は、前記抗原に対して特異的に結合するポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、単鎖抗体又はそれらの断片であってもよく、該断片は、F(ab)フラグメント、F(ab’)フラグメント、F(ab’)2フラグメント又はF(v)フラグメントであってもよい。
 前記第二の特異的結合物質は、標識物質に結合しているものであり、前記第二の結合対象物質を有している粒状物質を標識することができる。前記第二の特異的結合物質と前記標識物質とは、共有結合若しくは非共有結合又は直接的若しくは間接的な結合などの様式にかかわらず、結合して複合体を形成していればよい。前記第二の特異的結合物質としては、検出の対象である前記粒状物質を、前記第二の結合対象物質との複合体形成により検出できるものであれば、特に制限なく採用することができる。前記第二の結合対象物質と前記第二の特異的結合物質との組合せの具体例としては、前述した前記第一の結合対象物質と前記第一の特異的結合物質との組合せの具体例と同じものが挙げられる。
 本明細書に記載の「標識物質」とは、前記第二の特異的結合物質と前記第二の結合対象物質との結合を検出する際の目印を提供する物質のことをいう。前記標識物質は、特に制限されないが、例えば、金属ナノ粒子、化学発光物質、及び、蛍光物質などであってもよい。本明細書に記載の「金属ナノ粒子」とは、金属から製造された粒子であって、ナノメートル(nm)オーダーの大きさを持つ粒子のことをいう。前記金属は、特に限定されないが、金又は銀であってもよい。前記金属ナノ粒子は、特に限定されないが、異方性金属ナノ粒子であってもいいし、球状金属ナノ粒子であってもよい。本明細書に記載の「異方性金属ナノ粒子」とは、形状が異方性である金属ナノ粒子のこと、すなわち球状ではない金属ナノ粒子のことをいう。前記異方性金属ナノ粒子の形状は、特に限定されないが、例えば、多面体状、立方体状、双錘状、棒状(ロッド状)、又は板状(プレート状)であってもよく、当該形状が板状である場合には、その上面と下面の形状は、三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形(角が丸みを帯びた形状を含む)又は円形などの板状構造を有している。
 前記金属ナノ粒子の表面は、別の金属によって被覆されていてもよい。前記金属と前記別の金属との組合せは、形成される被覆付き金属ナノ粒子が、前記第二の特異的結合物質を担持し、かつ標識としての使用が可能である限り特に限定されないが、例えば、前記金属が金である場合、前記別の金属はパラジウムであってもよく、前記金属が銀である場合、前記別の金属は金であってもよい。
 粒子の最大長径対最大長径に直交する幅の比(最大長径/最大長径に直交する幅;例えば、棒状粒子の場合は長軸/短軸、板状粒子の場合は平面最大長/厚さ)で定義される指数をアスペクト比といい、これは粒子の形状を表すために用いることができる。前記金属ナノ粒子の形状が変わると、その最大吸収波長の位置も変化するので、アスペクト比は、最大吸収波長の指標ともいえる。前記異方性金属ナノ粒子のアスペクト比は、1.00より大きい。アスペクト比が1より大きいことによって、前記異方性金属ナノ粒子は、球状の金属ナノ粒子では達成することのできない色調を示すことができる。例えば、前記異方性金属ナノ粒子は、赤色、マゼンタ、紫色、紺色、青色、シアン、又は、薄水色の色調を示すことができる。試料やメンブレンの色調と区別しやすい色調を示す金属ナノ粒子を使用すれば、前記粒状物質の検出に有利である。例えば、前記粒状物質を含む試料が血液を含む場合には、青色又は黒色の金属ナノ粒子を使用するのが好ましい。
 前記金属ナノ粒子としては、市販の金属ナノ粒子、又は、金属ナノ粒子の分野で通常採用されている公知の方法で製造した金属ナノ粒子を使用することができる(要すれば特許文献1~5並びに非特許文献1及び2などを参照)。
 本明細書に記載の「化学発光物質」とは、光子を生成する化学反応に関わる物質のことをいい、例えば、当該化学反応を触媒する化学発光酵素などが含まれる。前記化学発光酵素は、特に限定されないが、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)などのペルオキシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、又は、ルシフェラーゼなどであってもよい。前記ペルオキシダーゼは、ルミノール系の化合物の反応を触媒し、前記アルカリフォスファターゼは、ジオキセタン系の化合物の反応を触媒し、前記ルシフェラーゼは、ルシフェリン系の化合物の反応を触媒する。
 本明細書に記載の「蛍光物質」とは、励起光を吸収して蛍光を発する物質のことをいう。前記蛍光物質は、特に限定されないが、例えば、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、フィコエリスリン(PE)、アロフィコシアニン(APC)、又は、それらの誘導体などであってもよい。
 前記第二の特異的結合物質と前記標識物質とを結合する方法としては、通常の結合方法を特に制限なく用いることができ、例えば、物理吸着、化学吸着(表面への共有結合)、化学結合(共有結合、配位結合、イオン結合又は金属結合)等を利用して、前記標識物質と前記第二の特異的結合物質とを直接的に結合させる方法や、前記標識物質の表面に水溶性高分子を結合させて、その水溶性高分子の末端又は主鎖若しくは側鎖に、直接的又は間接的に前記第二の特異的結合物質を結合させる方法などを採用することができる。例えば、前記第二の特異的結合物質が抗体であり、前記標識物質が金属ナノ粒子である場合には、当該金属ナノ粒子と抗体の溶液とを混合し、振盪し、遠心分離することで、抗体と結合した金属ナノ粒子(標識された検出抗体)を沈殿物として得ることができる。前記金属ナノ粒子と抗体とを静電吸着により結合させる場合、マイナス電荷を有するポリスチレンスルホン酸で前記金属ナノ粒子表面を被覆すると、当該抗体の結合効率が向上し得る。また、前記標識物質が化学発光酵素である場合には、当該酵素に活性化エステルを導入し、それを前記第二の特異的結合物質と反応させて、両者を結合することができる。
 特定の理論に拘束されるものではないが、粒状物質を抗体で標識した後にそれをメンブレン上の抗体に捕捉させる従来の方法では、先に結合した標識用抗体が捕捉用抗体の結合を妨げ得るのに対して、本発明の方法では、上記(1)の捕捉工程の後に上記(2)の標識工程及び上記(3)の検出工程を備えていることにより、前記粒状物質を効率的にメンブレン上に捕捉することができ、それによって検出感度も上昇することができると考えられる。前記粒状物質は、前記結合対象物質を表面上に複数備えているので、そのメンブレン側で前記第一の特異的結合物質に結合部位を提供し、かつ他の側面で前記第二の特異的結合物質に結合部位を提供することが可能となっていると考えられる。
 ある態様では、本発明の方法は、前記試料に界面活性剤を添加する工程をさらに含み得る。前記界面活性剤は、特に限定されないが、例えば、(オクチルフェノキシ)ポリエトキシエタノール、4-ノニルフェニル-ポリエチレングリコール、ポリソルベート20(Tween(R)20)、ポリソルベート60(Tween(R)60)、ポリソルベート80(Tween(R)80)、ドデシル硫酸ナトリウム、又は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどであってもよい。特定の理論に拘束されるものではないが、前記試料に界面活性剤を添加すると、前記粒状物質が互いに分離して、前記第一の特異的結合物質又は前記第二の特異的結合物質が結合しやすくなり、結果として、前記粒状物質の検出感度を高めることができると考えられる。
 本発明の検出工程では、検出部位に集合している前記標識物質を、直接的に又は化学反応を起こしたり励起光を照射したりすることによって、目視で又は検出装置を用いて検出することができる。前記検出装置としては、特に限定されないが、例えば、質量分析装置、イムノクロマトリーダー、又は、CCDイメージャーやスキャナー及び画像処理ソフトウェアなどを含む画像解析装置などを使用してもよい。具体的には、前記標識物質がHRPである場合には、イムノクロマト試験後のイムノクロマト試験紙に、ルミノール、過酸化水素、及びエンハンサーなどを含む基質溶液を滴下し、生じた発光をX線フィルムやCCDイメージャーで検出することができる。
 ある態様では、前記検出工程は、前記粒状物質を定量する工程を含んでもよい。例えば、NanoSightナノ粒子解析システムなどで計測して粒状物質の含有量が判明している標準試料について、スキャナー及び画像処理ソフトウェアなどで求めた輝度差、又は、イムノクロマトリーダーで測定した吸光度に基づいて検量線を作成し、未知の試料中の粒状物質の含有量を求めてもよい。あるいは、イムノクロマト試験後のイムノクロマト試験紙の判定部を裁断し、そこに標識として結合している金属を王水などで溶解して、溶液中の金属濃度を質量分析装置によって測定してもよい。前記質量分析装置のイオン化方法は、特に限定されないが、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)又はマトリックス支援レーザー脱離イオン化法(MALDI)であってもよい。
 本発明の方法は、その目的を損なわない限り、当技術分野で通常使用される任意の工程をさらに含んでもよい。例えば、本発明の方法は、前記粒状物質を単離又は精製する工程を含んでもよい。
 また別の態様では、本発明は、互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を、上述した方法により検出するためのキットにも関しており、メンブレンを含むテストストリップと、第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質と、第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質とを含み、前記第一の特異的結合物質が、前記メンブレン上に固定されており、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合していることを特徴としている。
 また別の態様では、本発明は、前記粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法に使用するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップ(イムノクロマト試験紙)にも関している。前記テストストリップは、前記方法を実施することができる限り特に制限されず、ラテラルフロー型のイムノクロマトグラフィー法に使用されるテストストリップであってもいいし、フロースルー型(バーティカルフロー型)のイムノクロマトグラフィー法に使用されるテストストリップであってもよい。簡易なものとしては、例えば、バッキングシートに、メンブレン及び吸水パッドを固定することによって作製することができる。具体的には、バッキングシート(縦40mm、横300mm;ローマン社製、GL-57888)に、その下端に合わせてニトロセルロースメンブレン(縦25mm、横300mm;東洋濾紙株式会社製、IAB120)を貼り付け、さらに吸水パッド(縦20mm、横300mm;Ahlstrom社製、Grade0270)を、ニトロセルロースメンブレンの上端に5mm重なるように貼り付けて、最後に横方向に4mmの間隔で裁断することによって、短冊状のイムノクロマトグラフィー用テストストリップ(イムノクロマト試験紙)を作製することができる。前記メンブレンの中央付近には、常法により前記第一の特異的結合物質を固定する。このようにして作製したテストストリップは、吸水パッドが取り付けられていない側のメンブレンを展開液に浸すことによって使用することができる。
 また別の態様では、本発明は、前記粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法に使用するのに適した形状を有するイムノクロマトグラフィー用テストストリップ(イムノクロマト試験紙)、すなわち、互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップにも関している。具体的には、本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップは、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位(b)を備えるメンブレン(a)と、
 試料流動方向(x)について前記検出部位(b)の上流側の位置で前記メンブレン(a)と接する第一のサンプルパッド(e1)と
を含み、
 前記第一のサンプルパッド(e1)から前記検出部位(b)に至る途中にコンジュゲートパッドが含まれていないことを特徴としており、各構成要素は、基板(バッキングシート)(d)の上に配置され得る(図1)。前記テストストリップは、前記試料流動方向(x)について前記検出部位(b)の下流側の位置で吸水パッド(c)をさらに含んでいてもよい。また、前記テストストリップは、前記試料流動方向(x)について前記第一のサンプルパッド(e1)のさらに上流側の位置で前記メンブレン(a)と接する第二のサンプルパッド(e2)をさらに含んでいてもよく、ここで、前記第二のサンプルパッド(e2)は、前記第一のサンプルパッド(e1)から離間している(図2)。
 本明細書に記載の「サンプルパッド」とは、イムノクロマトグラフィー用の試料、検出試薬、又は、水及び緩衝液などの溶媒を受け入れてメンブレン(a)上での展開(流動)を開始させる部位のことをいう。前記サンプルパッドは、当技術分野で通常使用される任意の方法によって作製することができる。本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップが、サンプルパッドを1つだけ含む場合、すなわち第一のサンプルパッド(e1)のみを含む場合には、この第一のサンプルパッド(e1)に前記粒状物質を含む試料を載せて、前記粒状物質が前記検出部位(b)において前記第一の特異的結合物質と反応した後に、同じ第一のサンプルパッド(e1)に前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質(標識物質に結合)を含む検出試薬を載せて、前記検出部位(b)に捕捉されている前記粒状物質を標識する。本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップが、第一のサンプルパッド(e1)及び第二のサンプルパッド(e2)を含む場合には、前記第一のサンプルパッド(e1)を前記粒状物質を含む試料を載せる部位として使用し、前記第二のサンプルパッド(e2)を前記第二の特異的結合物質を含む検出試薬を載せる部位として使用してもよい。
 ある態様では、前記第二のサンプルパッド(e2)は、前記第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッド(f)を含んでいる(図3)。本明細書に記載の「コンジュゲートパッド」とは、前記第二の特異的結合物質が含侵している部位であり、ここへ水や緩衝液などの溶媒を添加すると、前記第二の特異的結合物質が溶出し、前記メンブレン(a)上での展開(流動)を開始するように構成されている。前記コンジュゲートパッド(f)は、当技術分野で通常使用される任意の方法によって作製することができる。前記コンジュゲートパッド(f)は、前記第二のサンプルパッド(e2)に少なくとも一部を覆われた態様又は前記第二のサンプルパッド(e2)と一体になった態様であってもいいし、併設された別部材のサンプルパッドと一緒になって第二のサンプルパッド(e2)として機能する領域を形成してもよい。
 ある態様では、前記第一のサンプルパッド(e1)及び前記第二のサンプルパッド(e2)は、第一のスペーサー(g1)を介して互いから離間している(図4及び図5)。また、ある態様では、前記メンブレンは、前記第一のサンプルパッド側から前記第二のサンプルパッド側への前記粒状物質を含む試料の浸透を阻害するように構成されている。そのような浸透阻害手段としては、当技術分野で通常使用される任意の手段を特に制限されることなく採用することができるが、例えば、前記メンブレン(a)中に水溶性高分子を含侵させた阻害領域(h)を設け、前記試料流動方向(x)とは逆向きへの流動速度を低下させるように構成してもよい(図6及び7)。
 ある態様では、前記粒状物質は、前記第一の結合対象物質又は前記第二の結合対象物質と同じであっても異なってもよい第三の結合対象物質をさらに備え、
 前記メンブレン(a)は、前記第三の結合対象物質に対する第三の特異的結合物質が固定された追加の検出部位(b’)と、前記試料流動方向について前記第一のサンプルパッドの下流側の位置で前記試料が流動する経路を分割するように配置された第二のスペーサー(g2)と、をさらに備え、
 前記検出部位(b)及び前記追加の検出部位(b’)は、前記第二のスペーサー(g2)によって分割された異なる経路に配置されている(図8)。前記第一の結合対象物質と前記第三の結合対象物質が異なる場合、前記検出部位(b)に捕捉された粒状物質の量と前記追加の検出部位(b’)に捕捉された粒状物質の量を比較することにより、前記試料中の粒状物質上の前記第一の結合対象物質と前記第三の結合対象物質の相対的な量を測定することができる。なお、前記検出部位(b)に捕捉された粒状物質と前記追加の検出部位(b’)に捕捉された粒状物質を異なる検出試薬で検出することも可能であり、その場合には、前記検出部位(b)の真上又は前記検出部位(b)と前記第一のサンプルパッド(e1)の間の第一の滴下領域(i1)、及び、前記追加の検出部位(b’)の真上又は前記追加の検出部位(b’)と前記第一のサンプルパッド(e1)の間の第二の滴下領域(i2)に、それぞれ異なる検出試薬を滴下することができる。
 別の具体例では、本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップは、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位(b)を備えるメンブレン(a)と、試料流動方向(x)について前記検出部位(b)の上流側の位置で前記メンブレン(a)と接する第一のサンプルパッド(e1)とを含む第一の基板(d1)と、
 第二のサンプルパッド(e2)を含む第二の基板(d2)と
を含み、
 前記第一の基板(d1)及び前記第二の基板(d2)は、前記第二のサンプルパッド(e2)が前記試料流動方向(x)について前記第一のサンプルパッド(e1)のさらに上流側の位置で前記メンブレン(a)と接するように、接近可能であることを特徴としている(図9)。前記第一のサンプルパッド(e1)から前記粒状物質を含む試料を流動させた後に、前記第二のサンプルパッド(e2)を前記メンブレン(a)と接触させて、当該第二のサンプルパッド(e2)から前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質(標識物質に結合)を含む検出試薬を流動させることで、前記検出部位(b)に捕捉されている前記粒状物質を標識することができる。
 ある態様では、前記第二のサンプルパッド(e2)は、前記第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッド(f)を含んでいる(図10)。また、ある態様では、前記第一の基板(d1)及び前記第二の基板(d2)は、伸縮構造(j)を介して結合されている(図11)。この場合には、前記伸縮構造(j)が伸長した状態(図11A)で前記第一のサンプルパッド(e1)から前記粒状物質を含む試料を流動させた後に、前記伸縮構造(j)を収縮させて前記コンジュゲートパッド(f)を含む前記第二のサンプルパッド(e2)を前記メンブレン(a)と接触させ(図11B)、そこで前記第二のサンプルパッド(e2)に水や緩衝液などの溶媒を添加すると、前記第二の特異的結合物質が溶出し、前記メンブレン(a)上での流動を開始する。
 別の具体例では、本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップは、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位(b)を備えるメンブレン(a)と、
 第一の経路における試料流動方向(x1)について前記検出部位(b)の上流側の位置で前記メンブレン(a)と接する第一のサンプルパッド(e1)と、
 前記第一の経路とは異なる第二の経路における試料流動方向(x2)について前記検出部位(b)の上流側の位置で前記メンブレンと接する第二のサンプルパッド(e2)と
を含み、
 前記第二のサンプルパッド(e2)が、前記第一のサンプルパッド(e1)から離間していることを特徴としており(図12及び図13)、前記第一の経路及び前記第二の経路は、前記検出部位(b)の周辺を除き、必要な場合にはスペーサー(g)を介して互いから離間している。この具体例のテストストリップにおいては、前記粒状物質を含む試料と、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質(標識物質に結合)を含む検出試薬とを、別のサンプルパッドから別の経路で流動させることができるため、前記試料の流動が完全に終わる前に前記検出試薬の流動を開始しても、前記検出部位(b)の周辺以外では前記粒状物質と前記第二の特異的物質とが結合することはない。そうすると、前記検出試薬の流動を早くに開始できる分、イムノクロマトグラフィー法の試験に要する時間を短縮することが可能となる。
 ある態様では、前記第二のサンプルパッド(e2)は、前記第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッド(f)を含んでいる(図14及び図15)。また、ある態様では、前記メンブレン(a)は、短冊形、U字型、又は、V字型である。
 ある態様では、前記粒状物質は、前記第一の結合対象物質又は前記第二の結合対象物質と同じであっても異なってもよい第三の結合対象物質をさらに備え、
 前記メンブレン(a)は、前記第三の結合対象物質に対する第三の特異的結合物質が固定された追加の検出部位(b’)と、前記第一の経路における試料流動方向について前記第一のサンプルパッド(e1)の下流側の位置で前記第一の経路を分割するように配置されたスペーサー(g)と、をさらに備え、
 前記検出部位(b)及び前記追加の検出部位(b’)は、前記スペーサー(g)で分割された異なる経路に配置されている(図16)。前記第一のサンプルパッド(e1)から流動されて前記検出部位(b)で捕捉された前記粒状物質は、前記第二のサンプルパッド(e2)から流動される前記第二の特異的結合物質を含む検出試薬により標識され得る。そして、前記追加の検出部位(b’)に捕捉された前記粒状物質は、その真上、又は、前記追加の検出部位(b’)と前記第一のサンプルパッド(e1)の間の滴下領域(i)に、前記検出試薬を滴下することで標識され得る。前記第一の結合対象物質と前記第三の結合対象物質が異なる場合、前記検出部位(b)に捕捉された粒状物質の量と前記追加の検出部位(b’)に捕捉された粒状物質の量を比較することにより、前記試料中の粒状物質上の前記第一の結合対象物質と前記第三の結合対象物質の相対的な量を測定することができる。
 ある態様では、前記テストストリップは、前記第一の経路及び前記第二の経路とは異なる第三の経路における試料流動方向(x3)について前記追加の検出部位(b’)の上流側の位置で前記メンブレン(a)と接する第三のサンプルパッド(e3)をさらに含んでいる(図17)。また、ある態様では、前記第二のサンプルパッド(e2)及び/又は前記第三のサンプルパッド(e3)は、前記第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッド(f1及びf2)を含んでいる(図18)。
 別の具体例では、本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップは、
 前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位(b)を備える第一のメンブレン(a1)と、
 第一の経路における試料流動方向(x1)について前記検出部位の上流側の位置で前記第一のメンブレン(a1)と接する第一のサンプルパッド(e1)と、
 前記検出部位(b)と前記第一のサンプルパッド(e1)の間で前記第一のメンブレン(a1)と接している第二のメンブレン(a2)と、
 前記第一の経路とは異なる第二の経路における試料流動方向(x2)について前記検出部位(b)の上流側の位置で前記第二のメンブレン(a2)と接する第二のサンプルパッド(e2)と
を含み、前記第二のサンプルパッド(e2)が、前記第一のサンプルパッド(e1)から離間していることを特徴としている(図19)。この具体例のテストストリップにおいては、前記第一のサンプルパッド(e1)又は前記第二のサンプルパッド(e2)のいずれか一方に前記粒状物質を含む試料を載せて、他方に前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質(標識物質に結合)を含む検出試薬を載せて使用することができる。前記第二のサンプルパッド(e2)から流動を開始した試料又は検出試薬は、流動しながら前記第二のメンブレン(a2)と接している前記第一のメンブレン(a1)へと移行し、前記検出部位(b)に到達する。前記第二のメンブレン(a2)は、その末端領域で前記第一のメンブレン(a1)と接していてもよい。ある態様では、前記第一のサンプルパッド(e1)又は前記第二のサンプルパッド(e2)のいずれか一方が、前記第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッド(f)を含んでいる(図20)。
 本発明のイムノクロマトグラフィー用テストストリップは、当技術分野で通常使用される任意の構成を採用することができる。例えば、前記テストストリップにおいて、前記メンブレンは、イムノクロマトグラフィー試験の成否を判定するコントロール部位をさらに備えていてもよい。前記コントロール部位は、特に限定されないが、例えば、前記検出試薬に含まれている前記第二の特異的結合物質(標識物質に結合)を捕捉することのできる抗体などの物質を固定したコントロールライン(k)であってもよく(図21)、当該コントロールラインは、使用する検出試薬の種類に応じて複数設けてもよい。
 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
1.エクソソーム溶液の調製方法
(1)細胞培養上清からの調製
 10% FBS(名称:Fetal Bovine Serum、製造元:Life Technologies)、1% PSA(名称:ペニシリン-ストレプトマイシン-アムホテリシンB懸濁液(×100)(抗生物質-抗真菌剤溶液)、製造元:和光純薬工業株式会社)、及び2mM Glutamax(製造元:Life Technologies)含有RPMI1640培地を20mL使用し、150mmディッシュで乳がん細胞株MCF7をディッシュの底面積の80%まで培養した。培地を除去後、りん酸緩衝生理食塩水(PBS)20mLで2回洗浄し、2mM Glutamax含有Advanced RPMI 1640 Medium(製造元:Life Technologies)を20mL添加して、48時間培養した。150mmディッシュ10枚分の細胞培養上清(200mL)を2,000×g、4℃下で10分間遠心分離し、その上清を10,000×g、4℃下で30分間遠心分離して、最終的に得られた上清を孔径0.22μmのフィルターでろ過した。ろ液を175,000×g、4℃下で95分間遠心分離し、上清を除去して沈殿画分を得た。沈殿画分を13mLの1×PBSで分散し、210,000×g、4℃下で95分間遠心分離した。その上清を除去した後、沈殿物を0.2mLのPBSで再分散し、エクソソーム溶液(E溶液1)を調製した。
 また、MCF7細胞に代えて、他の乳がん細胞株であるMDA-MB-231(略称:MM231)を使用し、上と同様の方法でエクソソーム溶液(E溶液2)を調製した。
(2)血清からの調製
 4mLの血清(品番:12181201、販売元:コスモ・バイオ株式会社)を16,500×g、4℃下で20分間遠心分離し、その上清を孔径0.22μmのフィルターでろ過した。ろ液を210,000×g、4℃下で45分間遠心分離し、上清を除去して沈殿画分を得た。沈殿画分を4mLのPBSで分散し、再び210,000×g、4℃下で45分間遠心分離した。その上清を除去した後、沈殿物を0.1mLのPBSで再分散し、エクソソーム溶液(E溶液3)を調製した。
2.細胞由来小胞溶液の評価
(1)粒径および粒子数濃度測定
 各種エクソソーム溶液を希釈し、NanoSightナノ粒子解析システム(Malvern Panalytical製)によりエクソソームの粒径および粒子数濃度を測定した。結果を以下に示す。
 [E溶液1]粒径:147nm、粒子数濃度:1.5×1012個/mL
 [E溶液2]粒径:143nm、粒子数濃度:1.9×1012個/mL
 [E溶液3]粒径:139nm、粒子数濃度:4.9×1010個/mL
(2)ウェスタンブロッティング
 エクソソームを2.5×109個含むように調製したE溶液1及び2、並びに、エクソソームを1.3×109個含むように調製したE溶液3を、試料緩衝液(SDS-PAGE用、6倍濃縮、還元剤不含)(品番:09500-64、製造元:ナカライテスク製)を使用して、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供した。泳動後のSDSポリアクリルアミドゲルをPVDF膜(メルク製)に転写した。転写後のPVDF膜を2%のスキムミルクを含有したTBS-T(20mM Tris-HCl(pH 8.0)、150mM NaCl、0.05% Tween(R)20)中に浸してブロッキングした。ブロッキング終了後、PVDF膜を、0.2%スキムミルク含有TBS-Tで希釈したマウス抗CD9抗体(Hansa Bio Med製)、マウス抗CD63抗体(Hansa Bio Med製)、又はマウス抗CD81抗体(Hansa Bio Med製)と反応させた。そして、PVDF膜をTBS-Tで3回洗浄後、0.2%スキムミルク含有TBS-Tで希釈したHRP標識ヤギ抗マウスIgG抗体(Bio-Rad Laboratories製)と反応させた。最後に、このPVDF膜をTBS-Tで3回洗浄後、イムノスターLD(和光純薬工業製製)に浸し、直後にImageQuant LAS4000(GEヘルスケア製)で化学発光を検出して、得られた画像を目視又は輝度解析により評価した。結果を図22及び表1に示す。
(目視の評価基準)
 ++:明確にバンドの判別が可能
 + :バンドの判別が可能
 - :バンドの判別が不可能
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 CD9、CD63、及びCD81は、いずれもエクソソームの表面に存在していることが知られているが、その量は由来の細胞によって異なる。今回のウェスタンブロッティングでは、E溶液1中のエクソソームではCD63の存在量が少ないことが示唆されたため、イムノクロマト試験において抗CD63抗体を使用すると、検出感度が低くなることが予想される。
3.金属ナノ粒子の調製
(1)金ナノプレート懸濁液
 常法により、金ナノプレート(最大長さ45nm、厚さ23nmの青色板状ナノ粒子、略称:AuPL)を含む懸濁液A(最大吸収波長616nm;青色)を調製した(要すれば特許文献4などを参照)。
(2)球状金コロイド懸濁液
 市販の球状金コロイド粒子(BBI Solutions社製、粒子径40nm、略称:AuSP)を含む懸濁液B(最大吸収波長524nm;赤色)を、以降の実験で使用した。
4.抗体担持金属ナノ粒子及び展開液の調製
 最大吸収波長における吸光度が2.0になるように濃度を調整した1mLの懸濁液A又はBに、0.05mg/mLのマウス抗CD9抗体(品番:HBM-CD9-100、製造元:Hansa Bio Med)溶液を0.1mL添加して、1時間静置した。そして、0.5%のポリエチレングリコール(分子量20,000)水溶液を0.05mL、2%のBSA水溶液を0.1mL添加して、金属ナノ粒子表面をブロッキングした。その後、遠心分離機で金属ナノ粒子を沈殿させ、上清を除去し、150mMの塩化ナトリウム及び1%のBSAを含有する10mMのHEPES緩衝液1mLで再分散した。遠心分離操作を再度実施し、上清を除去後、金属ナノ粒子を同じ緩衝液で再度分散して、最大吸収波長における吸光度が1になるように濃度を調整した。これをイムノクロマト試験に使用する展開液A9及びB9とした。
 また、懸濁液Aについては、マウス抗CD9抗体に代えてマウス抗CD63抗体(品番:HBM-CD63-100、製造元:Hansa Bio Med)又はマウス抗CD81抗体(品番:HBM-CD81-100、製造元:Hansa Bio Med)を使用した以外は上述の方法と同様にして、抗体担持金属ナノ粒子を含む展開液A63及びA81を調製した。調製した展開液に含まれる金属ナノ粒子及び検出抗体の種類を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
5.イムノクロマト試験
(1)イムノクロマト試験紙への捕捉抗体の固定
 マウス抗CD9抗体(品番:HBM-CD9-100、製造元:Hansa Bio Med)を、濃度が0.25g/mLになるように10%スクロース含有PBSで希釈し、その希釈液の0.75μLを、吸水パッドが一方の端に取付けられている短冊形のニトロセルロースメンブレンを備えたイムノクロマト試験紙(株式会社フォーディクス製)の中央部へ滴下して、当該抗体を捕捉抗体としてメンブレン上に固定した。そして、3%のBSA含有PBSを10mL展開し、メンブレン全体をブロッキングした。
(2)本発明の方法
 捕捉抗体を固定したイムノクロマト試験紙の吸水パッドが取り付けられていない方の端を、エクソソームを含む試験液に浸して、当該試験液を展開した。次に、上記表2に記載の展開液のいずれかを展開した。最後に、捕捉抗体を固定していた部分の発色を、後述する方法のいずれかにより評価した。
(3)従来の方法(比較法)
 エクソソームを含む試験液を、上記表2に記載の展開液のいずれかと混合した。次に、その混合液を、捕捉抗体を固定したイムノクロマト試験紙に展開した。最後に、捕捉抗体を固定していた部分の発色を、後述する方法のいずれかにより評価した。
(4)界面活性剤の添加
 エクソソーム溶液に界面活性剤を添加する場合には、エクソソーム溶液1μLに界面活性剤溶液を5μL添加し、全量が50μLになるように1%のウシ血清アルブミン(BSA)含有PBSを添加して、試験液を調製した。上記界面活性剤溶液としては、0.01%の(オクチルフェノキシ)ポリエトキシエタノール(名称:NonidetTM P-40,略称:NP40)水溶液又は0.1%のTween(R)20溶液を使用した。
6.評価方法
(1)目視
 イムノクロマト試験紙のメンブレン上の判定部分(マウス抗CD9抗体が固定化された部位)を目視で確認し、発色の程度を以下の基準で評価した。
 ++:明確に判別可能
 + :判別可能
 +-:僅かに判別可能
 - :判別不可能
(2)輝度解析
 検出抗体を含む展開液を展開した後のイムノクロマト試験紙をスキャナー(装置名:CanoScan LiDE500F、製造元:キヤノン株式会社)によりスキャニングし、判定部分の輝度と、判定部分以外の部分の最低輝度を、画像解析ソフト(Image-J)で測定することにより検出シグナルを数値化した。より具体的には、各部分をそれぞれ5回ずつ測定し、得られた数値の中央値の差を求めた。そして、エクソソームを含む試験液を展開したときの値から、エクソソームを含まない対照の溶液を展開したときの値を引いて、検出シグナルとしての輝度差を求めた。なお、Image-Jは、アメリカ国立衛生研究所でWayne Rasbandが開発したオープン・ソースで公有の画像処理ソフトウェアである(http://imagej.nih.gov/ij/)。
(3)イムノクロマトリーダーによる測定
 検出抗体を含む展開液を展開した後のイムノクロマト試験紙をイムノクロマトリーダー(型番:C10066-10、製造元:浜松ホトニクス株式会社)で測定した。金ナノプレート(青色)を使用した際は青色系発色ライン測定モードで測定し、球状金コロイド(赤色)を使用した際は赤色系発色ライン測定モードで測定した。エクソソームを含む試験液を展開したときの値から、エクソソームを含まない対照の溶液を展開したときの値を引いて、検出シグナルとしての吸光度を求めた。
7.イムノクロマト試験の展開方法の比較
 エクソソームを含む試験液として血清(品番:12181201、販売元:コスモ・バイオ株式会社)を25μL使用し、検出抗体を含む展開液として展開液A9、A63、又はA81を60μL使用した。本発明の方法又は比較法によってイムノクロマト試験を行い、目視判定した結果を表3、輝度解析した結果を図23に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 どの展開液(検出抗体)を使用した場合でも、本発明の方法に従ってイムノクロマト試験を行った場合には、比較法に対して検出感度が向上した。特に、展開液A63を使用した場合には、比較法では目視による検出が不可能であったにもかかわらず、本発明の方法では目視により発色を確認することができた。
8.各種試料におけるエクソソームの検出
(1)がん細胞株由来のエクソソーム
 エクソソームを5.0×109個含むE溶液1に、全量が50μLになるように1%のBSA含有PBSを添加した。これをイムノクロマト試験の試験液として使用し、検出抗体を含む展開液として展開液A9又はB9を60μL使用して、本発明の方法によりイムノクロマト試験を行った。輝度解析の結果を図24に示す。
 抗体を標識する金属ナノ粒子の種類にかかわらず、本発明の方法によって、良好なイムノクロマト試験結果を得ることができた。
(2)全血中のエクソソーム
 全血(販売元:株式会社ビジコムジャパン)をPBSで5倍に希釈した溶液をイムノクロマト試験の試験液として50μL使用し、検出抗体を含む展開液として展開液A9又はB9を60μL使用して、本発明の方法によりイムノクロマト試験を行った。輝度解析の結果を図25に示す。
 エクソソームを単離又は精製していない試料を使用しても、本発明の方法によって、良好なイムノクロマト試験結果を得ることができた。また、抗体の標識として球状金ナノコロイドを使用するとわずかな輝度差しか測定できないような場合であっても、抗体の標識として異方性金ナノ粒子である金ナノプレートを使用すれば、検出感度をさらに高めることができた。
(3)培養上清中のエクソソーム
 乳がん細胞株MCF7をディッシュ底面積の80%になるように培養し、その培地を無血清のRPMI1640培地に交換して、培養上清を経時的に採取した。採取した培養上清を試験液として50μL使用し、検出抗体を含む展開液として展開液A9を60μL使用して、本発明の方法によりイムノクロマト試験を行った。輝度解析した結果を図26に示す。
 本発明の方法に従ったイムノクロマト試験によれば、培養上清を直接使用した試験により、当該培養上清中のエクソソームが経時的に増加する様子を簡便に観察することができた。なお、このイムノクロマト試験の結果は、NanoSightナノ粒子解析システムによる計測結果とよく相関していた。
(4)NP40(界面活性剤)を使用して調製した試料中のエクソソーム
 E溶液1(MCF7細胞由来エクソソーム溶液)及びE溶液2(MM231細胞由来エクソソーム溶液)にNP40溶液を添加して又は添加せずに50μLの試験液を調製した。検出抗体を含む展開液として展開液A9又はB9を60μL使用して、本発明の方法によりイムノクロマト試験を行った。輝度解析した結果を図27に示す。
 NP40を試料中に添加することにより、いずれの細胞由来のエクソソームについても、検出感度を向上することができた。
(5)Tween(R)20(界面活性剤)を使用して調製した試料中のエクソソーム
 E溶液1及びE溶液2にTween(R)20溶液を添加して又は添加せずに50μLの試験液を調製した。検出抗体を含む展開液として展開液A9を60μL使用して、本発明の方法によりイムノクロマト試験を行った。輝度解析した結果を図28に示す。
 Tween(R)20を試料中に添加した場合でも、NP40を添加したときと同様に、エクソソームの検出感度を向上することができた。
9.イムノクロマト試験の定量性
 NanoSightナノ粒子解析システムで計測した結果に基づき、E溶液1をエクソソームの数が9.0×108個、1.8×108個、又は0.9×108個になるように1%のBSA含有PBSで希釈し、50μLの希釈液を調製した。この希釈液又はエクソソームを含まないBSA含有PBSを試験液として使用し、検出抗体を含む展開液として展開液A9を60μL使用して、本発明の方法によりイムノクロマト試験を行った。輝度解析した結果を図29、イムノクロマトリーダーで測定した結果を図30に示す。
 輝度解析及びイムノクロマトリーダーによる測定のいずれにおいても、良好な検量線を引くことができるデータを取得することができた。したがって、本発明に従ったイムノクロマト試験を行えば、定量性のある試験を行うことができる。
10.ウェスタンブロッティングとの比較
 NanoSightナノ粒子解析システムで計測した結果に基づき、E溶液1をエクソソームの数が50.0×108個、5.0×108個、又は0.5×108個になるように1%のBSA含有PBSで希釈し、50μLの希釈液を調製した。この希釈液又はエクソソームを含まないBSA含有PBSを試験液として使用し、検出抗体を含む展開液として展開液A9を60μL使用して、本発明の方法によりイムノクロマト試験を行った。
 また、イムノクロマト試験で使用したエクソソーム溶液と同じものをウェスタンブロッティングで解析した。一次抗体としてはマウス抗CD9抗体(Hansa Bio Med製)を使用し、二次抗体としてはHRP標識ヤギ抗マウスIgG抗体(Bio-Rad Laboratories製)を使用した。ウェスタンブロッティングの結果(写真)を図31に示し、イムノクロマト試験(IC)及びウェスタンブロッティング(WB)の目視判定の結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 ウェスタンブロッティングでは結果が出るまで約8時間かかり、操作も煩雑であったが、イムノクロマト試験では結果が出るまで約30分であり、操作も簡便であった。しかも、本発明の方法に従ったイムノクロマト試験の検出バンドは、ウェスタンブロッティングにより得られた検出バンドよりも目視で判別しやすいものだった。特に、0.5×108個のエクソソームを使用した場合には、ウェスタンブロッティングでは目視による検出が不可能であったにもかかわらず、本発明の方法に従ったイムノクロマト試験では目視により発色を確認することができた。
11.化学発光による検出
 Ab-10 Rapid Peroxidase Labeling Kit(株式会社同仁化学研究所製)を使用して、マウス抗CD9抗体(Hansa Bio Med製)をHRPで標識した。HRP標識マウス抗CD9抗体を150mMの塩化ナトリウム及び1%のBSAを含有する10mMのHEPES緩衝液で希釈し、抗体濃度0.2μg/mLの展開液を調製した。また、NanoSightナノ粒子解析システムで計測した結果に基づき、E溶液1をエクソソームの数が100×108個、20×108個、4×108個、又は0.8×108個になるように1%のBSA含有PBSで希釈し、50μLの希釈液を調製した。この希釈液又はエクソソームを含まないBSA含有PBSを試験液として使用し、HRP標識マウス抗CD9抗体を含む展開液を60μL使用して、本発明の方法(項目5(2))に従って展開操作を行った。展開液を展開した後、150mMの塩化ナトリウム及び1%のBSAを含有する10mMのHEPES緩衝液を50μL展開してイムノクロマト試験紙上の検出部位以外に残存するHRP標識マウス抗CD9抗体を洗浄してから、発色基質として50μLのイムノスターLD(富士フイルム和光純薬工業株式会社製)をイムノクロマト試験紙に滴下した。その滴下直後からCCDイメージャーImageQuant LAS 4000(GEヘルスケア製)で、化学発光を測定した。露光時間0.5秒で得られた像を輝度解析した結果を図32に示す。また、エクソソーム数が4×108個の場合について、露光時間を変えて化学発光を測定した結果を図33に示す。
 化学発光による検出においても、良好な検量線を引くことができるデータを取得することができた。したがって、本発明に従ったイムノクロマト試験を行えば、定量性のある試験を行うことができる。また、露光時間を0.5秒から10秒に変更すると、輝度差は24倍に増大した。このように、化学発光による検出では、露光時間を長くすることで検出強度をさらに高めることができるので、微量の粒状物質をさらに高感度に検出することが可能である。
 以上より、特定の順序でイムノクロマトグラフィー法を行うことにより、高い感度で粒状物質を検出することができることがわかった。したがって、粒状物質を迅速かつ高い感度で検出することが可能となる。
a メンブレン
a1 第一のメンブレン
a2 第二のメンブレン
b 検出部位
b’ 追加の検出部位
c 吸水パッド
d 基板
d1 第一の基板
d2 第二の基板
e1 第一のサンプルパッド
e2 第二のサンプルパッド
f コンジュゲートパッド
f1 第一のコンジュゲートパッド
f2 第二のコンジュゲートパッド
g スペーサー
g1 第一のスペーサー
g2 第二のスペーサー
h 阻害領域
i 滴下領域
i1 第一の滴下領域
i2 第二の滴下領域
j 伸縮構造
k コントロールライン
x 試料流動方向
x1 第一の経路における試料流動方向
x2 第二の経路における試料流動方向
x3 第三の経路における試料流動方向

Claims (31)

  1.  互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質をイムノクロマトグラフィー法によって検出する方法であって、
    (1)前記粒状物質を含む試料と、前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質とを、メンブレン上で接触させ、前記粒状物質を前記第一の特異的結合物質により捕捉する工程、
    (2)捕捉された前記粒状物質と、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質とを接触させ、前記粒状物質を標識する工程、及び、
    (3)標識された前記粒状物質を検出する工程
    を含み、前記第一の特異的結合物質が、前記メンブレン上に固定されており、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合していることを特徴とする、方法。
  2.  前記粒状物質が、細胞外小胞である、請求項1に記載の方法。
  3.  前記標識物質が、金属ナノ粒子、化学発光物質、又は、蛍光物質である、請求項1又は2に記載の方法。
  4.  前記金属ナノ粒子が、異方性金属ナノ粒子である、請求項3に記載の方法。
  5.  前記異方性金属ナノ粒子が、青色又は黒色であり、かつ前記試料が、血液を含む、請求項4に記載の方法。
  6.  前記試料に界面活性剤を添加する工程をさらに含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7.  前記第一の結合対象物質が、前記第二の結合対象物質と同じである、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8.  前記第一の結合対象物質における前記第一の特異的結合物質の結合部位が、前記第二の結合対象物質における前記第二の特異的結合物質の結合部位と同じである、請求項7に記載の方法。
  9.  前記検出工程が、前記粒状物質を定量する工程を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
  10.  前記定量工程が、質量分析装置、イムノクロマトリーダー、又は、画像解析装置で標識シグナルを測定する工程を含む、請求項9に記載の方法。
  11.  前記質量分析装置のイオン化方法が、誘導結合プラズマ(ICP)又はマトリックス支援レーザー脱離イオン化法(MALDI)である、請求項10に記載の方法。
  12.  請求項1~11のいずれか一項に記載の方法に使用するための、イムノクロマトグラフィー用テストストリップ。
  13.  互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法により検出するためのキットであって、
     メンブレンを含むテストストリップと、
     前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質と、
     前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質と
    を含み、前記第一の特異的結合物質が、前記メンブレン上に固定されており、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合していることを特徴とする、キット。
  14.  互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
     前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備えるメンブレンと、
     試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第一のサンプルパッドと
    を含み、
     前記第一のサンプルパッドから前記検出部位に至る途中にコンジュゲートパッドが含まれていないことを特徴とする、テストストリップ。
  15.  前記試料流動方向について前記第一のサンプルパッドのさらに上流側の位置で前記メンブレンと接する第二のサンプルパッドをさらに含み、前記第二のサンプルパッドが、前記第一のサンプルパッドから離間している、請求項14に記載のテストストリップ。
  16.  前記第二のサンプルパッドが、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、請求項15に記載のテストストリップ。
  17.  前記第一のサンプルパッド及び前記第二のサンプルパッドが、第一のスペーサーを介して互いから離間している、請求項15又は16に記載のテストストリップ。
  18.  前記メンブレンが、前記第一のサンプルパッド側から前記第二のサンプルパッド側への前記粒状物質を含む試料の浸透を阻害するように構成されている、請求項15~17のいずれか一項に記載のテストストリップ。
  19.  前記粒状物質が、前記第一の結合対象物質又は前記第二の結合対象物質と同じであっても異なってもよい第三の結合対象物質をさらに備え、
     前記メンブレンが、前記第三の結合対象物質に対する第三の特異的結合物質が固定された追加の検出部位と、前記試料流動方向について前記第一のサンプルパッドの下流側の位置で前記試料が流動する経路を分割するように配置された第二のスペーサーと、をさらに備え、
     前記検出部位及び前記追加の検出部位が、前記第二のスペーサーによって分割された異なる経路に配置されている、請求項15~18のいずれか一項に記載のテストストリップ。
  20.  互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
     前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備えるメンブレンと、試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第一のサンプルパッドとを含む第一の基板と、
     第二のサンプルパッドを含む第二の基板と
    を含み、
     前記第一の基板及び前記第二の基板は、前記第二のサンプルパッドが前記試料流動方向について前記第一のサンプルパッドのさらに上流側の位置で前記メンブレンと接するように、接近可能であることを特徴とする、テストストリップ。
  21.  前記第二のサンプルパッドが、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、請求項20に記載のテストストリップ。
  22.  前記第一の基板及び前記第二の基板が、伸縮構造を介して結合されている、請求項20又は21に記載のテストストリップ。
  23.  互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
     前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備えるメンブレンと、
     第一の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第一のサンプルパッドと、
     前記第一の経路とは異なる第二の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第二のサンプルパッドと
    を含み、
     前記第二のサンプルパッドが、前記第一のサンプルパッドから離間していることを特徴とする、テストストリップ。
  24.  前記第二のサンプルパッドが、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、請求項23に記載のテストストリップ。
  25.  前記メンブレンが、短冊形、U字型、又は、V字型である、請求項23又は24に記載のテストストリップ。
  26.  前記粒状物質が、前記第一の結合対象物質又は前記第二の結合対象物質と同じであっても異なってもよい第三の結合対象物質をさらに備え、
     前記メンブレンが、前記第三の結合対象物質に対する第三の特異的結合物質が固定された追加の検出部位と、前記第一の経路における試料流動方向について前記第一のサンプルパッドの下流側の位置で前記第一の経路を分割するように配置されたスペーサーと、をさらに備え、
     前記検出部位及び前記追加の検出部位が、前記スペーサーで分割された異なる経路に配置されている、請求項23又は24に記載のテストストリップ。
  27.  前記第一の経路及び前記第二の経路とは異なる第三の経路における試料流動方向について前記追加の検出部位の上流側の位置で前記メンブレンと接する第三のサンプルパッドをさらに含む、請求項26に記載のテストストリップ。
  28.  前記第二のサンプルパッド及び/又は前記第三のサンプルパッドが、前記第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含んでいる、請求項27に記載のテストストリップ。
  29.  互いに同じであっても異なってもよい第一の結合対象物質及び第二の結合対象物質を含む結合対象物質を表面上に複数備える粒状物質を検出するためのイムノクロマトグラフィー用テストストリップであって、
     前記第一の結合対象物質に対する第一の特異的結合物質が固定された検出部位を備える第一のメンブレンと、
     第一の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記第一のメンブレンと接する第一のサンプルパッドと、
     前記検出部位と前記第一のサンプルパッドの間で前記第一のメンブレンと接している第二のメンブレンと、
     前記第一の経路とは異なる第二の経路における試料流動方向について前記検出部位の上流側の位置で前記第二のメンブレンと接する第二のサンプルパッドと
    を含み、
     前記第二のサンプルパッドが、前記第一のサンプルパッドから離間していることを特徴とする、テストストリップ。
  30.  前記第一のサンプルパッド又は前記第二のサンプルパッドのいずれか一方が、前記第二の結合対象物質に対する第二の特異的結合物質を含むコンジュゲートパッドを含み、前記第二の特異的結合物質が、標識物質に結合している、請求項29に記載のテストストリップ。
  31.  前記メンブレンが、イムノクロマトグラフィー試験の成否を判定するコントロール部位をさらに備えている、請求項14~30のいずれか一項に記載のテストストリップ。
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