JP4371556B2 - 検査キット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、酵素反応及び免疫反応を利用した検査キットに関し、より詳細には、被検出物質の有無及び量を特異的な結合反応を利用して簡便にかつ迅速に測定することが可能とされている検査キットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、抗原−抗体による特異的反応を利用して、特定の抗原または抗体よりなる被検出物質を検出する免疫測定法が広く用いられている。この種の免疫測定法では、免疫反応により試料中の被検出物質を、微粒子に感作させた抗体または抗原と結合し、結合によって生じる微粒子の凝集状態を測定する凝集法が簡便であり、目視判定が可能であるため一般的に用いられている。
【0003】
また、試料中の被検出物質に、放射性同位元素、酵素または蛍光物質からなる標識物質により標識した抗体または抗原を免疫反応により結合し、結合した標識物質を測定する放射免疫測定法、酵素免疫測定法または蛍光免疫測定法も使用されている。
【0004】
これらの免疫測定法の機構としては、競合型反応及びサンドイッチ型反応が広く用いられている。サンドイッチ型反応の測定法としてイムノクロマトグラフ法が知られており、試料中の抗原または抗体よりなる被検出物質を検出するために、各種操作方法が提案されている。
【0005】
例えば、米国特許第4,168,146号には、抗体が固定化された多孔質試験小片を用いる方法が開示されている。また、米国特許第4,094,647号、第4,235,601号及び4,361,537号には、免疫学的及び他のタイプの特異的結合アッセイにおいて、試薬をクロマトグラフ溶媒移動させて毛管現象により展開・移動させる方法が開示されている。
【0006】
この方法では、ニトロセルロースやナイロン等からなる多孔性膜により構成されているクロマトグラフ媒体上に設けられた検体添加部位に検体が加えられ、溶液が展開され、多孔性膜上に設けられた検出部位にて呈示される標識物の着色度合いにより検体中の被検出物質の有無が判定される。
【0007】
標識物質としては、着色ラテックス粒子、金属コロイド、非金属コロイド、色素、または酵素等が用いられている。着色ラテックス粒子を用いた方法では、例えば、あらかじめ、多孔性膜上に抗原もしくは抗体を固相化しておき、膜の一端に抗体もしくは抗原を結合させた着色ラテックス粒子を載置する。尿や血清等の検体が添加されると、検体中の抗原もしくは抗体と着色ラテックス粒子とが、多孔性膜の有する毛細管現象の作用により順次拡散・移動し、展開する。この場合、免疫反応により生じた抗原もしくは抗体−着色ラテックス粒子複合体が、固相化されていた抗原もしくは抗体に到達し、その部位で抗原抗体反応が起こり、着色ラテックス粒子が捕捉された度合いを色の濃度により目視により観察することができる。
【0008】
すなわち、クロマトグラフ媒体に形成された反応部位に、固定化された抗体が固定化試薬となり、該固定化試薬に被検出物質である抗原を介して感作標識微粒子が特異的に結合し、その結果、感作標識微粒子が反応部位に捕捉されることにより生じる信号の有無または強度を目視により判定することにより、試料中の検出物質の存在の有無または量が測定される。
【0009】
上記イムノクロマトグラフ法において、標識微粒子を調製するための微粒子としては従来、金、白金、銅、酸化鉄等のコロイド状金属粒子またはコロイド状酸化物粒子、硫黄等のコロイド状非金属粒子及び染料粒子等が用いられている。このような微粒子としては、一般に、0.005μm〜10.0μmの粒子径を有するものが市販されている。
【0010】
他方、イムノクロマトグラフ法に用いられるクロマトグラフ媒体としての多孔性膜または繊維状膜は、一般には、ガラス繊維状シート、濾紙、ナイロンシート、ニトロセルロースシート、ポリエチレンシート等からなり、これらは、その種類によって、0.01μm〜50μmの範囲の孔径を有する多孔性膜や繊維状膜であることが多い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、標識微粒子として、コロイド状金属粒子、コロイド状金属酸化物粒子またはコロイド状非金属粒子を用いる場合、その調製条件または粒径によって色調が決定される。従って、所望とする鮮明な濃い色調を呈する標識微粒子を得ることができないことがあった。
【0012】
他方、染料粒子では、その色調及び色の濃さを任意に選択することができ、鮮明な濃い色調を呈する標識微粒子を得ることができる。しかしながら、染料粒子を用いた場合においても、クロマトグラフ媒体上で捕捉された標識微粒子の積み重ねにより形成される捕捉ラインの色調は弱く、検出物が微量の場合には検出が非常に困難であった。また、イムノクロマトグラフ法の反応部位におけるシグナル強度を所望の強度レベルとすることが困難であり、かつ正確な目視判定が困難であり、検出感度を高めることができないという問題があった。
【0013】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、被検出物質の目視による判定を容易にかつ確実に行なうことができ、従って、高い検出感度を実現し得るイムノクロマトグラフ法用の検査キットを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検体添加部位と被検出物質捕捉部位とが設けられたメンブランと、酵素と、酵素に対する基質とを備える検査キットであって、前記メンブランには、試料中の検出すべき被検出物質と特異的に結合する物質とビオチン又はアビジンとが固定化された微粒子が保持されており、被検出物質捕捉部位には、被検出物質と特異的に結合する物質が固定化されており、上記酵素にはアビジン又はビオチンが固定化されており、上記微粒子が合成高分子からなるラテックス粒子であり、粒子径が0.01μm〜5.0μmの範囲であることを特徴とする。
【0015】
上記微粒子には、好ましくは、アビジンが固定化され、上記酵素にはビオチンが固定化されている。
また、本発明に係る検査キットでは、好ましくは、単糖類または二糖類が含有されている。
【0016】
本発明に係る検査キットの特定の局面では、上記メンブレンとして、多孔性膜または繊維状膜が用いられる。
以下、本発明の詳細を説明する。
【0017】
なお、本明細書において、「アビジン」とは、ビオチンに特異的に強く結合し得るタンパク質の総称を意味するものとし、アビジンとしては、より具体的には、卵白アビジン、ストレプトアビジン、遺伝子組み替えアビジン等を挙げることができる。
【0018】
アビジンは、同一のサブユニット4個から形成されるタンパク質であり、各サブユニットにはビオチン結合部位が一箇所づつ存在する。従って、1分子のアビジンには、4分子のビオチンが結合され得る。また、各サブユニットは共有結合により結合していないため、高い熱が加えられた場合には各サブユニットに開裂することが知られている。そこで、アビジンの各サブユニット間が架橋、すなわち分子内架橋されているものも用いることができる。また、これらのアビジンやビオチンが様々に化学修飾されていてもよく、遺伝子組み替え等によりアミノ酸等が置換されていてもよい。
【0019】
本発明においては、被検出物質と特異的に接合する物質とアビジン又はビオチンとが固定化された標識微粒子と、被検出物質とがクロマトグラフ上で反応され、あるいはあらかじめ反応されたものをクロマトグラフ上に添加し、クロマトグラフ上の捕捉部位において被検出物質と標識微粒子との複合体を捕捉する。しかる後、ビオチンまたはアビジンで標識された酵素をクロマトグラフ上に展開し、捕捉された微粒子上のアビジンまたはビオチンとの反応により、酵素を捕捉部位に留置させる。同時に、あるいはしかる後、酵素に対する基質がクロマト上に展開され、捕捉部位にて酵素と基質とが反応するので、捕捉ライン上にて発色させることができる。
【0020】
上記酵素としては、特に限定されるわけではないが、アルカリフォスターゼ、ペルオキシダーゼ、β−D−ガラクトシダーゼ、アルコール脱水素酵素、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、キサンチンオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、インベルターゼ、アセテートキナーゼ、グルコース脱水素酵素、ピルビン酸キナーゼ、ウレアーゼ等が挙げられる。好ましくは、アルカリフォスターゼ、ペルオキシダーゼ、β−D−ガラクトシダーゼが用いられる。
【0021】
本発明において、上記微粒子を構成するためのラテックス粒子としては、ポリスチレン、スチレン−スルホン酸(塩)共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン−スルホン酸共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体等からなる合成高分子粒子を挙げることができる。
【0022】
また、基質としては、上述した酵素の基質となるものを任意に用いることができる。例えば、アルカリフォスターゼに対しては、p−ニトロフェニルリン酸、ペルオキシダーゼには5−アミノサリチル酸やo−フェニレンジアミン、3,3’5,5’−tetramethylbennizine、2,2’−Azinodi−3−ethylbenzthiaziline−6’−sulfonic acid等を用いることができる。
【0023】
ラテックス粒子には様々な官能基を付与させることができるので、非検出物質と特異的に接合する物質として、被検出物質に対する抗原または抗体、あるいはリガンド等を容易に結合し、固定化することができる。また、ラテックス粒子にはアビジンまたはビオチンを共有結合等の化学結合等により容易に結合し、固定化することができる。
【0024】
また、ラテックス粒子は、その表面電荷が、負電荷で0.01〜0.5meq/gであることが好ましい。さらに、表面にスルホン酸基やカルボキシル基等が導入されたラテックス粒子も適宜使用することができる。
【0025】
本発明における上記ラテックス粒子は、その粒子径が、0.01μm〜5.0μmの範囲にあることが好ましく、より好ましくは0.02μm〜3.0μmである。
【0026】
上記ラテックス粒子は、白色あるいは透明であることが好ましく、また若干着色されている場合においても、酵素の発色による色調を妨害しなければ使用することができる。
【0027】
ラテックス粒子が液状あるいは乾燥状態で検査キットに設置される場合、検査キットが糖を含有することが好ましい。糖としては、エリスリトール、キシロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、マンニトール、スクロース、トレハロース、マンノース、ラクトース、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、ポリデキストロース等及びこれらの修飾体等を挙げることができるが、特に限定されるものではないが、単糖類または二糖類あるいはこれらの修飾体が好適に用いられる。
【0028】
クロマトグラフ媒体である試験片については、一般に毛細管現象を発現する公知の適宜の材料を用いることができる。例えば、セルロース、ニトロセルロースのようなセルロース修飾体;ナイロン、ポリエチレン、濾紙、ガラス繊維等を挙げることができるが、多孔性膜や繊維状膜からなるクロマトグラフ媒体が好ましく用いられる。特に、好ましくは、ニトロセルロース膜、ナイロン膜、ポリエチレン膜、ガラス繊維膜または濾紙等の多孔性膜もしくは繊維状膜が用いられる。
【0029】
これらの試験片には、検出ゾーンとして、試料中の検出すべき被検出物質と結合可能な固定化試薬を含む少なくとも1つの反応部位が設けられている。固定化試薬としては、例えば、被検出物質が抗原の場合、これに対して特異的なポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、リガンド、または被検出物質が抗体等の場合には、対応する抗原や抗原性を有するペプチド等を含有する試薬が挙げられる。これらの試薬は、上記クロマトグラフ媒体上に滴下され、あるいは塗布され、乾燥されることにより、固定化することができる。
【0030】
試験片の大きさについては特に限定されないが、例えば、幅3〜10mm×長さ20〜150mm程度のストリップ状のものが、取り扱い容易であるため好ましい。試験片の厚みは、10μm〜1mm程度のものがが取り扱い容易であり好ましい。また、吸水力のある濾紙等のパッドを試験片の上部に貼付してもよい。
【0031】
試験片の一部または全部にウシ血清アルブミン、カゼイン、糖類または界面活性剤等を含有せてもよい。
ラテックス粒子が乾燥され保持されている同時に、ラテックス粒子が保持されている部位に糖を含有させることが好ましい。糖としては、特に限定されないが、前述した各種糖及びその修飾体が用いられ、単糖類または二糖類あるいはこれらの修飾体が好ましく用いられる。
【0032】
本発明に係る検査キットで用いられる試料については、特に限定されないが、例えば、血液、血清、血漿、唾液、汗、尿、乳汁、胸水、粘膜液、髄液、腹腔液、羊水、糞便等のような生理学的な流体、発酵ブロス、細胞培養または化学反応混合物などから得たもの等、任意である。生物学的流体または生理学的流体の他に、他の液体サンプル、例えば、水や食品の製造検定サンプル、水質・土壌検査サンプル等であってもよい。また、これらの試料は、適宜、緩衝液等で希釈して用いられてもよく、濃縮、濾過、熱処理、凍結融解、抽出操作、妨害成分の不活化あるいは試薬の添加等の前処理を施されたものであってもよい。
【0033】
また、試薬には、ブロッキング剤、緩衝液、血液凝固抑制剤、または界面活性剤等をあらかじめラテックス粒子とともに乾燥して保持させて含有させておいてもよい。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0035】
(実施例1)
(1)HBs抗原固定化多孔性膜の作製
ニトロセルロースメンブレン(日本ミリポア社製、品番:SRHF、厚み100μm,バッキングコートあり)を幅20cm×長さ5cmの矩形形状に切断し、得られた矩形のニトロセルロースメンブレンの上端から30mmの位置に、HBs抗原を2.0mg/mg濃度で含有する10mMトリス塩酸緩衝液(pH7.4)を1μL/cmとなるようにライン状に塗布した。37℃で2時間乾燥した後、1%(w/v)牛血清アルブミン(DIFCO社製)の100mMリン酸緩衝液(pH7.5)溶液に10分間浸漬し、ブロッキング処理を行なった。しかる後、0.1%(w/V)のラウリル硫酸ナトリウム含有100mMリン酸緩衝液(pH7.5)にて洗浄後、室温にて乾燥した。このようにして、HBs抗原固定化多孔製膜を得た。
【0036】
(2)HBs抗原及びアビジン結合ラテックス粒子の作製
カルボキシル基含有ラテックス粒子(積水化学工業社製、白色カルボラテックス、粒子径0.3μm)の1%(w/v)の分散液1.0mLに、20mMリン酸緩衝液(pH5.5)9mLを加え、15000rpmにて20分間遠心分離した。得られた沈渣を2%(w/v)の1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミドヒドロクロライドを含有する20mMリン酸緩衝液(pH5.5)に懸濁し、37℃で1時間混和した。しかる後等、混和液を15000rpmで遠心分離し、沈渣を0.2Mほう酸緩衝液(pH8.5)4mLに懸濁させた。得られた懸濁液にHBs抗原の0.5mg/mL −0.2Mほう酸緩衝液(pH8.5)1mLを加え、十分混和し、37℃で1時間攪拌した。
【0037】
未反応のHBs抗原を除去するために、1500rpmで20分間遠心分離し、沈渣を0.2Mほう酸緩衝液(pH8.5)4mLに懸濁させ、これにアビジンの1mg/mL−0.2Mほう酸緩衝液(pH8.5)1mLを加え、十分混和し、37℃で1時間攪拌した。再度、15000rpm及び20分の条件で遠心分離し、沈渣を0.1Mのエタノールアミンヒドロクロライド−0.2Mほう酸緩衝液(pH8.5)溶液にて懸濁し、37℃で1時間攪拌した。攪拌後、15000rpmで20分間遠心分離し、沈渣を1%(w/v)ウシ血清アルブミン−100mMリン酸緩衝液(pH7.5)溶液5mLに懸濁させ、室温で1時間攪拌し、ブロッキング処理を行なった。
【0038】
しかる後、ブロッキング処理された液体を15000rpmで20分間遠心分離し、沈渣を1%(w/v)ウシ血清アルブミン−0.1%(w/v)アジ化ナトリウム含有100mMリン酸緩衝液(pH7.5)2mLに懸濁させ、冷蔵保存した。このようにして、HBs抗原及びアビジン結合ラテックス粒子懸濁液を得た。
【0039】
(3)試験片の作製
上記HBs抗原固定化多孔性膜を幅5mm×長さ25mmに裁断し、幅5mm×長さ60mmの粘着性基材に貼り合わせ、該多孔性膜の上端に幅5mm×長さ2cmの吸水用濾紙(日本ミリポア社製)を上端が一致するように重ね、透明な粘着テープで固定した。吸水用濾紙の下端にはグラスファイバー片(ワットマンジャパン社製)に上記ラテックス粒子懸濁液を2μL含有させ乾燥したものを貼付した。該グラスファイバー片上に、さらにフィルタ濾紙(ワットマンジャパン社製)を重ね透明な粘着テープで固定した。このようにして試験片を得、該試験片をウェル内に入れ、立設した。
【0040】
(4)抗HBs抗体の測定
抗HBs抗体の測定陽性サンプルとして、抗HBs抗体の濃度が0mIU/mL、5mIU/mL、10mIU/mL、20mIU/mL、40mIU/mL、及び80mIU/mLの濃度の各サンプル50μLをウェルに添加し、試験片に吸収させ、反応させた。5分後に10mMアルカリフォスファータゼ標識ビオチン含有リン酸緩衝液(pH7.5)50μLを添加し、さらに5分後に、基質として10mg/mLの5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−リン酸二ナトリウム塩含有溶液50μLを添加した。この添加の10分後に、青色のラインが検出されるかどうかを目視により判定した。ラインの強度は3名の評価者により評価し、その平均値を求めた。結果を下記の表1に示す。
【0041】
(実施例2)
HBs抗原及びアビジン結合ラテックス粒子懸濁液に、さらにトレハロース(林原生物化学研究所製)を10%(w/v)となるように加えたこと以外は、実施例1と同様にして試験片を作製し、かつ抗HBs抗体の測定を行なった。結果を下記の表1に示す。
【0042】
(実施例3)
HBs抗原結合アビジン結合ラテックス粒子懸濁液に、さらにトレハロース(林原生物化学研究所製)を20%(w/v)となるように加えたこと以外は、実施例1と同様にして試験片を作製し、かつ抗HBs抗体の測定を行なった。結果を下記の表1に示す。
【0043】
(実施例4)
HBs抗原結合アビジン結合ラテックス粒子懸濁液に、さらにトレハロース(林原生物化学研究所製)を30%(w/v)となるように加えたこと以外は、実施例1と同様にして試験片を作製し、かつ抗HBs抗体の測定を行なった。結果を下記の表1に示す。
【0044】
(比較例1)
実施例1において、HBs抗原及びアビジン結合ラテックス粒子の作製を、下記のHBs抗原結合青色着色ラテックス粒子の作製に変更したこと、サンプル滴下後に、10mMアルカリフォスターゼ標識ビオチン含有リン酸緩衝液(pH7.5)50μLを添加しなかったこと、並びに、10mg/mLの5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−リン酸二ナトリウム塩含有溶液50μLの添加をしなかったことを除いては、全て実施例1と同様にして行なった。
【0045】
HBs抗原結合青色着色ラテックス粒子の作製
カルボキシル基含有青色着色ラテックス粒子(積水化学工業社製、青色カルボラテックス、粒子径0.3μm)の10%w/v濃度の分散液1.0mLに20mMにリン酸緩衝液(pH5.5)9mLを加え、15000rpmで20分間遠心分離した。得られた沈渣を、2%(w/v)の1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミドヒドロクロライドを含有する20mMリン酸緩衝液(pH5.5)に懸濁し、1時間、37℃で混和した。混和された混濁液を、15000rpmにて20分間遠心分離し、0.2Mホウ酸緩衝液(pH8.5)4mLに懸濁した。この懸濁液に、HBs抗原の0.5mg/mL−0.2Mほう酸緩衝液(pH8.5)を1mL加え十分混和し、37℃で1時間攪拌した。しかる後、未反応のHBs抗原を除去するために、15000rpmで20分間遠心分離した。沈渣を0.2Mホウ酸緩衝液(pH8.5)4mLに懸濁させた。
【0046】
上記のようにして得た懸濁液を再度、15000rpmで20分間遠心分離した。沈渣を0.1Mのエタノールアミンヒキドロクロライド−0.2Mホウ酸緩衝液(pH8.5)にて懸濁し、37℃で1時間攪拌した。しかる後、攪拌された懸濁液を15000rpmで20分間遠心分離した。遠心分離後に、1%(w/v)ウシ血清アルブミン−100mMリン酸緩衝液(pH7.5)5mLに懸濁し、室温で1時間攪拌し、ブロッキング処理した。
【0047】
上記ブロッキング処理後、懸濁液を15000rpmで20分間遠心分離した。沈渣を1%(w/v)ウシ血清アルブミン−0.01%(w/v)アジ化ナトリウム含有100mMリン酸緩衝液(pH7.5)2mLに懸濁させ、冷蔵保存した。このようにして、HBs抗原結合青色着色ラテックス粒子含有懸濁液を得た。
【0048】
【表1】
【0049】
なお、表1においては、ラインの強度は−、+、++、+++の4段階で評価した。
表1から明らかなように、比較例1では、20mIU/mLまでの濃度のサンプルしか検出できなかったのに対し、実施例1では、5mIU/mLの濃度のサンプルまで検出することができ、感度の高められることがわかる。また、反応容器内に糖を含有させた実施例2〜4においても、同様に、5mIU/mLの濃度の場合でも、検出ラインを確認することができ、感度の高められていることがわかる。
【0050】
【発明の効果】
本発明に係る検査キットでは、被検出物質と特異的に結合する物質と、ビオチンまたはアビジンとが固定化された微粒子が、合成高分子からなるラテックス粒子であって、粒子径が0.01〜5.0μmの範囲にあるので、該微粒子が、被検出物質捕捉部位に捕捉された場合、捕捉後粒子の量が、背景色に妨害されず、また粒子自身の持つ色に妨害されずに測定され得る。従って、合成高分子ラテックス粒子を用いたイムノクロマトグラフ法により、高感度に被検出物質を測定することができる。
Claims (4)
- 検体添加部位と被検出物質捕捉部位とが設けられたメンブランと、酵素と、前記酵素に対する基質とを備える検査キットであって、
前記メンブランには、試料中の被検出物質と特異的に結合する物質とアビジンとが固定化された微粒子が保持されており、
前記被検出物質捕捉部位には、被検出物質と特異的に結合する物質が固定化されており、
前記酵素にビオチンが固定化されており、
前記微粒子が合成高分子からなるラテックス粒子であり、粒子径が0.01μm〜5.0μmの範囲であることを特徴とする検査キット。 - 検体添加部位と被検出物質捕捉部位とが設けられたメンブランと、酵素と、前記酵素に対する基質とを備える検査キットであって、
前記メンブランには、試料中の被検出物質と特異的に結合する物質とビオチンとが固定化された微粒子が保持されており、
前記被検出物質捕捉部位には、被検出物質と特異的に結合する物質が固定化されており、
前記酵素にアビジンが固定化されており、
前記微粒子が合成高分子からなるラテックス粒子であり、粒子径が0.01μm〜5.0μmの範囲であることを特徴とする検査キット。 - 単糖類または二糖類を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の検査キット。
- 前記メンブレンが、多孔性膜または繊維状膜からなる、請求項1〜3のいずれかに記載の検査キット。
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