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JP7540903B2 - Method for detecting a test substance using a flow channel and colloidal particles - Google Patents

Method for detecting a test substance using a flow channel and colloidal particles Download PDF

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JP7540903B2 JP2020106399A JP2020106399A JP7540903B2 JP 7540903 B2 JP7540903 B2 JP 7540903B2 JP 2020106399 A JP2020106399 A JP 2020106399A JP 2020106399 A JP2020106399 A JP 2020106399A JP 7540903 B2 JP7540903 B2 JP 7540903B2
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Denka Co Ltd
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Description

本発明は、流路を用いた被検物質の検出方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting a test substance using a flow path.

1.被験物質の検出感度の上昇
被検物質の検出の際、被検物質に直接結合する試薬である検出試薬及び該検出試薬に結合する増感試薬を用いるとき、検出試薬を用いた後に洗浄工程を行い、未結合の検出試薬を除いた後、増感試薬を用いることが一般的である。しかし、手順が煩雑になったり、これを自動化する機器が必要になったりしていた。イムノクロマト法などの1ステップの簡易な検出手法においてこのように増感するためには特許文献1の様な流路を含めた構造の複雑化が必要であり、特許文献2の様に複数工程の自動化などのコストがかかる技術の採用が必要であった。
1. Increase in detection sensitivity of test substance When detecting a test substance, a detection reagent that directly binds to the test substance and a sensitizing reagent that binds to the detection reagent are used, it is common to use a washing step after using the detection reagent, remove unbound detection reagent, and then use the sensitizing reagent. However, the procedure becomes complicated and an automated device is required. In order to increase sensitivity in a simple one-step detection method such as the immunochromatography method, it is necessary to complicate the structure including the flow path as in Patent Document 1, and it is necessary to adopt a costly technology such as automating multiple steps as in Patent Document 2.

本発明者は表面プラズモン共鳴を起こす粒子と起こさない粒子を併用することで、感度が上昇する現象を過去に発見した。このような粒子の組み合わせは被検物質検出感度に有利に作用する。 The inventors previously discovered a phenomenon in which sensitivity increases when particles that cause surface plasmon resonance are used in combination with particles that do not. Such a particle combination has an advantageous effect on the detection sensitivity of the analyte.

2.S/N比の増加
1つの流路で2つ以上の関連する被検物質を同時に検出する方法がある。たとえば、上気道感染症に関連したイムノクロマト法であれば、インフルエンザA型とB型及びRSV(Respiratory syncytial virus)を同一キットで個別に(3種類それぞれのテストラインで)検出するキットが市販されている。また、たとえ試験項目が1つであっても、被検物質が複数種類で構成される場合がある。たとえば、被検物質がヒトなどの真核生物のバイオマーカータンパク質であればスプライジングバリアントが存在する場合があり、被検物質が微生物であれば、複数の血清型や遺伝子型で分類される場合がある。これらの場合、被検物質に対する親和性物質の結合部位をバリアントの共通領域に設計できないことがあるため、同一の検査項目でありながら複数の親和性物質が必要になることがある。バリアントを含む複数の被検物質に対する複数の親和性物質を用いるには、1つの粒子が複数種類の親和性物質と結合したり、各親和性物質が一種類ずつ結合したコロイド粒子を用いて被検物質の検出を行ったりすることができる。1つの粒子に複数の親和性物質を結合させる方法より、それぞれの粒子にそれぞれの親和性物質を結合させる方が、安定的な親和性物質結合粒子の作成などの観点から、好ましい。このように、被検物質が複数種類で構成される場合に、被検物質の一部の種類しか含まれないことがある。
2. Increase in S/N ratio There are methods to simultaneously detect two or more related test substances in one flow path. For example, in the case of immunochromatography related to upper respiratory tract infections, kits are commercially available that detect influenza types A and B and RSV (respiratory syncytial virus) individually (with each of the three test lines) in the same kit. In addition, even if there is only one test item, the test substance may consist of multiple types. For example, if the test substance is a biomarker protein of eukaryotes such as humans, there may be splicing variants, and if the test substance is a microorganism, it may be classified into multiple serotypes or genotypes. In these cases, it may not be possible to design the binding site of the affinity substance for the test substance to be a common region of the variants, so multiple affinity substances may be required for the same test item. To use multiple affinity substances for multiple test substances including variants, one particle can be bound to multiple types of affinity substances, or colloidal particles to which each type of affinity substance is bound can be used to detect the test substance. From the viewpoint of producing stable affinity substance-bound particles, etc., it is preferable to bind each affinity substance to each particle rather than to bind multiple affinity substances to one particle. In this way, when the test substance is composed of multiple types, only some of the types of the test substance may be included.

あるいは、たとえ被検物質が一種類であっても、検出用のコロイド粒子は、被検物質に対し過剰量含まれていることが多い。 Or, even if there is only one type of test substance, the colloidal particles used for detection are often contained in excess relative to the test substance.

これらの条件下で反応に関与しない粒子によりバックグラウンドシグナル(検出部位以外の流路上に残ったコロイド粒子のシグナル)が上昇したり、その結果、被検物質の検出のS/N比が低下したりする。 Under these conditions, particles that are not involved in the reaction increase the background signal (the signal from colloid particles remaining in the flow path other than the detection site), resulting in a decrease in the S/N ratio for the detection of the test substance.

3.複数種類の粒子を用いた1段階の多角的な被検物質の検出方法
2つ以上の異なる種類の粒子それぞれを異なる方法で被験物質を検出できる。例えば、着色粒子と蛍光粒子の併用は目視と高感度化を実現できる。しかし、同一の被検物質に結合する際、これら粒子が互いに競合することがある。このため、多くの場合、一種類の粒子で行うよりも感度やS/N比が低下する。特許文献3のように、これら粒子の複合粒子を作製することも可能だが、作製コストの問題がある。また、構成する粒子のうち少なくとも1種類は単独で被検物質と結合した場合に比べS/N比が変わらないか低下する。
3. A one-step, multifaceted detection method for target substances using multiple types of particles
Two or more different types of particles can be used to detect a test substance by different methods. For example, the combined use of colored particles and fluorescent particles can realize visual detection and high sensitivity. However, when binding to the same test substance, these particles may compete with each other. For this reason, in many cases, the sensitivity and S/N ratio are lower than when a single type of particle is used. As in Patent Document 3, it is possible to prepare composite particles of these particles, but there is a problem with the production cost. In addition, the S/N ratio of at least one of the constituent particles remains unchanged or is lower than when it is bound to the test substance alone.

国際公開第2020/040159公報International Publication No. 2020/040159 特許第5610389号公報Patent No. 5610389 特許第5288634号公報Patent No. 5288634

流路と粒子を用いた低濃度の被検物質の検出法の提供を目的とし、以下の課題を解決する。 The aim is to provide a method for detecting low concentrations of test substances using flow channels and particles, and to solve the following problems:

1.被験物質の検出感度の上昇
従来よりも高感度な被検物質の検出を、従来と同程度の作業や時間で行う。
1. Increased detection sensitivity of test substances Test substances can be detected with higher sensitivity than before, with the same amount of work and time as before.

2.バックグラウンドシグナルの減少とS/N比の増加
同一検出キット内で複数の被検物質を対応するそれぞれのコロイド粒子を用い検出する際、結合するそれぞれの粒子を用いる場合、必ずしもすべての被検物質がサンプル中に含まれない。コロイド粒子はその一部しか被検物質の検出に関与できず、反応に関与しない粒子により、検出時のS/N比が低下する。
2. Reduction of background signal and increase in S/N ratio When detecting multiple test substances using corresponding colloidal particles in the same detection kit, if the respective particles that bind to each other are used, not all of the test substances are necessarily contained in the sample. Only a portion of the colloidal particles can be involved in the detection of the test substances, and the S/N ratio during detection decreases due to the particles that are not involved in the reaction.

3.複数種類の粒子を用いた1段階の多角的な被検物質の検出方法
複数種類の粒子を用い、粒子の種類ごとにそれぞれの検出法を行う場合、これを1段階で行うこと困難であったり、検出時のS/N比が低下したりする。
3. Multifaceted detection method for a test substance in one step using multiple types of particles When using multiple types of particles and performing a separate detection method for each type of particle, it can be difficult to perform this in a single step, or the S/N ratio during detection can decrease.

従来のイムノクロマト法(図4)等のコロイド粒子と流路を用いた被検物質の検出法は、コロイド粒子の表面修飾物質として被検物質に対する親和性物質を用いることが多い。本発明はコロイド粒子の表面修飾物質として被験物質に対する親和性物質だけでなくコロイド粒子同士を結合させる物質を一部又は全部のコロイド粒子表面に修飾することを特徴とする。このようなコロイド粒子を用いてイムノクロマト法などの流路を用いた被検物質の検出を行う。 Conventional methods for detecting analytes using colloid particles and flow channels, such as immunochromatography (Figure 4), often use a substance that has affinity for the analyte as a surface modifier for the colloid particles. The present invention is characterized in that the surface of some or all of the colloid particles is modified with not only a substance that has affinity for the analyte as a surface modifier for the colloid particles, but also a substance that bonds colloid particles together. Such colloid particles are used to detect analytes using flow channels, such as immunochromatography.

検出部位において被検物質に結合したコロイド粒子を被験検物質結合粒子と呼び、被検物質には直接結合せず、他のコロイド粒子を介して被検物質に結合しているコロイド粒子を粒子結合粒子と呼ぶ。従来のイムノクロマト法などの流路とコロイド粒子を用いた被検物質検出法は、主に被検物質結合粒子のシグナルを検出する。本発明は被検物質結合粒子と粒子結合粒子のシグナルをそれぞれ、あるいは併せて検出することにより、以下の1~3を達成する。 Colloid particles bound to the analyte at the detection site are called analyte-bound particles, and colloid particles that are not directly bound to the analyte but are bound to the analyte via other colloid particles are called particle-bound particles. Conventional analyte detection methods using a flow path and colloid particles, such as immunochromatography, mainly detect signals from analyte-bound particles. The present invention achieves the following 1 to 3 by detecting signals from analyte-bound particles and particle-bound particles, either separately or together.

1.被検物質の検出感度の上昇
発明者が既に発明したコロイド粒子同士の結合を用いる多段階増感方法(特願2019-213491)では増感工程を行う際、増感前に検出工程と洗浄工程が必要であった。これに対し本法では洗浄工程なしに検出工程と増感工程を合わせて1工程で行うことで、作業コストと時間コストを削減する。具体的には、イムノクロマト法等の担体流路を用いた被検物質検出方法において、被検物質結合粒子と粒子結合粒子が混ざった状態で流路上を流れ、被検物質:被検物質結合粒子:粒子結合粒子(:は結合を示す)の複合体を検出部位において検出する。
1. Increased detection sensitivity of analyte In the multi-step sensitization method (Patent Application No. 2019-213491) that uses the binding of colloidal particles that the inventors have already invented, a detection step and a washing step were required before the sensitization step. In contrast, this method combines the detection step and the sensitization step into one step without the washing step, reducing labor and time costs. Specifically, in an analyte detection method using a carrier flow path such as immunochromatography, analyte-bound particles and particle-bound particles flow in a mixed state through the flow path, and a complex of analyte: analyte-bound particles: particle-bound particles (: indicates binding) is detected at the detection site.

2.S/N比の増加
複数の種類の被検物質を、それぞれの物質に対する親和性物質を結合させたコロイド粒子を用いて検出する場合、あるいは被検物質が1種類であっても、コロイド粒子数に対し、被検物質の量が相対的に少ない場合がある。このような場合に被検物質に結合できないコロイド粒子を有効に用いることでS/N比が増加する。具体的には被検物質に結合できないコロイド粒子が粒子結合粒子として間接的に被検物質に結合し、S/N比が上昇する。反応に関与しなかったコロイド粒子を他の粒子を介して複合体を形成させることで、高いS/N比で被検物質を検出する。
2. Increase in S/N ratio When detecting multiple types of test substances using colloid particles bound to affinity substances for each substance, or when there is only one type of test substance, the amount of the test substance may be relatively small compared to the number of colloid particles. In such cases, the S/N ratio can be increased by effectively using colloid particles that cannot bind to the test substance. Specifically, colloid particles that cannot bind to the test substance indirectly bind to the test substance as particle-binding particles, increasing the S/N ratio. By forming a complex with colloid particles that were not involved in the reaction via other particles, the test substance can be detected with a high S/N ratio.

3.複数種類の粒子を用いた1段階の多角的な被検物質の検出方法
二種類以上の検出方法に対応した粒子(例えば着色粒子と蛍光粒子)を用い、S/N比を低下させることなく、一段階の操作で被検物質の検出を行う。
3. Multifaceted one-step detection method for analyte using multiple types of particles By using particles compatible with two or more detection methods (e.g. colored particles and fluorescent particles), analyte can be detected in a single operation without reducing the S/N ratio.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1] 担体上の流路上の検出部位において被検物質をコロイド粒子を用いて検出する方法であって、表面を修飾する物質を介して互いに結合しうるコロイド粒子同士を含み、これらコロイド粒子が担体上の流路の一部又は全部を混合された状態で流れ、検出部位においてコロイド粒子の一部が被検物質に対し、他のコロイド粒子を介して間接的に結合する被検物質検出方法。
[2] コロイド粒子表面に被検物質に対する親和性物質が結合していないコロイド粒子を含む[1]の方法。
[3] コロイド粒子の少なくとも1つが親水性コロイドである[1]又は[2]の方法。
[4] コロイド粒子の少なくとも1つが疎水性コロイドである[1]~[3]のいずれかの方法。
[5] 被検物質の検出の感度あるいはS/N比が上昇する[1]~[4]のいずれかの方法。
[6] 異なる2種以上の被検物質を検出する[1]~[5]のいずれかの方法。
[7] 被検物質に結合しなかった直接結合粒子が間接結合粒子と同様に機能する[1]~[6]のいずれかの方法。
[8] コロイド粒子の少なくとも1つが量子ドットである[1]~[7]のいずれかの方法。
[9] 2つ以上の流路が途中で合流する[1]~[8]のいずれかの方法。
[10] 流路が合流点より上流で分岐する[9]の方法。
[11] 被検物質に親和性を有する物質を結合させたコロイド粒子を用い、担体上の流路上の検出部位において被検物質を検出する方法であって、直接結合粒子と、一種類又は多種類からなる間接結合粒子を用い、直接結合粒子は被検物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり、間接結合粒子は直接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質、及び/又は他の間接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり、これらのコロイド粒子が担体上の流路の一部又は全部において混合された状態で流れ、被検物質:直接結合粒子:間接結合粒子(「:」は結合を示す)の複合体を形成させることにより感度を上昇させて検出する、被検物質検出方法。
[12] 平均流路径が1000μm以下である担体又は多孔性担体を流路の一部又は全部に用いた[11]の方法。
[13] 直接結合粒子、間接結合粒子及び被検物質をあらかじめ混合して担体にアプライする、[11]又は[12]の方法。
[14] 直接結合粒子用流路を有する担体及び間接結合粒子用流路を有する担体が合流する担体を用い、直接結合粒子を直接結合粒子用流路を有する担体の上流部にアプライし、間接結合粒子を間接結合粒子用流路を有する担体の上流部にアプライし、担体合流部において混合され、混合された状態で担体合流部の下流を流れる、[11]~[13]のいずれかの方法。
[15] 直接結合粒子と間接結合粒子の混合後の流路が被検物質検出部位まで同じ担体である、[11]~[14]のいずれかの方法。
[16] 担体がイムノクロマト法用試験片であり、イムノクロマトグラフィーの原理により被検物質を検出する、[1]~[15]のいずれかの方法。
[17] 用いるコロイド粒子のうち少なくとも1つがラテックス粒子である[1]~[16]のいずれかの方法。
[18] 用いるコロイド粒子のうち少なくとも1つが金コロイド粒子である[1]~[17]のいずれかの方法。
[19] 被検物質が生物由来の物質である、[1]~[18]のいずれかの方法。
[20] 被検物質がウイルスを含む感染性微生物由来の物質である、[1]~[19]のいずれかの方法。
[21] [11]~[20]のいずれかの方法に用いるための、少なくとも直接結合粒子及び間接結合粒子を含むキットであり、これら粒子が複合体を形成するキット。
[22] イムノクロマト法用キットである、[1]~[10]のいずれかの方法に用いるためのキット又は[21]のキット。
[23] 被検物質に親和性を有する物質を結合させたコロイド粒子を用いた、担体上の流路上の検出部位において被検物質を検出する方法において、被検物質検出の感度を上昇させる方法であって、直接結合粒子と、一種類又は多種類からなる間接結合粒子を用い、直接結合粒子は被検物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり、間接結合粒子は直接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質、及び/又は他の間接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり、これらのコロイド粒子が担体上の流路の一部又は全部において混合された状態で流れ、検出部位において被検物質:直接結合粒子:間接結合粒子(「:」は結合を示す)の複合体を形成させることにより、被検物質検出の感度を上昇させる方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A method for detecting a test substance using colloid particles at a detection site in a flow path on a carrier, the method comprising: detecting colloid particles that can bind to each other via a surface-modifying substance; flowing these colloid particles in a mixed state through part or all of the flow path on the carrier; and detecting a test substance in which some of the colloid particles indirectly bind to the test substance at the detection site via other colloid particles.
[2] The method according to [1], comprising colloidal particles having no substance with affinity for the test substance bound to the surface of the colloidal particles.
[3] The method according to [1] or [2], wherein at least one of the colloidal particles is a hydrophilic colloid.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein at least one of the colloidal particles is a hydrophobic colloid.
[5] Any of the methods [1] to [4] that increase the detection sensitivity or S/N ratio of the test substance.
[6] Any of the methods [1] to [5] for detecting two or more different test substances.
[7] Any of the methods [1] to [6], in which directly-bound particles that are not bound to the test substance function in the same manner as indirectly-bound particles.
[8] The method according to any one of [1] to [7], wherein at least one of the colloidal particles is a quantum dot.
[9] Any of the methods [1] to [8] in which two or more streams join along the way.
[10] A method as in [9] in which the flow path branches upstream from the confluence.
[11] A method for detecting a test substance at a detection site in a flow path on a carrier using colloid particles bound to a substance having affinity for the test substance, the method using directly bound particles and one or more types of indirectly bound particles, the direct bound particles being colloidal particles having a modifier that binds to the test substance bound to their surface, the indirectly bound particles being colloidal particles having a modifier that binds to the modifier on the surface of the direct bound particles and/or a modifier that binds to the modifier on the surface of another indirectly bound particle bound to their surface, the colloidal particles flowing in a mixed state in some or all of the flow path on the carrier, and the sensitivity is increased by forming a complex of the test substance:directly bound particles:indirectly bound particles (":" indicates bond), thereby detecting the test substance.
[12] The method according to [11], wherein a carrier or a porous carrier having an average flow path diameter of 1000 μm or less is used for part or all of the flow paths.
[13] The method according to [11] or [12], wherein the directly-bound particles, the indirectly-bound particles and the test substance are mixed in advance and applied to the carrier.
[14] Any of the methods [11] to [13], using a carrier at which a carrier having a flow path for direct bonded particles and a carrier having a flow path for indirect bonded particles join, the direct bonded particles are applied to the upstream part of the carrier having the flow path for direct bonded particles, and the indirect bonded particles are applied to the upstream part of the carrier having the flow path for indirect bonded particles, and the particles are mixed at the carrier junction and flow downstream of the carrier junction in a mixed state.
[15] The method according to any one of [11] to [14], wherein the flow path after mixing of the directly bound particles and the indirectly bound particles is the same carrier up to the analyte detection site.
[16] Any of the methods [1] to [15], in which the carrier is a test strip for immunochromatography and the test substance is detected by the principle of immunochromatography.
[17] The method according to any one of [1] to [16], wherein at least one of the colloidal particles used is a latex particle.
[18] The method according to any one of [1] to [17], wherein at least one of the colloidal particles used is a gold colloidal particle.
[19] Any of the methods [1] to [18], wherein the test substance is a substance of biological origin.
[20] The method according to any one of [1] to [19], wherein the test substance is derived from an infectious microorganism including a virus.
[21] A kit for use in any one of the methods [11] to [20], comprising at least directly bonded particles and indirectly bonded particles, wherein these particles form a complex.
[22] A kit for use in any one of the methods [1] to [10] or the kit of [21], which is an immunochromatography kit.
[23] A method for increasing the sensitivity of analyte detection in a method for detecting an analyte at a detection site in a flow path on a carrier using colloidal particles bound to a substance having affinity for the analyte, the method using directly bound particles and one or more types of indirectly bound particles, the direct bound particles being colloidal particles having bound to their surface a modifier that binds to the analyte, and the indirectly bound particles being colloidal particles having bound to their surface a modifier that binds to the modifier on the surface of the direct bound particles and/or a modifier that binds to the modifier on the surface of other indirectly bound particles, the colloidal particles flowing in a mixed state in some or all of the flow path on the carrier, and forming a complex of analyte:directly bound particles:indirectly bound particles (":" indicates bond) at the detection site, thereby increasing the sensitivity of analyte detection.

以下の1、2、3の少なくとも1つを流路と粒子を用いた従来の検出法と同程度の簡易な操作で達成できる。
1.被検物質の検出感度の上昇
被検物質結合粒子のシグナルと粒子結合粒子のシグナルとを併せて検出することで被検物質の検出感度が上昇する。
2.S/N比の増加
被検物質の検出に関与しなかった直接結合粒子が粒子結合粒子として被検物質に間接的に結合することでS/N比が上昇する。
3.複数種類の粒子を用いた1段階の多角的な被検物質の検出方法
複数の被検物質検出法を高いS/N比で簡易に実施できる。
At least one of the following 1, 2, and 3 can be achieved by a simple operation similar to that of a conventional detection method using a flow channel and particles.
1. Increase in detection sensitivity of analyte The detection sensitivity of the analyte is increased by detecting the signal of the analyte-bound particles and the signal of the particle-bound particles together.
2. Increase in S/N ratio The S/N ratio increases when direct-binding particles that were not involved in the detection of the analyte bind indirectly to the analyte as particle-binding particles.
3. A one-step, multifaceted method for detecting test substances using multiple types of particles Multiple test substance detection methods can be easily performed with a high S/N ratio.

多段階増感方法の概要を示す図であり、2種類のコロイド粒子を用いる方法の概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overview of a multi-stage sensitization method, and is a diagram showing an overview of a method using two types of colloidal particles. 1段階増感方法の概要を示す図であり、2種類のコロイド粒子を用いる方法の概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overview of a one-step sensitization method, and is a diagram showing an overview of a method using two types of colloidal particles. 本発明のイムノクロマト法用試験片の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the immunochromatographic test piece of the present invention. 図2に記載のイムノクロマト法用試験片を用いたアッセイ方法の概略を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of an assay method using the immunochromatographic test strip shown in FIG. 2. 従来のイムノクロマト法用試験片の一例を示す図である。FIG. 1 shows an example of a conventional immunochromatographic test piece. コンジュゲートパッドを2つの流路それぞれに用い、サンプルパッドを設置したイムノクロマト法用試験片の一例を示す図である。サンプルをサンプルパッドに滴加するのみで図3の方法と同等の被検物質検出感度が得られる。This is a diagram showing an example of an immunochromatographic test piece in which a conjugate pad is used for each of two flow paths and a sample pad is installed. By simply adding a sample dropwise to the sample pad, the same detection sensitivity for the analyte as in the method of FIG. 3 can be obtained. コンジュゲートパッドとメンブレンを2つの流路それぞれに用い、サンプルパッドを設置したイムノクロマト法用試験片の一例を示す図である。サンプルをサンプルパッドに滴加するのみで図3の方法と同等の被検物質検出感度が得られる。This is a diagram showing an example of an immunochromatographic test piece in which a conjugate pad and a membrane are used for each of two flow paths, and a sample pad is installed. By simply adding a drop of a sample to the sample pad, the same detection sensitivity of a test substance as in the method of FIG. 3 can be obtained. ビオチン化抗体を被検物質とし、被検物質結合粒子としてストレプトアビジン修飾粒子を用い、粒子結合粒子としてビオチン修飾粒子を用いた場合の検出感度の上昇を示す図である。FIG. 13 is a graph showing an increase in detection sensitivity when a biotinylated antibody is used as a test substance, streptavidin-modified particles are used as test substance-binding particles, and biotin-modified particles are used as particle-binding particles. コロイド粒子上の粒子結合用表面修飾物質の組成が感度やバックグラウンドシグナルに与える影響を示した図である。矢印の部位に検出阻害複合体の形成がみられる。対応粒子同士の結合にストレプトアビジンとビオチンを用い、ビオチン濃度により、感度(ドットの濃淡)と検出阻害複合体(矢印部位)の形成され具合が異なることを示す。This figure shows the effect of the composition of the surface modifier for particle binding on colloidal particles on sensitivity and background signal. The formation of a detection-inhibiting complex is observed at the site indicated by the arrow. Streptavidin and biotin are used to bind corresponding particles together, and the sensitivity (shade of the dots) and the degree of formation of the detection-inhibiting complex (site indicated by the arrow) differ depending on the biotin concentration. 第一及び第二間接結合粒子の併用が感度に与える影響を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the effect of combined use of first and second indirectly bonded particles on sensitivity. Respiratory syncytial virus(RSV)に結合する2つの抗体を用いたサンドイッチによるラテラルフローイムノクロマト法に本増感法を用いた際の増感結果を示す図である(その1)。FIG. 1 shows the results of enhancement when this enhancement method was applied to a sandwich lateral flow immunochromatography method using two antibodies that bind to respiratory syncytial virus (RSV) (part 1). Respiratory syncytial virus(RSV)に結合する2つの抗体を用いたサンドイッチによるラテラルフローイムノクロマト法に本増感法を用いた際の増感結果を示す図である(その2)。FIG. 2 shows the results of enhancement when this enhancement method was applied to a sandwich lateral flow immunochromatography method using two antibodies that bind to respiratory syncytial virus (RSV) (part 2).

被検物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子を直接結合粒子と呼ぶ。被検物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子は被検物質に結合するので、被検物質結合粒子と呼ぶこともできる。被検物質に結合する修飾物質が表面に結合しておらず、直接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質及び/又は他の間接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子を間接結合粒子と呼ぶ。直接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質及び/又は他の間接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子は他の粒子に間接的に結合するので、粒子結合粒子と呼ぶこともある。特定の粒子に結合しうる粒子を、その粒子に対する「対応粒子」と呼ぶ。逆に特定の粒子に結合できない粒子をその粒子に対する「非対応粒子」と呼ぶ。対応粒子同士はそれぞれの「コロイド粒子同士を結合させるための表面修飾物質」により結合する。これらの表面修飾物質について、それぞれの粒子の「コロイド粒子結合用表面修飾物質」と呼ぶ。1つのコロイド粒子上のコロイド粒子結合用表面修飾物質は1種類であっても多種類であってもよい。 Colloid particles with a modifier that binds to the analyte bound to their surface are called direct-binding particles. Colloid particles with a modifier that binds to the analyte bound to their surface can also be called analyte-binding particles, since they bind to the analyte. Colloid particles with no modifier that binds to the analyte bound to their surface, but with a modifier that binds to the modifier on the direct-binding particle surface and/or a modifier that binds to the modifier on the surface of other indirect-binding particles bound to their surface, are called indirect-binding particles. Colloid particles with a modifier that binds to the modifier on the direct-binding particle surface and/or a modifier that binds to the modifier on the surface of other indirect-binding particles bound to their surface, can also be called particle-bound particles, since they indirectly bind to other particles. A particle that can bind to a specific particle is called the "corresponding particle" for that particle. Conversely, a particle that cannot bind to a specific particle is called the "non-corresponding particle" for that particle. Corresponding particles are bound to each other by their respective "surface modifiers for binding colloid particles to each other". These surface modifiers are called the "surface modifiers for binding colloid particles" for each particle. A single colloid particle may have one or more types of surface modifiers for binding colloid particles.

粒子結合粒子の効果を明示するため、本発明の実施例は主に粒子結合粒子として間接結合粒子を用いているが、直接結合粒子の組み合わせのみでも本発明は実施できる。つまり、被検物質に対する親和性物質を一部あるいはすべてのコロイド粒子の表面の一部あるいは全面に結合していてもよい。直接結合粒子の対応粒子である間接結合粒子を第一間接結合粒子、第一間接結合粒子の対応粒子である間接結合粒子を第二間接結合粒子と呼ぶ。 In order to clearly demonstrate the effect of the particle-bound particles, the examples of the present invention mainly use indirectly bound particles as the particle-bound particles, but the present invention can also be implemented with only a combination of directly bound particles. In other words, an affinity substance for the test substance may be bound to a portion or the entire surface of some or all of the colloidal particles. The indirectly bound particles that are the counterpart particles of the directly bound particles are called first indirectly bound particles, and the indirectly bound particles that are the counterpart particles of the first indirectly bound particles are called second indirectly bound particles.

流路上の検出部位において被検物質結合粒子のシグナルを検出する検出方法に、イムノクロマト法などがある。従来より用いられているイムノクロマト法に用いる試験片(デバイス)の代表的な構造を図4に示す。検出感度を上昇させるため、コロイド粒子はバックグラウンドシグナルに影響を与えない範囲でキット中に過剰量含まれている。被検物質濃度が比較的薄い場合、被検物質に結合できるコロイド粒子は全体の一部であり、被検物質に結合した被検物質結合粒子が発するシグナルにより、被検物質を検出する。逆にコロイド粒子の大部分は被験物質の検出に関与できず、バックグラウンドシグナルの上昇などでS/N比を低下させる。 Detection methods that detect signals from analyte-bound particles at a detection site in a flow channel include immunochromatography. Figure 4 shows a typical structure of a test piece (device) that has been used in the past for immunochromatography. To increase detection sensitivity, an excess amount of colloid particles is included in the kit, but to the extent that it does not affect the background signal. When the concentration of the analyte is relatively low, only a portion of the colloid particles can bind to the analyte, and the analyte is detected by the signal emitted by the analyte-bound particles that have bound to the analyte. Conversely, the majority of the colloid particles cannot be involved in the detection of the analyte, and this reduces the S/N ratio due to an increase in the background signal, etc.

本発明では一段階の操作により、対応粒子同士が流路の一部又は全部を混合された状態で流れる。検出部位において、結合した被検物質結合粒子だけでなく、粒子結合粒子も被検物質の検出に寄与する。その結果、検出感度やS/N比が上昇したり、粒子の種類に応じた様々な検出方法が可能となったりする。 In the present invention, a single-step operation allows corresponding particles to flow in a partially or entirely mixed state through the flow path. At the detection site, not only the bound analyte-binding particles but also the particle-bound particles contribute to the detection of the analyte. As a result, the detection sensitivity and S/N ratio are increased, and various detection methods according to the type of particle become possible.

コロイド粒子結合用表面修飾物質の一方を結合させたコロイド粒子は、対応粒子上のコロイド粒子結合用表面修飾物質とコロイド粒子結合用表面修飾物質同士の結合を介して結合する。 Colloid particles to which one of the colloid particle-binding surface modifiers is bonded are bonded to the colloid particle-binding surface modifier on the corresponding particle via bonding between the colloid particle-binding surface modifiers.

被検物質結合粒子と表面修飾物質同士を介して結合している粒子結合粒子を第一粒子結合粒子と呼ぶ。第一粒子結合粒子に結合している粒子結合粒子を第二粒子結合粒子、同様に第n粒子結合粒子に結合している粒子結合粒子を第n+1粒子結合粒子(nは自然数)と呼ぶ。この時、被検物質結合粒子及び第n粒子結合粒子はそれぞれ1種類でも2種類以上の粒子で構成されていてもよい。 The particle-bound particle bound to the analyte-bound particle via the surface modifier is called the first particle-bound particle. The particle-bound particle bound to the first particle-bound particle is called the second particle-bound particle, and similarly, the particle-bound particle bound to the nth particle-bound particle is called the n+1th particle-bound particle (n is a natural number). In this case, the analyte-bound particle and the nth particle-bound particle may each be composed of one type or two or more types of particles.

流路上又は検出部位において、被検物質と第一のコロイド粒子が結合し被検物質結合粒子となる。被検物質結合粒子に第二のコロイド粒子が結合し、第一粒子結合粒子となる、さらに第一粒子結合粒子に第三のコロイド粒子が結合し、第二粒子結合粒子となる。対応粒子同士であれば互いに結合が可能であるため、第n+2粒子結合粒子(nは自然数)と第n粒子結合粒子は同じコロイド粒子であることがある。そのほかのコロイド粒子についても、対応粒子であれば結合しうる。直接的又は間接的に被検物質に結合した粒子はそれぞれ被検物質結合粒子又は粒子結合粒子である。これら被検物質結合粒子と粒子結合粒子が発するシグナルを、粒子の種類ごとに、あるいは併せて検出することができる。 In the flow path or at the detection site, the analyte binds to a first colloid particle to become an analyte-bound particle. A second colloid particle binds to the analyte-bound particle to become a first-particle-bound particle, and a third colloid particle binds to the first-particle-bound particle to become a second-particle-bound particle. Since corresponding particles can bind to each other, the n+2-particle-bound particle (n is a natural number) and the n-th particle-bound particle may be the same colloid particle. Other colloid particles may also bind if they are corresponding particles. Particles directly or indirectly bound to the analyte are analyte-bound particles or particle-bound particles, respectively. The signals emitted by these analyte-bound particles and particle-bound particles can be detected for each type of particle or together.

被検物質結合粒子のシグナルのみを検出する従来の方法にくらべ、本発明では粒子結合粒子のシグナルも検出できる。被検物質結合粒子からのシグナルと粒子結合粒子からのシグナルが同一、又は同じ種類のもの(例えば赤色に見える直径40nm程度の金コロイド粒子と赤色着色ラテックス粒子)を含む場合、これらのシグナルを合わせて検出することができる。その結果、従来の方法に比べ粒子数に応じ、被検物質の検出の感度やS/N比を上昇させうる。あるいは異なる複数種類のシグナルを発する場合、それぞれに対応する検出方法を用いて検出できる。 Compared to conventional methods that detect only the signal from analyte-bound particles, the present invention can also detect the signal from particle-bound particles. When the signal from the analyte-bound particles and the signal from the particle-bound particles are the same or contain the same type of signals (for example, gold colloid particles with a diameter of about 40 nm that appear red and red-colored latex particles), these signals can be detected together. As a result, the detection sensitivity and S/N ratio of the analyte can be increased depending on the number of particles compared to conventional methods. Alternatively, when multiple different types of signals are emitted, they can be detected using the corresponding detection method for each.

粒子の一部について異なる種類のシグナルを発するコロイド粒子(例えば蛍光粒子と着色粒子)を用いることもでき、この場合、一度の検出で2つ以上のシグナルを検出でき、コストや必要な感度に応じた検出が可能となる。 It is also possible to use colloidal particles that emit different types of signals for some of the particles (e.g. fluorescent particles and colored particles), in which case two or more signals can be detected in one detection, making it possible to perform detection according to costs and the required sensitivity.

本発明は、任意の場所において上記の複合体が形成されうるデバイスを用いた検出方法に適用することができる。このような、デバイスとして、イムノクロマトグラフィー等のクロマトグラフィー用デバイス、ガラスや樹脂を材料とするマイクロ流路を有するマイクロチップ、キャピラリーが挙げられる。ここで、マイクロ流路とは、内径がマイクロメートルオーダーの流路をいい、そのような流路を有し、その流路を通ってコロイド粒子が移動し、被検体の検出を行うことができるデバイスをマイクロチップやマイクロキャピラリーと呼ぶ。これらのデバイスにおいては、コロイド粒子と被検物質を含む液体をデバイスに添加したときに、コロイド粒子と被検物質がデバイスを構成する担体上の流路を通って流れることにより移動し、任意の場所において複合体を形成する。例えば、イムノクロマトグラフィーの原理を利用したイムノクロマト法用デバイスの場合、多孔性担体を材料とするイムノクロマト法用試験片が流路となる。コロイド粒子や被検物質が流路を移動し、被検物質を結合し得る物質(例えば被検物質が抗原の場合、その抗原に結合する抗体)を固相化した検出部位において複合体が形成あるいは捕捉される。この複合体は被検物質と被検物質結合粒子、又は被検物質と被検物質結合粒子と粒子結合粒子により構成される。 The present invention can be applied to a detection method using a device in which the above-mentioned complex can be formed at any location. Examples of such devices include devices for chromatography such as immunochromatography, microchips and capillaries having microchannels made of glass or resin. Here, a microchannel refers to a channel with an inner diameter on the order of micrometers, and a device having such a channel through which colloid particles can move and detect a specimen is called a microchip or microcapillary. In these devices, when a liquid containing colloid particles and a test substance is added to the device, the colloid particles and the test substance move by flowing through the channel on the carrier constituting the device, and form a complex at any location. For example, in the case of an immunochromatography device that utilizes the principle of immunochromatography, an immunochromatography test piece made of a porous carrier serves as the channel. The colloid particles and the test substance move through the channel, and a complex is formed or captured at a detection site where a substance capable of binding to the test substance (for example, when the test substance is an antigen, an antibody that binds to the antigen) is immobilized. This complex is composed of a test substance and a test substance-bound particle, or a test substance, a test substance-bound particle, and a particle-bound particle.

コロイド粒子のうち、対応粒子同士の一部は混合後、検出部位に到達するまでの間に複合体を形成することがある。被検物質の検出に影響を及ぼす多くの場合、このような複合体は検出時に検出部位まで到達しておらず、検出を阻害し得る。検出時に検出部位まで到達していない複合体を検出阻害複合体と呼ぶ。検出阻害複合体は複合体のサイズが大きくなることにより影響を及ぼすことが多い。検出阻害複合体は流路長を短くしたり、流路径を大きくしたり、間接結合粒子の種類数(第n間接結合粒子のnの最大値に相当)を増やしたり、直接結合粒子及び間接結合粒子の粒子数を最適化したり、コロイド粒子結合用表面修飾物質量を減らしたりすることにより、影響を縮小できる場合がある。 Among colloid particles, some of the corresponding particles may form a complex after mixing before reaching the detection site. In many cases where this affects the detection of the analyte, such complexes do not reach the detection site at the time of detection and may inhibit detection. Complexes that do not reach the detection site at the time of detection are called detection inhibition complexes. Detection inhibition complexes often have an effect due to their large size. The effect of detection inhibition complexes may be reduced by shortening the flow path length, enlarging the flow path diameter, increasing the number of types of indirectly bound particles (corresponding to the maximum value of n for the nth indirectly bound particle), optimizing the number of directly bound particles and indirectly bound particles, or reducing the amount of surface modifier for binding colloid particles.

本発明では、対応粒子同士をほぼ同時に流路上にアプライするが、それぞれの粒子が混合した状態で継続的(徐放的)に流れていることが好ましい。また、バックグラウンドシグナルの上昇に影響しない範囲で継続的にこれらコロイド粒子を追加することが好ましい。 In the present invention, the corresponding particles are applied to the flow path at approximately the same time, but it is preferable that the particles are mixed and flow continuously (slowly). It is also preferable to continuously add these colloidal particles to the extent that it does not affect the increase in the background signal.

1. コロイド粒子
本発明で用いるコロイド粒子として、ラテックス粒子等の親水コロイド粒子や金属コロイド粒子、シリカコロイド粒子等の疎水コロイド粒子、又は量子ドットなどを含むコアシェル構造を持つ粒子などが挙げられる。疎水コロイド粒子には、保護コロイドが結合したものも含まれる。ここで、保護コロイドとは、親水コロイドであり、疎水コロイドを取り囲むことにより疎水コロイドを保護するコロイドをいう。保護により、加熱や塩類の添加等による溶液の変化に起因するコロイド粒子の凝析を防止することができる。疎水コロイドは電気的な反発力で分散を保っていることが多い。このため、本発明に用いるコロイド粒子は少なくとも1つが親水性コロイドであることがコロイド粒子同士の結合しやすさの面で好ましい。疎水コロイド粒子は、表面プラズモン共鳴を起こす粒子であってもよい。表面プラズモン共鳴を引き起こすことにより特定波長付近の光を吸収する。ラテックス粒子には、着色ラテックス粒子や蛍光色素を含むラテックス粒子等が含まれる。ラテックス粒子とは、コロイド状に水中に分散した乳濁液を形成する粒子をいう。粒子の材質は限定されないが、検査薬等の技術分野において抗体、抗原、リガンド、レセプター等のタンパク質を結合する固相担体の材料に用いられるものを用いることができる。例えば、ポリスチレン、スチレン-アクリル酸共重合体などのスチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)、ポリビニルトルエンなどの樹脂、シリカ、セルロース等が挙げられる。この中でも、スチレンをベースとする粒子が好ましい。スチレンをベースとする粒子とは、ポリスチレンやスチレン又はスチレンの誘導体と重合性不飽和カルボン酸や重合性不飽和スルホン酸等との共重合体を材料とする粒子をいう。スチレンの誘導体としては、クロロメチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、重合性不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ、重合性不飽和スルホン酸としては、スチレンスルホン酸ソーダ等が挙げられる。本発明において、スチレンをベースとするラテックス粒子をポリスチレンラテックス粒子という。ラテックス粒子の直径は、数十~数百nm、好ましくは50~800nm、さらに好ましくは200~600nmである。金属コロイド粒子は、金属、合金、酸化金属、金属化合物等の種類、形状を問わないが、例えば、金コロイド粒子が挙げられる。また、金属コロイド粒子1つに一層シリカ等の材料によりコーティングされているコアシェル型のものも含む。さらに、粒子同士を様々な形で結合させた複合粒子も用い得る。金属コロイド粒子の直径は、10~200nm、好ましくは10~100nm、さらに好ましくは10~50nmである。どのようなコロイド粒子であっても、一般的なコロイド粒子結合用表面修飾物質分子及びこれとコロイド粒子を結合するリンカー分子を合わせたサイズと同程度あるいは十分に大きい粒子(抗体などの一般的な分子であれば粒子径が直径10nm以上)を用いることが、立体障害による未反応なコロイド粒子結合用表面修飾物質を残す上で好ましい。
1. Colloid particles Examples of colloid particles used in the present invention include hydrophilic colloid particles such as latex particles, metal colloid particles, hydrophobic colloid particles such as silica colloid particles, and particles having a core-shell structure including quantum dots. Hydrophobic colloid particles also include those to which protective colloids are bonded. Here, the term "protective colloid" refers to a hydrophilic colloid that protects the hydrophobic colloid by surrounding it. By protecting it, it is possible to prevent the aggregation of colloid particles caused by changes in the solution due to heating, addition of salts, etc. Hydrophobic colloids often maintain dispersion by electrical repulsion. For this reason, it is preferable that at least one of the colloid particles used in the present invention is a hydrophilic colloid in terms of ease of bonding between colloid particles. The hydrophobic colloid particles may be particles that cause surface plasmon resonance. By causing surface plasmon resonance, light in the vicinity of a specific wavelength is absorbed. The latex particles include colored latex particles and latex particles containing fluorescent dyes. Latex particles refer to particles that form an emulsion dispersed in water in a colloidal state. The material of the particles is not limited, but those used as materials for solid-phase carriers that bind proteins such as antibodies, antigens, ligands, and receptors in technical fields such as diagnostic drugs can be used. For example, styrene copolymers such as polystyrene, styrene-acrylic acid copolymers, resins such as polycarbonate, polymethyl methacrylate (PMMA), and polyvinyl toluene, silica, cellulose, and the like can be mentioned. Among these, styrene-based particles are preferred. Styrene-based particles refer to particles made of copolymers of polystyrene, styrene, or styrene derivatives and polymerizable unsaturated carboxylic acids or polymerizable unsaturated sulfonic acids. Examples of styrene derivatives include chloromethylstyrene and divinylbenzene, examples of polymerizable unsaturated carboxylic acids include acrylic acid and methacrylic acid, and examples of polymerizable unsaturated sulfonic acids include sodium styrene sulfonate. In the present invention, styrene-based latex particles are called polystyrene latex particles. The diameter of the latex particles is several tens to several hundreds of nm, preferably 50 to 800 nm, and more preferably 200 to 600 nm. The metal colloid particles may be of any type and shape, such as metal, alloy, metal oxide, or metal compound, and may be, for example, gold colloid particles. Also included are core-shell type metal colloid particles in which one metal colloid particle is coated with a layer of material such as silica. Furthermore, composite particles in which particles are bonded together in various ways may also be used. The diameter of the metal colloid particles is 10 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm, and more preferably 10 to 50 nm. Regardless of the type of colloid particles, it is preferable to use particles that are approximately the same size as or sufficiently larger than the combined size of a general surface modifier molecule for binding colloid particles and a linker molecule that bonds the molecule to the colloid particles (for general molecules such as antibodies, the particle diameter is 10 nm or more) in order to leave unreacted surface modifier for binding colloid particles due to steric hindrance.

コロイド粒子のすべてが必ずしも検出方法に直接関与する必要はない。例えば、被検物質の検出に着色コロイド粒子のシグナルを検出する際、すべての粒子に着色コロイド粒子を用いた場合、検出阻害複合体の形成により、バックグラウンドシグナルが高くなることがある。そのため、一部の粒子に、例えば無着色のコロイド粒子を用いてS/N比を上昇させることができる(実施例4)。 It is not necessary for all colloid particles to be directly involved in the detection method. For example, when detecting signals from colored colloid particles to detect a test substance, if colored colloid particles are used for all particles, the background signal may become high due to the formation of detection-inhibiting complexes. For this reason, the S/N ratio can be increased by using, for example, uncolored colloid particles for some of the particles (Example 4).

1つのコロイド粒子に対し1種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させてもよいし、複数種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質を結合させてもよい。 One type of surface modifier for binding colloid particles may be bonded to one colloid particle, or multiple types of surface modifiers for binding colloid particles may be bonded to one colloid particle.

互いに結合する2種類のコロイド粒子結合用表面修飾物質の組合せとして、抗原と抗体の組合せが挙げられるが、抗体と抗原の組合せだけでなく、例えば、リガンドとレセプター又はレセプターとリガンドの組合せであってもよい。そのような親和性物質として、被検物質に結合し得るポリペプチドやその他の化合物が挙げられる。具体的には、アビジンとビオチンなどの組合せがあげられる。コロイド粒子表面はコロイド粒子結合用表面修飾物質以外に、ブロッキング剤を結合させることにより非特異反応を抑制できる。また、ブロッキング剤がコロイド粒子結合用表面修飾物質を兼ねることができる。例えば、直接結合粒子にビオチン化BSAをブロッキング剤及びコロイド粒子結合用表面修飾物質として用い、第一粒子結合粒子のコロイド粒子結合用表面修飾物質としてストレプトアビジンを結合させることができる。 As a combination of two types of surface modifiers for binding colloid particles that bind to each other, a combination of an antigen and an antibody can be mentioned, but it is not limited to a combination of an antibody and an antigen, and may be, for example, a combination of a ligand and a receptor or a receptor and a ligand. Examples of such affinity substances include polypeptides and other compounds that can bind to the test substance. Specifically, a combination of avidin and biotin can be mentioned. In addition to the surface modifier for binding colloid particles, a blocking agent can be bound to the colloid particle surface to suppress non-specific reactions. The blocking agent can also serve as the surface modifier for binding colloid particles. For example, biotinylated BSA can be used as a blocking agent and a surface modifier for binding colloid particles to the direct binding particles, and streptavidin can be bound as a surface modifier for binding colloid particles to the first particle binding particles.

対応粒子同士が結合するためのコロイド粒子結合用表面修飾物質は、互いに親和性のある物質の組み合わせを最低1種類用いる。コロイド粒子結合用表面修飾物質は1種類でも多種類でもよいが、1種類であることが好ましい。 At least one type of surface modifier for binding colloidal particles is used, which is a combination of substances that have affinity for each other, in order to bond corresponding particles together. One or more types of surface modifier for binding colloidal particles may be used, but it is preferable to use one type.

コロイド粒子への表面修飾物質の固定化方法は物理的結合、電気的結合、化学的結合などを用いることができる。 Methods for immobilizing surface modifiers onto colloidal particles include physical bonding, electrical bonding, and chemical bonding.

コロイド粒子は液体中に分散させて用いる。この液体をコロイド粒子分散液と呼ぶ。 Colloidal particles are used by dispersing them in a liquid. This liquid is called a colloidal particle dispersion.

2. 流路
本発明の方法において、コロイド粒子は担体上の流路を流れて移動する。
コロイド粒子や被検体が移動する多孔性担体の流路の孔の内径(担体流路径)はコロイド粒子径に比して十分に大きいことが必要である。本発明の方法を用いた際、検出阻害複合体により測定結果やバックグラウンドシグナルに影響を与えないことが好ましい。担体流路径は用いられるコロイド粒子径にもよるが、平均して1000μm以下であり、好ましくは500μm以下、さらに好ましくは200μm以下、さらに好ましくは100μm以下であり、100nmから100μm程度であることが好ましい。この点、流路を形成する担体としては多孔性担体が好ましく、その中でもニトロセルロースメンブレンが好ましい。さらに、流路径がニトロセルロースメンブレンと同程度のマイクロメートルオーダーである、マイクロ流路が好ましい。マイクロメートルオーダーの流路径を有する流路をマイクロ流路と呼ぶ。
2. Flow Channel In the method of the present invention, colloidal particles move by flowing through a flow channel on the carrier.
The inner diameter of the pores of the channel of the porous carrier through which the colloid particles or the specimen move (carrier channel diameter) must be sufficiently larger than the colloid particle diameter. When using the method of the present invention, it is preferable that the detection inhibition complex does not affect the measurement results or background signal. The carrier channel diameter, depending on the colloid particle diameter used, is on average 1000 μm or less, preferably 500 μm or less, more preferably 200 μm or less, and even more preferably 100 μm or less, and is preferably about 100 nm to 100 μm. In this respect, a porous carrier is preferable as the carrier forming the channel, and among them, a nitrocellulose membrane is preferable. Furthermore, a microchannel, in which the channel diameter is on the order of micrometers, which is the same as that of the nitrocellulose membrane, is preferable. A channel having a channel diameter on the order of micrometers is called a microchannel.

流路を有する担体は、コロイド粒子が流れることができれば何でもよい。例えば、一本ずつの流路から構成されるマイクロ流路を有する担体が挙げられる。また、特定の流路が形成されておらず、多数の流路から構成される多孔性担体なども挙げられる。担体の材料も流路として機能し検出感度・特異度に問題がなければ、なんでもよい。例えば、マイクロ流路を有する担体の場合、ガラスや樹脂が挙げられ、イムノクロマトグラフィーに用いる担体の場合、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ナイロン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ガラス繊維、ポリオレフィン、セルロース、ポリスチレン等の天然、合成ポリマー、あるいはこれらの混合物からなる材料を挙げることができる。 Any carrier with a flow path can be used as long as colloidal particles can flow through it. For example, a carrier with a micro flow path consisting of individual flow paths can be used. Another example is a porous carrier that does not have a specific flow path and is composed of many flow paths. Any material can be used for the carrier as long as it functions as a flow path and does not cause problems with detection sensitivity and specificity. For example, in the case of a carrier with a micro flow path, glass and resin can be used, and in the case of a carrier used in immunochromatography, natural or synthetic polymers such as nitrocellulose, cellulose acetate, nylon, polyethersulfone, polyvinyl alcohol, polyester, glass fiber, polyolefin, cellulose, polystyrene, or a material made of a mixture of these can be used.

対応粒子同士は、流路上にアプライする前に混合することができる。流路上にアプライする前に混合する場合、混合後は速やかに流路にアプライされることが好ましい。 The corresponding particles can be mixed before being applied to the flow path. If they are mixed before being applied to the flow path, it is preferable that they are applied to the flow path immediately after mixing.

あるいは、対応粒子同士は、流路の構造の工夫により流路上で混ぜることができる。例えば、直接結合粒子と第一間接結合粒子と第二間接結合粒子を流路上で混合する場合を考える(実施例3参照)。直接結合粒子と第一間接結合粒子は混合されるまで異なる流路を流れる。流路が合流する部位でこれら対応粒子同士が混合される。流路上で混合される場合、検出阻害複合体の形成を抑制できる。合流箇所に至る複数の流路のうち、少なくとも直接結合粒子が流れる流路を直接結合粒子用流路と呼ぶ。直接結合粒子用流路以外の流路を間接結合粒子用流路と呼ぶ。流路が合流し粒子が混合される部位を流路混合部と呼ぶ。混合後の流路を混合流路と呼ぶ。流路混合部より上流では、対応粒子同士は異なる流路を流れることが好ましい。逆に、非対応粒子は流路混合部より上流において異なる流路を流れても同じ流路を流れても検出阻害複合体の形成にあまり寄与しない。例えば、第二間接結合粒子は直接結合流路を流れても、第二間接結合粒子のみが流れる流路を流れても、検出阻害複合体の形成にあまり寄与しない。このように、非対応粒子同士が流路混合部より上流において同じ流路を流れることで、ストリップ構造を単純化できることがある(実施例3とこれに用いたストリップ構造である図2を参照)。 Alternatively, the corresponding particles can be mixed on the flow path by devising the structure of the flow path. For example, consider the case where the direct bonded particles, the first indirect bonded particles, and the second indirect bonded particles are mixed on the flow path (see Example 3). The direct bonded particles and the first indirect bonded particles flow through different flow paths until they are mixed. These corresponding particles are mixed at the part where the flow paths merge. When they are mixed on the flow path, the formation of the detection inhibition complex can be suppressed. Of the multiple flow paths leading to the merger, at least the flow path through which the direct bonded particles flow is called the direct bonded particle flow path. The flow paths other than the direct bonded particle flow path are called the indirect bonded particle flow path. The part where the flow paths merge and the particles are mixed is called the flow path mixing section. The flow path after mixing is called the mixing flow path. It is preferable that the corresponding particles flow through different flow paths upstream of the flow path mixing section. Conversely, the non-corresponding particles do not contribute much to the formation of the detection inhibition complex whether they flow through different flow paths or the same flow path upstream of the flow path mixing section. For example, the second indirect bonded particles do not contribute much to the formation of the detection inhibition complex whether they flow through the direct bonded flow path or through a flow path where only the second indirect bonded particles flow. In this way, by having non-compatible particles flow through the same channel upstream of the channel mixing section, the strip structure can be simplified (see Example 3 and Figure 2, which shows the strip structure used for this).

レイノルズ数が低い層流中においては、拡散により粒子同士が流路上で結合して複合体を形成することは困難である。そのため、粒子同士の結合は主に検出部位などのコロイド粒子が固定化されうる部位で起きやすい。逆に、対応粒子同士が混合された後に、流路の材料や、流路の方向に変化がある場合はレイノルズ数が大きくなることが予想される。このような乱流形成によると考えられる検出阻害複合体の形成が促進されることがある。たとえば本発明を図4のような従来のラテラルフローイムノクロマトストリップで実施する場合、コロイド粒子がコンジュゲートパッド(CP)からメンブレンへ移行する際、検出阻害複合体の形成がみとめられることがある(実施例2参照)。この検出阻害複合体の形成により本来メンブレンへ移行するはずの粒子の多くが流路上に停滞する。検出阻害複合体の形成を抑制するため、混合流路を縮小したり、レイノルズ数が比較的小さい流路を用いることができる。また、臨界レイノルズ数を大きくするために、混合流路か検出部位まで同じ材質あるいは同じ特性(ポアサイズ、ポア形状、濡れ性等)を有する担体を用いることができる。また、流路全体において流速や流れの方向に大きな変化がない担体や材料を用いることが好ましい。例えば、メンブレンに直接的に粒子をアプライしたり(実施例1参照)、図5のような構造を用いたり(実施例4参照)することができる。このように、検出阻害複合体の形成を防ぐために、かつ、試験のコストを過大にしないためには、粒子同士の混合は、流路上において行うことが好ましい。例えば流路上の粒子同士の混合は、撹拌装置などの外力を用いることができる。あるいは複数の多孔性担体の合流あるいは複数の流路の合流などの構造の工夫を用いることによっても可能である。流路の構造上の工夫は撹拌装置を用いることに比べ、受動的であり、乱流を起こしにくいため、粒子混合方法として好ましい。拡散による層流中のコロイド粒子混合効率は流路混合部の流路径の2乗と反比例すると考えられる。コロイド粒子混合効率を上昇させるため、流路混合部の流路径、あるいは流路混合部の幅(2つの流路の接する面の幅)に対する厚み(直接結合粒子用流路と間接結合粒子用流路の重なりを合わせた厚み)が小さい流路を用いることができる。 In laminar flows with low Reynolds numbers, it is difficult for particles to bind together in the flow channel by diffusion to form a complex. Therefore, binding between particles is likely to occur mainly at sites where colloid particles can be immobilized, such as the detection site. Conversely, if there is a change in the material of the flow channel or the direction of the flow channel after corresponding particles are mixed, it is expected that the Reynolds number will increase. The formation of detection-inhibiting complexes, which is thought to be due to such turbulent flow, may be promoted. For example, when the present invention is implemented with a conventional lateral flow immunochromatographic strip as shown in Figure 4, the formation of detection-inhibiting complexes may be observed when colloid particles move from the conjugate pad (CP) to the membrane (see Example 2). Due to the formation of this detection-inhibiting complex, many of the particles that would normally move to the membrane stagnate on the flow channel. In order to suppress the formation of detection-inhibiting complexes, the mixing flow channel can be reduced in size or a flow channel with a relatively small Reynolds number can be used. In addition, in order to increase the critical Reynolds number, a carrier having the same material or the same characteristics (pore size, pore shape, wettability, etc.) can be used from the mixing flow channel to the detection site. It is also preferable to use carriers or materials that do not have a large change in flow rate or direction throughout the entire flow channel. For example, the particles can be applied directly to the membrane (see Example 1), or a structure as shown in FIG. 5 can be used (see Example 4). In this way, in order to prevent the formation of detection-inhibiting complexes and to avoid excessive cost of testing, it is preferable to mix the particles on the flow channel. For example, the particles on the flow channel can be mixed using an external force such as a stirrer. Alternatively, it can be possible to use structural innovations such as the merging of multiple porous carriers or multiple flow channels. Compared to using a stirrer, structural innovations of the flow channel are passive and less likely to cause turbulence, so they are preferable as a particle mixing method. It is thought that the colloid particle mixing efficiency in laminar flow due to diffusion is inversely proportional to the square of the flow channel diameter of the flow channel mixing section. In order to increase the colloid particle mixing efficiency, a flow channel with a small thickness (the combined thickness of the direct binding particle flow channel and the indirect binding particle flow channel overlap) relative to the flow channel diameter of the flow channel mixing section or the width of the flow channel mixing section (the width of the surface where the two flow channels contact) can be used.

複数の多孔性担体を用い、それぞれの多孔性担体が接する、連結している、又は重なっていることで流路混合部を形成し、流路混合部より上流では対応粒子同士がそれぞれ別の多孔性担体を流れることができる。流路混合部において混合された対応粒子同士は、流路混合部より下流(検出部位を含む)において複合体を形成する。ラテラルフローイムノクロマトキットであれば、流路混合部をコンジュゲートパッド(図5)やメンブレン上(図6)に設定できる。特に、流路混合部が2枚のニトロセルロース膜等、幅に対し薄い流路である場合、流路の広い面が接触する形の流路混合部を設計できる。このような態様で混合される方法として、特許第4865664号公報に記載と同様の方法を用いることができる。具体的には2つの別々の担体が重ね合わさり流路混合部を形成し、合流した担体の下流に検出部位が存在する。第1の担体と第2の担体が二股を形成するように重ね合わされる。第1の担体に異なる方向に枝別れするような形状で第2の担体が重ね合わされていても良い。あるいは、第1の担体と第2の担体がフィルム等を挟むことにより互いに混ざらないような構造であれば枝分かれが同じ方向であっても、互いに接していても良い(図5及び6参照)。図5及び図6に構造を示す試験片は、コンジュゲートパッドを2つの流路それぞれに用い、サンプルパッドを設置したイムノクロマト法用試験片である。対応粒子同士の組み合わせを2つ以上の別のコンジュゲーションパッドにあらかじめ含ませておくことができる。 A flow path mixing section is formed by using multiple porous carriers, each of which is in contact with, connected to, or overlapped with the other, and corresponding particles can flow through different porous carriers upstream of the flow path mixing section. The corresponding particles mixed in the flow path mixing section form a complex downstream of the flow path mixing section (including the detection site). In the case of a lateral flow immunochromatography kit, the flow path mixing section can be set on a conjugate pad (Figure 5) or on a membrane (Figure 6). In particular, when the flow path mixing section is a flow path that is thin relative to its width, such as two nitrocellulose membranes, the flow path mixing section can be designed in such a way that the wide surfaces of the flow paths are in contact with each other. As a method for mixing in this manner, a method similar to that described in Patent Publication No. 4865664 can be used. Specifically, two separate carriers are overlapped to form a flow path mixing section, and the detection site is located downstream of the confluent carrier. The first carrier and the second carrier are overlapped to form a bifurcation. The second carrier may be overlapped in a shape that branches out in different directions from the first carrier. Alternatively, the first and second carriers may branch in the same direction or may be in contact with each other, as long as they are sandwiched between a film or the like to prevent them from mixing (see Figures 5 and 6). The test piece shown in Figures 5 and 6 is an immunochromatographic test piece in which a conjugate pad is used for each of the two flow paths and a sample pad is installed. Combinations of corresponding particles can be contained in advance in two or more separate conjugation pads.

複数のマイクロ流路の合流による混合は互いに層流に近いため本来極めて困難である。しかし、このような層流中での拡散による混合をレイノルズ数を大きく増加させずに行う方法が報告されている(Science,295(2002)647)。この混合方法を用いた場合でも流路混合部において混合された粒子同士は、流路混合部より下流(検出部位を含む)において複合体を形成する。このような対応粒子同士の結合により、粒子同士が結合する。その結果、被検物質捕捉部位において被検物質と被検物質結合粒子だけでなく、粒子結合粒子がさらに結合した複合体を検出することができる。 Mixing by the merging of multiple microchannels is extremely difficult because the flows are close to laminar. However, a method has been reported that allows mixing by diffusion in such laminar flows without significantly increasing the Reynolds number (Science, 295 (2002) 647). Even when this mixing method is used, the particles mixed in the channel mixing section form a complex downstream of the channel mixing section (including the detection site). Particles are bound together by binding between corresponding particles in this way. As a result, not only the analyte and the analyte-bound particles can be detected at the analyte capture site, but also a complex formed by further binding of particle-bound particles.

3. 被検物質及び検体
被検物質は核酸、タンパク質、糖、その他の化合物など何でもよく、生物由来の物質であってもよい。また、これらの複合体、たとえば細菌やウイルスなどの病原性微生物、あるいは生体中あるいは環境中の物質などであってもよい。
3. Test substances and specimens Test substances may be any of nucleic acids, proteins, sugars, and other compounds, and may be substances of biological origin. They may also be complexes of these, such as pathogenic microorganisms such as bacteria and viruses, or substances found in living organisms or in the environment.

検体としては、主に水相の検体又は検体の緩衝液による希釈液等を用いることができる。検体としては、血清、血漿、血液、尿、唾液、組織液、髄液、咽頭若しくは鼻腔拭い液、咽頭若しくは鼻腔洗浄液、鼻腔吸引液等の体液等、糞便、糞便懸濁液、培養液などが挙げられる。 As the specimen, a specimen in the aqueous phase or a diluted specimen with a buffer solution can be used. Examples of specimens include body fluids such as serum, plasma, blood, urine, saliva, tissue fluid, cerebrospinal fluid, pharyngeal or nasal swabs, pharyngeal or nasal washes, and nasal aspirates, as well as feces, fecal suspensions, and culture fluids.

本発明の方法は、被検物質にコロイド粒子あるいはコロイド粒子の複合体を次々に結合させ、さらに大きな複合体を形成させることにより反応を増感させる。これらの複合体からのシグナルを検出することにより被検物質を検出させる。 In the method of the present invention, colloid particles or colloid particle complexes are successively bound to the test substance, forming larger complexes, thereby sensitizing the reaction. The test substance is detected by detecting signals from these complexes.

第1番目のコロイド粒子と被検物質が結合する。ここで用いるコロイド粒子は直接的又は間接的に被検物質に結合することができればなんでもよい。ここで、被検物質とコロイド粒子を直接的に結合するとは、コロイド粒子表面に被検物質に親和性を有する物質が結合し、その物質が被検物質に結合することをいい、被検物質とコロイド粒子が間接的に結合するとは、コロイド粒子表面に結合した物質に他の物質を介して被検物質が結合することをいう。例えば、検体の前処理により被検物質に他の物質Aが結合し、該物質Aに親和性がある物質Bが結合したコロイド粒子と被検物質が結合する。好ましくは被検物質に対する親和性物質が表面に結合し修飾されたコロイド粒子を用いて直接的に結合する。すなわち、第1番目のコロイド粒子には、コロイド粒子同士が結合するためのコロイド粒子結合用表面修飾物質と被検物質と直接的又は間接的に結合する物質が結合している。コロイド粒子結合用表面修飾物質は被検物質と結合する物質と同一で、コロイド粒子結合用表面修飾物質が被検物質と結合する親和性物質を兼ねていてもよい。コロイド粒子に結合させる、被検物質に親和性を有する物質もコロイド粒子結合用表面修飾物質も表面修飾物質と呼ぶ。被検物質に対する親和性物質は、例えば、被検物質が抗原の場合、被検物質に対する抗体であり、被検物質が抗体の場合、その抗体が結合する抗原である。ただし、被検物質に対する親和性物質は、被検物質と結合する物質である限り限定されない。 The first colloid particle and the test substance are bound. The colloid particles used here may be any as long as they can be bound to the test substance directly or indirectly. Here, the direct binding of the test substance and the colloid particle means that a substance having affinity for the test substance is bound to the surface of the colloid particle, and the substance is bound to the test substance, and the indirect binding of the test substance and the colloid particle means that the test substance is bound to the substance bound to the surface of the colloid particle via another substance. For example, another substance A is bound to the test substance by pretreatment of the specimen, and the test substance is bound to the colloid particle to which substance B having affinity for the substance A is bound. Preferably, the direct binding is performed using colloid particles modified by binding a substance with affinity for the test substance to the surface. That is, the first colloid particle is bound to a surface modifier for binding colloid particles to each other and a substance that directly or indirectly binds to the test substance. The surface modifier for binding colloid particles may be the same as the substance that binds to the test substance, and the surface modifier for binding colloid particles may also serve as an affinity substance that binds to the test substance. Both the substance that has affinity for the test substance and is bound to the colloid particles and the surface modifier for binding colloid particles are called surface modifiers. For example, if the test substance is an antigen, the affinity substance for the test substance is an antibody for the test substance, and if the test substance is an antibody, the affinity substance for the test substance is an antigen to which the antibody binds. However, the affinity substance for the test substance is not limited as long as it is a substance that binds to the test substance.

第2番目のコロイド粒子には第1番目のコロイド粒子のコロイド粒子結合用表面修飾物質と結合する他のコロイド粒子結合用表面修飾物質が結合している。第1番目のコロイド粒子と第2番目のコロイド粒子はコロイド粒子結合用表面修飾物質同士の結合により結合し、複合体を形成する。 The second colloid particle is bound to another surface modifier for binding colloid particles, which binds to the surface modifier for binding colloid particles of the first colloid particle. The first colloid particle and the second colloid particle are bound to each other by the bond between the surface modifiers for binding colloid particles, forming a complex.

第3番目以降のコロイド粒子は第2番目のコロイド粒子と同様に他のコロイド粒子と結合する。つまり、第n+1番目(nは自然数)のコロイド粒子には第n番目のコロイド粒子のコロイド粒子結合用表面修飾物質と結合する他のコロイド粒子結合用表面修飾物質が結合している。第n番目のコロイド粒子と第n+1番目のコロイド粒子はコロイド粒子結合用表面修飾物質同士の結合により結合し、複合体を形成する。これらのn+1回の増感工程により、コロイド粒子の複合体のサイズをより大きくさせる。この増感方法は、増感を1段階で行うことも多段階で行うこともできる。1段階で行う場合、これらの反応は並行しておこる。つまり、個別にかつ順不同に結合反応が並行して起きる。第1番目のコロイド粒子と被検物質との結合する反応や不特定の第n番目のコロイド粒子と第n+1番目のコロイド粒子が結合し反応がおこり、複合体を形成する。さらにこの複合体と別のコロイド粒子あるいは複合体同士が結合する。粒子と複合体あるいは複合体同士の結合についても、不特定の第n番目のコロイド粒子と第n+1番目のコロイド粒子間の結合がこれらの結合を引き起こす。1段階で増感を行う場合、1段階結合様式と呼ぶ。多段階で増感を行う場合、被検物質に対し、第1番目のコロイド粒子が結合し、順に第2番目、第3番目のコロイド粒子が結合する。多段階で増感を行う場合、多段階結合様式と呼ぶ。1段階結合様式、多段階結合様式のいずれの場合においても、検出部位において被検物質がこれら複合体が発するシグナルが検出されるためには被検物質が検出部位に捕捉あるいは固定されており、これとコロイド粒子の複合体が結合している必要があり、複合体には最低でも第1番目のコロイド粒子である被験物質結合粒子が含まれている必要がある。コロイド粒子に結合しているコロイド粒子結合用表面修飾物質は種類が限定されない。不特定の第n番目のコロイド粒子に1種類あるいは2種類以上のコロイド粒子結合用表面修飾物質の構成を用いることができる。第n番目のコロイド粒子と第n+1番目のコロイド粒子間で同一あるいは異なる構成のコロイド粒子結合用表面修飾物質の組み合わせを用いることができる。 The third and subsequent colloid particles bind to other colloid particles in the same way as the second colloid particle. In other words, the n+1th (n is a natural number) colloid particle is bound to another colloid particle binding surface modifier that binds to the nth colloid particle's colloid particle binding surface modifier. The nth colloid particle and the n+1th colloid particle bind to each other through the binding of the colloid particle binding surface modifier to form a complex. These n+1 sensitization steps increase the size of the colloid particle complex. This sensitization method can be performed in one step or multiple steps. When performed in one step, these reactions occur in parallel. In other words, binding reactions occur individually and in random order in parallel. A reaction occurs in which the first colloid particle binds to the test substance, or an unspecified nth colloid particle binds to the n+1th colloid particle, forming a complex. This complex further binds to other colloid particles or to each other. Regarding the binding between a particle and a complex or between complexes, the binding between an unspecified n-th colloid particle and an n+1-th colloid particle causes these bonds. When sensitization is performed in one step, it is called a one-step binding mode. When sensitization is performed in multiple steps, the first colloid particle binds to the analyte, followed by the second and third colloid particles in turn. When sensitization is performed in multiple steps, it is called a multi-step binding mode. In both the one-step binding mode and the multi-step binding mode, in order for the signal emitted by the analyte and the complex to be detected at the detection site, the analyte must be captured or fixed at the detection site and bound to a colloid particle complex, and the complex must contain at least the first colloid particle, which is the analyte-binding particle. The type of colloid particle binding surface modifier bound to the colloid particle is not limited. One or more types of colloid particle binding surface modifiers can be used for the unspecified n-th colloid particle. A combination of surface modifiers for binding colloid particles, which may be the same or different in composition, can be used between the nth colloid particle and the n+1th colloid particle.

同様に、コロイド粒子は1種類又は2種類以上のコロイド粒子を用いることができる。不特定の第n番目のコロイド粒子に1種類あるいは2種類以上のコロイド粒子の構成を用いることができる。また、不特定の第n番目のコロイド粒子と第n+1番目のコロイド粒子間を同一あるいは異なる構成で用いることができる。 Similarly, one or more types of colloid particles can be used. One or more types of colloid particles can be used for an unspecified nth colloid particle. Also, the same or different configurations can be used between the unspecified nth colloid particle and the n+1th colloid particle.

図1-1に多段階結合様式による、増感の原理を示す。各1種類ずつの修飾物質を結合させた2種類のコロイド粒子を用いている。また、被検物質2を検出するために、これに結合する物質を結合させた不溶性担体1を用いている。すなわち、図1-1は不溶性担体1上で被検物質2を捕捉し検出する例を示している。被検物質2を含む検体を添加すると、不溶性担体1上の被検物質2に結合する物質が被検物質2と結合しこれを捕捉する。図1-1において、コロイド粒子は、黒い円で表される第1番目のコロイド粒子と白い円で表される第2番目のコロイド粒子が用いられる。ここで、第n番目のコロイド粒子は、反応系にn番目に添加するコロイド粒子を意味する。図1-1に示す場合において、第1番目のコロイド粒子は、被検物質に対する親和性物質を結合させた直接結合粒子であるとともに、間接結合粒子としても用いられる。第1番目のコロイド粒子には、被検物質に結合する1種類の修飾物質(図1-1の表面修飾物質4)が結合している。図1-1の表面修飾物質4は被検物質に対する親和性物質と、図1-1の工程Bにおいて第2番目のコロイド粒子8と(コロイド粒子結合用表面修飾物質7を介して)結合するためのコロイド粒子結合用表面修飾物質を兼ねている。第2番目のコロイド粒子には、図1-1の表面修飾物質4に結合する物質に結合する物質(図1-1の表面修飾物質7)が結合している。図1-1の表面修飾物質7は、被検物質そのものでもよいし、被検物質に構造が類似した物質でもよい。被検物質に構造が類似した物質として、被検物質と共通の部分構造を有する物質が挙げられ、例えば、被検物質がポリペプチドやタンパク質であれば、被検物質の部分的アミノ酸配列と相同性の高いアミノ酸配列を有する物質が挙げられる。 Figure 1-1 shows the principle of sensitization by the multi-stage binding mode. Two types of colloid particles, each bound to one type of modifier, are used. In addition, in order to detect the analyte 2, an insoluble carrier 1 bound to a substance that binds to it is used. That is, Figure 1-1 shows an example of capturing and detecting the analyte 2 on the insoluble carrier 1. When a sample containing the analyte 2 is added, the substance that binds to the analyte 2 on the insoluble carrier 1 binds to the analyte 2 and captures it. In Figure 1-1, the colloid particles used are the first colloid particle represented by a black circle and the second colloid particle represented by a white circle. Here, the nth colloid particle means the colloid particle added nth to the reaction system. In the case shown in Figure 1-1, the first colloid particle is a direct binding particle bound to a substance that has affinity for the analyte, and is also used as an indirect binding particle. The first colloid particle is bound to one type of modifier that binds to the analyte (surface modifier 4 in Figure 1-1). The surface modifier 4 in FIG. 1-1 serves both as an affinity substance for the test substance and as a surface modifier for binding colloid particles to bind to the second colloid particle 8 (through the surface modifier for binding colloid particles 7) in step B in FIG. 1-1. A substance (surface modifier 7 in FIG. 1-1) that binds to the substance that binds to the surface modifier 4 in FIG. 1-1 is bound to the second colloid particle. The surface modifier 7 in FIG. 1-1 may be the test substance itself, or may be a substance that is similar in structure to the test substance. Examples of substances that are similar in structure to the test substance include substances that have a partial structure in common with the test substance. For example, if the test substance is a polypeptide or protein, examples of such substances include substances that have an amino acid sequence that is highly homologous to the partial amino acid sequence of the test substance.

最初に工程Aにおいて、第1番目のコロイド粒子5が担体1上の物質に捕捉された被検物質2に結合する。このとき、被検物質2:第1番目のコロイド粒子5(「:」は結合を示す)で表される複合体が形成される。 First, in step A, the first colloid particle 5 binds to the test substance 2 captured by the substance on the carrier 1. At this time, a complex represented by the test substance 2:first colloid particle 5 (":" indicates binding) is formed.

次いで工程Bにおいて、増感用修飾コロイド粒子である第2番目のコロイド粒子8を添加する。その結果、第1番目のコロイド粒子5に第2番目のコロイド粒子8が結合する。このコロイド粒子同士の結合は、第1番目のコロイド粒子のコロイド粒子結合用表面修飾物質4と第2番目のコロイド粒子8のコロイド粒子結合用表面修飾物質7(M(1))の結合を介して起こる。工程Bにおいて、第1番目のコロイド粒子5と第2番目のコロイド粒子8が結合した複合体が形成される。このとき、被検物質2:第1番目のコロイド粒子5:第2番目のコロイド粒子8(「:」は結合を示す)で表される複合体が形成される。 Next, in step B, second colloid particles 8, which are sensitizing modified colloid particles, are added. As a result, the second colloid particles 8 are bonded to the first colloid particles 5. This bonding between the colloid particles occurs via the bond between the colloid particle bonding surface modifier 4 of the first colloid particle and the colloid particle bonding surface modifier 7 (M(1)) of the second colloid particle 8. In step B, a complex is formed in which the first colloid particle 5 and the second colloid particle 8 are bonded. At this time, a complex represented by the test substance 2: first colloid particle 5: second colloid particle 8 (":" indicates a bond) is formed.

次いで、工程Cにおいて第1番目のコロイド粒子5と同じコロイド粒子を増感用修飾コロイド粒子である第3番目のコロイド粒子11として添加する。さらに、工程Dにおいて、第2番目のコロイド粒子8と同じコロイド粒子を増感用修飾コロイド粒子である第4番目のコロイド粒子14として添加する。この結果、図1-1の工程Dに示すように、被検物質2:第1番目のコロイド粒子5:第2番目のコロイド粒子8:第3番目のコロイド粒子11:第4番目のコロイド粒子14(「:」は結合を示す)で表される、2種類のコロイド粒子を含む大きな複合体が形成される。コロイド粒子の数に応じたシグナルが発生し、そのシグナル強度を測定することにより、被検物質を検出することができる。一定量の被検物質に対して、増感工程数を増やすにつれ、複合体がより大きくなり、複合体に含まれるコロイド粒子の数が増加し、その結果発生するシグナルも大きくなるので、被検物質の測定感度が増強される。 Next, in step C, the same colloid particles as the first colloid particles 5 are added as the third colloid particles 11, which are sensitizing modified colloid particles. Furthermore, in step D, the same colloid particles as the second colloid particles 8 are added as the fourth colloid particles 14, which are sensitizing modified colloid particles. As a result, as shown in step D of FIG. 1-1, a large complex containing two types of colloid particles is formed, which is represented as the test substance 2: the first colloid particles 5: the second colloid particles 8: the third colloid particles 11: the fourth colloid particles 14 (":" indicates a bond). A signal corresponding to the number of colloid particles is generated, and the test substance can be detected by measuring the signal intensity. For a given amount of test substance, as the number of sensitization steps is increased, the complex becomes larger, the number of colloid particles contained in the complex increases, and the signal generated as a result also increases, so that the measurement sensitivity of the test substance is enhanced.

図1-1は、工程Dまで示してあるが、工程の繰返し回数は限定されない。図1-1に示す方法においては、工程Aで用いる第1番目のコロイド粒子と工程Cで用いるコロイド粒子は同じであり、工程Bで用いるコロイド粒子と工程Dで用いるコロイド粒子MCは同じである。 Figure 1-1 shows up to step D, but the number of times the steps are repeated is not limited. In the method shown in Figure 1-1, the first colloid particles used in step A are the same as the colloid particles used in step C, and the colloid particles used in step B are the same as the colloid particles MC used in step D.

さらに、図1-2に1段階結合様式による、増感の原理を示す。図1-2は図1-1と同じ材料を用いた例である。混合が拡散のみで(流れが層流で)あればあるほど、ほとんどが粒子間速度差が大きい(捕捉された粒子は停止しているとみなせる)検出部位にて粒子同士が結合する。このため、1段階結合様式は図1-1の多段階結合様式と経時的に同様の反応を示す。しかしながら、粒子の一部は検出部位に到達するまでに複合体を形成し、図1-2Bと図1-2Cのような反応を経て、図1-1の多段階結合様式のDのような複合体を形成する。図1-2Bは複合体形成過程において、様々な複合体が結合する可能性を示している。また、図1-2Cは、多段階増感法と同様に1段階でありながら、様々な複合体及び粒子が結合し、継続的に複合体中の粒子数が増えることを示している。 Furthermore, Figure 1-2 shows the principle of sensitization by the one-step binding method. Figure 1-2 is an example using the same materials as Figure 1-1. The more the mixing is by diffusion alone (the flow is laminar), the more the particles bind to each other at the detection site where the interparticle velocity difference is large (the captured particles can be considered to be stationary). For this reason, the one-step binding method shows a reaction similar to that of the multi-step binding method in Figure 1-1 over time. However, some of the particles form complexes before reaching the detection site, and after reactions such as those in Figure 1-2B and Figure 1-2C, they form complexes such as D in the multi-step binding method in Figure 1-1. Figure 1-2B shows the possibility of various complexes binding during the complex formation process. Also, Figure 1-2C shows that, although it is a one-step method like the multi-step sensitization method, various complexes and particles bind, and the number of particles in the complex continues to increase.

本発明の方法において、コロイド粒子の種類数は限定されず、1種類又は2種類以上のコロイド粒子を用いることができる。これまでに本発明者は検出に用いるコロイド粒子に共鳴粒子(表面プラズモン共鳴を起こす粒子;金属コロイド粒子等)と保持粒子(共鳴粒子よりも大きい表面プラズモン共鳴を起こさない粒子;ラテックスコロイド粒子等)とを併用することでさらに感度が上昇することを示した。この感度の上昇は直接結合粒子及び/あるいは間接結合粒子の一部又は全部に応用ができる。共鳴粒子は保持粒子表面に結合する。共鳴粒子は表面プラズモン共鳴を起こすことにより特定波長付近の光を吸収する。同時に保持粒子からもシグナルを発するため、表面プラズモン共鳴によるシグナルと保持粒子からのシグナルを含めたトータルのシグナルを検出することができ、高感度な検出が可能になる。 In the method of the present invention, the number of types of colloidal particles is not limited, and one or more types of colloidal particles can be used. The inventors have previously demonstrated that sensitivity can be further increased by using resonant particles (particles that cause surface plasmon resonance; metal colloid particles, etc.) and retained particles (particles that are larger than the resonant particles and do not cause surface plasmon resonance; latex colloid particles, etc.) in combination as colloidal particles used for detection. This increase in sensitivity can be applied to some or all of the directly bound particles and/or indirectly bound particles. The resonant particles bind to the surface of the retained particles. The resonant particles absorb light near a specific wavelength by causing surface plasmon resonance. At the same time, the retained particles also emit a signal, so that the total signal including the signal due to surface plasmon resonance and the signal from the retained particles can be detected, enabling highly sensitive detection.

粒子結合粒子は、第n粒子結合粒子(nは任意の自然数)まで用いることができる。このnは流路中での粒子同士の反応速度や、バックグラウンドシグナルに対し最適化することができる。たとえば比較的流路が長い場合などで検出部位に到達するまでに検出阻害複合体が大きくなるとき、全体の粒子数を変えずにnを増やすことで、反応速度を小さくすることができる。逆に、粒子のサイズが担体ポアサイズに対し小さい場合などには、nを小さい数にすることができる。例えば、間接結合粒子(粒子結合粒子であることが明示的)を用いる場合、第二間接結合粒子まで用いたほうが検出感度に有利な場合がある。直接結合粒子と第一間接結合粒子、及び第一間接結合粒子と第二間接結合粒子は対応粒子である。この時、直接結合粒子と第二間接結合粒子は同様のメカニズムで第一間接結合粒子に結合することがある。多くの場合、直接結合粒子上よりも第二間接結合粒子上のほうが、粒子結合用表面修飾物質量を多く結合でき、第二間接結合粒子まで用いたほうが、検出感度が有利になる(実施例2参照)。 Particle-bound particles can be used up to the nth particle-bound particle (n is any natural number). This n can be optimized for the reaction rate between particles in the flow channel and the background signal. For example, when the detection-inhibiting complex becomes large before reaching the detection site, such as when the flow channel is relatively long, the reaction rate can be reduced by increasing n without changing the total number of particles. Conversely, when the size of the particle is small compared to the carrier pore size, n can be set to a small number. For example, when using indirectly bound particles (explicitly particle-bound particles), it may be advantageous to use up to the second indirectly bound particles in terms of detection sensitivity. The direct-bound particles and the first indirectly bound particles, and the first indirectly bound particles and the second indirectly bound particles are corresponding particles. In this case, the direct-bound particles and the second indirectly bound particles may be bound to the first indirectly bound particles by a similar mechanism. In many cases, a larger amount of surface modifier for particle binding can be bound to the second indirectly bound particles than to the direct-bound particles, and the detection sensitivity is advantageous to use up to the second indirectly bound particles (see Example 2).

複数の被検物質を同時に検出する被検物質検出キットでコロイド粒子と流路を用いたものが市販されている(たとえば、インフルエンザA型とB型を同じキット内で区別して検出するキット)。このようなキットを用いた検出では、被検サンプルに検出対象となる被検物質が必ずしもすべての種類含まれない。たとえば被検サンプルに被検物質Aが含まれ、A以外の被検物質Bが含まれない場合、Bを検出する直接結合粒子が全く反応に寄与せず、Aの検出に関しS/N比が低下する。このような場合に、それぞれの直接結合粒子が共通の第一粒子結合粒子と結合すれば(たとえば、間接結合粒子に結合するAとBのコロイド粒子結合用表面修飾物質に共通の物質を用いる)、Bの直接結合粒子が第二粒子結合粒子として機能する。逆に被検サンプルにAが含まれず、Bが含まれる場合にも同様に機能する。いずれの場合においても、感度やS/N比が改善されることがある。 Test substance detection kits that simultaneously detect multiple test substances are commercially available that use colloid particles and flow channels (for example, a kit that distinguishes between influenza types A and B in the same kit). In detection using such kits, the test sample does not necessarily contain all types of test substances to be detected. For example, if the test sample contains test substance A but does not contain test substance B other than A, the direct binding particles that detect B do not contribute to the reaction at all, and the S/N ratio for the detection of A decreases. In such a case, if each direct binding particle binds to a common first particle binding particle (for example, a common substance is used for the surface modifier for colloid particle binding of A and B that binds to the indirect binding particle), the direct binding particle of B functions as the second particle binding particle. Conversely, it also functions in the same way when the test sample does not contain A but does contain B. In either case, the sensitivity and S/N ratio may be improved.

被検物質は不溶性担体に直接的、あるいは間接的に結合されていてもよい。不溶性担体として、他のコロイド粒子、樹脂、イムノクロマト法のイムノクロマト用試験片等が挙げられる。 The test substance may be directly or indirectly bound to an insoluble carrier. Examples of insoluble carriers include other colloidal particles, resins, and immunochromatographic test strips used in immunochromatography.

コロイド粒子が着色コロイド粒子の場合、コロイド粒子から発生するシグナルは特定の波長を含む反射光であり、光の強さを目視、デンシトメーター又は分光光度計等により測定することによりシグナルの強度を測定することができる。 When the colloidal particles are colored colloidal particles, the signal generated from the colloidal particles is reflected light containing a specific wavelength, and the intensity of the signal can be measured by visually observing the light or by measuring the intensity with a densitometer or spectrophotometer, etc.

コロイド粒子が蛍光粒子である場合、コロイド粒子から発生するシグナルは特定の波長の蛍光であり、蛍光の強さを蛍光測定装置により測定することによりシグナルの強度を測定することができる。 When the colloidal particles are fluorescent particles, the signal generated from the colloidal particles is fluorescence of a specific wavelength, and the intensity of the signal can be measured by measuring the intensity of the fluorescence using a fluorescence measuring device.

2種類のコロイド粒子を用い、それぞれのコロイド粒子が、蛍光共鳴エネルギー移動のエネルギー供与体及びエネルギー受容体を結合させたコロイド粒子である場合、コロイド粒子が複合体を形成し、コロイド粒子が密集することにより、蛍光共鳴エネルギー移動FRET)の変化が生じ、この変化をシグナルとして蛍光測定装置で測定することによりシグナルの強度を測定することができる。 When two types of colloidal particles are used, each of which is a colloidal particle that is bound to an energy donor and an energy acceptor for fluorescence resonance energy transfer, the colloidal particles form a complex and become densely packed, causing a change in fluorescence resonance energy transfer (FRET). This change is used as a signal and can be measured with a fluorescence measuring device to measure the signal intensity.

本発明の方法に用いる反応液は被検物質への直接結合粒子の結合やコロイド粒子表面修飾物質同士の反応が阻害されず、かつ特異的に起きれば何でもよく、緩衝液を使うことが好ましい。緩衝液に塩、界面活性剤、アルコール等を添加してもよい。 The reaction solution used in the method of the present invention may be any solution as long as it does not inhibit the binding of the direct binding particles to the test substance and the reaction between the colloid particle surface modifiers and occurs specifically, and it is preferable to use a buffer solution. Salts, surfactants, alcohol, etc. may be added to the buffer solution.

本発明は、試薬やキットも包含する。該キットは、直接結合粒子だけでなく、間接結合粒子をも用いた試薬やキットである。該キットは例えば、イムノクロマトグラフィーの原理を利用したイムノクロマト法用キットであり、コロイド粒子に結合させた被検物質に結合する物質は、被検物質に抗原抗体反応により結合する抗体又は抗原である。該キットは、さらに、イムノクロマト法用の試験片、ブロッシャー、緩衝液等を含む。前記の被検物質に結合する物質を結合させたコロイド粒子は、イムノクロマト法用試験片とは別の試薬として含まれていてもよいし、イムノクロマト法用試験片の標識部位に含まれていてもよい。 The present invention also includes reagents and kits. The kits are not only reagents and kits using directly bound particles, but also indirectly bound particles. The kits are, for example, immunochromatographic kits that utilize the principle of immunochromatography, and the substance that binds to the test substance bound to the colloidal particles is an antibody or antigen that binds to the test substance through an antigen-antibody reaction. The kits further include a test strip for immunochromatography, a blotter, a buffer solution, and the like. The colloidal particles bound to the substance that binds to the test substance may be included as a reagent separate from the immunochromatographic test strip, or may be included in the labeling site of the immunochromatographic test strip.

以下、本発明のイムノクロマト法の1例を説明する。以下の場合は、2つの別々の担体が重ね合わさり流路混合部を形成し、合流した担体の下流に検出部位が存在する担体として、第1の担体と第2の担体が二股を形成するように重ね合わさる担体を用いる場合である。また、被検物質に結合する物質を担体の検出部位に固定化する場合である。 An example of the immunochromatography method of the present invention will be described below. In the following case, two separate carriers are overlapped to form a flow path mixing section, and a carrier in which a first carrier and a second carrier are overlapped to form a bifurcation is used as a carrier with a detection site downstream of the merged carrier. In addition, a substance that binds to the test substance is immobilized at the detection site on the carrier.

(1)イムノクロマト法用試験片
イムノクロマト法用試験片は、被検物質(抗原等)を捕捉する抗体等の物質が固定化された検出部位を有する支持体、検体をアプライする部位、展開された検体液を吸収する吸収帯、これら部材を1つに貼り合わせるためのバッキングシート等を具備する。
(1) Immunochromatographic test strip An immunochromatographic test strip comprises a support having a detection site where a substance such as an antibody that captures a test substance (such as an antigen) is immobilized, a site for applying a specimen, an absorption band that absorbs the developed specimen liquid, and a backing sheet for bonding these components together.

支持体は、被検物質(抗原)を捕捉するための抗体を固定化する性能を持つ材料であり、かつ液体が水平方向に通行することを妨げない性能を持ち、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、ナイロン等でできている。支持体を単にメンブレンということもある。 The support is a material that has the ability to immobilize antibodies to capture the test substance (antigen), and does not impede the horizontal passage of liquid. It is made of cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate, polyvinylidene difluoride (PVDF), glass fiber, nylon, etc. The support is sometimes simply called a membrane.

検出部位は、被検物質(抗原)を捕捉する抗体が固定化された支持体の一部の部位を指す。検出部位は、抗原を捕捉するための抗体を固定化した部位を少なくとも1つ設ける。検出部位は支持体に含まれていればよく、例えば、支持体上に抗体を固定化すればよい。 The detection site refers to a part of the support where an antibody that captures the test substance (antigen) is immobilized. The detection site is provided with at least one site where an antibody for capturing the antigen is immobilized. The detection site may be included in the support, for example, an antibody may be immobilized on the support.

検体をアプライするための部位にはアプライするための多孔性材料であるサンプルパッドを設けてもよい。サンプルパッドはイムノクロマト試験片の最も上流にある部位である。該材料には一般的に用いられる濾紙、ガラス繊維、不織布等を用いることができる。 A sample pad, which is a porous material for applying the sample, may be provided at the site for applying the sample. The sample pad is the most upstream site of the immunochromatographic test piece. Commonly used materials such as filter paper, glass fiber, and nonwoven fabric can be used for this purpose.

吸収帯は、支持体に供給され検出部位で反応に関与しなかった成分を吸収するための部材である。該材料には、一般的な天然高分子化合物、合成高分子化合物等からなる保水性の高い濾紙、スポンジ等を用いることができる。 The absorption band is a member that is supplied to the support and absorbs the components that are not involved in the reaction at the detection site. The material can be a highly water-retentive filter paper or sponge made of a general natural or synthetic polymer compound.

本発明の方法に用いるイムノクロマト法用試験片に、流路混合部を設計する場合、直接結合粒子用流路の担体と間接結合粒子用流路の担体の、少なくとも2つの担体が存在し、2つの担体は検出部の上流で重ね合わさり合流し、その担体合流部で流路混合部を形成する。2つのそれぞれの流路を有する2つの担体は、例えば第1の担体の検出部位の上流に検出部位を有しない第2の担体が重ね合せてあればよい。この場合、第1の担体は直接結合粒子用流路となり、第2の担体は間接結合粒子用流路として機能する。 When designing a flow path mixing section for an immunochromatographic test piece used in the method of the present invention, at least two carriers are present, a carrier for a flow path for direct-bound particles and a carrier for a flow path for indirect-bound particles, and the two carriers overlap and merge upstream of the detection section, forming a flow path mixing section at the carrier merging section. For example, two carriers having two respective flow paths may be overlapped with a second carrier that does not have a detection site upstream of the detection site of the first carrier. In this case, the first carrier becomes a flow path for direct-bound particles, and the second carrier functions as a flow path for indirect-bound particles.

直接結合粒子及び間接結合粒子は、担体の上流にアプライしてもよいが、あらかじめ担体上に保持させておいてもよい。このような保持は、流路担体上に直接行っても良いが、ラテラルフローイムノクロマトストリップにおけるコンジュゲートパッドのように、それぞれの流路の上流部に別の材料による保持部位を持っていても良い。上の二股の担体を有するイムノクロマト法用試験片の場合、第1の担体上流のコンジュゲートパッドに直接結合粒子を含浸し乾燥させることにより固定化させておき、第2の担体上流のコンジュゲートパッドに間接結合粒子を含浸し乾燥させることにより固定化させておいてもよい。この方法を用いると、図5や図6に示すような構造の試験片を用いることができ、サンプル液を一か所(たとえばサンプルパッド等)にアプライするのみで被検物質を検出可能となり、操作を簡便化できることがある。 The direct-binding particles and indirect-binding particles may be applied upstream of the carrier, or may be held on the carrier in advance. Such holding may be performed directly on the flow path carrier, or may have a holding site made of a different material at the upstream part of each flow path, such as the conjugate pad in a lateral flow immunochromatographic strip. In the case of the immunochromatographic test strip having the bifurcated carrier described above, the direct-binding particles may be immobilized by impregnating and drying the conjugate pad upstream of the first carrier, and the indirect-binding particles may be immobilized by impregnating and drying the conjugate pad upstream of the second carrier. Using this method, a test strip with a structure such as that shown in Figure 5 or Figure 6 can be used, and the test substance can be detected by applying the sample liquid to only one place (such as a sample pad), which may simplify the operation.

図2及び図4~6に本発明で用いるイムノクロマト試験片の例を示す。 Figures 2 and 4 to 6 show examples of immunochromatographic test strips used in the present invention.

(2)アッセイ方法
(1)のイムノクロマト法用試験片を用いて以下のようにアッセイを行うことができる。
第1の担体の上流部に被検物質を含む検体と直接結合粒子の混合浮遊液をアプライし、第2の担体の上流部に間接結合粒子を含む浮遊液をアプライする。アプライは浮遊液をサンプルパッドに滴加することにより行うこともできるし、容器にアプライする浮遊液を入れそれにイムノクロマト法用試験片のサンプルパッドを浸すことにより行うこともできる。被検物質と直接結合粒子の混合液と間接結合粒子は、第1の担体と第2の担体が重ね合わさる部分で合流し、流路混合部を形成する。被検物質と直接結合粒子と間接結合粒子は混合した状態で、担体の検出領域に移動する。担体の検出領域で、被検物質と結合する物質:被検物質:直接結合粒子:間接結合粒子の複合体(「:」は結合を示す)が形成され、直接結合粒子及び間接結合粒子からのシグナルを検出することにより被検物質を測定することができる。
(2) Assay Method Using the immunochromatographic test strip of (1), an assay can be carried out as follows.
A mixed suspension of a specimen containing a test substance and direct-binding particles is applied to the upstream part of the first carrier, and a suspension containing indirect-binding particles is applied to the upstream part of the second carrier. The application can be performed by dropping the suspension onto the sample pad, or by putting the suspension to be applied into a container and immersing the sample pad of the immunochromatographic test strip in it. The mixed solution of the test substance and the direct-binding particles and the indirect-binding particles join at the overlapping part of the first carrier and the second carrier to form a flow channel mixing part. The test substance, the direct-binding particles, and the indirect-binding particles move in a mixed state to the detection area of the carrier. In the detection area of the carrier, a complex of the substance bound to the test substance: the test substance: the direct-binding particles: the indirect-binding particles (":" indicates binding) is formed, and the test substance can be measured by detecting signals from the direct-binding particles and the indirect-binding particles.

個別の流路には非対応粒子同士であれば異なる粒子が流れても検出阻害複合体の形成は起こらない。また、被検物質を含む検体は、間接結合粒子と混合しておいてもよいし、直接結合粒子及び間接結合粒子の両方と混合しておいてもよい。 Even if different particles that are incompatible flow through individual flow paths, no detection-inhibiting complexes are formed. In addition, a sample containing a test substance may be mixed with indirectly bound particles, or may be mixed with both directly bound and indirectly bound particles.

図3に図2に構造を示すイムノクロマト試験片のアッセイ方法の一例の概要を示す。図3に示す方法では、容器にアプライする浮遊液を入れそれにイムノクロマト法用試験片のサンプルパッドを浸すことによりサンプルを添加している。第1の担体16に直接結合粒子及び被検物質、あるいは直接結合粒子、被検物質及び第2間接結合粒子を含む浮遊液21をアプライし、第2の担体17に間接結合粒子を含む浮遊液22を含む浮遊液をアプライする。流路混合部において第1の担体にアプライした浮遊液と第2の担体にアプライした浮遊液が混ざり、支持体19に含まれる検出部位で捕捉された複合体を検出することができる。図3中、矢印Fは液が流れる方向を示す。 Figure 3 shows an overview of an example of an assay method for the immunochromatographic test strip whose structure is shown in Figure 2. In the method shown in Figure 3, the sample is added by placing the suspension to be applied in a container and immersing the sample pad of the immunochromatographic test strip in it. A suspension 21 containing directly bound particles and a test substance, or directly bound particles, a test substance and a second indirectly bound particle, is applied to the first carrier 16, and a suspension containing a suspension 22 containing indirectly bound particles is applied to the second carrier 17. The suspension applied to the first carrier and the suspension applied to the second carrier are mixed in the flow channel mixing section, and the complex captured at the detection site included in the support 19 can be detected. In Figure 3, the arrow F indicates the direction in which the liquid flows.

なお、第1の担体及び第2の担体に垂直方向に外力を加えるのが好ましい。この外力により第1の担体を流れた粒子と第2の担体を流れた粒子が混合しやすくなる。外力は例えば、担体を上から押さえつけることにより加えることができる。 It is preferable to apply an external force perpendicular to the first carrier and the second carrier. This external force makes it easier for the particles that have flowed through the first carrier and the particles that have flowed through the second carrier to mix. The external force can be applied, for example, by pressing down on the carrier from above.

図5~6に構造を示す試験片は、コンジュゲートパッドを2つの流路それぞれに用い、サンプルパッドを設置したイムノクロマト法用試験片である。図5~6の試験片を用いる場合、サンプルパッドに被検物質を含む検体をアプライし、試験片上を展開する液体(被験物質を含む)は、コンジュゲーションパッド1(24)及びコンジュゲーションパッド2(25)に分かれて流れる。コンジュゲーションパッド1(24)に直接結合粒子、あるいは直接結合粒子及び第2間接結合粒子を含み、コンジュゲーションパッド2(25)に間接結合粒子を含む(逆でもよい)。展開した液は試験片上で合流し混合され1液となる。検出部位19で捕捉された複合体を検出することができる。図4~6中、矢印Fは液が流れる方向を示す。 The test strip shown in Figures 5-6 is an immunochromatographic test strip that uses a conjugate pad in each of the two flow paths and has a sample pad installed. When using the test strip shown in Figures 5-6, a sample containing a test substance is applied to the sample pad, and the liquid (containing the test substance) that spreads on the test strip flows separately to conjugation pad 1 (24) and conjugation pad 2 (25). Conjugation pad 1 (24) contains direct-bonded particles, or direct-bonded particles and second indirect-bonded particles, and conjugation pad 2 (25) contains indirect-bonded particles (or vice versa). The liquids that spread are merged and mixed on the test strip to become one liquid. The complex captured at the detection site 19 can be detected. In Figures 4-6, arrow F indicates the direction in which the liquid flows.

本発明を以下の実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be specifically described with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
試験方法
被検物質として、ビオチン/抗体のモル比率が5となるようにアミノ基ビオチン標識試薬(Thermo社)を用いて修飾したビオチン化マウス抗体を用いた。
Example 1
Test Method: A biotinylated mouse antibody modified with an amino group biotin labeling reagent (Thermo) so that the molar ratio of biotin/antibody was 5 was used as the test substance.

ニトロセルロースメンブレン上に各40, 10, 5, 2.5μg/mlのビオチン化マウス抗体1μlをドット状に含浸し乾燥させ固定化した。このストリップを用いてイムノクロマト法を行った。 1μl of each of 40, 10, 5, and 2.5μg/ml biotinylated mouse antibodies was impregnated in a dot pattern on a nitrocellulose membrane, dried, and immobilized. Immunochromatography was performed using this strip.

直接結合粒子であるストレプトアビジン修飾ラテックスコロイド粒子及び間接結合粒子であるビオチン修飾ラテックスコロイド粒子の混合液をメンブレンにアプライした。 A mixture of streptavidin-modified latex colloid particles, which are direct-binding particles, and biotin-modified latex colloid particles, which are indirect-binding particles, was applied to the membrane.

試験結果
直接結合粒子と間接結合粒子はメンブレン上を移動し、ビオチン化マウス抗体を固定化した検出領域上に集積した。図7に示す通り、間接結合粒子(ビオチン修飾粒子)を加えることで、各被検物質濃度において被検物質検出シグナルが増感された。直接結合粒子(ストレプトアビジン修飾粒子)及び間接結合粒子による呈色は、被検物質の濃度依存的に見られた。被検物質濃度が40μg/mlであっても、直接結合粒子がアプライされない場合、間接結合粒子によるシグナルは検出されなかった。流路状にコロイドの凝集によるライン形成やバックグラウンドシグナルの上昇は見られなかった。
Test results: The direct-binding particles and indirect-binding particles migrated on the membrane and accumulated on the detection area where the biotinylated mouse antibody was immobilized. As shown in FIG. 7, the addition of indirect-binding particles (biotin-modified particles) enhanced the detection signal of the test substance at each test substance concentration. The coloration by the direct-binding particles (streptavidin-modified particles) and indirect-binding particles was observed depending on the test substance concentration. Even when the test substance concentration was 40 μg/ml, no signal from the indirect-binding particles was detected when the direct-binding particles were not applied. No line formation due to the aggregation of colloids in the flow channel or an increase in background signal was observed.

考察
直接結合粒子なしでは、間接結合粒子は被検物質によるシグナルが検出されず、間接結合粒子による増感効果が見られることから、間接結合粒子は直接結合粒子を介して間接的に被検物質に結合したと考えられる。被検物質:被検物質結合粒子:粒子結合粒子(:は結合を示す)の複合体の形成が示唆された。粒子がメンブレンに直接アプライされる場合、検出阻害複合体はあまり形成されないことが示唆された。
Discussion: In the absence of direct-binding particles, no signal from the analyte was detected with the indirect-binding particles, and a sensitizing effect was observed with the indirect-binding particles. This suggests that the indirect-binding particles indirectly bound to the analyte via the direct-binding particles. This suggests the formation of a complex of analyte: analyte-bound particles: particle-bound particles (: indicates binding). This suggests that when particles are applied directly to the membrane, little detection-inhibiting complex is formed.

<実施例2>
試験方法
サンプルパッド26、コンジュゲーションパッド24及び支持体19が直列に接触しており流路の枝分かれがない従来のイムノクロマト法用試験片である、図4の形状のストリップを用いて試験を行った。1mg/mlの被検物質捕捉物質(抗インフルエンザウイルス抗体)1μlをニトロセルロースメンブレンにブロット後、乾燥させた。被検物質(インフルエンザウイルス不活化抗原)、直接結合粒子(ビオチン/抗体のモル比率が1から16までの様々な個数のビオチンを付加した抗インフルエンザウイルス抗体修飾ラテックス)、第一粒子結合粒子(ストレプトアビジン修飾ラテックス)の混合液をサンプルパッド上にアプライした。表面修飾物質結合前の各ラテックス粒子には同一(赤色、直径400nm程度)のものを用いた。
Example 2
Test method: A test was performed using a strip of the shape shown in FIG. 4, which is a conventional immunochromatographic test piece in which the sample pad 26, the conjugation pad 24, and the support 19 are in contact with each other in series and the flow path is not branched. 1 μl of 1 mg/ml of the test substance capture substance (anti-influenza virus antibody) was blotted onto a nitrocellulose membrane and then dried. A mixture of the test substance (inactivated influenza virus antigen), directly bound particles (anti-influenza virus antibody-modified latex with various numbers of biotins added with a biotin/antibody molar ratio of 1 to 16), and first particle-bound particles (streptavidin-modified latex) was applied onto the sample pad. The same latex particles (red, diameter about 400 nm) were used before binding to the surface modifier.

試験結果
図8に結果を示す。S1からS5へと感度が上昇した。S1からS4まではサンプルがコンジュゲーションパッドからメンブレンへの移行する部位(矢印の部位)にラテックスの停滞がみられたが、S5ではS1からS4に比べ減少した。
Test results The results are shown in Figure 8. Sensitivity increased from S1 to S5. For S1 to S4, latex stagnation was observed at the site where the sample transferred from the conjugation pad to the membrane (site indicated by the arrow), but this decreased in S5 compared to S1 to S4.

考察
本発明者のこれまでの検討により、ビオチン数の増加によるアビジンとビオチンの結合反応とビオチン数の増加による抗原抗体反応の阻害はトレードオフの関係にあると考えられた。S1からS4までは、ビオチンの個数を減らすことで、ビオチン修飾による抗原抗体反応の阻害が抑制され、感度が上昇したと考えられる。S5は、検出阻害複合体の形成が抑制されていることから、アビジンとビオチンの反応のみを考慮した際のビオチンの最適個数より少なく、粒子結合粒子数が抑制されている可能性がある。しかし、検出阻害複合体が形成されにくくなり、多くのラテックス粒子が反応に関与することができたため、結果としてS4よりさらに感度が上昇したと考えられる。このように、コロイド粒子結合用表面修飾物質の量を最適化することで、S/N比が改善することがある。
Discussion Based on the inventor's previous studies, it was considered that there was a trade-off between the binding reaction of avidin and biotin due to an increase in the number of biotins and the inhibition of the antigen-antibody reaction due to an increase in the number of biotins. It is considered that in S1 to S4, the inhibition of the antigen-antibody reaction due to biotin modification was suppressed by reducing the number of biotins, and the sensitivity was increased. Since the formation of the detection inhibition complex was suppressed in S5, the number of biotins was less than the optimal number when only the reaction between avidin and biotin was considered, and the number of particles bound to the particles may have been suppressed. However, it is considered that the detection inhibition complex was less likely to be formed and many latex particles were able to participate in the reaction, resulting in a further increase in sensitivity compared to S4. In this way, the S/N ratio may be improved by optimizing the amount of the surface modification substance for binding colloidal particles.

<実施例3>
試験方法
1mg/mlの被検物質捕捉物質(抗RSV (Respiratory syncytial virus)抗体)1μlをニトロセルロースメンブレンにブロット後、乾燥させた。被検物質(RSV不活化抗原)、直接結合粒子(ビオチン/抗体のモル比率が1となるようにビオチンを付加した抗RSV抗体修飾ラテックス)、第一間接結合粒子(ストレプトアビジン修飾ラテックス)及び第二間接結合粒子(直接結合粒子に比し、8倍量のビオチン分子が第二間接結合粒子に結合)をアプライし、それぞれの間接結合粒子の効果を検討した。表面修飾物質結合前の各ラテックス粒子には同一(赤色、直径400nm程度)のものを用いた。ストリップの構造は図2に示す構造を用い、図3のように枝分かれした2枚の各メンブレンの端よりそれぞれの浮遊液を含浸させた。具体的には被検物質、直接結合粒子及び第二間接結合粒子の混合液は同じ流路から、第一間接結合粒子は別の流路からアプライした。流路混合部には、特許第4865664号公報に記載の方法と同様の方法を用い、検出部位上流の直接結合粒子用流路であるニトロセルロースメンブレン上に、第一間接結合粒子用流路である別のニトロセルロースメンブレンをクリップではさむことにより圧接した。ネガティブコントロールには、RSV抗原を除いたものを用いた(Group-4)。
Example 3
Test Method
1 μl of 1 mg/ml of the test substance capture substance (anti-RSV (Respiratory syncytial virus) antibody) was blotted onto a nitrocellulose membrane and then dried. The test substance (RSV inactivated antigen), direct binding particles (anti-RSV antibody modified latex with biotin added so that the molar ratio of biotin/antibody was 1), first indirect binding particles (streptavidin modified latex), and second indirect binding particles (8 times the amount of biotin molecules bound to the second indirect binding particles compared to the direct binding particles) were applied, and the effect of each indirect binding particle was examined. The same latex particles (red, diameter about 400 nm) were used before binding to the surface modifier. The strip structure shown in Figure 2 was used, and each suspension was impregnated from the end of each of the two branched membranes as shown in Figure 3. Specifically, the mixture of the test substance, direct binding particles, and second indirect binding particles was applied from the same flow path, and the first indirect binding particles were applied from a different flow path. In the flow channel mixing section, a nitrocellulose membrane for the first indirectly bound particle flow channel was pressed against the nitrocellulose membrane for the direct-bound particle flow channel upstream of the detection site by clipping it with a clip, using the same method as that described in Japanese Patent No. 4865664. The negative control was a sample without the RSV antigen (Group-4).

試験結果
図9に示す通り、直接結合粒子のみの場合、非常に薄いドットが確認されたが(Group-1)、第一間接結合粒子を用いると、ドットが濃くなり、検出可能な程度にシグナルが増感された(Group-2)。第二間接結合粒子も合わせて用いると、さらにドットが濃くなった(Group-3)が、抗原が含まれない場合は、ドットが観察されなかった(Group-4)。
As shown in Figure 9, when only the directly bound particles were used, very faint dots were observed (Group-1), but when the first indirectly bound particles were used, the dots became darker and the signal was enhanced to a detectable level (Group-2). When the second indirectly bound particles were also used, the dots became darker (Group-3), but when the antigen was not included, no dots were observed (Group-4).

考察
従来の直接結合粒子のみを用いる検出法では、被検物質が薄い場合、被検物質:直接結合粒子(「:」は結合を示す)の複合体のみが被検物質捕捉部位で検出されるため、検出シグナルは低い(Group-1)。これに対し、間接結合粒子を併せて用いた場合、被検物質:直接結合粒子の複合体だけでなく被検物質:被検物質結合粒子:粒子結合粒子の複合体が形成されていると考えられる。これら複合体が、被検物質捕捉部位において捕捉、あるいはさらに集積され、検出感度が上昇したと考えられる。第二間接結合粒子は直接結合粒子に比べ、粒子結合用表面修飾物質であるビオチンが多く結合している。このように、直接結合粒子表面の被検物質に対する親和性物質と粒子結合用表面修飾物質が別である場合、第二粒子結合粒子を用いることで、検出感度の上昇やS/N比を改善できることがある(Group-2とGroup-3の比較)。また、本法において適切な材料や流路設計を用いれば、直接結合粒子用流路と間接結合粒子用流路の担体を用いた合流が可能であることや、第二間接結合粒子以上の間接結合粒子を用いる際でも流路数を2流路に限定することが可能であることが示唆された。
Discussion In conventional detection methods using only direct-binding particles, when the analyte is weak, only the complex of analyte:direct-binding particles (":" indicates binding) is detected at the analyte capture site, resulting in a low detection signal (Group-1). In contrast, when indirect-binding particles are used in combination, not only the complex of analyte:direct-binding particles but also the complex of analyte:analyte-binding particles:particle-bound particles is thought to be formed. These complexes are captured or further accumulated at the analyte capture site, and the detection sensitivity is thought to have increased. Compared to direct-binding particles, the second indirect-binding particles have more biotin, which is a surface modifier for particle binding, bound to them. In this way, when the affinity substance for the analyte on the surface of the direct-binding particles and the surface modifier for particle binding are different, the use of second particle-bound particles can sometimes increase the detection sensitivity and improve the S/N ratio (Comparison between Group-2 and Group-3). It was also suggested that by using appropriate materials and flow path designs in this method, it is possible to merge the flow paths for directly bound particles and indirectly bound particles using a carrier, and that even when using second or more indirectly bound particles, the number of flow paths can be limited to two.

<実施例4>
試験方法
図5の形状のストリップ上に、2本のテストラインと1本のコントロールラインを形成した。2本のテストラインには1mg/mlの被検物質捕捉物質(抗RSV(Respiratory syncytial virus)抗体又はRSVには交差反応しない抗体)0.5μlをニトロセルロースメンブレンにブロットした。コントロールラインには抗マウス抗体をブロットした。これらのブロット後、メンブレンを乾燥させた。2種類の直接結合粒子(直接結合粒子A及び直接結合粒子 B;2種類とも赤色に着色した直径400nm程度のラテックスコロイド粒子)の被検物質に対する親和性物質にはマウス抗体を用いた。直接結合粒子Aは抗RSV抗体を修飾し、ビオチン/抗体のモル比率が1となるようにビオチンを付加した。直接結合粒子BはRSVには反応しないマウス抗体を修飾し、ビオチン/抗体のモル比率が1となるようにビオチンを付加した。直接結合粒子A及び直接結合粒子Bを図5に示すコンジュゲートパッド1に、第一粒子結合粒子(無着色のストレプトアビジン修飾ラテックスコロイド粒子)をコンジュゲートパッド2に、それぞれ塗布後、乾燥させた(Group-4)。粒子の塗布については、流路合流部である重なる先端部を避け、それぞれのコンジュゲートパッド中央部に細く塗布した。本発明の効果を調べるために、ビオチン化をしていない直接結合粒子を用いたストリップ(Group-1及びGroup-2)やビオチン化をしていない直接結合粒子の濃度を2倍にしたストリップ(Group-2)、又は間接結合粒子を塗布しないストリップ(Group-3)を併せて作製した。これらのストリップに被検物質(RSV不活化抗原)をアプライした。それぞれの間接結合粒子の効果を検討した。
Example 4
Test method Two test lines and one control line were formed on a strip in the shape of Figure 5. 0.5 μl of 1 mg/ml of a test substance capture substance (anti-RSV (Respiratory syncytial virus) antibody or an antibody that does not cross-react with RSV) was blotted onto a nitrocellulose membrane for the two test lines. Anti-mouse antibody was blotted onto the control line. After these blots, the membrane was dried. Mouse antibodies were used as affinity substances for the test substances of two types of direct binding particles (direct binding particles A and direct binding particles B; both types are latex colloid particles with a diameter of about 400 nm colored red). Direct binding particles A were modified with anti-RSV antibodies, and biotin was added so that the molar ratio of biotin/antibody was 1. Direct binding particles B were modified with mouse antibodies that do not react with RSV, and biotin was added so that the molar ratio of biotin/antibody was 1. Directly bound particles A and directly bound particles B were applied to the conjugate pad 1 shown in FIG. 5, and first particle-bound particles (uncolored streptavidin-modified latex colloid particles) were applied to the conjugate pad 2, respectively, and then dried (Group-4). The particles were applied thinly to the center of each conjugate pad, avoiding the overlapping tip where the flow channels join. In order to examine the effect of the present invention, strips using non-biotinylated directly bound particles (Group-1 and Group-2), strips with twice the concentration of non-biotinylated directly bound particles (Group-2), and strips without indirectly bound particles (Group-3) were also prepared. The test substance (RSV inactivated antigen) was applied to these strips. The effect of each indirectly bound particle was examined.

試験結果
図10に結果を示す。2本のテストラインのうち、RSV抗体をブロットしたライン位置を図に示す。直接結合粒子の総和が2倍になると、テストラインシグナルとバックグラウンドシグナルが増加した(Group-1とGroup-2の比較)。間接結合粒子を加えた場合、バックグラウンドシグナルが増加した(Group-4とGroup-3の比較)が、直接結合粒子の数を2倍にした際よりもテストラインシグナルが高くなった(Group-4とGroup-1の比較)。ビオチン修飾の有無では感度に差はなかった(Group-2とGroup-3の比較)。実施例3で見られたようなメンブレンへの移行部でのコロイド粒子の停滞はみられなかった。
Test results The results are shown in Figure 10. The position of the line blotted with RSV antibody among the two test lines is shown in the figure. When the total number of directly bound particles was doubled, the test line signal and background signal increased (compare Group-1 and Group-2). When indirectly bound particles were added, the background signal increased (compare Group-4 and Group-3), but the test line signal was higher than when the number of directly bound particles was doubled (compare Group-4 and Group-1). There was no difference in sensitivity with or without biotin modification (compare Group-2 and Group-3). No stagnation of colloidal particles at the transition to the membrane was observed as seen in Example 3.

考察
2種類の直接結合粒子のみを用い、間接結合粒子を用いない場合、粒子結合用表面修飾物質(ビオチン)による修飾は必要ない。粒子結合用表面修飾物質は直接結合粒子の被検物質に対する結合を阻害する可能性があるが、粒子結合用表面修飾物質量を調整した結果、この阻害はみられなかった(Group-2とGroup-3の比較)。特定の被検物質に対する直接結合粒子の数は感度やバックグラウンドシグナルの濃さと相関する(Group-1とGroup-2の比較)。直接結合粒子Aは被検物質である不活化RSVに結合し、これを検出するが、直接結合粒子Bはこの検出に寄与しない。本実施例のように2つ以上の被検物質を同時に検出するキットに含まれる直接結合粒子の数は、検出感度を維持するため多くの場合、単独の被検物質を検出するキットより多くなる。このため、バックグラウンドシグナルが上昇しやすい(Group-1とGroup-2の比較)。間接結合粒子を用いると直接結合粒子の数を変えることなく、検出感度を上昇させることができる(Group-3とGroup-4の比較)。間接結合粒子には無着色のラテックスを用いているため、シグナルの増加は直接結合粒子によるものであると考えられる。間接結合粒子なしでは反応に寄与できなかった直接結合粒子Bや直接結合粒子Aの一部が粒子結合粒子としてシグナルの増加に寄与していると考えられる。以上より、2種類以上の被検物質を同時に検出する被検物質検出法において、本発明は検出感度やS/N比を上昇させるために有用であると考えられる。
Observations
When only two types of direct-binding particles are used and no indirect-binding particles are used, modification with a surface modifier for particle binding (biotin) is not necessary. The surface modifier for particle binding may inhibit the binding of the direct-binding particles to the test substance, but this inhibition was not observed when the amount of the surface modifier for particle binding was adjusted (compare Group-2 and Group-3). The number of directly-binding particles for a specific test substance correlates with the sensitivity and the intensity of the background signal (compare Group-1 and Group-2). Directly-binding particles A bind to and detect the test substance, inactivated RSV, but directly-binding particles B do not contribute to this detection. In order to maintain detection sensitivity, the number of directly-binding particles contained in a kit that simultaneously detects two or more test substances, as in this embodiment, is often greater than that of a kit that detects a single test substance. For this reason, the background signal is likely to increase (compare Group-1 and Group-2). The use of indirectly-binding particles can increase the detection sensitivity without changing the number of directly-binding particles (compare Group-3 and Group-4). Since uncolored latex is used for the indirectly-binding particles, the increase in signal is thought to be due to the directly-binding particles. It is believed that a portion of the directly bound particles B and directly bound particles A, which could not contribute to the reaction without the indirectly bound particles, contribute to the increase in the signal as particle-bound particles. From the above, it is believed that the present invention is useful for increasing the detection sensitivity and S/N ratio in a test substance detection method for simultaneously detecting two or more types of test substances.

<実施例5>
試験方法
図5の形状のストリップ上に、2本のテストラインと1本のコントロールラインを形成した。2本のテストラインには1mg/mlの被検物質捕捉物質(抗インフルエンザウイルス抗体又はインフルエンザウイルスには交差反応しない抗体)0.5μlをニトロセルロースメンブレンにブロットした。コントロールラインには抗マウス抗体をブロットした。これらのブロット後、メンブレンを乾燥させた。直接結合粒子(ビオチン化抗インフルエンザウイルス抗体を結合させた直径40nmのBBI社製金コロイド)と間接結合粒子(青色のストレプトアビジン修飾ラテックスコロイド粒子;直径約400nm)と被検物質(不活化インフルエンザウイルス)とをサンプルパッドからアプライした(Group-2)。また、これ(Group-2)と間接結合粒子(Group-1)又は直接結合粒子(Group-3)をアプライしないものとを比較した。
Example 5
Test method Two test lines and one control line were formed on a strip in the shape of Figure 5. 0.5 μl of 1 mg/ml of the test substance capture substance (anti-influenza virus antibody or antibody that does not cross-react with influenza virus) was blotted onto the nitrocellulose membrane on the two test lines. Anti-mouse antibody was blotted onto the control line. After these blots, the membrane was dried. Direct binding particles (40 nm diameter gold colloid manufactured by BBI Co., Ltd. bound to biotinylated anti-influenza virus antibody), indirect binding particles (blue streptavidin-modified latex colloid particles; diameter approximately 400 nm), and the test substance (inactivated influenza virus) were applied from the sample pad (Group-2). This (Group-2) was also compared with those not applied with indirect binding particles (Group-1) or direct binding particles (Group-3).

試験結果
図11に結果を示す。Group-2において紫色のテストライン及びコントロールラインが形成された。Group-1においては赤色のテストライン及びコントロールラインが形成され、Group-3においてはテストラインもコントロールラインも形成されなかった。
Test Results The results are shown in Figure 11. Purple test and control lines were formed in Group-2. Red test and control lines were formed in Group-1, and neither test nor control lines were formed in Group-3.

考察
紫色のラインは対応粒子同士が結合していることを示す。金コロイドのような疎水性コロイドを用い、本発明を実施できることが示唆された。
Discussion The purple lines indicate that corresponding particles are bonded to each other. It has been suggested that the present invention can be implemented using hydrophobic colloids such as gold colloids.

1 担体
2 被検物質
3 第1番目のコロイド粒子
4 コロイド粒子結合用表面修飾物質であって被検物質に対する親和性物質
5 表面修飾物質結合コロイド粒子
6 コロイド粒子C(1)
7 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(1)
8 増感用修飾コロイド粒子MC(1)
9 コロイド粒子C(2)
10 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(2)
11 増感用修飾コロイド粒子MC(2)
12 コロイド粒子C(3)
13 コロイド粒子結合用表面修飾物質M(3)
14 増感用修飾コロイド粒子MC(3)
15 イムノクロマト法用試験片
16 第1の担体
17 第2の担体
18 流路混合部
19 検出部位を含む支持体(メンブレン)
20 吸収パッド(濾紙)
21 直接結合粒子及び被検物質、あるいは直接結合粒子、被検物質及び第2間接結合粒子を含む浮遊液
22 間接結合粒子を含む浮遊液
23 フィルムなどの不透過膜
24 コンジュゲーションパッド1
25 コンジュゲーションパッド2
26 サンプルパッド
27 バッキングシート
1. Carrier 2. Test substance 3. First colloid particle 4. Surface modifier for binding colloid particles and substance having affinity for test substance 5. Colloid particle bound to surface modifier 6. Colloid particle C(1)
7 Surface modification substance for colloidal particle binding M(1)
8. Sensitizing modified colloidal particles MC(1)
9. Colloidal particles C(2)
10 Surface modification substance for colloidal particle binding M(2)
11. Sensitizing modified colloidal particles MC(2)
12 Colloidal particles C(3)
13 Surface modification substance for colloidal particle binding M(3)
14. Sensitizing modified colloidal particles MC(3)
15 Immunochromatographic test piece 16 First carrier 17 Second carrier 18 Flow path mixing section 19 Support (membrane) including detection site
20 Absorbent pad (filter paper)
21 Suspension containing directly bound particles and a test substance, or directly bound particles, a test substance, and a second indirectly bound particle 22 Suspension containing indirectly bound particles 23 Impermeable membrane such as a film 24 Conjugation pad 1
25 Conjugation Pad 2
26 Sample pad 27 Backing sheet

本発明により、様々な被検物質検出法について汎用的かつ簡便に感度上昇が可能である。
The present invention makes it possible to generally and simply increase the sensitivity of various analyte detection methods.

Claims (14)

被検物質に親和性を有する物質を結合させたコロイド粒子を用い、担体上の流路上の検出部位において被検物質をイムノクロマトグラフィーの原理により検出する方法であって、直接結合粒子と、一種類又は多種類からなる間接結合粒子を用い、直接結合粒子は被検物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり、間接結合粒子は直接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質、及び/又は他の間接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり、直接結合粒子用流路を有する担体及び間接結合粒子用流路を有する担体が合流する担体であって、直接結合粒子用流路を有する担体及び間接結合粒子用流路を有する担体が合流点より上流で分岐している担体を用い、直接結合粒子を直接結合粒子用流路を有する担体の上流部にアプライし、間接結合粒子を間接結合粒子用流路を有する担体の上流部にアプライし、担体合流部において混合され、混合された状態で担体合流部の下流を流れ、被検物質:直接結合粒子:間接結合粒子(「:」は結合を示す)の複合体を形成させることにより感度を上昇させて検出する、被検物質検出方法。 A method for detecting a test substance at a detection site on a flow path on a carrier by the principle of immunochromatography using colloid particles bound to a substance having affinity for the test substance, the method using direct-bound particles and one or more types of indirect-bound particles, the direct-bound particles being colloid particles having a modifier substance bound to their surface that binds to the test substance, the indirect-bound particles being colloid particles having a modifier substance bound to their surface that binds to the modifier substance on the surface of the direct-bound particles and/or a modifier substance bound to the modifier substance on the surface of another indirect-bound particle, A method for detecting a test substance using a carrier in which carriers having flow paths for directly bound particles merge, and in which a carrier having a flow path for directly bound particles and a carrier having a flow path for indirectly bound particles branch off upstream of the junction, in which directly bound particles are applied to the upstream part of the carrier having a flow path for directly bound particles and indirectly bound particles are applied to the upstream part of the carrier having a flow path for indirectly bound particles, and the particles are mixed at the carrier junction and flow downstream of the carrier junction in a mixed state , forming a complex of the test substance:directly bound particles:indirectly bound particles (":" indicates bond), thereby increasing sensitivity and detecting the test substance. コロイド粒子表面に被検物質に対する親和性物質が結合していないコロイド粒子を含む請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, comprising colloidal particles on whose surface there is no substance with affinity for the test substance bound. コロイド粒子の少なくとも1つが親水性コロイドである請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein at least one of the colloid particles is a hydrophilic colloid. コロイド粒子の少なくとも1つが疎水性コロイドである請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the colloidal particles is a hydrophobic colloid. 異なる2種以上の被検物質を検出する請求項1~のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein two or more different test substances are detected. コロイド粒子の少なくとも1つが量子ドットである請求項1~のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5 , wherein at least one of the colloidal particles is a quantum dot. 平均流路径が1000μm以下である担体又は多孔性担体を流路の一部又は全部に用いた請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。 7. The method according to claim 1, wherein a carrier or a porous carrier having an average flow path diameter of 1000 μm or less is used for a part or all of the flow paths. 直接結合粒子と間接結合粒子の混合後の流路が被検物質検出部位まで同じ担体である、請求項のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the flow path after mixing of the directly bound particles and the indirectly bound particles is the same carrier up to the analyte detection site. 用いるコロイド粒子のうち少なくとも1つがラテックス粒子である請求項1~のいずれか1項に記載の方法。 9. The method according to claim 1 , wherein at least one of the colloidal particles used is a latex particle. 用いるコロイド粒子のうち少なくとも1つが金コロイド粒子である請求項1~のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 9 , wherein at least one of the colloidal particles used is a gold colloidal particle. 被検物質が生物由来の物質である、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10 , wherein the test substance is a substance of biological origin. 被検物質が感染性微生物由来の物質である、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 11 , wherein the test substance is derived from an infectious microorganism. 感染性微生物がウイルスである、請求項12に記載の方法。The method of claim 12, wherein the infectious microorganism is a virus. 請求項13のいずれか1項に記載の方法に用いるための、イムノクロマト法用試験片および直接結合粒子及び間接結合粒子を含むキットであり、イムノクロマト法用試験片は、直接結合粒子用流路を有する担体及び間接結合粒子用流路を有する担体が合流する担体であって、直接結合粒子用流路を有する担体及び間接結合粒子用流路を有する担体が合流点より上流で分岐している担体を含み、直接結合粒子は被検物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり、間接結合粒子は直接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質、及び/又は他の間接結合粒子表面の修飾物質に結合する修飾物質を表面に結合させたコロイド粒子であり直接結合粒子及び間接結合粒子担体上で複合体を形成するキット。 A kit comprising an immunochromatographic test piece, and direct-bound particles and indirect-bound particles for use in the method according to any one of claims 1 to 13 , wherein the immunochromatographic test piece is a carrier at which a carrier having a flow path for direct-bound particles and a carrier having a flow path for indirect-bound particles join, the carrier having the flow path for direct-bound particles and the carrier having the flow path for indirect-bound particles branch off upstream of the joining point, the direct-bound particles are colloidal particles having a modifier that binds to the test substance bound to their surface, the indirect-bound particles are colloidal particles having a modifier that binds to the modifier on the surface of the direct-bound particles and/or a modifier that binds to the modifier on the surface of other indirect-bound particles bound to their surface , and the kit wherein the direct-bound particles and indirect-bound particles form a complex on the carrier .
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