(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象物を含んだ試料を点着する試料点着部と、前記試料点着部と連結された毛細管現象を呈する空間形成部と、前記空間形成部内において特異結合反応に由来して得られた信号を検出し得る検出部とを具備し、前記点着された前記試料が、毛細管現象により前記空間形成部内の前記検出部に移動して特異結合反応が発生し、当該特異結合反応に由来した信号を検出することで前記分析対象物を定性または定量する特異結合分析デバイスを用い、
さらに前記空間形成部の外部雰囲気に通じる部分に通気性部材を配置することにより、前記試料が前記検出部を通過する速度を抑制し、同一試料に対する前記信号の強度が実質的に一定になるように、前記特異結合反応が発生している時間を制御することを特徴とする特異結合分析方法。
【請求項２】
前記分析対象物と特異的に結合しかつ検出可能な標識材により標識された第１の特異結合物質と、前記分析対象物を結合させる工程Ａ、前記分析対象物と特異的に結合しかつ前記検出部に実質的に固定化された第２の特異結合物質と、前記分析対象物を結合させる工程Ｂ、前記検出部で発生し前記標識材に由来して得られた信号の強度を計測する工程Ｃ、および前記工程Ｃにおいて計測された信号の強度に基づいて、前記試料中の分析対象物を定性または定量する工程Ｄを有することを特徴とする請求項１記載の特異結合分析方法。
【請求項３】
前記工程Ｃにおいて、前記第１の特異結合物質と前記第２の特異結合物質とを前記分析対象物を介して結合させることを特徴とする請求項２記載の特異結合分析方法。
【請求項４】
前記第１の特異結合物質を、前記試料点着部と前記検出部との間における前記空間形成部の前記試料との接触面上に保持し、前記試料が点着され湿潤状態になることによって、前記第１の特異結合物質を前記接触面で可動化させて前記検出部へ移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の特異結合分析方法。
【請求項５】
分析対象物を含んだ試料を点着する試料点着部と、前記試料点着部と連結された毛細管現象を呈する空間形成部と、前記空間形成部内において特異結合反応に由来して得られた信号を検出し得る検出部とを具備し、前記点着された前記試料が、毛細管現象により前記空間形成部内の前記検出部に移動して特異結合反応が発生し、当該特異結合反応に由来した信号を検出することで前記分析対象物を定性または定量する特異結合分析デバイスであって、
さらに前記試料が前記検出部を通過する速度を抑制する通気抵抗制御手段を具備することを特徴とする特異結合分析デバイス。
【請求項６】
前記通気抵抗制御手段が、前記空間形成部の外部雰囲気と通じる部分に配置された通気抵抗であることを特徴とする請求項５記載の特異結合分析デバイス。
【請求項７】
前記通気抵抗が、通気性部材であることを特徴とする請求項６記載の特異結合分析デバイス。
【請求項８】
前記空間形成部が二枚の平板と前記平板の間隔を規定するスペーサとで構成され、前記検出部が前記平板上に設けられ、前記特異結合反応に由来した信号を前記平板を介して検出することを特徴とする請求項５記載の特異結合分析デバイス。
【請求項９】
前記検出部が、表面積の大きいマトリクス担体を前記平板上に固定化し、特異結合物質を前記マトリクス担体に固定化することにより設けられていることを特徴とする請求項８記載の特異結合分析デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料中の分析対象物の定性または定量分析を行う特異結合分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭内および地域医療の充実や、緊急性の高い臨床検査等の増加に伴い、臨床検査の専門家でなくとも、迅速、簡便かつ正確に計測が実施できる特異結合分析方法の開発がとみに望まれるようになってきた。
特異結合分析方法としては、抗原抗体反応を応用したイムノアッセイ、受容体を用いたレセプターアッセイ、相補的核酸配列のハイブリダイゼーションを用いた核酸プローブアッセイなど多くの方法が知られている、これらの特異結合分析方法は、その特異性の高さから、臨床検査をはじめとする広い分野で繁用されている。
【０００３】
さらに具体的には、イムノアッセイの１種であるクロマトグラフ分析法が挙げられる。このクロマトグラフ分析法においては、例えば、特異結合物質が不溶化（固定化）された多孔性担体または微粒子充填型単体からなるマトリクスに液状試料を接触させ、液状試料がマトリクスに沿って毛細管現象による浸透力によって流出することを利用し、試料中の分析対象物の存否を分析する（日本国特許第２５０４９２３号、日本国特許第２６６７７９３号、特公平７−７８５０３号、特開平１０−７３５９２号および特開平８−２４０５９１号各公報）。
【０００４】
具体的には、裸眼または光学的方法などにより任意に検知できる標識材によって標識された特異結合物質と分析対象物とを特異結合反応させる。そして、分析対象物と特異結合反応した特異結合物質をマトリクス上に固定化された結合材に結合させ、マトリクス上に固定された標識量に応じて、最終的に試料中の分析対象物の存否を分析するのである。
このクロマトグラフ分析法は、マトリクスにおける担体の表面積が大きいため、多量の特異結合物質を不溶化することができ、特異結合反応を引き起こしうる反応分子間の衝突頻度が液相中における反応の場合に比して大きいため、計測感度および計測時間の面から有利である。
【０００５】
上記の従来のクロマトグラフ分析法では、マトリクス材料として、毛細管現象により液体試料を展開輸送可能な吸水性材料を用いることが必要である。この吸水性材料としては、例えばガラス繊維ろ紙、セルロース膜、ニトロセルロース膜、ナイロン膜などが挙げられる。これらは、多孔性で１〜５０μｍ程度の孔径を有する孔を持つものが用いられる。
特に、ニトロセルロースは、あらかじめ増感しなくても多量の抗体のような蛋白質と結合する能力を有するため優れている。さらに、種々の孔径を有するニトロセルロースを入手することができるため、これを用いれば試料の流速を選択することも可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなマトリクス材料は繊維状材料からなるが、孔径および表面の親水性を再現性良く制御して生産することが難しい。この孔径の平均値および分布状況、ならびに繊維状材料の表面の親水性は、試料の展開移動速度、すなわち流速に大きく影響する。特異結合反応が発生している時間はこの流速に大きく依存するため、計測値も流速変化により変動する。
【０００７】
すなわち、計測値が、マトリクス材料の特性に非常に敏感に反応するため、計測精度はマトリクス材料の製造精度に依存する。
そして、このマトリクス材料の製造精度を、定量計測の充分な精度を確保するまで向上させることは難しい。したがって、マトリクス材料の選別工程が必要になり、コストがかかるという問題があった。また、孔径の範囲やその製造精度に制限があるため、試料流速の選択幅も限られている。
【０００８】
そこで、本発明は、広い範囲において流速を容易に制御することができ、流速の製造再現性が高い特異結合分析方法、およびこれに用いる特異結合分析デバイスを提供することを目的とする。本発明により、試料流速の選択幅を拡大することが可能となり、さらに、製造レベルにおいても、流速を高精度に再現できるため、高精度な特異結合分析デバイスを低コストで実現できる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、分析対象物を含んだ試料を点着する試料点着部と、前記試料点着部と連結された毛細管現象を呈する空間形成部と、前記空間形成部内において特異結合反応に由来して得られた信号を検出し得る検出部とを具備し、前記点着された前記試料が、毛細管現象により前記空間形成部内の前記検出部に移動して特異結合反応が発生し、当該特異結合反応に由来した信号を検出することで前記分析対象物を定性または定量する特異結合分析デバイスを用い、前記空間形成部の外部雰囲気に通じる部分に通気性部材を配置することにより、前記試料が前記検出部を通過する速度を抑制し、同一試料に対する前記信号の強度が実質的に一定になるように、前記特異結合反応が発生している時間を制御することを特徴とする特異結合分析方法を提供する。なお、通気性部材の長さなどの寸法を制御することによって前記試料の通過速度を抑制してもよい。
【００１０】
ここで、毛細管現象により分析対象物を含む液体などの流体試料が、前記空間形成部をあまりに早く通過し過ぎると、前記空間形成部において分析対象物が特異結合反応を確実に寄与することなく前記検出部を通過してしまうことになる。そこで、本発明は、以下に示す方法により、前記試料が前記検出部を通過する速度を抑制し、同一試料に対する前記信号の強度が実質的に一定になるように、前記特異結合反応が発生している時間を制御することを特徴とするのである。
【００１１】
さらに、前記特異結合分析方法は、前記分析対象物と特異的に結合しかつ検出可能な標識材により標識された第１の特異結合物質と、前記分析対象物を結合させる工程Ａ、前記分析対象物と特異的に結合しかつ前記検出部に実質的に固定化された第２の特異結合物質と、前記分析対象物を結合させる工程Ｂ、前記検出部で発生し前記標識材に由来して得られた信号の強度を計測する工程Ｃ、および前記工程Ｃにおいて計測された信号の強度に基づいて、前記試料中の分析対象物を定性または定量する工程Ｄを有するのが好ましい。
【００１２】
前記工程Ｃにおいては、前記第１の特異結合物質と前記第２の特異結合物質とを前記分析対象物を介して結合させるのが好ましい。
また、前記第１の特異結合物質を、前記試料点着部と前記検出部との間における前記空間形成部の前記試料との接触面上に保持し、前記試料が点着され湿潤状態になることによって、前記第１の特異結合物質を前記接触面で可動化させて前記検出部へ移動させるのが好ましい。
【００１３】
前記信号が呈色、蛍光または発光であるのが好ましい。
また、第１の特異結合物質および第２の特異結合物質の少なくとも一方が抗体であるのが好ましい。
また、前記標識材が金属ゾル、染料ゾル、蛍光物質を含んだ粒子または着色ラテックス粒子であるのが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明は、分析対象物を含んだ液体を点着する試料点着部と、前記試料点着部と連結された毛細管現象を呈する空間形成部と、前記空間形成部内において特異結合反応に由来して得られた信号を検出し得る検出部とを具備し、前記点着された前記試料が、毛細管現象により前記空間形成部内の前記検出部に移動して特異結合反応が発生し、当該特異結合反応に由来した信号を検出することで前記分析対象物を定性または定量する特異結合分析デバイスであって、さらに前記試料が前記検出部を通過する速度を抑制する通気抵抗制御手段を具備することを特徴とする特異結合分析デバイスにも関する。
【００１５】
前記通気抵抗制御手段は、前記空間形成部の外部雰囲気と通じる部分に配置された通気抵抗であるのが好ましい。
また、前記通気抵抗は、通気性部材であるのが好ましい。
さらに、前記空間形成部の前記試料との接触面が親水性を有するのが好ましい。
【００１６】
前記空間形成部が二枚の平板と前記平板の間隔を規定するスペーサとで構成され、前記検出部が前記平板上に設けられ、前記特異結合反応に由来した信号を前記平板を介して検出するのが好ましい。
また、前記検出部が、表面積の大きいマトリクス担体を前記平板上に固定化し、特異結合物質を前記マトリクス担体に固定化することにより設けられているのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る特異結合分析デバイスの構成を示す概略断面図である。また、図２は、図１に示すＺ方向から見た前記特異結合分析デバイスの概略図である。
このデバイスは、例えば内径（ｄ１）が５ｍｍ、長さ（Ｌ）が１０ｍｍの空間形成部を構成するガラス製毛細管１、および内径（ｄ２）が０．５ｍｍ、長さ（Ｌ）が３ｍｍ、外径が約５ｍｍの通気抵抗制御手段としての役割を果たすガラス製毛細管２で構成されている。
【００１８】
図１に示すように、ガラス製毛細管２はガラス製毛細管１の管内に挿入されている。ここで、ガラス製毛細管２の外側面とガラス製毛細管１の内側面は密着しており、実質的に空気はこの間を透過できない。ガラス製毛細管２とガラス製毛細管１とは、例えば接着剤で密着して接合されている。
ガラス製毛細管１の内部には検出部３が設けられており、この検出部３は、結合材として第２の特異結合物質がガラス製毛細管１の内壁に固定化されて形成されている。また、この検出部３は、ガラス製毛細管１の開口部４（ガラス製毛細管２が挿入されていない側）からの距離（Ｚ１）約２ｍｍの部分に位置している。なお、Ｚ１は、開口部４の端部から検出部３の中心までの距離を示している。また、ガラス製毛細管１の開口部４より、ガラス製毛細管２のガラス製毛細管１内の開口部までの距離（Ｚ２）は約７ｍｍである。本実施の形態においては、開口部４が試料点着部としての役割を果たす。
【００１９】
図１に示す特異結合分析デバイスを、開口部４を下に向け、かつ前記デバイスの長さ方向が水平方向に対して実質的に垂直になるように配置し、開口部４を試料に接触させる。そうすると、試料が毛細管現象によりＺ方向へ移動する。すなわち、試料の液面が上昇する。
このとき、試料の表面張力の鉛直方向成分と、上昇した試料の液柱に働く重力とが同じになるまで、試料の液面が移動（上昇）する。図１に示すデバイスを用い、通常の大気圧および室温の雰囲気で、試料として尿などの水溶液を用いた場合、移動距離は約６ｍｍであった。このとき、約３０秒間で６ｍｍ移動して静止した。
【００２０】
しかし、ガラス製毛細管２が無い場合は、移動距離は約６ｍｍであるが、移動速度が著しく増加し、２〜３秒間で静止した。これは、以下の理由からである。
毛細管現象により試料が上に移動するのに伴って、空気は試料に押されるため空気も移動する。ここで、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側が完全に封止されていれば、空気が圧縮されるため毛細管１内の圧力が上昇する。そして、この圧縮された空気の圧力と大気圧との差、すなわち上昇した圧力分が重力に更に加わるため、試料は６ｍｍも上昇せずに静止する。
【００２１】
ところが、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側が完全には封止されていなければ、試料の移動により圧縮された空気は徐々に抜けるため、最終的にはガラス毛細管１内の圧力が大気圧と平衡状態になるため、試料は６ｍｍ上昇して静止する。ただし、静止するまでの時間は、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側が完全に開放されている場合（ガラス製毛細管２が無い状態）に比べると増加する。換言すると、試料の移動速度は低下する。この移動速度の低下度合いは、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側の通気抵抗に依存する。この通気抵抗はガラス製毛細管２の有無で変化するため、移動速度もガラス製毛細管２の有無で変化する。具体的には、ガラス製毛細管２が無い場合は、ある場合に比べると通気抵抗が低下し、移動速度が増加する。
【００２２】
これらのことから、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側の通気抵抗を制御することで、試料の移動速度を抑制できることがわかる。ここで、ガラス製毛細管２の内径（ｄ２）が小さいほど、換言すると内部空間（空間形成部）の内断面積が小さいほど通気抵抗が大きくなり、ガラス製毛細管２の長さが長いほど通気抵抗が大きくなる。例えば、ガラス製毛細管２の内径（ｄ２）が１．０ｍｍ、長さ（Ｌ）が３ｍｍの場合は、７〜１０秒間で６ｍｍ上昇して静止した。また、ガラス製毛細管２の内径（ｄ２）が０．５ｍｍ、長さ（Ｌ）が２ｍｍの場合は、２０〜２５秒間で６ｍｍ上昇して静止した。
【００２３】
この移動速度が、検出部３における分析対象物と第２の特異結合物質との特異結合反応が発生している時間を規定する。すなわち、試料が検出部３を通過する移動速度が大きければ、検出部３に固定化されている第２の特異結合物質と、検出部３上を通過中の試料中の分析対象物との衝突により相互作用する時間が減少する。特異結合反応はこの相互作用により発生するため、特異結合反応が発生している時間も減少して、同一濃度の試料においても特異結合により結合する分析対象物の量も減少する。つまり、移動速度が大きくなると特異結合量が減少するのである。
【００２４】
これは、図１に示したような毛細管の場合は、本発明で示すような分析時間おいては、分析対象物の毛細管の長さ方向（Ｚ方向）への拡散は実質的に無視できるためである。換言すると、上記のような条件では、特異結合量は、実質的に移動速度に依存するからである。ただし、これは検出部３を通過する試料量が一定の場合であるという前提がある。
上記のように、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側の通気抵抗を制御することで、試料が検出部３を通過する速度を抑制し、特異結合量を制御することができる。これにより信号強度も制御することができるため、分析における感度や濃度範囲を自由に設定できる。
【００２５】
また、試料が毛細管現象によりＺ方向へ移動する際の毛細管力は、試料と空間形成部であるガラス製毛細管１の内壁面との接触角に依存する。前記試料の、上記ガラス製毛細管１の内壁面に対する接触角は０度である。
この接触角が異なると、たとえ空間形成部の空間的寸法が全く同一でも、毛細管の作用強度も異なる。そのため、試料の移動量（距離）および移動速度も異なる。すなわち、接触角は内壁面の親水性（湿潤性（wettability）または水溶液との濡れ性）により異なるため、内壁の親水性を制御することで、試料の移動量および移動速度を抑制することができる。
【００２６】
親水性は、空間形成部の内壁の材質によっても異なるため、毛細管を構成する材料の選択によって制御することが可能である。例えば、ポリスチレンなどを用いて空間形成部を作成すると、ガラスの場合とは接触角が異なるので、ガラスとは異なる試料の移動量および移動速度を実現することができる。
また、試料と接触する内壁面に界面活性剤をコーティングすることで親水性を変化させ、元の材質とは異なる接触角を得ることができ、試料の移動量および移動速度を抑制できる。
【００２７】
また、特異結合分析においては、検出部に特異結合物質を固定化した後、毛細管の検出部以外の内壁面をブロッキング剤でコーティングしてもよい。これにより、内壁面への非特異吸着を低減させることが好ましい。ブロッキングは蛋白質（例えば牛の血清アルブミンもしくは乳蛋白質など）、ポリビニルアルコールもしくはエタノールアミン、またはこれらの組み合わせなどを用いて処理することで達成される。またスキムミルクを用いることもできる。このブロッキング剤を選択することまたは組合わせることで、接触角を容易に変化させることができ、所望の試料の移動量および移動速度を実現することができる。この場合、ブロッキング効果と所望の移動量および移動速度制御とを同時に実現することができ効率的である。
【００２８】
また、内壁面にプラズマ照射処理を施し、内壁面の親水性を改変させて、試料の移動量および移動速度を抑制することもできる。
上記のように、ガラス製毛細管１の内壁面と試料との接触角を制御することで、試料が検出部３を通過する速度および通過量を制御し、特異結合量を制御することができる。これにより信号強度も制御することができるため、分析における感度や濃度範囲を自由に設定することができる。
【００２９】
また、開口部４から検出部３への前記距離Ｚ１を制御することによっても試料の移動量および移動速度を抑制することができる。毛細管現象により上昇している試料液面には、試料の表面張力の鉛直方向成分と上昇している試料液柱に働く重力と差が作用している。したがって、上昇中おいては、上昇する高さが上がるほど空間形成部に含まれる試料の量が大きくなるに伴い、試料の液面に作用する力が小さくなる。そして、所定の高さまで移動した時点で移動速度がゼロになる。
【００３０】
これらから、検出部３の開口部４からの距離（Ｚ１）を制御することで、試料が検出部３上を通過する速度を抑制することができる。すなわち、距離Ｚ１を大きくすれば、通過量および通過速度を小さくすることができ、距離Ｚ１を小さくすれば、通過量および通過速度を大きくすることができる。
上記のように、検出部３の開口部４との距離Ｚ１を制御することで、試料が検出部３を通過する速度および通過量を制御し、特異結合量を制御することができる。これにより信号強度も制御することができるため、分析における感度や濃度範囲を自由に設定することができる。
【００３１】
ここで、図５に、本発明の他の実施の形態に係る特異結合分析デバイスの構成を示す分解斜視図を示す。図５に示すように、この特異結合分析デバイスは、ガラスまたは樹脂からなる基板１６、ガラス、樹脂または金属などからなる厚み（ｘ方向）約２５０μｍのスペーサ１７および１８、ガラス繊維濾紙ＧＡ２００（東洋株式会社製）からなる厚み（ｘ方向）約２５０μｍの通気性部材１９、ならびに、ガラスまたは樹脂からなる透明性基板２０を具備する。また、基板１６上には、第２の特異結合物質であるｈＣＧとのサンドイッチ反応に参加し得る抗ｈＣＧモノクローナル抗体を固定化して、検出部２１が形成される。
【００３２】
図６に示すように、透明性基板２０を、スペーサ１７および１８を挟んで、基板１６と重ねる。これによって、基板１６、スペーサ１７および１８、ならびに透明性基板２０で空間形成部を構成する。そして、同時にこの空間形成部へ被検試料を導入することができる試料点着部２２を構成される。
【００３３】
なお、図５および６に示す特異結合分析デバイスにおいては、通気抵抗を、スペーサ１７および１８の厚さ（ｘ方向）、通気性部材１９におけるガラス繊維濾紙の密度、通気性部材１９とスペーサ１７および１８との間隙（ｙ方向）、または前記間隙の長さ（ｚ方向）などによって制御することができる。
以下に、実施例を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００３４】
【実施例】
《実施例１および比較例１》
本実施例では、上述した図１に示す本発明に係る特異結合分析デバイスを用い、分析対象物として尿中のヒト絨毛性性線刺激ホルモン（ｈＣＧ）を分析した。
第１の特異結合物質および第２の特異結合物質としては、ｈＣＧとのサンドイッチ反応に参加し得る抗ｈＣＧモノクローナル抗体を用い、標識材としては金コロイドを用いた。ここで、金コロイドのような着色粒子を用いる場合、着色粒子が微細なため、標識を小さな区域または容積の中に集中させることが可能であり、検出部３において第１の特異結合物質の標識材である金コロイドが寄与する反応に由来する信号を用いてｈＣＧの定性または定量を正確に行うことができた。また、ガラス製毛細管１の内壁はスキムミルクの水分散液を通すことによってブロッキングした。
【００３５】
まず、尿と金コロイドで標識された抗ｈＣＧモノクローナル抗体との混合溶液を調製し、この混合溶液を試料とした。この状態の試料中では、分析対象物であるｈＣＧとが金コロイドで標識された抗ｈＣＧモノクローナル抗体と結合していた。この試料を試料点着部である開口部４に点着したところ、試料は毛細管現象により上昇し、試料の上面が約３０秒間で約５ｍｍ移動して静止した。
【００３６】
このとき、検出部３を通過している試料中の分析対象物は、第２の特異結合物質と特異結合した。これにより、分析対象物は、第２の特異結合物質を介して検出部３に固定された。すなわち、金コロイドで標識された第１の特異結合物質である抗ｈＣＧモノクローナル抗体は、分析対象物ｈＣＧを介して検出部３に固定化された第２の特異結合物質である抗ｈＣＧモノクローナル抗体と結合した。これにより検出部３において、分析対象物ｈＣＧの濃度に応じて発色した。
【００３７】
ｈＣＧ濃度が実質的にゼロである精度管理用のコントロール尿に、ｈＣＧを添加して種々の濃度の試料を調製し、上述のような原理に基づいて検出部３における金コロイドによる発色度合いを確認した。各試料のｈＣＧ濃度は、それぞれ０（ＩＵ／Ｌ）、３０（ＩＵ／Ｌ）、１００（ＩＵ／Ｌ）、３００（ＩＵ／Ｌ）、１０００（ＩＵ／Ｌ）、３０００（ＩＵ／Ｌ）および１００００（ＩＵ／Ｌ）であった。その結果、３００（ＩＵ／Ｌ）以上のｈＣＧ濃度を有する試料を用いると発色を確認することができた。
【００３８】
つぎに、ガラス製毛細管２を挿入しなかった場合についても、同様に実験を行った。この場合は、試料が毛細管現象によって上昇し、試料の上面が約２〜３秒間で約５ｍｍ移動して静止した。そして、１００００（ＩＵ／Ｌ）のｈＣＧの濃度を有する試料を用いた場合のみ発色を確認できた。
【００３９】
以上、説明したように、本実施の形態による特異結合分析デバイスによると、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側の通気抵抗を制御することで、試料が検出部３を通過する速度を抑制することができ、特異結合量を制御することができた。また、これにより信号強度も制御できたため、分析における感度や濃度範囲を自由に設定することができた。
【００４０】
なお、本実施例では、点着前に金コロイドで標識された第１の特異結合物質と尿とを混合していたが、当該第１の特異結合物質を、試料点着部である開口部４と検出部３との間に乾燥状態で保持させてもよい。これにより、尿をそのまま開口部４に点着して分析することができる。この場合、液体試料である尿により、乾燥状態で保持された第１の特異結合物質が湿潤状態になって自由に移動することができ、分析対象物と第１の特異結合物質とが結合した状態で、検出部３に移動し、同様に濃度に応じた発色をさせることができる。
【００４１】
《実施例２》
つぎに、図３に示す本発明に係る特異結合分析デバイスを用い、分析対象物として尿中のヒト絨毛性性線刺激ホルモン（ｈＣＧ）を分析した。
図３において、ガラス製毛細管１、検出部３および試料点着部である開口部４は、図１のものと同じとした。ただし、ガラス製毛細管１の開口部４と反対側に、繊維状の通気性部材５を挿入し、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側における通気抵抗を制御した。本実施例においては、ガラス繊維濾紙ＧＡ２００（東洋株式会社製）を直径０．５ｍｍ、長さ３ｍｍの寸法に加工して通気性部材５を得た。また、ガラス製毛細管１の内壁はスキムミルクでブロッキングした。なお、図４は、図３に示すＺ方向から見た前記特異結合分析デバイスの概略図である。
【００４２】
本実施例においても、実施例１と同様に尿と金コロイドで標識された抗ｈＣＧモノクローナル抗体との混合溶液を調製し、この混合溶液を試料として開口部４に点着した。試料は毛細管現象により約１２０秒間で５ｍｍ移動して静止した。
また、実施例１と同様にして、ｈＣＧ濃度が実質的にゼロである精度管理用のコントロール尿にｈＣＧを添加して種々の濃度の試料を調製し、検出部３における金コロイドによる発色度合いを確認した。各試料のｈＣＧ濃度は、それぞれ０（ＩＵ／Ｌ）、３０（ＩＵ／Ｌ）、１００（ＩＵ／Ｌ）、３００（ＩＵ／Ｌ）、１０００（ＩＵ／Ｌ）、３０００（ＩＵ／Ｌ）および１００００（ＩＵ／Ｌ）とした。その結果、１００（ＩＵ／Ｌ）以上のｈＣＧ濃度を有する試料を用いた場合は発色を確認することができた。
【００４３】
また、通気性部材５の長さを変化させることにより、試料がガラス製毛細管１の内部を上昇して静止するまでの時間、すなわち移動速度を変化させることができ、各濃度に対する発色度合いを調整することができた。
以上、説明したように、本実施例に係る特異結合分析デバイスによれば、ガラス製毛細管１の開口部４の反対側の通気抵抗を通気性部材で制御することで、試料が検出部３を通過する速度を抑制することができ、特異結合量を制御することができた。これにより、信号強度も制御できるため、分析における感度や濃度範囲を自由に設定することができた。
【００４４】
《実施例３》
本実施例においては、実施例２のブロッキング剤を牛血清アルブミンに換えた。実施例２と全く同様な実験を行ったところ、試料は毛細管現象により、約１２０秒間で４ｍｍ移動して静止した。そして、３００（ＩＵ／Ｌ）以上のｈＣＧ濃度を有する試料を用いた場合は発色を確認することができた。
また、各種界面活性剤で、ガラス製毛細管１の内壁を処理したところ、移動量および移動速度を変化させることができ、濃度に対する発色度合いを制御することができた。
【００４５】
以上、説明したように、本実施例に係る特異結合分析デバイスによると、ガラス製毛細管１の内壁の親水性を制御することで、試料が検出部３を通過する速度を抑制することができ、特異結合量を制御することができた。これにより信号強度も制御できるため、分析における感度や濃度範囲を自由に設定することができた。
【００４６】
《実施例４》
本実施例においては、Ｚ１の寸法を３ｍｍにした他は、実施例２と同様の特異結合分析デバイスを用い、同様の操作を行った。試料は毛細管現象により、実施例２と同様に約１２０秒間で５ｍｍ移動して静止した。しかし、検出部３を通過する試料量および通過速度が異なるため、濃度に対して実施例２とは異なる発色特性を示した。
【００４７】
以上、説明したように、本実施例に係る特異結合分析デバイスによると、検出部３の開口部４との距離Ｚ１を制御することで、試料が検出部３を通過する速度および通過量を制御することができ、特異結合量を制御することができた。これにより信号強度も制御できるため、分析における感度や濃度範囲を自由に設定することができた。
【００４８】
《実施例５》
本実施例においては、図５および６に示す本発明に係る特異結合分析デバイスを用い、分析対象物として尿中のヒト絨毛性性線刺激ホルモン（ｈＣＧ）を分析した。第１の特異結合物質および第２の特異結合物質としては、ｈＣＧとのサンドイッチ反応に参加し得る抗ｈＣＧモノクローナル抗体を用い、標識材としては金コロイドを用いた。また、検出部２１を作成した後、基板１６、透明性基板２０の内壁を、スキムミルクの水分散液を塗布乾燥すことによってブロッキングした。
【００４９】
まず、尿と金コロイドで標識された抗ｈＣＧモノクローナル抗体との混合溶液を調製し、この混合溶液を試料とした。この状態の試料中では、分析対象物であるｈＣＧとが金コロイドで標識された抗ｈＣＧモノクローナル抗体と結合していた。この試料を、前記特異結合分析デバイスの長さ方向（Ｚ方向）が水平方向に対して実質的に垂直になるように配置し、試料点着部２２である開口部に点着した。点着後、試料は毛細管現象により上昇し検出部２１を通過した。そして、約２分経過後には、液面の最上部が通気性部材１９に到達することなく、停止した。
【００５０】
検出部２１において、点着された試料中の分析対象物は、第２の特異結合物質と特異結合した。これにより、分析対象物は、第２の特異結合物質を介して検出部３に固定された。すなわち、金コロイドで標識された第１の特異結合物質である抗ｈＣＧモノクローナル抗体は、分析対象物ｈＣＧを介して検出部２１に固定化された第２の特異結合物質である抗ｈＣＧモノクローナル抗体と結合した。これにより検出部２１は、発色した。分析対象物ｈＣＧの濃度を変化させると、濃度に応じて、発色した。また、通気性部材１９の密度を変化させると、発色特性を制御できることが確認できた。
【００５１】
以上、説明したように、本実施の形態による特異結合分析デバイスによると、空間形成部における試料点着部２２の反対側の通気抵抗を制御することで、試料が検出部２１を通過する速度を抑制することができ、発色特性を制御することができた。特に、本実施例においては、平板を重ね合わせて検出部２１を作成することができるので、特異結合分析デバイスの製造が容易であった。
【００５２】
《実施例６》
本実施例においては、検出部２１を平板１６上に直接設置するのではなく、まずガラス繊維などを平板１６上に固定し、さらに第２の特異結合物質であるｈＣＧとのサンドイッチ反応に参加し得る抗ｈＣＧモノクローナル抗体を前記ガラス繊維に固定化することによって、検出部２１を形成した他は、実施例５と同様の操作を行った。
本実施例によれば、実施例５よりも、多量の第２の特異結合物質であるｈＣＧとのサンドイッチ反応に参加し得る抗ｈＣＧモノクローナル抗体を検出部２１に固定化することができ、発色度合いを大きくすることができた。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の特異結合分析方法およびこれに用いるデバイスによれば、試料が検出部を通過する量および速度を抑制することができ、特異結合量を制御して分析における感度や濃度範囲を自由に設定することができる。すなわち、本発明は実用上極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係る特異結合分析デバイスの構成を示す概略断面図である。
【図２】  図１に示す特異結合分析デバイスをＺ方向から見た図である。
【図３】  本発明の別の実施の形態に係る特異結合分析デバイスの構成を示す概略断面図である。
【図４】  図３に示す特異結合分析デバイスをＺ方向から見た図である。
【図５】  本発明の他の実施の形態に係る特異結合分析デバイスの構成を示す分解斜視図である。
【図６】  図５に示す特異結合分析デバイスの組立後の一部透過斜視図である。
【符号の説明】
１  ガラス製毛細管１
２  ガラス製毛細管２
３  検出部
４  開口部
５  通気性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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