(57)【要約】【課題】  担体に捕捉された検出対象物を光学測定にて定量する際の測定値のばらつきを低減することができるフローセル及びその組立方法を提供することを目的とする。【解決手段】  試料溶液中の検出対象物を捕捉する顆粒状の担体３が充填されるとともに、光学測定により担体３に捕捉された検出対象物の定量が行われるフローセル１において、透光性材料により構成された管状体２からなる流路と、当該流路において、担体３が通過不能である第１のフィルタ４および第２のフィルタ５とを備える。そして、第１のフィルタ４と第２のフィルタ５との少なくとも一方を移動させて、両フィルタ４、５により隔離された充填空間の容積を減少させることにより、当該充填空間に担体３が加圧充填される。これにより、フローセル１内で担体３が遊動することを抑制でき、担体３に捕捉された検出対象物を定量する際の光学測定の測定値のばらつきを低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液中の検出対象物を捕捉する顆粒状の担体が充填されるとともに、光学測定により前記担体に捕捉された検出対象物の定量が行われるフローセルにおいて、
透光性材料により構成された管状体からなる流路と、
前記流路に配置された、前記担体が通過不能である第１のフィルタ及び第２のフィルタにより両端が隔離され、前記担体が充填される充填空間と、
を備え、
前記第１及び第２のフィルタの少なくとも一方が移動可能であり、前記充填空間の容積を減少させることで、前記担体の加圧充填が可能であることを特徴とするフローセル。
【請求項２】
前記第１のフィルタは、前記管状体の内壁に形成された突部によりその位置が保持されるとともに、移動可能に設けられた前記第２のフィルタは、前記充填空間の容積を減少させた加圧位置に、前記管状体の端部から圧入された保持部材により保持される請求項１に記載のフローセル。
【請求項３】
前記加圧充填された担体の圧縮率が７０〜９０％である請求項１に記載のフローセル。
【請求項４】
前記検出対象物が、特定物質と抗原抗体反応を生じる蛍光標識物質である請求項１に記載のフローセル。
【請求項５】
試料液中の検出対象物を捕捉する顆粒状の担体が充填されるとともに、光学測定により前記担体に捕捉された検出対象物の定量が行われるフローセルの組立方法において、
透光性材料により構成された管状体からなる流路に、前記担体が通過不能である第１のフィルタを配設するステップと、
前記担体を含む懸濁液を前記流路に導入し、前記第１のフィルタの一方の側に所定量の前記担体を充填するステップと、
前記流路に、前記担体が通過不能である第２のフィルタを配設し、当該第２のフィルタと前記第１のフィルタとにより、前記充填された担体を封止するステップと、
前記第２のフィルタを移動させ、前記担体が充填された空間の容積を減少させるステップと、
を有することを特徴とするフローセルの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローセル及びその組立方法に関し、特に、光学測定により特定物質の定量を行うフローセル及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微量成分の定量に抗原抗体反応を利用したバイオセンシング技術が使用されるようになっている。
【０００３】
この種の定量法では、まず、標識物質（例えば、蛍光標識抗体）を所定量含んだ溶液と測定対象物とを混合して試料溶液が調合される。このとき、試料溶液内では、測定対象物中に含まれる特定物質（以下、目的物質という。）と標識物質とが抗原抗体反応により結合する。
【０００４】
次に、一定量の上記試料溶液が、図４に示すような、内部に顆粒状の担体３が充填されたフローセル１０（測定セル）に導入される。ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＡ−Ａにおける断面図である。
【０００５】
フローセル１０に充填される担体３は、検出対象物（ここでは、未反応の標識物質）と結合する物質で構成されており、試料溶液がフローセル１０を通過する際に、未反応の標識物質が担体３に捕捉される。なお、図４に示すフィルタ４、５は、担体３がフローセル１０の外部に流出することを防止するフィルタであり、試料溶液は通過可能であるが、担体３は通過できない構造になっている。
【０００６】
続いて、担体３に捕捉された標識物質の定量が行われる。ここでは、標識物質の標識として、蛍光物質が採用されているものとする。この場合、上記フローセル１０に対して、蛍光物質の蛍光を励起するための励起光が照射され、このときの蛍光強度を測定することにより、担体３に捕捉された標識物質の定量が行われる。
【０００７】
以上のようにして定量された標識物質は、目的物質と未反応の標識物質である。また、試料溶液中に含まれる標識物質の総量は既知であるので、（標識物質の総量）−（未反応の標識物質の量）を演算することにより、目的物質の定量を行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許３４８３２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来のフローセル１０では、その組立の際に、管状体２の内部に充填される担体３の量が厳密に管理されている。しかしながら、充填量のみが管理されて組み立てられた同一のフローセルにより複数回の光学測定を行った場合、測定値のばらつきが大きく、測定確度が満足できるものではなかった。
【０００９】
本発明は、上記従来の事情に基づいて提案されたものであって、測定値のばらつきを低減することができるフローセル及びその組立方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。まず、本発明は、試料液中の検出対象物を捕捉する顆粒状の担体が充填されるとともに、光学測定により前記担体に捕捉された検出対象物の定量が行われるフローセルを前提としている。
【００１１】
本発明に係るフローセルは、透光性材料により構成された管状体からなる流路と、当該流路に設けられた、前記担体が通過不能である第１および第２のフィルタとを備える。そして、上記流路において、第１のフィルタと第２のフィルタとにより隔離された充填空間に、上記担体を加圧充填可能な構成を採用している。担体の加圧充填は、上記第１及び第２のフィルタのうち、少なくとも一方のフィルタを移動させて、上記充填空間の容積を減少させることにより行われる。
【００１２】
この場合、第１及び第２のフィルタを、前記充填空間の容積を減少させた加圧位置に保持する保持部材を備える構成を採用すれば、加圧状態の保持が容易となる。例えば、第１のフィルタの保持部材を、前記管状体の内壁に形成された突部で構成し、移動可能に設けられた第２のフィルタの保持部材を、前記管状体の第２のフィルタ側の端部から圧入される部材で構成することができる。
【００１３】
上記構成によれば、フローセル内での担体の遊動を抑制することができ、担体に捕捉された検出対象物を定量する光学測定の測定値のばらつきを低減することができる。
【００１４】
なお、前記加圧充填された担体の圧縮率は７０〜９０％であることが好ましい。また、特定物質と抗原抗体反応を生じる蛍光標識物質を上記検出対象物とすることができる。
【００１５】
一方、他の観点では、本発明は、上記フローセルの組立方法を提供することができる。本発明に係るフローセルの組立方法は、まず、透光性材料により構成された管状体からなる流路に、前記担体が通過不能である第１のフィルタを配設する。次に、上記担体を含む懸濁液を上記流路に導入し、上記第１のフィルタの一方の側に所定量の前記担体を充填する。続いて、前記流路に前記担体が通過不能である第２のフィルタを配設し、当該第２のフィルタと上記第１のフィルタとにより、前記充填された担体を封止する。そして、上記第２のフィルタを移動させ、前記担体が充填された空間の容積を減少させる。
【００１６】
これにより、第１のフィルタと第２のフィルタの間に上記担体が加圧充填されたフローセルを実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、担体がフローセル内で遊動することを抑制することができるため、担体に捕捉された検出対象物を定量する際の光学測定の測定値のばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって詳細に説明する。図１は、本発明に係るフローセルの概略図であり、図２は、フローセル１の組立過程を示す工程断面図である。なお、図１（ｂ）に示す断面図は、図１（ａ）のＢ−Ｂにおける断面である。
【００１９】
図１に示すように、本発明に係るフローセル１は、従来のフローセル１０と同様、透光性材料により形成された管状体２（図１の例では、中空円柱）からなる流路を備え、当該流路に検出対象物を捕捉する顆粒状の担体３が充填される。また、試料溶液がフローセル１内を通過する際に、担体３がフローセル１外に流出することがないように、担体３は、メンブランフィルタ等からなるフィルタ４及びフィルタ５によりフローセル１内に封止されている。
【００２０】
本発明に係るフローセル１では、担体３がフィルタ４とフィルタ５との間に加圧充填される。例えば、当該フローセル１は、以下のようにして組み立てることができる。
【００２１】
図１、図２に示すように、管状体２の内壁には、例えば、その一端から所定長に渡って、内径が他部より小さく構成された突部２ａが形成されており、管状体２の他端から挿入されたフィルタ５が、この突部２ａの位置に配設される（図２（ａ））。
【００２２】
次に、検出対象物を捕捉可能な担体３を溶媒内に拡散させて所定の濃度とした懸濁液を、管状体２の他端側（内径の広い側）から上記流路に流入させるとともにフィルタ５を通過させる。このとき、フィルタ５は突部２ａに支持されて移動することがないため、担体３はフィルタ５にろ過され、懸濁液の流入量に応じた担体３が、管状体２の内部（フィルタ５の一方の側）に充填される（図２（ｂ））。このとき、懸濁液の流量は、チューブポンプ等を使用することで一定に管理されることが好ましい。
【００２３】
上記のようにして、担体３の充填が完了すると、メンブランフィルタ等からなるフィルタ４を管状体２の他端側から挿入し、当該フィルタ４と上記フィルタ５とにより、担体３を管状体２に封止する。さらに、フィルタ４をフィルタ５の方向に進行させ、管状体２に充填された担体３を圧縮する（図２（ｃ））。そして、管状体２の他端側から環状の保持部材６が圧入され、フィルタ４は加圧位置に保持される（図２（ｄ））。
【００２４】
なお、以上説明した組立は、担体３が管状体２内で偏って充填されることがないように、流路が鉛直方向を向くように配置して行うことが好ましい。
【００２５】
以上説明したフローセル１では、所定量の試料溶液を通過させた際に、試料溶液中の検出対象物が担体３に捕捉される。そして、検出対象物に応じて、励起光を照射して蛍光量を測定する蛍光測定や、検出対象物に特定波長の光を照射し吸光度を測定する吸光測定等の光学測定により、検出対象物の定量が行われる。なお、このような検出対象物の定量を行う光学測定には、公知の手法が適用可能であるためここでの説明は省略する。
【００２６】
以上のように、本発明のフローセル１では、顆粒状の担体３が、フローセル１内に加圧充填されているため、光学測定中に担体３が遊動することが抑制され、測定値のばらつきを低減することができる。
【００２７】
なお、上記フィルタ４、５は、担体３が通過不能で、かつ試料溶液が通過可能であればよく、その材質及び厚さは特に限定されるものではない。また、上記担体３の材質は、検出対象物に応じて任意の材質を使用することができる。
【００２８】
以下、本発明を適用したフローセル１により、実際に複数回の蛍光測定を行ったときの測定値ばらつきを求めた結果を示す。表１は、担体３が充填された空間の圧縮率を変化させたフローセルにおいて、それぞれ複数回の蛍光測定を行うことにより取得された蛍光量を示すものである。ここで、圧縮率とは、上述の組立方法において、充填直後（フィルタ５のろ過作用により担体３が自然に堆積した状態）の担体充填部の容積に対する加圧後の担体充填部の容積の割合として定義される。また、図３は、各圧縮率における測定ばらつき（ＲＳＤ：平均標準偏差）を示す図である。
【００２９】
表１及び図３において、検出対象物は、ダイオキシンと抗原抗体反応を生じる蛍光標識抗体であり、担体３として８０μｍ径の固相化抗原修飾アガロース顆粒を使用している。また、微量成分の検出に適するように、管状体２の流路の直径は２ｍｍとしている。さらに、上記フィルタ４は、担体３を加圧するときに変形等が生じることがないように、２．５ｍｍ厚の綿栓（綿繊維を圧縮して構成したフィルタ）としている。
【００３０】
なお、担体３の充填は、燐酸緩衝溶液中に上記固相化抗原修飾アガロース顆粒を拡散させて２０ｍｇ／ｍｌの濃度とした懸濁液を、チューブポンプにより１ｍｌ／ｍｉｎの流速で管状体２内に１．２ｍｌを導入することで行っている。
【００３１】
また、各測定では、フローセル内にそれぞれ同一の試料溶液を同一量だけ通過させて蛍光測定を行っている。
【００３２】
【表１】
2006234651.tif 000003
【００３３】
表１から理解できるように、各圧縮率で測定された蛍光量は、フローセル１の固体差による差が生じているため、ここでは、測定値ばらつきを平均標準偏差＝標準偏差／平均値を用いて評価する。
【００３４】
表１及び図３から理解できるように、まず、圧縮率の増大につれて測定値のばらつきである平均標準偏差（ＲＳＤ）が小さくなり、圧縮率が８０％より小さくなると測定値ばらつきが大きくなる。以上の結果から、例えば、ＲＳＤを２％以下とするには、圧縮率が７０％〜９０％とすればよいことが理解できる。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、管状体２の形状を中空円柱として説明を行った。しかしながら、本発明は、フローセル内に担体３を加圧充填できればばよく、フローセルの形状は、試料溶液の流入側から流出側までが分岐のない流路を有していれば任意の形状を採用することが可能である。
【００３６】
また、上記実施の形態では、管状体２の一部の内径を小さくした突部２ａにより、フィルタ５の保持部材を構成したが、当該突部は、フィルタ５を支持可能な形状であればよく任意に設計することが可能である。さらに、当該保持部材は、管状体と一体に形成されることも必須ではなく、フィルタ４と同様に、管状体２と別体で形成された環状の保持部材で構成することもできる。当該保持部材の形状も環状に限るものではなく、管状体２内でのフィルタの位置を保持可能な形状であれば、任意の形状を採用することが可能である。
【００３７】
さらに、担体３の加圧充填は、一方のフィルタの移動により実行されることは必須ではなく、例えば、両方のフィルタを移動させる構成を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、担体に捕捉された検出対象物を光学測定にて定量する際の測定値のばらつきを低減することができ、光学測定用のフローセルとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るフローセルの概略構成図。
【図２】本発明に係るフローセルの組立断面図。
【図３】本発明を適用したフローセルの測定ばらつきを示す図。
【図４】従来のフローセルの概略構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１  フローセル
２  管状体
２ａ  突部（保持部材）
３  担体
４  第１のフィルタ
５  第２のフィルタ
６  環状部材（保持部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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