(57)【要約】【課題】容器壁を利用せずに磁性標識化された分子を集めることができ、また溶液の吸引、洗浄操作が不要であると共に、標的分子の拡散効率を改善することにより、測定精度が改善した分析方法を提供することを目的とする。【解決手段】生体分子の特異的結合反応による分析方法に用いられる、磁力の供給が任意に行えることを特徴とする攪拌棒を提供する。該攪拌棒は、電磁石から成る磁石棒であるか、又は永久磁石からなる磁石棒と、該磁石棒を任意に挿入及び抜出することが可能な非磁性の鞘から構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体分子の特異的結合反応による分析方法に用いられる、磁力の供給が任意に行えることを特徴とする攪拌棒。
【請求項２】
前記攪拌棒は電磁石から成る磁石棒である、請求項１に記載の攪拌棒。
【請求項３】
永久磁石又は電磁石からなる磁石棒と、該磁石棒を任意に挿入及び抜出することが可能な非磁性の鞘から構成される、請求項１に記載の攪拌棒。
【請求項４】
前記攪拌棒が、突起を備えた形状を有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の攪拌棒。
【請求項５】
前記攪拌棒が、多孔質体から製造されることを特徴とする、請求項３に記載の攪拌棒。
【請求項６】
前記攪拌棒が、ねじり形状を有することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の攪拌棒。
【請求項７】
前記攪拌棒が、溶液の攪拌を促進するための羽を有することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の攪拌棒。
【請求項８】
生体分子の特異的結合反応による分析方法であって、請求項１〜７の何れか１項に記載された攪拌棒を用い、
（a）磁性標識化された試薬物質と、検出されるべき標的物質とを含有する反応溶液を、磁力が供給されない状態の前記攪拌棒で攪拌し、該試薬物質と標的物質を結合させる反応工程と、
（b）前記攪拌棒に磁力を供給し、前記磁性標識化された試薬物質と標的物質との反応物を吸着させ、該攪拌棒を該反応溶液から退出させる工程と、
（c）前記攪拌棒を洗浄溶液中に浸漬し、該攪拌棒への磁力の供給を停止して、吸着していた反応物を拡散させる工程と、
（d）磁力が供給されない状態の前記攪拌棒で洗浄溶液を攪拌し、反応物を洗浄する工程と、
（e）前記攪拌棒に磁力を供給し、前記洗浄された反応物を吸着させ、該攪拌棒を該洗浄溶液から退出させる工程と、
（f）前記攪拌棒を検出溶液中に浸漬し、該攪拌棒への磁力の供給を停止して、吸着していた反応物を拡散させる工程と、
（g）前記攪拌棒を検出溶液から退出させて、溶液中の反応物を検出する工程と、
を具備する、生体分子の分析方法。
【請求項９】
前記工程（c）〜（e）を繰り返し行い、反応分子を洗浄することを特徴とする、請求項８に記載の分析方法。
【請求項１０】
請求項１〜７の何れか１項に記載された攪拌棒と、該攪拌棒を移動させる移動手段と、該攪拌棒を回転、振動、或いは超音波発振するための撹拌棒駆動手段と、を具備することを特徴とする、磁性粒子固定化攪拌棒を用いた分析装置。
【請求項１１】
前記鞘から前記磁石棒を挿入及び抜出する磁石棒駆動手段をさらに具備する、請求項１０に記載の分析装置。
【請求項１２】
前記攪拌棒を複数具備することを特徴とする、請求項１０に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体分子の特異的結合反応による分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特異的結合反応を利用した生体分子の測定において、反応分子を磁性物質で標識することにより、磁力を利用して反応物を選択的に分取する方法が行われている。一般的には、まず標的分子を含む検体を容器内に注入し、磁性物質で標識化した反応分子と反応させる。これによって、反応分子を介して標的分子が磁性標識化される。次いで、磁石を容器の外壁に押し当て、磁性標識化された標的分子を容器の壁面に固定化し、この状態で容器中の溶液を吸引する。次いで洗浄液を注入し、磁石を外した状態で攪拌して反応物を洗浄する。次に、再び磁石で反応物を容器の壁面に固定化し、洗浄液を吸引した後、所望の検査反応のための反応用溶液を注入する。
【０００３】
特許文献１には、容器壁に磁性標識化分子を磁力で引付けた状態で、ノズルによる液体吸引を行うＢ／Ｆ分離洗浄が開示されている。特許文献１では、第２試薬を注入した後に棒により攪拌を行って粒子を再分散させている。
【０００４】
特許文献２には、容器壁に磁性標識化分子を固定化したのち、さらに磁石を移動させることによって壁上の磁性標識化分子の塊を動かし、粒子塊内部の洗浄を促進すると共に、再分散のための棒による拡散を不要にしている。
【０００５】
しかしながら上記のような方法では、全ての反応を同一容器内で行うため、容器自体に汚れがあった場合に、最終工程までその影響が残るという問題がある。また、全ての反応を同一容器内で行うため、各溶液の注入及び吸引に時間がかかるという問題もある。さらに、溶液の注入及び吸引のためにピペッターやプローブ等の器材が必要であり、また、溶液中の分子を攪拌するために振動装置などの器材が必要である。さらに、磁性標識化された分子が壁面の一点に集められるため、分子の攪拌、洗浄の効率が悪いという問題もある。
【特許文献１】特開平９−２５７７９６号
【特許文献２】特開平２００１−９１５２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明は、容器壁を利用せずに磁性標識化された分子を集めることができ、また溶液の吸引、洗浄操作が不要であると共に、標的分子の拡散効率を改善することにより、測定精度が改善した分析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】
【０００７】
本発明に従って、生体分子の特異的結合反応による分析方法に用いられる、磁力の供給が任意に行えることを特徴とする攪拌棒が提供される。該攪拌棒は電磁石から成る磁石棒であることが好ましい。或いは、該攪拌棒は、永久磁石からなる磁石棒と、該磁石棒を任意に挿入及び抜出することが可能な非磁性の鞘から構成されることが好ましい。
【０００８】
上記攪拌棒は、突起を備えた形状であってよい。或いは、多孔質体から製造されてもよい。または、ねじり形状を有してもよい。または、溶液の攪拌を促進するための羽を有する形状であってよい。この羽部分は、撹拌時に溶液からの流れ抵抗値が高いため、この羽部分に優先的に磁性標識化された試薬物質が磁気的に吸着するように、羽部分以外を非磁性体材料にすることが好ましい。このようにすることにより、一旦吸着させた試薬物質を磁力解除した状態で容易に溶液中に拡散させることが可能となる。
【０００９】
本発明の他の側面から、上記攪拌棒を用い、（a）磁性標識化された試薬物質と、検出されるべき標的物質とを含有する反応溶液を、磁力が供給されない状態の前記攪拌棒で攪拌し、該試薬物質と標的物質を結合させる反応工程と、（b）前記攪拌棒に磁力を供給し、前記磁性標識化された試薬物質と標的物質との反応物を吸着させ、該攪拌棒を該反応溶液から退出させる工程と、（c）前記攪拌棒を洗浄溶液中に浸漬し、該攪拌棒への磁力の供給を停止して、吸着していた反応物を拡散させる工程と、（d）磁力が供給されない状態の前記攪拌棒で洗浄溶液を攪拌し、反応物を洗浄する工程と、（e）前記攪拌棒に磁力を供給し、前記洗浄された反応物を吸着させ、該攪拌棒を該洗浄溶液から退出させる工程と、（f）前記攪拌棒を検出溶液中に浸漬し、該攪拌棒への磁力の供給を停止して、吸着していた反応物を拡散させる工程と、（g）前記攪拌棒を検出溶液から退出させて、溶液中の反応物を検出する工程とを具備する生体分子の分析方法が提供される。ここで、前記工程（c）〜（e）を繰り返し行い、反応分子を洗浄してもよい。
【００１０】
また、本発明の他の側面から、上記攪拌棒と、該攪拌棒を移動させる移動手段と、該攪拌棒を回転、振動、或いは超音波発振するための駆動手段とを具備する分析装置が提供される。該分析装置は、複数の攪拌棒を具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、容器壁を利用せずに磁性標識化された分子を集めることができ、また溶液の吸引、洗浄操作が不要であり、さらに、標的分子の拡散効率を改善することにより、測定精度が改善した分析方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、生体分子の特異的結合反応を利用した標的物質の分析方法に用いる攪拌棒を提供する。生体分子の特異的結合反応を利用した分析方法とは、例えば抗原抗体反応を利用した分析方法であり、また核酸鎖の結合反応、例えばハイブリダイゼーションによる分析方法を含む。ここで生体分子とは、核酸、抗原、抗体などの分子を指し、さらに、人工的に合成されたこれらの分子に類似する分子をも含む。
【００１３】
本発明の攪拌棒は、磁力の供給が任意に行える構成を有する。このような構成は、例えば、電磁石から成る磁石棒を用いることによって達成できる。或いは、永久磁石からなる磁石棒と、該磁石棒を任意に挿入及び抜出しすることが可能な非磁性の鞘から構成することによって達成できる。
【００１４】
本発明の攪拌棒は、溶液中に浸漬されて、回転、振動又は超音波発振することによって溶液を攪拌し、生体分子の反応や洗浄を促進する。また、磁力を供給されることによって、溶液中に存在する磁性粒子で標識化された分子を吸着する。ここで、攪拌棒に磁力を供給するとは、電磁石からなる磁石棒の場合は、電流又は電圧を印加して磁力を発生させることを意味する。また、永久磁石から成る磁石棒と非磁性の鞘から構成される攪拌棒の場合は、該鞘に磁石棒を挿入することによって磁力を発生させ、反対に、該磁石棒を鞘から抜出すことによって磁力の供給を停止させる。
【００１５】
本発明の攪拌棒は、図１（ａ）に示すような棒形状であってよい。また、図１（ｂ）に示すような突起を備えた形状であってもよい。また、図１（ｃ）に示すように、多孔質体で製造し、標的物質の吸着効率を高めることもできる。さらに、図１（ｄ）に示すように、ねじり形状を有することもできる。また、図１（ｅ）に示すように、溶液の攪拌を促進するための羽を有することもできる。図１に示したように、棒の形状を変形させることによって、溶液の攪拌効率を向上させることができる。また、微小な磁性標識化分子を効率よく捕捉することができる。
【００１６】
次に、図２を参照して本発明の攪拌棒を用いた分析方法を説明する。ここでは、永久磁石からなる磁石棒３と羽を有する非磁性の鞘２とからなる攪拌棒１を例にとって説明する。
【００１７】
まず、磁性標識化された試薬物質５を含む試薬溶液と、検出されるべき標的物質７を含む検体溶液とを容器内に注入する。この容器内の反応溶液４を、磁力が供給されない状態の攪拌棒１で攪拌し、試薬物質５と標的物質７を結合させる反応工程を行う。この反応工程において、標的物質７が試薬物質５と反応した場合、標的物質７が磁性標識化される。以後、反応により磁性標識化された標的物質を反応物と称する。
【００１８】
次に、攪拌棒に磁力を供給し、磁性標識化された反応物を撹拌棒の外周面上に吸着させた後、攪拌棒を反応溶液から退出させる。
【００１９】
次に、別の容器に予め洗浄溶液８を注入しておき、反応物が吸着した攪拌棒１を洗浄溶液８中に浸漬する。その後に攪拌棒１への磁力の供給を停止すると共に、攪拌棒１を回転又は振動又は超音波発振することにより、撹拌棒の外周面上に吸着していた反応物を拡散させる。この磁力が供給されない状態の攪拌棒１で洗浄溶液８を攪拌し、反応物の洗浄を行う。
【００２０】
次に、攪拌棒に再び磁力を供給し、洗浄液中に拡散した反応物を吸着させた後、攪拌棒を洗浄溶液から退出させる。
【００２１】
別の容器に予め反応物の検出に適した検出溶液９を注入しておき、反応物が吸着した攪拌棒を該溶液中に浸漬する。その後に攪拌棒への磁力の供給を停止すると共に、攪拌棒を回転又は振動又は超音波発振することにより、吸着していた反応物を拡散させる。この磁力が供給されない状態の攪拌棒で検出溶液を攪拌し、吸着していた反応物を完全に拡散させた後、攪拌棒を退出させる。その後に検出溶液中の反応物を適切な方法によって検出する。なお、洗浄工程を繰り返し行い、反応物の洗浄をより完全に行ってもよい。
【００２２】
検出溶液中の反応物の検出は、周知の方法を用いて行えばよく、標的物質に依存して選択されてよい。例えば、蛍光色素を用いて検出してもよく、或いは、基質を添加することによって発色する色素を用いて検出してもよい。また、インターカレーターを使用する検出方法を用いてもよい。
【００２３】
以上に説明した本発明の攪拌棒を用いた分析方法では、反応物の分散や攪拌が容易であり、反応物の容器壁への吸着も防げるため、反応効率を改善することができる。また、工程毎に容器を変えることによって、容器の汚染の影響を最小限にすることができる。さらに、容器中に溶液を予め注入しておくことができるため、溶液の注入及び吸引の操作が不要である。従って、検査時間が短縮でき、さらに、溶液の吸引のための器材、例えばピペッター、チューブ、ポンプ、タンク等の流路系が不要になり、簡便且つ低コストで分析を行うことができる。さらに、攪拌とＢ／Ｆ分離工程を連続的に行えるため、処理能力を向上させることができる。
【００２４】
本発明のさらなる態様において、上記の攪拌棒１と、該攪拌棒１を移動させる移動手段２０と、該攪拌棒１を回転、振動、或いは超音波発振するための撹拌棒駆動手段２１とを具備する分析装置が提供される（図４）。この分析装置は、攪拌棒１を複数具備することもできる。攪拌棒を複数備えることによって、多数の検体を同時に分析することが可能である。その例を図３に示す。
【００２５】
また他の態様において、上記分析装置にさらに、前記鞘から前記磁石棒を挿入及び抜出する磁石棒駆動手段２２を具備する分析装置が提供される（図５）。
【００２６】
複数のセルを有するタイタープレート１２を用い、検体の数と等しい攪拌棒１０を用いる。タイタープレート１２の第一列目のセル１３には、反応溶液が注入されており、攪拌棒が浸漬されて攪拌・吸着を行う。タイタープレート１２の第二列目以降のセルには、洗浄溶液が注入されており、攪拌棒が第二列目のセル１４から連続的に移動されて洗浄される。最後の列のセル１６には検出溶液が注入されており、攪拌棒が浸漬されて反応物を拡散させ、検出に供することができる。このように、予めタイタープレートなどを準備しておけば、攪拌棒を順に移動させて攪拌・吸着・拡散を繰り返すだけで、多数の検体であっても極めて容易に同時分析することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】攪拌棒の実施例を示す図。
【図２】攪拌棒を用いた分析方法の手順を示す概念図。
【図３】撹拌棒を備えた分析装置の一実施形態を示す模式図。
【図４】複数の攪拌棒によって多検体を処理する分析方法の概念図。
【図５】撹拌棒を備えた分析装置の他の実施形態を示す模式図。
【符号の説明】
【００２８】
１…攪拌棒、２…鞘、３…磁石棒、４…反応溶液、５…磁性粒子化された試薬分子、６…ピペット、７…標的分子、８…洗浄溶液、９…検出溶液、２０…移動手段、２１…撹拌棒駆動手段、２２…磁石棒駆動手段。
【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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