(57)【要約】【課題】測定精度を大幅に向上させることができる抗原抗体反応検出方法及び装置を提供する。【解決手段】抗原抗体反応に際して、磁性微粒子を直流磁界下で計測する抗原抗体反応検出方法において、計測前に予め磁性微粒子液体を磁界中で乾燥固定する（ａ）ことによって、磁気モーメントの方向を一方向に揃えて固定し、乾燥後に計測することにより、磁性微粒子のモーメントが揃い、かつ磁性微粒子同士が接近し、実質的に密度の高い磁気モーメントを形成させて、大きな磁気信号を得る。【選択図】　図４
2004061144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗原抗体反応に際して、磁性微粒子を直流磁界下で計測する抗原抗体反応検出方法において、
計測前に予め磁性微粒子液体を磁界中で乾燥固定することによって、磁気モーメントの方向を一方向に揃えて固定し、乾燥後に計測することにより、磁性微粒子のモーメントが揃い、かつ磁性微粒子同士が接近し、実質的に密度の高い磁気モーメントを形成させ、大きな磁気信号を得ることを特徴とする抗原抗体反応検出方法。
【請求項２】
抗原抗体反応に際して、磁性微粒子を直流磁界下で計測する抗原抗体反応検出装置において、
（ａ）計測前に予め磁性微粒子液体を磁界中で乾燥固定することによって、磁気モーメントの方向を一方向に揃えて固定した乾燥微粒子サンプルを有するチューブをセットする試料台と、
（ｂ）前記磁性微粒子で標識された抗体に対して前記試料台の左右にヘルムホルツ状コイルが配置される直流磁界を印加する直流磁界の印加手段と、
（ｃ）該直流磁界の印加手段の左右のヘルムホルツ状コイルからの半径方向の磁界成分が０になる半径軸上に、磁界検出面を垂直に配置するＳＱＵＩＤ磁気センサとを具備することを特徴とする抗原抗体反応検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の抗原抗体反応検出装置において、前記チューブは非磁性チューブであることを特徴とする抗原抗体反応検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の抗原抗体反応検出装置において、前記チューブを張架する駆動装置と、該駆動装置を制御して、前記チューブの引っ張り速度を制御可能にする制御装置とを具備することを特徴とする抗原抗体反応検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抗原抗体反応の検出を行う抗原抗体反応検出方法及び装置に係り、特に微量な酵素などモノクロナール抗体の作製や免疫検査において効率化をもたらす抗原抗体反応検出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バイオテクノロジーの研究においては、特定の抗原（酵素など）を大量に作ることが必要な場合があるが、その作業には大変な手間と時間、費用が必要となる。しかし、その特定の抗原と結びつく抗体（モノクロナール抗体）を用いることにより、精製にかかる手間と時間、費用を激減させることが可能となる。
【０００３】
ところで、例えば、マウスなどの動物に抗原を注射すると、体内に抗体が作られるが、抗体を作った抗体産生細胞は死滅することが知られている。よって、上記抗原の精製に際しては、一般的には細胞融合技術によって作製した不死の抗体産生細胞（ハイブリドーマ）を用いる。
【０００４】
しかしながら、ハイブリドーマにはいくつもの種類が存在するため、その中で目的とする抗原を認識するモノクロナール抗体を作るハイブリドーマを選び出すことが必要となる。
【０００５】
そのための工程では、抗原を予め付着させた複数の小容器（ウエル）を用意し、そこにハイブリドーマによって生産されたモノクロナール抗体を分注し、一つずつのウエルについて反応したモノクロナール抗体の量を調べる。その方法としては蛍光や放射線などによる標識（ラベル）を用いて調べるのが一般的である。
【０００６】
しかしながら、蛍光標識では蛍光が退色する、いわゆるブリーチング現象が生じるため、短時間で評価しなければならず、その精度に問題があった。また、放射線の使用は特定管理区域で作業を行わなければならず、作業者の被曝の恐れもあり、安全上好ましい方法ではなかった。
【０００７】
そこで本発明者らは抗原抗体反応検出装置において、抗原抗体反応に際して、磁性微粒子で標識された抗体に対して交流磁界を印加し、その信号をＳＱＵＩＤ（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　ｑｕａｎｔｕｍ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｄｅｖｉｃｅ：超伝導量子干渉デバイス）磁気センサを用いて検出する装置（特願平２００１−１３３４５８号）をこれまでに発明した。また、直流磁界を印加する方法（特開平１１−６８１８０号）も既に当業者によって提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の方法では上記問題を解決しているものの、十分な感度を得るまでには至っていないのが現状である。
【０００９】
その原因は磁性微粒子の固定方法にあった。つまり、磁性微粒子を直流磁界下で計測する場合、通常は液体状態または乾燥状態で行っていたが、その場合、微粒子内の磁気モーメントはランダムな方向を向いており、また、微粒子間が離れているために大きな磁気信号が得られなかった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を除去し、測定精度を大幅に向上させることができる抗原抗体反応検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕抗原抗体反応に際して、磁性微粒子を直流磁界下で計測する抗原抗体反応検出方法において、計測前に予め磁性微粒子液体を磁界中で乾燥固定することによって、磁気モーメントの方向を一方向に揃えて固定し、乾燥後に計測することにより、磁性微粒子のモーメントが揃い、かつ磁性微粒子同士が接近し、実質的に密度の高い磁気モーメントを形成させて、大きな磁気信号を得ることを特徴とする。
【００１２】
〔２〕抗原抗体反応に際して、磁性微粒子を直流磁界下で計測する抗原抗体反応検出装置において、計測前に予め磁性微粒子液体を磁界中で乾燥固定することによって、磁気モーメントの方向を一方向に揃えて固定した乾燥微粒子サンプルを有するチューブをセットする試料台と、前記磁性微粒子で標識された抗体に対して前記試料台の左右にヘルムホルツ状コイルが配置される直流磁界を印加する直流磁界の印加手段と、この直流磁界の印加手段の左右のヘルムホルツ状コイルからの半径方向の磁界成分が０になる半径軸上に、磁界検出面を垂直に配置するＳＱＵＩＤ磁気センサとを具備することを特徴とする。
【００１３】
〔３〕上記〔２〕記載の抗原抗体反応検出装置において、前記チューブは非磁性チューブであることを特徴とする。
【００１４】
〔４〕上記〔３〕記載の抗原抗体反応検出装置において、前記チューブを張架する駆動装置と、この駆動装置を制御して、前記チューブの引っ張り速度を制御可能にする制御装置とを具備することを特徴とする。
【００１５】
【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。
【００１６】
まず、本発明の第１実施例について説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る磁性微粒子による抗原抗体反応検出の模式図であり、図１（ａ）はその抗原抗体反応検出法の模式図、図１（ｂ）はそれを用いたＤＮＡ検出法の模式図である。
【００１８】
図１（ａ）において、１は試料基板、２は抗原（ＭＹＯＳＩＮ：ａｎｔｉｇｅｎ，ｒａｂｂｉｔ，ｍｕｓｃｌｅ）、３は１次抗体（Ｍｏｕｓｅ　Ａｎｔｉ−ＭＹＯＳＩＮ）、４は磁気標識抗体である。
【００１９】
また、図１（ｂ）において、１１は試料基板、１２は金電極、１３はストレプタビディン（ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ）、１４はビオチン（ｂｉｏｔｉｎ）、１５は既知のプローブＤＮＡ断片、１６は未知のターゲットＤＮＡ断片、１７は磁性微粒子である。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、試料基板１に予め抗原２を付着させ、そこに抗原２を認識する１次抗体３を反応させる。
【００２１】
次に、磁性微粒子で標識された磁気標識抗体４を１次抗体３に反応させる。これによって抗原２を認識した１次抗体３が磁気標識抗体４によって標識される。その磁気標識抗体４の磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサ（図示なし）によって検出する。
【００２２】
また、図１（ｂ）に示すように、試料基板１１上の金電極１２上にストレプタビディン（ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ）１３、ビオチン（ｂｉｏｔｉｎ）１４を介して既知のプローブＤＮＡ断片１５を配置し、磁性微粒子１７を付与した未知のターゲットＤＮＡ断片１６を反応させる。そして、その磁性微粒子１７の磁気信号をＳＱＵＩＤ磁気センサ（図示なし）によって検出する。
【００２３】
ここで使用する外部磁界による磁性微粒子の挙動について説明する。
【００２４】
図２はかかる外部磁界による磁性微粒子の挙動を示す模式図であり、図２（ａ）は液体中微粒子サンプルの挙動を示す模式図、図２（ｂ）はゼロ磁界乾燥微粒子サンプルの挙動を示す模式図、図２（ｃ）は本発明にかかる磁界中（１０．０〔ガウス：Ｇ〕）で乾燥させた微粒子サンプルの挙動を示す模式図である。
【００２５】
これらの図から明らかなように、テフロン（登録商標）チューブ２０内の、例えば、純水からなる液体中微粒子サンプル２１中における磁性微粒子２２内の磁気モーメント２３〔図２（ａ）〕、及びテフロン（登録商標）チューブ２０内の、例えば、ゼロ磁界乾燥微粒子サンプル２４中における磁性微粒子２５内の磁気モーメント２６〔図２（ｂ）〕のそれぞれは、ランダムな方向を向いている。なお、上記した実施例では、テフロン（登録商標）チューブを一例として示したが、これに限定されるものではなく、濡れ性が悪く、かつ非磁性のチューブであることが望ましい。
【００２６】
これに対して、本発明にかかる、テフロン（登録商標）チューブ２０内の磁界中（１０．０〔Ｇ〕）で乾燥させた微粒子サンプル２７中における磁性微粒子２８内の磁気モーメント２９の方向は一方向に揃っている〔図２（ｃ）〕。なお、ここでは磁界の強さは１０．０〔Ｇ〕として例示したが、実質的に磁気モーメントを配向させることができればよいわけであり、上限は設備の価格及び大きさを考慮して設定すればよい。例えば、０．５〔Ｇ〕から５００〔Ｇ〕程度が望ましい。
【００２７】
すなわち、計測前に予め磁性微粒子液体を磁界の中で乾燥固定することによって、磁気モーメント２９の方向を一方向に揃えて固定することができ、乾燥後に計測することにより磁性微粒子２８同士が接近し、実質的に密度の高い磁気モーメント２９が形成されるため、従来の方法に比べて数倍以上の大きな磁気信号が得られることを見出した。
【００２８】
これによって、より微量な抗原抗体反応の検出が可能となり、環境ホルモンやダイオキシンのような環境微量物質などの高感度検出が可能となる。
【００２９】
なお、ここでは、ＭＹＯＳＩＮ，Ａｎｔｉ−ＭＹＯＳＩＮ，…などを用いたがこれらは一例であり、これらに限定されるものではなく、応用形態により適宜選択するようにすればよく、要は、磁性微粒子で標識することが重要である。
【００３０】
図３は本発明の実施例を示す抗原抗体反応検出装置の全体構成図である。
【００３１】
この図において、１００はテフロン（登録商標）チューブ、１０１は磁性微粒子サンプル、１０２，１０３はその磁性微粒子サンプルの左右に配置されるヘルムホルツ状コイル、１０４はヘルムホルツ状コイル１０２，１０３に接続される直流電源、１０５は磁性微粒子サンプル１０１がセットされる試料台、１０６はその試料台１０５に設けられ、左右のヘルムホルツ状コイル１０２，１０３からの半径方向の磁界成分が０になる半径軸上に、磁界検出面を垂直に配置するＳＱＵＩＤ磁気センサ、１０７はＳＱＵＩＤ駆動回路、１０８はパーソナルコンピュータ、１０９はＸ−Ｙペンレコーダ、１１０はＳＱＵＩＤ磁気センサ１０６を冷却するための液体チッ素タンク、１１１はテフロン（登録商標）チューブ１００を張架するためのワイヤー、１１２はそのワイヤー１１１を張るための駆動装置としてのモータ、１１３はそのモータ１１２の制御装置であり、ワイヤー１１１の張り具合を調整することができる。
【００３２】
図４は各種の磁性微粒子サンプルの順方向の直流磁界依存特性図であり、横軸に磁界〔Ｇ〕、縦軸に磁束〔Φ０　〕を示しており、右欄に図示されているように、ａは磁界中乾燥サンプル、ｂは液体サンプル、ｃはゼロ磁界中乾燥サンプルを示している。
【００３３】
この図から明らかなように、磁界中で乾燥させたサンプルａの信号が他のサンプルに比べて数倍になっている。これは磁化容易軸が乾燥時に揃えられたことと、微粒子間隔が狭くなったことによって大きな磁気モーメントが得られたためである。
【００３４】
上記したように、従来は、磁性微粒子の固定方法に問題があった。つまり磁性微粒子を直流磁界下で計測する場合、通常は液体状態または乾燥状態で行っていたが、その場合、微粒子内の磁気モーメントはランダムな方向を向いており、また、微粒子間が離れているために大きな磁気信号が得られなかった。
【００３５】
これに対して、本発明では、計測前に予め磁性微粒子液体を磁界の中で乾燥固定することによって、磁気モーメントの方向を一方向に揃えて固定することができ、更に、乾燥後に計測することにより、磁性微粒子同士が接近し、実質的に密度の高い磁気モーメントが形成されるために、従来の方法に比べて数倍以上の大きな磁気信号が得られるようになった。
【００３６】
これによって、より微量な抗原抗体反応の検出、例えば、ＤＮＡの抗原抗体反応の検出が可能となり、環境ホルモンやダイオキシンのような環境微量物質などの高感度検出が可能となる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏する。
【００３９】
（Ａ）計測前に予め磁性微粒子液体を磁界の中で乾燥固定することによって、磁気モーメントの方向を一方向に揃えて固定することができ、更に、乾燥後に計測することにより、磁性微粒子同士が接近し、実質的に密度の高い磁気モーメントが形成されるために、従来の方法に比べて数倍以上の大きな磁気信号が得られるようになった。
【００４０】
（Ｂ）より微量な抗原抗体反応の検出、例えば、ＤＮＡの抗原抗体反応の検出が可能となり、環境ホルモンやダイオキシンのような環境微量物質の高感度検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁性微粒子による抗原抗体反応検出の模式図である。
【図２】外部磁界による磁性微粒子の挙動を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例を示す抗原抗体反応検出装置の全体構成図である。
【図４】各種の磁性微粒子サンプルの順方向の直流磁界依存特性図である。
【符号の説明】
１，１１　　試料基板
２　　抗原
３　　１次抗体
４　　磁気標識抗体
１２　　金電極
１３　　ストレプタビディン
１４　　ビオチン
１５　　既知のプローブＤＮＡ断片
１６　　未知のターゲットＤＮＡ断片
１７，２２，２５，２８　　磁性微粒子
２０，１００　　テフロン（登録商標）チューブ
２１　　液体中微粒子サンプル
２３，２６，２９　　磁気モーメント
２４　　ゼロ磁界乾燥微粒子サンプル
２７　　磁界中で乾燥させた微粒子サンプル
１０１　　磁性微粒子サンプル
１０２，１０３　　　　ヘルムホルツ状コイル
１０４　　　　直流電源
１０５　　　　試料台
１０６　　　　ＳＱＵＩＤ磁気センサ
１０７　　　　ＳＱＵＩＤ駆動回路
１０８　　　　パーソナルコンピュータ
１０９　　　　Ｘ−Ｙペンレコーダ
１１０　　　　液体チッ素タンク
１１１　　　　ワイヤー
１１２　　モータ
１１３　　モータの制御装置
【図１】
2004061144.tif 000003
【図２】
2004061144.tif 000004
【図３】
2004061144.tif 000005
【図４】
2004061144.tif 000006