(57)【要約】【課題】  酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体の試料に化学発光基質を接触させて吸着性領域から発せられる化学発光を検出する際の検出効率を向上する。【解決手段】  化学発光解析用ユニット１（支持体）には、試料が結合された多数の吸着性領域が設けられている。予め、試料に化学発光基質を接触させた時から化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定して、記憶部５１に記憶しておき、試料に化学発光基質を接触させてからピーク到達時間経過後に、まず解析用ユニット１の半分に当たる検出ブロックの検出を行い、その後導光部２０を移動部材４０により移動させて、残りの半分の検出ブロックの検出を行う。化学発光強度の経時変化が少ないピーク到達時間経過後に、２回検出を行うことにより、２倍の数の吸着性領域を用いた検出を可能とする。【選択図】        図１
2005077260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学発光を生じさせる酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体の前記試料に、化学発光基質を接触させて、前記吸着性領域から発せられる化学発光を検出する化学発光検出方法において、
前記支持体上に少なくとも１つの前記吸着性領域を有する複数個の検出ブロックを設定し、順次各検出ブロック毎に前記化学発光を検出することを特徴とする化学発光検出方法。
【請求項２】
予め、前記試料に前記化学発光基質を接触させた時から前記化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定しておき、
前記試料に前記化学発光基質を接触させ、該接触後前記ピーク到達時間経過後に順次各検出ブロック毎に検出を行うことを特徴とする請求項１記載の化学発光検出方法。
【請求項３】
前記試料に前記化学発光基質を接触させ、少なくとも１つの吸着性領域の発光状態をモニタして、該発光状態がピークに達したことを判定し、該判定後に順次各検出ブロック毎に検出を行うことを特徴とする請求項１記載の化学発光検出方法。
【請求項４】
前記各検出ブロックが、隣接する検出ブロックと少なくとも１つの吸着性領域を共有するように設定されているものであり、
前記共有された吸着性領域から検出された化学発光に基づいて、前記各検出ブロックの検出結果を補正することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の化学発光検出方法。
【請求項５】
前記化学発光を検出する際に、前記支持体を温調することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の化学発光検出方法。
【請求項６】
前記吸着性領域に結合された前記試料が、リガンドまたはレセプタに、酵素により標識された酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドを特異的に結合させたものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の化学発光検出方法。
【請求項７】
前記吸着性領域に結合された前記試料が、リガンドまたはレセプタに、レセプタまたはリガンドを特異的に結合させ、該レセプタまたはリガンドに、酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させたものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の化学発光検出方法。
【請求項８】
前記吸着性領域に結合された前記試料が、リガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、該標識レセプタまたは標識リガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させたものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の化学発光検出方法。
【請求項９】
化学発光を生じさせる酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体と、
前記試料に化学発光基質が接触せしめられて前記吸着性領域から発せられる化学発光を検出する検出手段とを有する化学発光検出システムにおいて、
該支持体上に少なくとも１つの前記吸着性領域を有する複数個の検出ブロックが設定され、
前記検出手段を相対的に前記複数個の検出ブロック間で移動させ、順次各検出ブロック毎に化学発光を検出させる移動制御手段を備えたことを特徴とする化学発光検出システム。
【請求項１０】
予め、前記試料に前記化学発光基質を接触せしめた時から前記化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定した測定結果を記憶する記憶手段と、
前記試料に前記化学発光基質が接触せしめられてからの経過時間を計測する計測手段とを有し、
前記移動制御手段が、前記計測手段により計測された経過時間が、前記記憶手段に記憶されているピーク到達時間に達した後に、前記検出手段により順次各検出ブロック毎に化学発光を検出させるものであることを特徴とする請求項９記載の化学発光検出システム。
【請求項１１】
前記試料に前記化学発光基質が接触せしめられた後、少なくとも１つの吸着性領域の発光状態をモニタして、該発光状態がピークに達したことを判定するピーク判定手段を有し、
前記移動制御手段が、前記ピーク判定手段により、前記発光状態がピークに達したことが判定された後に、前記検出手段により順次各検出ブロック毎に化学発光を検出させるものであることを特徴とする請求項９記載の化学発光検出システム。
【請求項１２】
前記各検出ブロックが隣接する検出ブロックと少なくとも１つの吸着性領域を共有するように設定されているものであり、
前記共有された吸着性領域から検出された化学発光に基づいて、前記各検出ブロックの検出結果を補正する補正制御手段を備えたことを特徴とする請求項９から１１いずれか１項記載の化学発光検出システム。
【請求項１３】
前記化学発光を検出する際に、前記支持体を温調する温調手段を備えたことを特徴とする請求項９から１２いずれか１項記載の化学発光検出システム。
【請求項１４】
前記吸着性領域に結合された前記試料が、リガンドまたはレセプタに、酵素により標識された酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドを特異的に結合させたものであることを特徴とする請求項９から１３いずれか１項記載の化学発光検出システム。
【請求項１５】
前記吸着性領域に結合された前記試料が、リガンドまたはレセプタに、レセプタまたはリガンドを特異的に結合させ、該レセプタまたはリガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させたものであることを特徴とする請求項９から１３いずれか１項記載の化学発光検出システム。
【請求項１６】
前記吸着性領域に結合された前記試料が、リガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、該標識レセプタまたは標識リガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させたものであることを特徴とする請求項９から１３いずれか１項記載の化学発光検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体の試料に化学発光基質を接触させて化学発光を検出する化学発光検出方法およびシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロアレイ解析システムやマクロアレイ解析システムにおいては、酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体の試料に化学発光基質を接触させて化学発光を検出するシステムが知られている。
【０００３】
例えば、メンブレンフィルタなどの生化学発光解析用ユニットの表面の異なる多数の位置（吸着性領域）に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成、特性などが既知のリガンドまたはレセプタを含む溶液を滴下して、該リガンドまたはレセプタを吸着性領域に結合させ、化学発光基質と接触させることにより酵素により標識された酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンド（ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの抽出、単離などにより生体から採取された、あるいは、採取された後に化学的処理が施された物質）を、吸着性領域に含まれているリガンドまたはレセプタにハイブリダイズ等させてリガンドまたはレセプタと特異的に結合させ、多数の吸着性領域に選択的に含まれている酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドを化学発光基質と接触させ、酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドと接触した化学発光基質から放出される化学発光を光電的に検出して生化学発光解析用データを取得する化学発光検出システムが開発されている（例えば特許文献１または特許文献２参照）。
【０００４】
上記のような化学発光検出システムは、リガンドおよび該リガンドに特異的に結合している酵素標識レセプタ等の試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体と、試料に化学発光基質を接触させた際に吸着性領域から発せられる化学発光を検出する検出装置とを備えている。このような検出装置としては、例えば上記特許文献１においては多数の光ファイバからなる導光部と該導光部に接続された光検出器から構成される装置が使用され、特許文献２においては２次元的に配置された多数の集光レンズと該集光レンズの結像位置に配置された光検出器から構成される装置が使用されている。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２７１１３２号明細書
【特許文献２】特開２００３−４２９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような化学発光検出方法およびシステムにおいては、検出効率を向上させることが強く望まれている。吸着性領域を有する支持体を大型化することは比較的容易であり、安価かつ容易に吸着性領域の個数を増加させることができる。しかしながら、検出装置は、装置の構造が複雑なため、大型化が困難であったり、大型化すると製造コストが大幅に増大する虞があり、このために検出効率を向上させることが困難になるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体の試料に化学発光基質を接触させて、吸着性領域から発せられる化学発光を検出する化学発光検出方法およびシステムにおいて、検出効率を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による化学発光検出方法は、化学発光を生じさせる酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体の前記試料に、化学発光基質を接触させて、前記吸着性領域から発せられる化学発光を検出する化学発光検出方法において、
前記支持体上に少なくとも１つの前記吸着性領域を有する複数個の検出ブロックを設定し、順次各検出ブロック毎に前記化学発光を検出することを特徴とするものである。
【０００８】
上記化学発光検出方法は、予め、前記試料に前記化学発光基質を接触させた時から前記化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定しておき、
前記試料に前記化学発光基質を接触させ、該接触後前記ピーク到達時間経過後に順次各検出ブロック毎に検出を行ってもよい。
【０００９】
なお、「発光状態がピークに達した」とは発光状態がピークに近づき、実質的に発光状態の経時変化が少なくなった状態を意味している。また、発光状態がピークに達したことを判定する判定方法としては種々の方法が考えられるが、具体的には例えば化学発光強度を継続的に検出し、検出値の微分値を算出し、該微分値が略０に達した場合に発光状態がピークに達したと判定する方法等がある。
【００１０】
また、前記試料に前記化学発光基質を接触させ、少なくとも１つの吸着性領域の発光状態をモニタして、該発光状態がピークに達したことを判定し、該判定後に順次各検出ブロック毎に検出を行ってもよい。
【００１１】
さらに、前記各検出ブロックが、隣接する検出ブロックと少なくとも１つの吸着性領域を共有するように設定されているものであれば、
前記共有された吸着性領域から検出された化学発光に基づいて、前記各検出ブロックの検出結果を補正してもよい。
【００１２】
また、前記化学発光を検出する際には、前記支持体を温調するものであってもよい。
【００１３】
本発明による化学発光検出システムは、化学発光を生じさせる酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体と、
前記試料に化学発光基質が接触せしめられて前記吸着性領域から発せられる化学発光を検出する検出手段とを有する化学発光検出システムにおいて、
該支持体上に少なくとも１つの前記吸着性領域を有する複数個の検出ブロックが設定され、
前記検出手段を相対的に前記複数個の検出ブロック間で移動させ、順次各検出ブロック毎に化学発光を検出させる移動制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
予め、前記試料に前記化学発光基質を接触せしめた時から前記化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定した測定結果を記憶する記憶手段と、
前記試料に前記化学発光基質が接触せしめられてからの経過時間を計測する計測手段とを有するものであれば、
前記移動制御手段は、前記計測手段により計測された経過時間が、前記記憶手段に記憶されているピーク到達時間に達した後に、前記検出手段により順次各検出ブロック毎に化学発光を検出させるものであってもよい。
【００１５】
また、前記試料に前記化学発光基質が接触せしめられた後、少なくとも１つの吸着性領域の発光状態をモニタして、該発光状態がピークに達したことを判定するピーク判定手段を有するものであれば、
前記移動制御手段は、前記ピーク判定手段により、前記発光状態がピークに達したことが判定された後に、前記検出手段により順次各検出ブロック毎に化学発光を検出させるものであってもよい。
【００１６】
さらに、前記各検出ブロックが隣接する検出ブロックと少なくとも１つの吸着性領域を共有するように設定されているものであれば、
前記共有された吸着性領域から検出された化学発光に基づいて、前記各検出ブロックの検出結果を補正する補正制御手段を備えてもよい。
【００１７】
また、前記化学発光を検出する際に、前記支持体を温調する温調手段を備えたものであってもよい。
【００１８】
上記化学発光検出方法およびシステムにおいては、前記吸着性領域に結合された前記試料は、リガンドまたはレセプタに、酵素により標識された酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドを特異的に結合させたものであってもよい。
【００１９】
また、前記吸着性領域に結合された前記試料は、リガンドまたはレセプタに、レセプタまたはリガンドを特異的に結合させ、該レセプタまたはリガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させたものであってもよい。
【００２０】
さらに、前記吸着性領域に結合された前記試料は、リガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、該標識レセプタまたは標識リガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させたものであってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による化学発光検出方法およびシステムは、化学発光を生じさせる酵素により標識された試料が結合された複数個の吸着性領域を有する支持体上に少なくとも１つの前記吸着性領域を有する複数個の検出ブロックを設定し、順次各検出ブロック毎に前記化学発光を検出することにより、支持体上に１回の検出で検出可能な吸着性領域数より多数の吸着性領域を設け、該多数の吸着性領域における化学発光を順次検出できるので、検出効率が向上する。
【００２２】
ところで、化学発光を生じさせる酵素により標識された試料が結合された吸着性領域へ、化学発光基質を接触させて前記吸着性領域から発せられる化学発光を検出する際には、化学発光基質から放出される化学発光を検出することが必要である。化学発光基質は、試料を標識する酵素と接触すると、該酵素により分解され、一旦励起状態になった後に発光する。図５は、酵素に化学発光基質を接触させた場合の化学発光強度の経時変化を示す図である。図５に示すように、酵素に化学発光基質を接触させると、化学発光強度は徐々に増加し、所定時間経過後にピークに達し、その後は緩慢に減少する。
【００２３】
化学発光検出方法は放射線物質を使用する必要がないという利点を有するアッセイ法であるが、上記のように化学発光強度が時間経過に従って変化するため、支持体に複数個の検出ブロックを設定し、時分割で順次各検出ブロックの検出を行う場合には、各検出ブロック毎の検出結果に、時間経過にともなう大きなバラツキが生じる場合があり、このような場合には、異なる検出ブロック間における相対的な検出精度が低下する場合がある。
【００２４】
本発明による化学発光検出方法およびシステムにおいては、予め、試料に化学発光基質を接触させた時から化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定しておき、試料に化学発光基質を接触させ、該接触後ピーク到達時間経過後に順次各検出ブロック毎に検出を行えば、化学発光強度の経時変化が少ないピーク到達時間経過後において各検出ブロックの検出を順次行うことができ、検出結果が時間経過の影響を受けにくくなり、各検出ブロック間の検出結果の相対的な検出精度が向上する。
【００２５】
また、少なくとも１つの吸着性領域の発光状態をモニタして、該発光状態がピークに達したことを判定し、該判定後に、順次各検出ブロック毎に検出を行えば、発光状態がピークを越えて、化学発光強度の経時変化が少ない時間帯において、各検出ブロックの検出を順次行うことができ、検出結果が時間経過の影響を受けにくくなり、各検出ブロック間の検出結果の相対的な検出精度が向上し、かつ予めピーク到達時間を測定しておく手間も不要である。
【００２６】
さらに、各検出ブロックが、隣接する検出ブロックと少なくとも１つの吸着性領域を共有するように設定されているものであり、共有された吸着性領域から検出された化学発光に基づいて、前記各検出ブロックの検出結果を補正する場合には、共有する吸着性領域の検出結果に基づいて、各検出ブロック間の検出結果を高精度に補正することができ、検出精度が向上する。
【００２７】
また、化学発光を検出する際に、支持体を温調すれば、検出結果の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による具体的な第１の実施の形態である化学発光検出システムの概略構成図である。本化学発光検出システムは、化学発光を発する化学発光解析用ユニット１および該化学発光解析用ユニット１から発せられる化学発光を検出する化学発光検出装置１０とから構成されている。図２は化学発光解析用ユニット１の概略斜視図である。
【００２９】
まず最初に、化学発光解析用ユニット１の詳細な構成を説明する。化学発光解析用ユニット１は、図２に示すように、略円形の孔３が複数設けられた基板２と、孔３の内部に充填され、多孔性材料が基板２と接着された吸着性領域４とからなる。この吸着性領域４には、構造または特性が既知のリガンドまたはレセプタ５が滴下され、その後の処理により固定化されている。
【００３０】
基板２の材質としては、光の散乱を防止するために光を透過させないか、減衰させる材質が好ましく、金属、セラミックが好ましい。また、孔を開ける加工が容易であるプラスチックを基板として用いる場合は、光をより一層減衰させるために、粒子をプラスチック内部に分散させることが好ましい。
【００３１】
金属としては、銅、銀、金、亜鉛、鉛、アルミニウム、チタン、錫、クロム、鉄、ニッケル、コバルト、タンタルあるいは、ステンレス鋼や黄銅などの合金が好ましくあげられる。セラミックとしては、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、石英などが好ましくあげられる。プラスチックとしては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン−６やナイロン−６，６などの脂肪族ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリジフェニルシロキサンなどのケイ素樹脂、ノボラックなどのフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、酢酸セルロースやニトロセルロースなどのセルロース類、ブタジエン−スチレン共重合体などのコポリマー、さらにはプラスチックをブレンドしたものなどが好ましくあげられる。
【００３２】
吸着性領域を形成する材料としては、多孔質材料あるいは繊維材料が好ましく使用される。また、多孔質材料と繊維材料とを併用して吸着性領域を形成することもできる。本発明において、吸着性領域を形成するために使用される多孔性材料は、有機材料、無機材料のいずれでもよく、有機／無機複合体でもよい。
【００３３】
吸着性領域を形成するために使用される有機多孔質材料は、特に限定されるものではないが、活性炭などの炭素多孔質材料あるいはメンブレンフィルタを形成可能な多孔質材料が好ましく用いられる。メンブレンフィルタを形成可能な多孔質材料としては、溶媒に溶解可能なポリマーが好ましく用いられる。溶媒に溶解可能なポリマーとしては、セルロース誘導体（例えば、ニトロセルロース、再生セルロース、セルロースアセテート、酢酸セルロース、酪酸酢酸セルロースなど）、脂肪族ポリアミド類（例えば、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン４，１０など）、ポリオレフィン類（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、含塩素ポリマー類（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなど）、フッ素樹脂類（例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオライドなど）、ポリカーボネート、ポリスルフォン、アルギン酸及びその誘導体（例えば、アルギン酸、アルギン酸カルシウム、アルギン酸／ポリリシンポリイオンコンプレックスなど）、コラーゲンなどがあげられ、これらポリマーの共重合体や複合体（混合体）も用いることができる。
【００３４】
また、吸着性領域を形成するための繊維材料としては、特に限定されるものではないが、好ましくは前述したセルロース誘導体類、脂肪族ポリアミド類などがあげられる。
【００３５】
吸着性領域４を形成するために使用される無機多孔質材料は、特に限定されるものではないが、好ましくは、金属（例えば、白金、金、鉄、銀、ニッケル、アルミニウムなど）、金属等の酸化物（例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトなど）、金属塩（例えぱ、ヒドロキシアパタイト、硫酸カルシウムなど）及びこれらの複合体などがあげられる。
【００３６】
基板２に複数の孔３を開ける方法としては、ピンで打ち抜くパンチング、電極に高電圧をパルス状に印加して基板を揮発する放電加工、エッチング、レーザー照射などがあげられる。基板２の材料が、金属材料またはプラスチック材料の場合は、基板２の表面にコロナ放電またはプラズマ放電を施して接着剤を塗工した後、吸着性領域４を形成するための多孔性材料をプレスなどの手段により貼り合わせることで化学発光解析用ユニット１が作製される。貼り合わせる際に、吸着性領域４を形成するための多孔性材料を加熱して軟化すると、孔３内部に吸着性領域４が容易に形成される。また、基板２に吸着性領域４を形成するための多孔性材料をプレスする場合には、基板２と吸着性領域４を形成するための材料を、事前に１枚毎に分割してから間欠的にプレスしてもよいし、基板２と吸着性領域４を形成するための材料をそれぞれ長尺帯状としたものを２つのロール間に連続搬送してもよい。
【００３７】
本実施の形態においては、まず、厚み１００μｍのＳＵＳ３０４シート（基板材料シート）に、孔径０．３ｍｍの開口部が円形の微細な孔３を、エッチングにより孔ピッチ０．４ｍｍ、孔間隔０．１ｍｍで、２０個×３９個で計７８０個形成して基板２を形成する。
【００３８】
次に、基板２の片面に接着剤を塗工し、続いて孔３内部に入り込んだ接着剤を吸引除去した後、乾燥する。続いて、基板２の接着剤を塗工した面に、ポアサイズ０．４５μｍ、厚み１７０μｍのナイロン６，６メンブレン６を重ね、１５０℃に加熱しながら、圧力が１ｃｍ2 当たり３００ｋｇとなるようにプレスして、基板材料シートの孔３内部にナイロン６，６からなるメンブレン６を圧入することで、ステンレス性の基板２とメンブレン６が充填された多数の吸着性領域４とからなる化学発光解析用ユニット１を作製する。なお、図３は化学発光解析用ユニット１の部分断面図であり、この図に示すように、基板２の底面には、孔３に充填されなかったメンブレン６が薄膜状に圧接されている。
【００３９】
なお、本発明の化学発光検出方法およびシステムにおいては、化学発光解析用ユニットを上記の材料や方法により作製することも可能であるが、市販されている支持体上に吸着性領域が複数設けられたものを用いてもよく、また吸着性領域にリガンドまたはレセプタがすでに結合されているものを用いることも可能である。
【００４０】
第１の態様として、本発明の化学発光検出方法およびシステムは、化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に結合されたリガンドまたはレセプタに、酵素により標識された酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドを特異的に結合させ、この酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドに化学発光基質を接触させて化学発光を検出する化学発光検出方法およびシステムにおいて利用することができる。
【００４１】
吸着性領域４に結合されるリガンドまたはレセプタは、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなどであって、特性、組成、構造あるいは塩基配列や塩基の長さなどが既知のものである。リガンドまたはレセプタは、吸着性領域に滴下した後、紫外線の照射などにより吸着性領域に固定することができる。なお、上述したように、多孔性の吸着性領域にリガンドまたはレセプタがすでに結合されている化学発光解析用ユニットを用いる場合には、この段階は省略される。
【００４２】
酵素としては、例えばアルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼ、ベータガラクトシダーゼなどの酵素を好ましく用いることができる。酵素標識レセプタまたは酵素標識リガンドは、このような酵素により標識され、吸着性領域に結合されるリガンドまたはレセプタと特異的に結合することが可能なホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの抽出、単離などにより生体から採取された、あるいは、採取された後に化学的処理が施されたものである。
【００４３】
化学発光基質としては、酵素がアルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼである場合には、特に限定するものではないが、それぞれジオキセタン、ルミノール、ルシフェリンを用いることができる。
【００４４】
また、第２の態様として、本発明の化学発光検出方およびシステムは、化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に結合されたリガンドまたはレセプタに、レセプタまたはリガンドを特異的に結合させ、このレセプタまたはリガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、酵素標識体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出する化学発光検出方法およびシステムにおいて利用することができる。
【００４５】
これは、検出するレセプタまたはリガンドを、吸着性領域４のリガンドまたはレセプタと酵素により標識された酵素標識体により挟み込む、いわゆるサンドイッチ法と呼ばれる手法に適用したものである。ここでいう、レセプタまたはリガンドは、多孔性の吸着性領域に結合されるリガンドまたはレセプタと特異的に結合するホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの抽出、単離などにより生体から採取された、あるいは、採取された後に化学的処理が施された物質である。
【００４６】
酵素により標識された酵素標識体とは、前述の酵素により標識され、レセプタまたはリガンドの反応部位に特異的に結合することができる抗原、抗体の他、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなどであって、特性、組成、構造あるいは塩基配列や塩基の長さなどが既知のものを意味する。
【００４７】
さらに、第３の態様として本発明の化学発光検出方法およびシステムは、化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に結合されたはリガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出する化学発光検出方法およびシステムにおいて利用することができる。以下、この第３の態様を例にとって、第１の実施の形態における化学発光解析用ユニット１の作成方法を説明する。
【００４８】
吸着性領域４に結合されるリガンドまたはレセプタは、上記したように、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなどであって、特性、組成、構造あるいは塩基配列や塩基の長さなどが既知のものである。リガンドまたはレセプタは、吸着性領域４に滴下した後、紫外線の照射などにより吸着性領域４に固定される。
【００４９】
吸着性領域４に結合されたリガンドまたはレセプタに標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させる。標識レセプタまたは標識リガンドは、多孔性の吸着性領域に結合されるリガンドまたはレセプタと特異的に結合するホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどの抽出、単離などにより生体から採取された、あるいは、採取された後に化学的処理が施され、標識物質により標識されたものである。レセプタまたはリガンドを標識する標識物質としては、ジゴキシゲニン、ビオチン、アビジン、フルオロセインなどの抗原、またはこれらの抗原に対する抗体などを好ましくあげることができる。あるいは、ビオチンまたはアビジン等のような生物学的結合パートナーを有する物質であってもよい。
【００５０】
吸着性領域４に結合されたリガンドまたはレセプタに標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させるには、吸着性領域にリガンドまたはレセプタが結合された化学発光解析用ユニットと、標識レセプタまたは標識リガンドが添加された反応液をハイブリダイゼーションバッグ内に入れ、ハイブリダイゼーションバッグに振動を加えて、標識レセプタまたは標識リガンドを対流あるいは拡散により移動させる方法により行うことができる。
【００５１】
なお、ここでは吸着性領域４に結合されたリガンドまたはレセプタに標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させるためハイブリダイゼーションバッグを用いる、いわゆる振盪方式により行う場合について説明したが、反応液を吸着性領域を横切るように強制的に流動させることが可能なポンプやシリンジなどを有するリアクタを用いて特異的結合を行ってもよい。
【００５２】
化学発光解析用ユニット１は、多孔性の吸着性領域４に結合されているリガンドまたはレセプタに特異的に結合しなかった標識レセプタまたは標識リガンドを除去するために、ハイブリダイゼーションバッグ内に洗浄液を入れ、ハイブリダイゼーションバッグに振動を加えて洗浄することが好ましい。
【００５３】
なお、この洗浄工程は、後述する酵素標識体を吸着性領域の標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合させた後、特異的に結合しなかった酵素標識体を除去する場合にも行うことが好ましい。これにより、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合していない酵素標識体を、効率的に剥離させ、除去することが可能になり、洗浄効率を大幅に向上することができる。
【００５４】
吸着性領域４に結合したリガンドまたはレセプタに特異的に結合した標識レセプタまたは標識リガンドに酵素標識体を結合させる前に、酵素標識体に対するブロッキングバッファで吸着性領域をブロッキングすることが好ましい。ブロッキングにより、酵素標識体が標識レセプタまたは標識リガンドの標識物質とではなく、吸着性領域に直接結合することを防止することができる。
【００５５】
次に、酵素標識体が添加された反応液をハイブリダイゼーションバッグ内に入れ、酵素標識体と標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合させる。酵素標識体は、標識レセプタまたは標識リガンドの標識物質に対して特異的に結合する物質（標識物質が抗原であれば該抗原と特異的に結合する抗体、標識物質が抗体であれば、該抗体と特異的に結合する抗原など）を酵素で標識したものである。酵素標識体の酵素としては、アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼなどの酵素を好ましく用いることができる。
【００５６】
酵素標識体を標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合させた後、化学発光解析用ユニットをハイブリダイゼーションバッグから取り出して、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させる。酵素標識体に反応させる化学発光基質は、酵素がアルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼである場合には、特に限定するものではないが、それぞれジオキセタン、ルミノール、ルシフェリンを用いることができる。
【００５７】
なお、化学発光解析用ユニット１における基板２は吸着性領域を有する支持体として機能するものである。なお本実施の形態においては、吸着性領域４が基板２（支持体）上に別個に設けられたものを用いたがこれに限定されるものではなく、例えば支持体全体が吸着性領域を形成する物質から構成されているものであってもよい。このような支持体は、吸着性領域を形成する材料を塗布や流延し、徐々に乾燥すること等により作製することができる。また市販のメンブレンを用いることもできる。このような支持体上の所定間隔を置いた所定部位（吸着性領域）へ酵素標識体により標識された試料を結合させればよい。
【００５８】
次に、化学発光検出装置１０の構成および該化学発光検出装置１０を用いて、化学発光解析用ユニット１から発せられる化学発光を検出する化学発光検出方法について説明する。化学発光検出装置１０は、図１に示すように化学発光による光を導光する導光部２０、該導光部２０により導光された光を検出する検出部３０、導光部２０を移動させる移動部材４０および検出部３０および移動部材４０に接続される制御部５０および該制御部５０へ接続される入力部６０から構成されている。なお、移動部材４０および制御部５０は発明の移動制御部として機能するものである。また制御部５０は、発明の補正制御部としても機能するものである。
【００５９】
導光部２０は光入射端２１側へ入射した光を光出射端２２側まで導光するものであり、２０本×２０本で計４００本のガラス製の光ファイバ２３を有し、各光ファイバ２３の光入射端２４は、固定ヘッド２６により、互いに離間して２次元的に配置された状態で固定されている。各光入射端２４の２次元的な配置は、化学発光解析用ユニット１における各吸着性領域４の２次元的な配置と１対１で対応するものであり、固定ヘッド２６は、各光入射端２４が、各吸着性領域４に対向するように化学発光解析用ユニット１上に密着して取り付けられている。導光部２０の光出射端２２は、光ファイバ２３の光出射端２５が細密に接するようにバンドルされている。
【００６０】
なお、固定ヘッド２６は遮光部材から構成され、各吸着性領域４から発せられた光が、導光部２０の光入射端２１近傍で、対応する光ファイバ２３とは異なる光ファイバ２３へ漏れ、クロストークが生じることを防止している。また、各光ファイバ２３は、コアおよび該コアの周囲を覆うクラッドから構成され、コア径は２４０μｍであり、クラッド径は２５０μｍである。
【００６１】
なお、化学発光解析用ユニット１は、アルミベース１３上に配置され、アルミベース１３の下には、化学発光解析用ユニット１を温調するためのペルチェ素子１４が配置されている。
【００６２】
検出部３０は、ヒートシンク３１が取り付けられ、結露防止のための窒素３２が封止されている封止チャンバー３３と、該封止チャンバー３３の内部に配設され、導光部２０の光出射端２５と対向して配置されているＣＣＤチップ３４と、該ＣＣＤチップ３４を保持するＣＣＤパッケージ３５と、ネジ３６およびネジ３７により封止チャンバー３３にネジ止めされているアルミベース３８と、該アルミベース３８と、封止チャンバー３３間に保持されているＣＣＤチップ３４冷却用のペルチェ素子３９とから構成されている。ＣＣＤパッケージ３５は、不図示のネジによりアルミベース３８に取り付けられている。
【００６３】
移動部材４０は、導光部２０を移動させるものであり、移動距離は後述する制御部５０により制御されている。
【００６４】
制御部５０は、ＣＣＤチップ３４の動作制御、移動部材４０の動作制御およびＣＣＤチップ３４からの検出結果の読み出し等含む検出装置全体の制御を行うものであり、また予め測定された化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を記憶する記憶部５１と、化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に特異的に結合した酵素標識抗体に化学発光基質を接触させてからの経過時間および検出時間を計測する計測手段としてのタイマ５２とを含んでいる。
【００６５】
以下、本化学発光検出システムを用いた化学発光検出方法を説明する。実際の化学発光検出を行う前に、本装置の使用者は、予め酵素に化学発光基質を接触させてから、化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定しておき、測定されたピーク到達時間を入力部６０を用いて記憶部５１へ記憶させる。また、移動部材４０の移動距離および検出時間を入力部６０を用いて制御部５０に設定する。なお、ピーク到達時間の測定方法については後述する。
【００６６】
その後、前述したように、化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に結合されたはリガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、該標識レセプタまたは標識リガンドへ酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、化学発光基質を接触させる。
【００６７】
この際、本実施の形態においては、化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４は、図４に示すように２０個×３９個で７８０個並んでいるが、検出用の光ファイバ２３は２０本×２０本で４００本しかないため、検出を２回に分けて行う必要がある。すなわち、図４に示す検出ブロック６１ａにおける検出を行い、その後、検出ブロック６１ｂにおける検出を行う。なお、図４に示すように、検出ブロック６１ａと検出ブロック６１ｂでは、吸着性領域４’を共有している。
【００６８】
まず制御部５０の制御により、移動部材４０は導光部２０を移動させ、各光ファイバ２３の光入射端２４が吸着性領域４と対応するように、導光部２０を検出ブロック６１ａ上にセットする。なお、導光部２０を検出ブロック６１ａにセットした時点では、検出、すなわちＣＣＤチップ３４の露光は行っていない。
【００６９】
制御部５０のタイマ５２は、吸着性領域４へ化学発光基質を接触させてからの経過時間を計測する。制御部５０は、タイマ５２により計測された経過時間が記憶部５１に記憶されたピーク到達時間に達すると、ＣＣＤチップ３４の露光を開始する。タイマ５２は露光時間を計測し、予め設定された検出時間、例えば１分に達するとＣＣＤチップ３４の露光を停止する。制御部５０は、ＣＣＤチップ３４の検出値を読み出す。その後制御部５０の制御により、移動部材４０が導光部２０を移動させ検出ブロック６１ｂ上にセットして、ＣＣＤチップ３４の露光を開始する。タイマ５２は露光時間を計測し、予め設定された検出時間に達するとＣＣＤチップ３４の露光を停止する。制御部５０は、ＣＣＤチップ３４の検出値を読み出す。２回の検出を終了後、制御部５０はまず、検出ブロック６１ｂの検出結果に補正処理を施す。補正の際には、検出ブロック６１ａを検出した際の吸着性領域４’における検出結果と、検出ブロック６１ｂを検出した際の吸着性領域４’における検出結果とを比較して、この比較結果に基づいて、検出ブロック６１ｂの検出結果を補正する。その後検出ブロック６１ａの検出結果と、補正処理を施した検出ブロック６１ａの検出結果とを不図示の表示部へ表示する。なお、補正を精度良く施すために、検出ブロック６１ａおよび検出ブロック６１ｂで共有する吸着性領域４’の少なくとも１つは、吸着性領域から発せられる化学発光の発光強度を代表する典型的強度の化学発光を発するダミー吸着性領域４”として作成することが好ましい。
【００７０】
以上の説明で明らかなように、本発明による化学発光検出方法およびシステムは、支持体生化学発光解析用ユニット１へ、２つの検出ブロック６１ａおよび６１ｂを設定し、順次各検出ブロック毎に化学発光を検出したので、１回の検出で検出可能な吸着性領域数である４００個の２倍近い７８０個の吸着性領域から発せられる化学発光を検出できるので、検出効率を向上することができる。
【００７１】
また、予め、酵素標識体に化学発光基質を接触させた時から化学発光がピークに達するまでのピーク到達時間を測定し記憶しておき、酵素標識体に化学発光基質を接触させてからピーク到達時間経過後に、まず検出ブロック６１ａの検出を行い、その後導光部２０を移動させて、検出ブロック６１ｂの検出を行うので、化学発光強度の経時変化が少ないピーク到達時間経過後において検出ブロック６１ａおよび検出ブロック６１ｂの検出を順次行うことができ、検出結果が時間経過の影響を受けにくくなり、検出結果の相対的な検出精度が向上する。
【００７２】
また、検出ブロック６１ａおよび検出ブロック６１ｂが、吸着性領域４’を共有しているため、検出ブロック６１ａを検出した時の吸着性領域４’の検出結果と、検出ブロック６１ｂを検出した時の吸着性領域４’の検出結果とを比較し、この比較結果に基づいて、検出ブロック６１ｂの検出結果の補正処理を施すことができ、使用者は表示された検出結果から、容易に全吸着性領域４の化学発光強度の相対的な強度を知ることが出来る。
【００７３】
また、化学発光を検出する際に、化学発光解析用ユニット１がペルチェ素子１４により温調されているため、検出結果の信頼性が向上する。
【００７４】
なお、ここで、前述したピーク到達時間の測定方法の具体例について説明する。ピーク到達時間の測定方法としては、吸着性領域４に結合されたはリガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出してピーク到達時間を測定してもよいし、あるいは標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを吸着領域４に直接結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出してピーク到達時間を測定してもよい。
【００７５】
まず、上述した測定方法のうち、前者の測定方法を用いた具体的な一例について図５を用いて詳細に説明する。１６００個の吸着性領域を有する化学発光解析用ユニットの３個の吸着性領域へ、レセプタとして機能するプローブＤＮＡ（Tet-1）を固定する。このプローブＤＮＡと相補で、標識物質であるジゴキシゲニンにより標識された１０ｐｇのターゲットＤＮＡが混合された３．６ｍｌの反応液が循環する循環リアクタへ上記の化学発光解析用ユニットを収容し、６８℃で１８時間ハイブリダイズさせる。なお、ターゲットＤＮＡは標識リガンドとして機能するものである。
【００７６】
その後酵素により標識され、ジゴキシゲニン（抗原）と特異的に結合する抗体である酵素標識抗体（Roche・Anti-Digoxigenin-AP Conjugate）をターゲットＤＮＡのジゴキシゲニンと特異的に結合させる。その後、化学発光解析用ユニットを３７℃に温調し、化学発光基質（Applied Biosystems・CDP-Star）を吸着性領域へ接触させる。酵素と接触した化学発光基質から発せられる化学発光強度の経時変化をフォトンカウンティング方により検出する。
【００７７】
具体的には、直径２５０μｍ、ＮＡ０．５のファイバの一端を吸着性領域へ密着させ、化学発光により放出されるフォトン数を１秒毎に光電子倍増管を用いたフォトカウンタで検出するものである。図５は、１つの吸着性領域から発せられるフォトン数／ｓ（実線）および該フォトン数／ｓの変化率：％（点線）と化学発光基質を接触させてからの経過時間との関係をグラフに表したものである。化学発光基質を接触させてから４０分経過後には、１つの吸着性領域から放出されるフォトン数／ｓはピークとなり１５０万個に達している。また４０分経過以後の変化率（分）はほぼ０．５％以下となっている。このため、ピーク到達時間としては４０分が設定されることが好ましい。
【００７８】
なお、ここで、直径２５０μｍ、ＮＡ０．５のファイバの一端を吸着性領域へ密着させ、他端をＣＣＤに密着させて、１つの吸着性領域から発せられる化学発光を検出する場合における、ＣＣＤの蓄積時間の決定方法の一例について記載する。１本のファイバの集光効率（ＮＡ２ ×ファイバ面積／吸着性領域面積）を１７％、ＣＣＤの量子効率を３０％、ＣＣＤの画素サイズを１０．７５μｍとすると、１つの吸着性領域（径３００μｍ）から放出されるフォトン数／ｓが約１５０万個に達している場合には、ＣＣＤの１画素にて発生する電子数は、１秒あたり１８０個程度となる。なお、ＣＣＤの１画素における飽和電子数は８００００ｅであり、またＣＣＤを０℃に冷却した場合の読み出しノイズは１０〜２０ｅ、暗電流は１ｅ／ｓ程度である。
【００７９】
上記検出条件においては、ターゲットＤＮＡ量（吸着性領域３個当たり）と、ＣＣＤの１画素にて発生する電子数（蓄積時間：４０秒）との関係はおおよそ次の表のようになる。
【表１】
2005077260.tif 000003
【００８０】
したがって、上記検出において検出対象とするターゲットＤＮＡ量が０．１ｐｇ〜１００ｐｇの範囲であれば、蓄積時間として、画素において電子数が飽和せず、かつノイズの影響が少ない４０秒程度を設定することが好ましい。
【００８１】
次に、前述したピーク到達時間測定方法のうち、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを吸着領域４に直接結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出してピーク到達時間を測定する方法を用いた具体的な一例について図６および図７を用いて説明する。
【００８２】
２５００個の吸着性領域（径３００μｍ）を有する化学発光解析ユニットの２５個の吸着性領域へ、標識物質であるジゴキシゲニンにより標識された０．８ｐｇのコントロールＤＮＡ（Roche・DIG-Labeled Control DNA）を直接結合させ、その後、酵素により標識された酵素標識抗体（Roche・Anti-Digoxigenin-AP Conjugate）をコントロールＤＮＡのジゴキシゲニンと特異的に結合させ、化学発光解析用ユニットを３７℃に温調し、化学発光基質を吸着性領域へ接触させ、化学発光基質から発せられる化学発光強度の経時変化を測定する。
【００８３】
具体的には、直径６μｍ、ＮＡ１．０のファイバを多数束ねて形成されているファイバオプティックプレート（浜松ホトニクス）を導光部に用い、冷却ＣＣＤ（０℃）を検出部に用いた化学発光検出装置により、１分間間隔で測定を行った。なお、蓄積時間は４０秒間である。図６に示す実線のグラフが測定結果を示すものであり、図７に示す実線のグラフは図６に示した測定結果を、ピーク値を１００％として規格化した場合の相対発光強度を示すものである。図７から解るように、発光強度は３０分後にピークとなり、その後緩慢に減少している。このため、ピーク到達時間としては３０分が設定されることが好ましい。
【００８４】
また、図６および図７における点線、一点破線、および二点破線は、２５００個の吸着性領域（径３００μｍ）を有する化学発光解析ユニットの２５個ずつの吸着性領域へそれぞれ０．２４５ｐｇ、２．４５ｐｇおよび８ｐｇのコントロールＤＮＡを直接結合させ、その後酵素により標識された酵素標識抗体をコントロールＤＮＡのジゴキシゲニンと特異的に結合させ、化学発光解析用ユニットを３７℃に温調し、化学発光基質を吸着性領域へ接触させ、化学発光基質から発せられる化学発光強度の経時変化を測定した測定結果および相対発光強度を示す図である。
【００８５】
本発明者は、化学発光解析用ユニットの２５個の吸着性領域へ所定量のジゴキシゲニン標識されたコントロールＤＮＡを直接固定し、酵素標識体を結合させ、化学発光基質を吸着性領域へ接触させて、化学発光基質から発せられる化学発光強度と同等の化学発光を、プローブＤＮＡへハイブリダイズされたジゴキシゲニン標識ターゲットＤＮＡへ酵素標識抗体を結合させ、化学発光基質を吸着性領域へ接触させて、化学発光基質から発光させるためには、反応液中にコントロールＤＮＡのおよそ４００倍のターゲットＤＮＡが必要であることを実験により確認している。例えば各吸着性領域へコントロールＤＮＡを０．８ｐｇ直接固定した場合に得られる発光強度と同等の発光強度を得るためには、反応液中に３．２ｎｇのターゲットＤＮＡが含まれている必要がある。
【００８６】
通常、検出に使用するターゲットＤＮＡは非常に微量であり、このような大量のターゲットＤＮＡを使用することは少ない。そのため、吸着性領域へ直接結合されるコントロールＤＮＡの量は０．８ｐｇあるいはそれ以下であることが望ましい。
【００８７】
次に、図１を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施の形態の全体構成は第１の実施形態とほぼ同様であるため、図１において、異なる構成部の番号のみ図中に付記する。本化学発光検出システムは、化学発光を発する化学発光解析用ユニット１および該化学発光解析用ユニット１から発せられる化学発光を検出する化学発光検出装置７０とから構成されている。
【００８８】
化学発光検出装置７０は図１に示すように、導光部２０、該導光部２０により導光された光を検出する検出部３０、導光部２０を移動させる移動部材４０および検出部３０および移動部材４０に接続される制御部８０および該制御部８０へ接続される入力部６０から構成されている。
【００８９】
制御部８０は、ＣＣＤチップ３４の動作制御、移動部材４０の動作制御およびＣＣＤチップ３４からの検出結果の読み出し等含む検出装置全体の制御を行うものであり、また、吸着性領域４に結合された酵素標識体に化学発光基質を接触させた直後から、ダミー吸着性領域４”から発せられる化学発光をモニタして、この吸着性領域４”の発光状態がピークに達したことを判定するピーク判定手段８１を有している。
【００９０】
以下、本化学発光検出システムを用いた化学発光検出方法を説明する。実際の化学発光検出を行う前に、本装置の使用者は、移動部材４０の移動距離および検出時間を入力部６０を用いて制御部８０に設定する。
【００９１】
その後、前述したように、化学発光解析用ユニット１の吸着性領域４に結合されたはリガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと酵素標識体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させる。
【００９２】
この際、本実施の形態においても、図４に示すように、検出ブロック６１ａと検出ブロック６１ｂでは、吸着性領域４’を共有し、吸着性領域４’の少なくとも１つは、吸着性領域から発せられる化学発光の発光強度を代表する典型的強度の化学発光を発するダミー吸着性領域４”として作成されている。
【００９３】
まず制御部８０の制御により、移動部材４０は導光部２０を移動させ、各光ファイバ２３の光入射端２５が吸着性領域４と対応するように、導光部２０を検出ブロック６１ａ上にセットする。なお、導光部２０を検出ブロック６１ａにセットし、直ちにＣＣＤチップ３４の露光を行う。所定時間、例えば１０秒毎に制御部８０は、ＣＣＤチップ３４の検出値を読み出す。制御部８０のピーク判定手段８１は、吸着領域４”に対応する検出結果をモニタして、検出結果の微分値を算出し、微分値が略０に達した時点で、化学発光がピークに達したと判定する。あるいは、微分値が予め定められた所定値以下となった場合に化学発光がピークに達したと判定してもよい。
【００９４】
制御部８０では、ピーク判定手段８１において、発光状態がピークに達したことが判定されると、通常の検出ブロック６１ａの検出、すなわち、ＣＣＤチップ３４の露光を開始する。タイマ５２は露光時間を計測し、予め設定された検出時間に達するとＣＣＤチップ３４の露光を停止する。制御部８０は、ＣＣＤチップ３４の検出値を読み出す。第１の実施の形態と同様に、導光部４０を移動させ、検出ブロック６１ｂの検出を行い、検出ブロック６１ａを検出した際の吸着性領域４”における検出結果と、検出ブロック６１ｂを検出した際の吸着性領域４”における検出結果とを比較して、この比較結果に基づいて、検出ブロック６１ｂの検出結果を補正する。その後検出ブロック６１ａの検出結果と、補正処理を施した検出ブロック６１ａの検出結果とを不図示の表示部へ表示する。
【００９５】
以上の説明で明らかなように、本発明の化学発光検出システムは、ダミー吸着性領域４”の発光状態をモニタして、発光状態がピークに達したことを判定し、該判定後に、まず検出ブロック６１ａの検出を行い、その後導光部２０を移動させて、検出ブロック６１ｂの検出を行うので、化学発光強度の経時変化が少ないピーク到達時間経過後において検出ブロック６１ａおよび検出ブロック６１ｂの検出を順次行うことができ、検出結果が時間経過の影響を受けにくくなり、検出結果の相対的な検出精度が向上する。また予めピーク到達時間を測定して記憶する手間が不要である。
【００９６】
また、第１の実施の形態と同様に、検出ブロック６１ａおよび検出ブロック６１ｂが、吸着性領域４”共有しているため、検出ブロック６１ａを検出した時の吸着性領域４”の検出結果と、検出ブロック６１ｂを検出した時の吸着性領域４”の検出結果とを比較し、比較結果に基づいて、検出ブロック６１ｂの検出結果の補正処理を施すことができ、全吸着性領域４に相対的強度を表示することができる。
【００９７】
また、本実施の形態においても、ダミー吸着性領域４”に結合されたリガンドまたはレセプタに、標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドを特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出してピーク到達時間を測定してもよいし、あるいは標識物質により標識された標識レセプタまたは標識リガンドをダミー吸着領域４”に直接結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドに酵素により標識された酵素標識体を特異的に結合させ、標識レセプタまたは標識リガンドと特異的に結合した酵素標識体に化学発光基質を接触させて化学発光を検出してピーク到達時間を測定してもよい。
【００９８】
なお、上記各実施の形態においては、化学発光解析用ユニット１を２つの検出ブロックに分割したが、これに限られるものではなく、化学発光解析用ユニット１と化学発光検出装置との相対的な大きさにより任意の数に分割することができる。また、必ずしも、化学発光解析用ユニット１に設けられた全ての吸着性領域４を検出に用いる必要はなく、一部の吸着性領域４のみを用いてもよい。このような場合には、検出ブロックも使用する吸着性領域上に設定すればよい。さらに、化学発光検出装置としては光ファイバを用いた検出装置を使用したが、これに限定されるものではなく、化学発光を検出できる検出装置であれば、如何なる検出装置をも使用することができ、例えば集光レンズを用いた検出装置等も使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の化学発光検出システムの実施の形態を示す概略断面図
【図２】化学発光解析用ユニットの概略斜視図
【図３】化学発光解析用ユニットの部分断面図
【図４】検出ブロックの説明図
【図５】経過時間と発光強度の関係の説明図
【図６】経過時間と発光強度の関係の説明図
【図７】経過時間と相対発光強度の関係の説明図
【符号の説明】
【０１００】
１    化学発光解析用ユニット
２    基板
３    孔
４    吸着性領域
４”  ダミー吸着性領域
５    リガンドまたはレセプタ
１０、７０  化学発光検出装置
２０        導光部
２１        光入射端
２２        光出射端
２３        光ファイバ
２４        光入射端
２５        光出射端
３０        検出部
３１        ＣＣＤチップ
５０、８０  制御部
５１        記憶部
５２        タイマ
８１        ピーク判定部
【図１】
2005077260.tif 000004
【図２】
2005077260.tif 000005
【図３】
2005077260.tif 000006
【図４】
2005077260.tif 000007
【図５】
2005077260.tif 000008
【図６】
2005077260.tif 000009
【図７】
2005077260.tif 000010