(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲルプレートに少なくとも１種の液体を沈着させるためのゲル−テンプレートであって、
少なくとも１つのゾーンを有するゲルプレートと、上層面および下層面を有するテンプレートとから構成され、
前記テンプレートが前記上層面に少なくとも１つの第１の開口部を有し、該第１の開口部に液体が注入されると、該液体は前記テンプレートを通って前記下層面、次いで前記ゲルプレートのゾーンへと流れ込み、
前記テンプレートが前記下層面に少なくとも１つの細長い突起部を有し、該突起部はゲルプレート方向に延びて該ゲルプレートと接触することにより、前記ゲルプレートに流れ込む液体の流量を制限していることを特徴とするゲル−テンプレート。
【請求項２】
前記テンプレートにある突起部が連続していることを特徴とする請求項１に記載のゲル−テンプレート。
【請求項３】
前記テンプレートにある突起部が前記ゾーンの周囲に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載のゲル−テンプレート。
【請求項４】
前記テンプレートにある突起部が前記ゲルプレートの内部に僅かに切れ込むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のゲル−テンプレート。
【請求項５】
前記テンプレートにある突起部が前記ゲルプレートを押し下げることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のゲル−テンプレート。
【請求項６】
前記ゲルプレートが少なくとも２つのゾーンを有し、前記少なくとも１つの突起部が２つのゾーン間にある前記ゲルプレートに接触することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のゲル−テンプレート。
【請求項７】
前記テンプレートの下層面および前記少なくとも１つの突起部によりチャンネルが画定されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のゲル−テンプレート。
【請求項８】
前記テンプレートの下層面および少なくとも１つの突起部が一定の間隔で離れた複数のチャンネルを画定し、前記ゲルプレートが一定の間隔で離れて対応する複数のゾーンを少なくとも含み、前記チャンネルはゾーンに応じて整列されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のゲル−テンプレート。
【請求項９】
前記ゲルプレートと、前記少なくとも１つの突起部と、前記テンプレートの下層面とによって空洞部が形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のゲル−テンプレート。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの突起部が前記ゾーンの周囲に延びており、前記ゲルプレートと、前記少なくとも１つの突起部と、前記テンプレートの下層面とによって空洞部が形成されることを特徴とする請求項２に記載のゲル−テンプレート。
【請求項１１】
前記空洞部が、前記テンプレートの上層面にある前記第１の開口部を除いて閉鎖されていることを特徴とする請求項１０に記載のゲル−テンプレート。
【請求項１２】
前記テンプレートの上層面が前記ゾーンとそれぞれ連結する第２の開口部を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のゲル−テンプレート。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載のテンプレートをゲルプレートと接触する位置に置くことにより、ゲル−テンプレートの界面を形成し得る閉鎖された空洞部を形成する工程と、前記テンプレートの前記第１の開口部を通して液体を注入する工程とを有することを特徴とするゲルプレート表面に液体を沈着させる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲル−テンプレート装置とその使用方法に関するものであり、特に免疫固定化電気泳動システムに使用するための抗血清テンプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＦＥと称される免疫固定化（immunofixation）電気泳動システムは、ヒトの血清、尿、脳脊髄液中のある種の蛋白質の存在を２段階法で検出するものとして公知である。その手法は、第１段階として電気泳動による蛋白質の分画分離（fraction resolution）、第２段階として各蛋白質の分画中の可解性抗原と抗体との反応を伴う。それらの結果として生じる抗原抗体複合体は、反応体の比率、温度、塩濃度およびｐＨに依存した速度で沈殿する。抗原抗体複合体は、染色によって可視化される。
【０００３】
ＩＦＥ法は、参照することにより本明細書の一部として組み込まれるＧｅｂｏｔｔ他の１９８７年５月２６日発行の米国特許第４，６６８，３６３号に極めて詳細に記載されている。ＩＦＥ法を実施するための装置および試薬は、テキサス州ビーモントのＨｅｌｅｎａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって市販されている。
【０００４】
一般に、一人の患者から採取された検体は、希釈した後に１枚の電気泳動ゲルプレート表面にある多サンプル領域または注入領域（ゾーンとも称す）に置かれる。多サンプル領域の利用目的は、総血清蛋白質、イムノグロビンの重鎖であるＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡならびに軽鎖であるカッパおよびラムダなどの多様な蛋白質、あるいは医療診断においてその存在の有無が重要となる他の蛋白質について別個に検出できるようにすることにある。先行技術として知られているように、ＩｇＧ、ＩｇＭなどの種々の抗血清（すなわち、抗体を含む液体）を適切なゾーンに沈着させ、サンプル中の抗原と反応させる。本明細書中で使用する用語「インキュベーション」とは、抗血清と抗体が接触し、それらの間で反応が生じる時間間隔のことを意味する。
【０００５】
本発明に先行して、試薬の有効性を決定するために種々の方法が用いられた。参照することにより本明細書の一部として組み込まれる１９９２年８月１１日発行のＧｏｌｉａｓの米国特許第５，１３７，６１４号では、免疫固定化電気泳動法に利用される試薬の効果を確証するためのテンプレートを備えたコントロールシステムについて記載している。検体に使用される試薬は対照試験にも利用されるので、このコントロールシステムは試薬を補給する際に患者の検体の評価を中断することなく達成される。また、そのコントロールシステムは、試薬の効果が保持されることを確証する。
【０００６】
参照することにより本明細書の一部として組み込まれる１９７４年１０月２９日発行のＣｒａｗｌｅｙの米国特許第３，８４４，９１８号では、血清を受け入れる開口部を有するテンプレートについて記載している。テンプレートは、開口部に通じる拡張部分を有する型板の上に置かれる。ゲルはテンプレートの片面に塗布される。ゲルが開口部に通じる拡張部分にぴったり付着したら、型板をテンプレートから取り外す。テンプレートには血清を入れる小さな窪みが残る。
【０００７】
参照することにより本明細書の一部として組む込まれる１９９５年４月４日発行のＢｅｌｌｏｎの米国特許第５，４０３，４５６号では、ゲルのゾーンに液体を入れる開口部と、インキュベーション後にゲルのゾーンから余分な液体を回収するスリットとを持つマスクについて記載している。具体的には、ゲル表面に接近させるが、ある間隔を保ってマスクを置き、そのマスクを通して液体をゲル上へ注入する。インキュベーションの間はマスクの相対位置を保持する。そして、そのマスクを通して余分な液体を回収する。もちろん、その後マスクは取り外される。
【０００８】
Ｂｅｌｌｏｎの特許に記載されているタイプの装置の使用には、ある欠点があることを出願人は発見した。例えば、液体試料は周囲条件に曝されるため、一部、蒸発が生じる。これは試料の濃度を変化させ、定量分析に影響する。同様に、抗血清もインキュベーションの間に周囲条件に曝されるため、一部蒸発して濃度の変化を生じ、感度誤差を招く。また、周囲条件は、普通、液体の完全性にも影響を与える。
【０００９】
電気泳動による分離工程の後には、反応ゾーンのいかなる位置においても抗原（例えば、蛋白質の分画）分解が生じる可能性があるため、反応ゾーン全体を抗血清で覆う必要がある。ゾーン全体を覆わないと、抗体抗原反応が起こらない可能性がある。したがって、このようにゾーン全体を抗血清で覆うことは定量化のために重要である。さらに、抗原が抗体と確実に反応するように十分な抗血清を沈着させなければならない。さもないと、この試験の定量的な精度が下がる。このように過剰量の抗血清を使用することが従来法である。しかし、出願人は、先行技術の技法と装置では、抗血清の流量の適切な制御が成されていないことを見出した。すなわち、例えば、種々の試薬を同じゲル上の異なったゾーンに沈着させるようなＩＦＥ法または他の方法において、過剰量の試薬を用いると１つのゾーンから隣のゾーンへと試薬が「オーバーフロー」する可能性がある。もう１つの問題は、２つの隣り合ったゾーンにある試薬が各々のゾーンから「オーバーフロー」した場合、１つのゾーンから「オーバーフロー」した試薬が、その隣のゾーンから「オーバーフロー」した試薬と接触することにより、この２つのゾーン間で「交差汚染」を起こす可能性がある。「交差汚染」が起こらないとしても、１つ以上またはそれ以上のゾーンにおける試験測定結果の精度を下げてしまう可能性がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、オーバーフローによる交差汚染および測定精度の低下、液体の蒸発、周囲条件の有害作用といった先行技術における難点および欠点を克服するために、ゲルプレートとテンプレートとの間に物理的接触を作り出し、液体の流量を適切に制御可能なゲル−テンプレートの界面（gel-template interface）を生成する系を提供することにより試験測定精度を高めることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明にもとづくゲル−テンプレートは、ゲルプレートに少なくとも１種の液体を沈着させるためのものであって、少なくとも１つのゾーンを有するゲルプレートと、上層面および下層面を有するテンプレートとから構成され、
上記テンプレートが上記上層面に少なくとも１つの第１の開口部を有し、該第１の開口部に液体が注入されると、該液体は上記テンプレートを通って上記下層面、次いで上記ゲルプレートのゾーンへと流れ込み、
上記テンプレートが上記下層面に少なくとも１つの細長い突起部を有し、該突起部はゲルプレート方向に延びて該ゲルプレートと接触することにより、上記ゲルプレートに流れ込む液体の流量を制限しているゲル−テンプレートに関する。
【００１２】
ここで、上記テンプレートにある突起部が連続していることが好ましい。
【００１３】
上記テンプレートにある突起部が上記ゾーンの周囲に延びていることが好ましい。
【００１４】
上記テンプレートにある突起部が上記ゲルプレートの内部に僅かに切れ込むことが好ましい。
【００１５】
上記テンプレートにある突起部が上記ゲルプレートを押し下げることが好ましい。
【００１６】
上記ゲルプレートが少なくとも２つのゾーンを有し、上記少なくとも１つの突起部が２つのゾーン間にある上記ゲルプレートに接触することが好ましい。
【００１７】
上記テンプレートの下層面および上記少なくとも１つの突起部によりチャンネルが画定されることが好ましい。
【００１８】
上記テンプレートの下層面および少なくとも１つの突起部が一定の間隔で離れた複数のチャンネルを画定し、上記ゲルプレートが一定の間隔で離れて対応する複数のゾーンを少なくとも含み、上記チャンネルはゾーンに応じて整列されることが好ましい。
【００１９】
上記ゲルプレートと、上記少なくとも１つの突起部と、上記テンプレートの下層面とによって空洞部が形成されることが好ましい。
【００２０】
上記少なくとも１つの突起部が上記ゾーンの周囲に延びており、上記ゲルプレートと、上記少なくとも１つの突起部と、上記テンプレートの下層面とによって空洞部が形成されることが好ましい。
【００２１】
上記空洞部が、上記テンプレートの上層面にある上記第１の開口部を除いて閉鎖されていることが好ましい。
【００２２】
上記テンプレートの上層面が上記ゾーンとそれぞれ連結する第２の開口部を有することが好ましい。
【００２３】
本発明にもとづくゲル−テンプレートの使用方法は、上述のテンプレートのいずれかをゲルプレートと接触する位置に置くことによりゲル−テンプレートの界面を形成し得る閉鎖された空洞部を形成する工程と、上記テンプレートの上記第１の開口部を通して液体を注入する工程とを有するゲルプレート表面に液体を沈着させる方法に関する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の課題、利点、特典は、図と合わせて以下に示される発明の詳細な説明を読むことによって、より明白になる。
【００２５】
本発明を、非限定的に、しかし単に免疫固定化電気泳動法に利用するためのテンプレートを説明するために述べる。図１は、本発明にもとづくゲル−テンプレートを構成するゲルプレートを示す透視図である。ゲルプレート１０は、寒天などからなる電気泳動用のゲルプレートであり、患者のサンプルを塗布するための複数の分離した領域またはゾーンを有するものとして示されている。３６個のゾーンが示されているのは、単に説明のためである。これらのゾーンは、各々１２個のゾーンから成る３系列として配置され、各々のゾーンがプレートの長さに端から端まで広がっている。先に説明したように、ＩＦＥにおいては、６種の蛋白質（実際は、５種の蛋白質と血清の総蛋白質）を同時に検査することが望まれる。このように、１人の患者の「サンプル」または検体は、一般に６つのアリコートに分けられる。したがって、例示した実施の形態では、１人の患者の６つのアリコートを検査するために６つのゾーンが使用される。これ以降、６つのゾーンは、参照符号２０、２５、３０、３５、４０及び４５で各々同定される。ＩＦＥの状況におけるゾーンは、サンプルが沈着され、電気泳動による分離が生じ、試薬が沈着され、インキュベーションされ、抗原抗体反応が生じ、染色（肉眼視用）が生じるゲルプレート１０の領域として理解される。ゲルプレート１０の残り３０個のゾーンに参照符号を付けなかったのは、単に説明を明快にするためである。
【００２６】
図２は、本発明にもとづくゲル−テンプレートを構成するテンプレートを示す透視図である。テンプレート５０は複数の細長いチャンネルを有し、テンプレート５０自体は概して平坦で堅い。説明のために、図２では各々１２本のチャンネルから成る３系列にまとめられ、合計３６本のチャンネルとして配置されている。ゲルプレート１０にある各々の分離ゾーンは、テンプレート５０にあるチャンネルにそれぞれ対応する必要がある。したがって、この対応は、図１で示したゲルプレート１０における６つの分離ゾーンの参照符号に対して、対応するチャンネルはテンプレート５０における参照符号５５、６０、６５、７０、７５及び８０としてそれぞれ示される。１人の患者から採取したサンプルを６つに分けたアリコートのＩＦＥ処理に、６つのチャンネルが使用されるとしても、テンプレート５０に３６個のチャンネルが示されているように、１人以上の患者から採取したサンプルを同時に処理することができる。
【００２７】
次に、非限定的に説明するために、抗血清テンプレートとしてのテンプレート５０を説明する。テンプレートを使用する場合、テンプレート５０のチャンネルは、ゲルプレート１０に対応する電気泳動ゾーンの上方に並べられる。各チャンネルの長さは約１．５ｍｍから２．５ｍｍである。テンプレート５０は、透明であることが好ましく、厚さは約１０ｍｍから１５ｍｍでプレキシガラス、またはその他の非反応性の物質から作られていてもよい。
【００２８】
テンプレートの下層面８５から一連の突起部９０が外側に突き出しており、例示として各突起部が１つのチャンネルの境界を形成している。各チャンネルは、例示として、およそ長方形の形をとり、およそ側面は直線で、末端は曲線としている。このように、各チャンネルにおいて、連続する突起部９０がおよそ直線的なチャンネル側面と曲線的なチャンネル末端を形成している。各チャンネルは、テンプレート５０のおよそ平坦な下層面８５と、この下層面８５に対応させて設けられた突起部９０から形成されていると考えてよい。突起部９０は、液体の流量を制限するために１つのチャンネルを他のチャンネルから分離している。
【００２９】
テンプレート５０は、第１の開口部１１０および第２の開口部１１５の２箇所を除き、均一かつ滑らかであることが好ましい上層面１０５を有する。第１の開口部１１０と第２の開口部１１５は、各チャンネルと連結されている。第１の開口部１１０は、液体を注入および除去するためのものであり、各チャンネルの一方の末端にある。第２の開口部１１５は、空気を抜くためのものであり、チャンネルのもう一方の末端にある。したがって、チャンネルの２つの末端は、それぞれ、チャンネルの入口末端／出口末端と考えてよい。第１および第２の開口部１１０および１１５の形状は、丸くてもよいし、また細長くてもよい。第１の開口部１１０を細長い形にすると、試薬をゲルプレート１０の上に容易に注入することができる。
【００３０】
別の形態として、第１の開口部１１０をゲルプレート１０表面のゾーンへの液体の注入に用いることもでき、またゲルプレート１０表面のゾ−ンから必要に応じて片方または両方の開口部を通して空気を抜きながら、第２の開口部１１５を液体の除去用に用いることもできる。
【００３１】
形状は特に限定されるものではないが、突起部９０の高さは、チャンネルの境界付近では一定でない方が好ましく、むしろチャンネルの第２の末端から第１の末端にかけて、チャンネルの側面に沿って徐々に増大するほうがよい。したがって、第１の末端（すなわち、第１の開口部１１０側の突起）の高さは、チャンネルの第２の末端（すなわち、第２の開口部１１５側の突起）の高さよりも高い。テンプレート５０の下層面８５に対する突起部９０の傾斜を約０．６°にすることができる。
【００３２】
ゲルプレート１０は、整列ピン１２５を有する。本発明を自動的または半自動的システムにおいて利用する場合は、ゲルプレートの乗っている「フロア」が整列ピンを有し、ゲルプレートは整列ピンの替りに空洞部を有することになる。この場合、「フロア」の整列ピンは、ゲルプレート１０にある空洞部を通って上方へ出ている。
【００３３】
テンプレート５０には、電気泳動による分離工程の後、抗血清を注入する前のテンプレートの動きを容易にするために対峙して両端にハンドル１２０が設けられている。分離ゾーンに対するテンプレートのチャンネルの整列を補助するために、テンプレート５０の隅の２箇所に整列スロット１２６が設けられている。整列ピン１２５（ゲルプレート１０の一部、またはゲルプレート１０を通って上方に出ている）は、スロット１２６を通って外に出ており、各チャンネルが対応するゾーンの上に維持されるように、テンプレート５０をゲルプレート１０に対して整列させる。
【００３４】
図３および図４は、ゲルプレート１０の表面に対応するゾーンに接触するチャンネルを示すものであり、図２の矢印３−３および矢印４−４に沿う各断面図である。テンプレート５０は、突起部９０をゲルプレート１０の表面と接触させて、好ましくは押し下げるか、あるいはゲルプレート１０の内部に僅かに切り込むようにゲルプレート１０との位置を定める。この接触によって、テンプレートと突起部とゲルプレートとから一連の各空洞部が形成されることになる。各空洞部は、第１の開口部１１０および第２の開口部１１５を除いて閉鎖されている。このように、ゲルプレート１０（より具体的には、電気泳動におけるゾーン）は、空洞部の底面を形成する。突起部９０の領域は、各ゾーンの領域よりも大きいことが好ましく、それによりゲルプレート１０のゾーン周囲の領域を押し下げるか切断することが可能となる。
【００３５】
本発明の操作において、サンプルをゲルの分離ゾーンに注入した後、従来どおり電気泳動を行う。その後、テンプレート５０をゲルプレート１０と接触させ、テンプレート５０のチャンネルをゲルプレート１０において対応するゾーンの上に整列させ、次いでゲルプレート１０と接触させる。十分な圧をかけることにより（単にテンプレートの重量で行える）、突起部９０とゲルプレート１０が所望の閉鎖系の空洞部を形成することができる。これを達成するために、テンプレート５０でゲルプレート１０を僅かに押し下げることが好ましく（必須ではない）、より好ましくはゲルを僅かに切断してそれぞれ閉鎖系の空洞部を形成する。次いで、試薬（抗血清）などの液体を、ピペットを用いて各空洞に連結した第１の開口部１１０を通して注入する。液体が各々のゾーン表面を完全に覆い、空洞内に分配されるように十分な液体を注入する。溜まった液体が突起部９０の縁に来るまで空洞部内に流れて広がる。突起部９０の下方傾斜によりゾーン上に液体が完全に分配されるか、あるいは展開される。インキュベーション工程の後、過剰および／または未反応の液体は、ろ紙などを使用して、好ましくは第１の開口部１１０から除かれる。ろ紙による液体の除去を容易にするために、下層面８５は接触時にゲル１０と完全に平行ではなく、第２の開口部１１５の側にある頂点をごく小さな角度、すなわち、約０．６°で２面体を形成することである。ゲル−テンプレートの界面は、各チャンネルにおいて閉鎖系の空洞部を形成するので、液体が余分に必要となる蒸発が起こらず、隣り合わせのゾーン間での交差汚染も発生しない。
【００３６】
ゲルプレート１０の隣り合わせのゾーンと異なる試薬とのインキュベーションの際、隣り合わせのゾーンから異なる試薬の交差汚染の危険性がないように、閉鎖系の空洞部を形成するテンプレートの界面にゲルプレートを十分に接触させる。それ故、各々の閉鎖系の空洞部内にある液体は、直接隣り合わせにある閉鎖系の空洞部内の液体とは混合しない。さらに、閉鎖系の空洞部は、ゲルプレート１０の隣り合わせのゾーン間隔をより接近させることを可能にする。
【００３７】
本発明にもとづくゲル−テンプレートは、ＩＦＥ用の抗血清アプリケータに関して記述されているが、かかるゲル−テンプレートを他の用途に利用できることは明らかである。さらに、全ての特性は、単に説明のために記載されていることを正しく認識すべきである。
【００３８】
突起部９０の目的は、前述のように蒸発と交差汚染の双方を阻止するために閉鎖系空洞の形成に寄与するものである。インキュベーション工程の持続時間、試薬の粘度、隣り合わせにあるゾーンの配向、その他多くの要因に依存して、本発明の原理は、他の手段により達成することができると言える。例示であって限定的なものではないが、一般的に２つの直立して延長する突起部は、チャンネルのより短い「末端」にはないが、チャンネルの側面に対応してテンプレートの下層面に用意してもよい。このように、２つ突起部は、各チャンネルには連結するが、互いに接続することはなく、すなわち突起部は不連続である。図面の具体例にあるように、３列のゾーンよりもむしろ特にゲルプレートが１列の反応ゾーンのみである場合では、各チャンネルの「末端」における突起部は必要ない。さらに、チャンネルの「末端」における突起部は必要としないし、チャンネルの片側または両側に沿って単独に不連続の突起部でも十分と言える。しかし、このように突起部を除去しなければ交差汚染の危険性を本質的により少なくできる。
【００３９】
本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、他の多くの変形と変更を行ってもよい。それ故、本発明は、特許請求の範囲によりのみ制限すべきである。
【００４０】
【発明の効果】
上述したとおり、本発明にもとづくゲル−テンプレートでは、テンプレートをゲルプレートに接触させると、テンプレートにあるチャンネルの境界を画定する突起部がゲルプレートに切り込む（または少なくともゲルの表面を押し下げる）ことにより、複数の閉鎖された空洞部が形成される。テンプレートの各々のチャンネルに第１の開口部および第２の開口部を設けることにより、液体を閉鎖した空洞部へ注入したり除去することができ、また空洞部から空気を出すことができる。空洞部は、第１および第２の開口部を除いて閉鎖されていることにより、先行技術におけるオーバーフローによる交差汚染および測定精度の低下、液体の蒸発、周囲条件の有害作用といった問題点を解決することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづくゲル−テンプレートを構成するゲルプレートを示す透視図である。
【図２】本発明にもとづくゲル−テンプレートを構成するテンプレートを示すの透視図である。
【図３】図２の矢印３−３の方向から見たテンプレートにあるチャンネルの拡大断面図である。
【図４】図２の矢印４−４の方向から見たゲル−テンプレートの界面を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  ゲルプレート
２０、２５、３０、３５、４０、４５  ゾーン
５０  テンプレート
５５、６０、６５、７０、７５、８０  チャンネル
８５  下層面
９０  テンプレートの突起部
１０５  上層面
１１０  第１の開口部
１１５  第２の開口部
【図１】
0004460109.tif 000002
【図２】
0004460109.tif 000003
【図３】
0004460109.tif 000004
【図４】
0004460109.tif 000005