41−技術報告−●全自動化学発光酵素免疫測定装置 AIA − CL2400 の開発
バイオサイエンス事業部

1．はじめに免疫診断検査用の AIA システムは 1986 年にビジネ開発部

システムグループ蔦永山岸高橋吉田曉男茂夫実聖史

3．装置外観装置外観を図１に示す。

スを開始して以降、市場のニーズに応じた装置、試薬項目を上市することで販売を伸ばしている。
AIA システム装置は大型／中型／小型の 3 機種のラインナップからなり、蛍光法でありながら化学発光法に迫る高感度、迅速測定を武器に市場拡大を図ってきたが、近年の事業拡大は、新規項目の投入、市場地域拡大によるものである。
競合各社が化学発光法に移行する中、更なる市場シェア獲得のためには、より高性能の新規システムの開発が必須となった。
今回は従来の AIA システムとは測定原理が異なる
AIA − CL システムの大型装置 AIA − CL2400 の仕様なら
図１

びに基礎的検討結果を報告する。

2．開発の目的AIA システムで採用している他社にないユニークな

4．結AIA−CL2400 外観

果［1］性能向上（課題への対処）「All − in One Cup 凍結乾燥試薬」形態は「試薬の安定

AIA − CL2400 の性能向上対策として、検出方法、抗性が高い」、「コンタミネーションがない」、「試薬のロ体固定化用固相、主たる検出方法の変更を実施した。

スが少ない」という特徴・利点を有している。

性能向上対策とその効果について図２に示す。

一方で、検出方法、1 ステップ測定系に起因する、「測定感度が低い」、「測定範囲が狭い」、「検体中の妨害物質の影響を受けやすい」といった課題があった。

高感度化

そこで、AIA − CL2400 の開発にあたっては、AIA システムの基本コンセプトである「All − in One Cup 凍結

抗体固定化用固相
磁性粒子→磁性微粒子

検出方法蛍光法→化学発光法

乾燥試薬」を継承しつつ、上述課題に対処するため、検出方法の変更による感度・測定範囲の改善、抗体固定化用固相の変更による固液反応速度の向上、主たる妨害物質の影響回避

測定方法を 1 ステップ法から 2 ステップ法に変更する

検量上限拡大測定方法
1 ステップ→2 ステップ

ことによる妨害物質の影響回避ならびに検体の少量化を図るとともに、ユーザビリティの大幅な向上を図った装置を開発することを目的とする。

図２

AIA−CL システム性能向上対策

TOSOH Research & Technology Review Vol.59（2015）

42（1）検出方法
AIA で採用している蛍光法から、バックグラウンドAIAが低くシグナル検出範囲の広い化学発光法に変更する
ことで、「高感度化」と「測定上限の拡大」を図った。

19 分

15 分

AIA−CL

高感度化、測定上限の拡大の一例（TSH：甲状腺刺0激ホルモン）を表１に示す。
表１

5101520

結果報告時間

TSH 測定範囲

図３［分］測定時間短縮AIA0.01〜100
AIA−CL 0.003〜120
甲状腺 3 項目測定における使用検体量［μIU ／ mL］
AIA160μL（2）抗体固定化用固相
粒径約 1.5mm の磁性粒子から粒径が約 1 ／ 600 の 2.5

AIA−CLμ m の磁性微粒子に変更し、固液反応（抗原抗体反応）速度を向上させることにより「測定時間の短縮」
、
「高TSH
FT3
FT475μL
050100150

使用検体量感度化」を図った。
また、高感度化することにより、検体使用量を低減

図４することが可能となり、「妨害物質の影響回避」を実200［μL］使用検体量現した。
測定時間短縮結果を図３に、検体使用量低減結果を2 ステップ法に変更することで、「妨害物質の影響回避」、「測定上限の拡大」、「過剰抗原存在下での低値化

図４に示す。の回避」を図った。
AIA − CL システムの基本測定原理（AIA システムと（3）測定方法
基本となる測定方法を、AIA での 1 ステップ法から、の比較）を図５に示す。

AIA（1 ステップ法）：19 分

検体／分注水の分注

抗原抗体反応B ／ F 分離蛍光基質の分注

酵素反応／蛍光検出AIA−CL（2 ステップ法）：15 分

標識試薬の溶解／検体／分注水の分注

1次抗原抗体反応

標識試薬の分注

第 1B ／ F 分離

図５

測定原理

2次抗原抗体反応

第 2B ／ F 分離

発光試薬の分注／
蛍光検出東ソー研究・技術報告表２第 59 巻（2015）

43

AIA−CL2400 主な仕様
AIA−2000AIA−CL2400
基本仕様
測定原理
処理方法
処理能力
対応試薬
同時測定項目数
検体量
結果報告時間蛍光酵素免疫測定法（FEIA）
化学発光酵素免疫測定法（CLEIA）
全自動コンティニュアス・ランダムアクセス
200 テスト／時
240 テスト／時
AIA−パック CL 試薬（体外診断用医薬品） E テスト「TOSOH」Ⅱ試薬（体外診断用医薬品）
最大 40 項目
最大 24 項目
5〜50μL10〜100μL
15 分19 分

アナライザーモジュール
検体セット数
緊急検体基質セット数＊1）
冷蔵機能
オンボード管理
チップセット数
共通試薬（洗浄水・分注水）
オンボード管理STAT 位置より随時追加可
1 セット（1800 テスト分）
2〜15℃
QR コードによる時間管理
960 本
純水供給による自動調液
QR コードによる時間管理

優先ラック使用
2 セット（900 テスト分）−−
576 本
マニュアル調整−

ソーターモジュール試薬カップセット数
冷蔵機能
オンボード管理

最大 1280 カップ
2〜15℃
QR コードによる時間管理

最大 960 カップ−−

較正試薬測定（マスターカーブ対応）
較正試薬自動測定

標準品測定
−

その他
検量線

200 検体＊1）：日常点検等使用量は除く［2］ユーザビリティ向上

らびに溶解時のヒューマンエラーを防止する。

（1）共通試薬自動調製共通試薬（洗浄水・分注水）を自動調製することで、マニュアルによる調製作業の工数の軽減ならびに調製時のヒューマンエラーを防止する。
（2）試薬冷蔵保存（5）日常点検の予約機能
日常点検を予約実行可能とすることで、点検業務の効率化を図り、ユーザーの負担を低減する。
装置の主な仕様を表 2 に示す。

試薬の装置内での冷蔵保存を実現することで、測定終了後の試薬の冷蔵庫への移し替え作業工数を軽減するとともに、試薬の保存状態（オンボード情報）をトレース可能とする。

5．測定性能AIA − CL2400 を用いて、甲状腺 3 項目（TSH：甲状腺刺激ホルモン、FT3：遊離トリヨードサイロニン、（3）マスターカーブ対応

FT4：遊離サイロキシン）について、同時再現性、日予め作成されたマスターカーブ情報（試薬項目・ロッ差再現性、従来機である AIA − 2000 との相関性試験をト毎）をユーザーに提供し、ユーザーは較正試薬を測実施した。TSH に関しては実効感度を AIA − 2000 と比定することでマスターカーブを較正し、検量線を作成較した。

するため、測定点数の低減ならびにユーザーの負担を測定性能評価結果を以下に示す。

低減する。
［1］同時再現性（4）較正試薬の自動測定同時再現性（n ＝ 5）は項目毎に濃度の異なる 3 種

試薬の溶解から測定までの工程を自動化すること類の試料（Low, Mid., High）を使用した。変動係数（CVで、標準品のマニュアルによる溶解作業工数の軽減な（％））は 1.5 ％ ～ 2.8％ と良好であった（表３参照）。

TOSOH Research & Technology Review Vol.59（2015）44［4］相関性試験

表３同時再現性

試料

MeanSDCV（％）

L
TSH
M［μIU ／ mL］
H

1.317
29.80893.206

0.025
0.770
1.476

1.9
2.6
1.6

FT3
［pg ／ mL］

L
M
H

2.87
6.45
14.23

0.06
0.14
0.21

2.1
2.2
1.5

FT4
［ng ／ dL］

L
M
H

1.12
2.28
5.53

0.03
0.06
0.15

2.3
2.82.7項目

相関性試験は項目毎に 150 検体以上の患者検体をAIA−2000 と AIA−CL2400 で測定した。回帰係数は 0.940～ 1.079、相関係数は 0.991 ～ 0.994 と良好な相関性を示した（図７参照）。

［μIU ／ mL］

y＝0.956x−0.101
r＝0.994
n＝199100［2］日差再現性
日差再現性（n ＝ 20, 30 日以上）は項目毎に濃度のAIA−CL2400（n＝5）

異なる 3 種類の試料（Low, Mid., High）を使用した。

8060
4020

変動係数（CV（％））は 3.2 ％ ～ 4.6 ％ と良好であっ0た（表４参照）。
表４

日差再現性

試料MeanSD

CV（％）

L
TSH
M
［μIU ／ mL］
H

1.246
30.21986.486

0.056
1.400
3.800

4.5
4.6
4.4

FT3
［pg ／ mL］

LM
H

2.98
6.77
15.04

0.11
0.22
0.49

3.8
3.2
3.3

FT4［ng ／ dL］

LM
H

1.26
2.39
5.450.06
0.110.234.44.6
4.202040［pg ／ mL］

6080
AIA−2000

100 120［μIU ／ mL］

FT3 相関25y＝0.940x＋0.008
r＝0.993n＝15220
AIA−CL2400

項目

TSH 相関120151050（n＝20）

051015
AIA−20002025［pg ／ mL］

［3］実効感度
Precision Profile 法にて TSH の実効感度（日差再現［ng ／ dL］性で CV ≦ 20％）を求めたところ、
AIA−2000 での 0.0080
μ IU/mL に対し、AIA − CL2400 では 0.0023 μ IU/mL［％］

TSH 実効感度

704260

AIA−2000AIA−CL240050CVy＝1.079x−0.008
r＝0.991n＝2176AIA−CL2400と 3 倍以上高感度な結果が得られた（図６参照）。

FT4 相関8040024AIA−2000

図７相関性試験302068［ng ／ dL］

1000.000

0.010

0.020

0.030

0.008［μIU ／ mL］TSH
0.0023［μIU ／ mL］

図６実効感度（TSH）

0.040

0.050

［μIU ／ mL］

6．まとめ
AIA システムの基本コンセプトである「All − in One
凍結乾燥試薬」を維持しつつ、化学発光、磁性微粒子、

東ソー研究・技術報告

2 ステップ法を基本測定系とする高感度、迅速測定可能な大型装置 AIA − CL2400 を開発した。
本装置の結果報告時間は、AIA − 2000 の 19 分から４分短縮し、15 分での迅速報告を実現した。
更には、共通試薬の自動調液、試薬冷蔵保存機能を備え、較正試薬の自動測定、マスターカーブに対応、日常点検の予約機能を搭載することで、ユーザビリティの向上を実現した。
AIA − CL2400 は仕様、性能の両面共に AIA − 2000 から大幅に進歩し、免疫診断市場の主要セグメントである大病院市場へ大きなインパクトを与えると共に、今後の機器更新需要および新規顧客の獲得につながるものと考える。

7．謝辞本システムの臨床評価の確認に対してご協力いただ
いた各先生方に厚く御礼申し上げます。
東京大学医学部附属病院検査部：山口ひろ子

先生

：飛田明子

先生

：水本好美

先生

また、AIA − CL2400 の評価に際して多大なご協力をいただいた東ソー・ハイテック㈱、東ソー・エイアイエイ㈱、バイオサイエンス事業部の試薬開発 G、営業部に対して厚く御礼申し上げます。

8．開発担当者
AIA − CL2400 の開発担当者は以下の通りです。
大沢正、杉田哲也、松山貴則、青柳雄大、弘中亮太郎、久保田寛人、牧野英一、木下俊佑、水船翔悟、和田亮一、古川瞳、土本健太郎、多田尚史、手島奈美子、米澤博考、竹本康雄、原智美、堀賀雅史

第 59 巻（2015）45