JP2000009732A - Bioactive material measuring device - Google Patents
Bioactive material measuring deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、免疫測定法による
生体活性物質の測定に使用できる試薬、その製法、これ
を利用するために必要な樹脂性光ファイバー、この光フ
ァイバーを利用した検出部を有する測定装置、及びこれ
ら試薬と装置を用いる生体活性物質の測定方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reagent which can be used for measuring a biologically active substance by an immunoassay, a method for producing the same, a resinous optical fiber required for using the reagent, and a measurement having a detecting section using the optical fiber. The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a bioactive substance using the reagent and the apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、医療診断、臨床検査などの研究分
野において極微量成分を検出する方法として、種々の免
疫測定法が知られており、これに関しては色素で標識さ
れた試薬、測定方法、あるいは装置などについて様々な
技術が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various immunoassays have been known as methods for detecting trace components in research fields such as medical diagnosis and clinical examination, and in this regard, dye-labeled reagents, measurement methods, Alternatively, various technologies have been proposed for devices and the like.
【0003】1)標識試薬 標識試薬には、従来、放射性同位元素、発光剤、酵素で
標識された抗原、抗体などが開発されてきた。この中
で、最も感度が高いものは、放射性同位元素で標識され
たものであるが、取り扱いが容易でない。また酵素で標
識されたものは、一部の物質に対してのみ有効である。
このため、発光剤標識試薬の高感度化が望まれている。1) Labeling Reagents As labeling reagents, radioactive isotopes, luminescent agents, enzyme-labeled antigens and antibodies have been developed. Among them, the one with the highest sensitivity is labeled with a radioisotope, but handling is not easy. Those labeled with an enzyme are effective only for some substances.
Therefore, it is desired to increase the sensitivity of the luminescent agent labeling reagent.
【0004】このような、発光免疫測定法に使用できる
高感度試薬として特開昭58−61468号には、複数
個のルミネセントが結合した有機高分子化合物と抗体又
は抗原のいずれかと結合した免疫試薬及びそれを用いた
免疫定量法が、また米国特許4166105号には、多
官能性ポリマー骨格分子アナライト体と特異的に反応可
能な第一反応体(抗体)で、多数の蛍光染料分子が結合
したアナライト体の検出試薬がそれぞれ提案されてい
る。しかしながら、これらの試薬は、結合させることが
できる色素の量が充分ではないため、長波長で励起され
る感度の低い色素を用いた場合には、検出感度が実用的
でないという問題がある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-61468 discloses a highly sensitive reagent which can be used in such a luminescence immunoassay, and discloses an immunological reaction in which an organic polymer compound having a plurality of luminescent molecules and either an antibody or an antigen. No. 4,166,105 discloses a first reactant (antibody) capable of specifically reacting with a multifunctional polymer skeleton molecule analyte, and a large number of fluorescent dye molecules. Reagents for detecting bound analytes have been proposed. However, these reagents have a problem in that the detection sensitivity is not practical when a dye having low sensitivity to be excited at a long wavelength is used because the amount of the dye that can be bound is not sufficient.
【0005】また、特開昭60−252265号には、
発光剤が結合した水溶性有機高分子化合物をアビジンに
結合させ、これを用いた生物学的に活性な物質の測定方
法が開示されている。しかしながら、この試薬及び方法
は、抗体あるいは抗原を分子量の小さいビオチンを介し
てアビジンに結合させているため、抗体あるいは抗原の
まわりに多量のビオチンが結合し、免疫活性を減退させ
る可能性があり、これを防ぐ処理を講ずる必要があるこ
と、また、水溶性高分子をアビジンに結合させるのは立
体障害により結合させにくいという問題がある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-252265 discloses that
A method for measuring a biologically active substance using a water-soluble organic polymer compound to which a luminescent agent is bound and avidin is disclosed. However, in this reagent and method, since the antibody or antigen is bound to avidin via biotin having a small molecular weight, a large amount of biotin binds around the antibody or antigen, and there is a possibility that the immune activity is reduced, There is a problem that it is necessary to take a treatment to prevent this, and that it is difficult to bind the water-soluble polymer to avidin due to steric hindrance.
【0006】2)発光免疫分析用光ファイバー 発光免疫分析では、光ファイバーを利用して蛍光色素
(発光剤)を励起したり、蛍光を伝播する方法が有効で
あり、種々の技術が開示されている。光ファイバーをセ
ンサーとして使用するためには、抗原、抗体を光ファイ
バーに固定化する必要があり、このための技術として、
セロファンなどの膜に抗原、抗体などを固定化させる膜
固定化法、アクリルアミドゲルなどの空隙に抗原、抗体
などを封じ込める包括法などがあるが、前者は、光散乱
による感度低下が、後者は、応答性が悪いという問題が
あった。このため、光ファイバーに直接抗原、抗体など
を共有結合させる方法として、Analitical Chemistry V
ol. 59 No. 8 p1226〜1230 (1987)には、石英製光ファ
イバーの表面のシラノール基にシランカップリング剤で
ある(3−グリシドキシプロピル)トリメトキシシラン
(GOPS)を反応させ、次いでこれをHIO4で処理
して、石英製光ファイバーの表面にホルミル基を導入
し、このホルミル基に蛋白質のアミノ基を反応させて固
定化する方法が開示されている。しかしながら、この方
法は、石英ファイバーにのみ有効な方法であり、樹脂製
光ファイバーには使用できない。樹脂製光ファイバー
は、値段も安価で、研磨加工しやすく、柔軟であり、取
り扱いやすいため、樹脂製ファイバーに抗原や抗体など
の蛋白質を結合させる方法が望まれている。2) Optical fiber for luminescence immunoassay In luminescence immunoassay, a method of exciting a fluorescent dye (luminescent agent) or transmitting fluorescence using an optical fiber is effective, and various techniques have been disclosed. In order to use an optical fiber as a sensor, it is necessary to immobilize an antigen and an antibody on the optical fiber.
There are a membrane immobilization method in which antigens and antibodies are immobilized on a membrane such as cellophane, and an inclusive method in which antigens and antibodies are enclosed in voids such as acrylamide gel.The former has a decrease in sensitivity due to light scattering, while the latter has There was a problem that response was poor. Therefore, as a method of covalently binding antigens, antibodies, etc. directly to optical fibers, Analytical Chemistry V
ol. 59 No. 8 p1226-1230 (1987) discloses that a silanol group on the surface of a quartz optical fiber is reacted with (3-glycidoxypropyl) trimethoxysilane (GOPS), which is a silane coupling agent. Is treated with HIO 4 to introduce a formyl group on the surface of a quartz optical fiber, and the formyl group is reacted with an amino group of a protein to immobilize the formyl group. However, this method is effective only for a quartz fiber, and cannot be used for a resin optical fiber. Since resin optical fibers are inexpensive, easily polished, flexible, and easy to handle, a method of binding proteins such as antigens and antibodies to resin fibers is desired.
【0007】また、光ファイバーを用いた装置として
は、特開昭59−501873号(米国特許45828
09)に免疫検定装置及び方法が、また特開昭62−1
23358号、特開昭62−501102号(スイス特
許出願5306/84−5号)に光ファイバー型免疫セ
ンサーがそれぞれ提案されている。しかしながら、これ
らの明細書には、抗原、抗体の高感度標識を行うための
技術は何ら記載されておらず、このため、光源として、
Hgランプ、XeランプやArレーザで励起するような
感度の高い蛍光色素を用いた場合にしか利用できず、ま
た、装置が大型で、高価なものになるという問題があ
る。An apparatus using an optical fiber is disclosed in JP-A-59-501873 (US Pat. No. 4,582,828).
09) discloses an immunoassay apparatus and method.
No. 23358 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-501102 (Switzerland Patent Application No. 5306 / 84-5) propose an optical fiber type immunosensor. However, these specifications do not describe any technique for performing high-sensitivity labeling of antigens and antibodies, and therefore, as a light source,
It can be used only when a fluorescent dye having high sensitivity, such as being excited by an Hg lamp, a Xe lamp, or an Ar laser, is used. Further, there is a problem that the apparatus is large and expensive.
【0008】3)測定方法 発光剤を使用した免疫測定の方法も種々提案され、例え
ば、特開昭60−24450号には、ビオチン−アビジ
ン結合により免疫複合体に結合した発光剤結合アビジン
の発光反応による発光量を測定する生物学的に活性な物
質の測定方法が提案されている。この方法は発光剤と抗
体又は抗原の間にアビジン−ビオチン結合を介している
が、他の有機高分子化合物を介していないため、結合で
きる色素量が少なく、低感度の色素を使用できないとい
う問題がある。また、ビオチン−アビジン結合を用いた
試薬としては、特開昭58−30667号(スイス特許
出願6989/81−01号)に標識化された免疫活性
物質が提案されている。しかし、この技術は免疫物質が
酵素で標識させており、酵素活性を測定するための処理
が面倒であるという問題がある。3) Measuring method Various methods of immunoassay using a luminescent agent have been proposed. For example, JP-A-60-24450 discloses luminescence of a luminescent agent-bound avidin bound to an immune complex by a biotin-avidin bond. A method for measuring a biologically active substance, which measures the amount of light emitted by a reaction, has been proposed. In this method, an avidin-biotin bond is interposed between the luminescent agent and the antibody or antigen. However, since no other organic polymer compound is interposed, the amount of dye that can be bound is small, and a low-sensitivity dye cannot be used. There is. As a reagent using a biotin-avidin bond, a labeled immunoactive substance has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-30667 (Switzerland Patent Application No. 6989 / 81-01). However, this technique has a problem that the immunological substance is labeled with an enzyme, and the process for measuring the enzyme activity is troublesome.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、鋭意研究
した結果、生体活性物質の濃度を測定する方法におい
て、測定感度をさらに向上させるためには、蛋白分子1
個あたりの蛍光色素の結合量を増やす必要があり、この
ために、生体活性物質を反応活性基を多数有する化合物
に結合させ、各反応活性基に蛍光色素が多数結合した化
合物を結合させることに想達した。また、蛍光色素の発
する光を効率良く集光し、測定できるような光ファイバ
ーからなる検出部と、これを具備する装置、及びこれら
試薬と装置を使用した測定方法の開発に成功した。SUMMARY OF THE INVENTION As a result of intensive studies, the present inventor has found that in a method for measuring the concentration of a bioactive substance, the protein molecule 1
It is necessary to increase the amount of fluorescent dye bound per unit.To this end, it is necessary to bind a bioactive substance to a compound having a large number of reactive groups, and bind a compound having a large number of fluorescent dyes bound to each reactive group. I thought. In addition, the inventors succeeded in developing a detection unit composed of an optical fiber capable of efficiently collecting and measuring light emitted from a fluorescent dye, a device equipped with the same, and a measurement method using these reagents and devices.
【0010】(生体活性物質測定試薬)本発明の生体活
性物質測定試薬は、蛍光標識体が複数の反応活性基を有
する化合物に結合し、該複数の反応活性基を有する化合
物の反応活性基には、複数の蛍光色素で修飾された化合
物が結合していることを特徴としている。(Reagent for Measuring Biologically Active Substance) The reagent for measuring a biologically active substance according to the present invention is characterized in that a fluorescent label binds to a compound having a plurality of reactive groups and reacts with the reactive group of the compound having a plurality of reactive groups. Is characterized in that a compound modified with a plurality of fluorescent dyes is bound.
【0011】本発明で述べるところの蛍光色素とは、光
にて励起される色素を指し、化学発光や生物発光する蛍
光色素を意味しない。前記光は、レーザ光などのコヒー
レント光が望ましい。The fluorescent dye described in the present invention refers to a dye that is excited by light, and does not mean a fluorescent dye that emits chemiluminescence or bioluminescence. The light is desirably coherent light such as laser light.
【0012】前記生体活性物質測定試薬は、複数の反応
活性基を有する化合物の反応活性基の大部分に、複数の
蛍光色素で修飾された化合物が結合した該複数の反応活
性基を有する化合物を、生体活性物質と結合させること
により、生体活性物質当りの蛍光色素の結合量を増やす
ことにより、検出感度を飛躍的に向上させるものであ
る。The above-mentioned reagent for measuring a biologically active substance comprises a compound having a plurality of reactive groups in which a compound modified with a plurality of fluorescent dyes is bonded to most of the reactive groups of the compound having a plurality of reactive groups. By increasing the amount of the fluorescent dye bound to the bioactive substance by binding to the bioactive substance, the detection sensitivity is dramatically improved.
【0013】前記反応活性基としては、アミノ基、チオ
ール基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ホルミル基
などが挙げられるが、特にアミノ基が望ましい。この理
由は、アミノ基は比較的反応活性が高く、生成した結合
が安定なためである。Examples of the reactive group include an amino group, a thiol group, a hydroxyl group, a carboxyl group and a formyl group, and an amino group is particularly desirable. The reason for this is that the amino group has a relatively high reaction activity and the generated bond is stable.
【0014】また、前記反応活性基は、1分子あたり2
0〜100000個存在していることが望ましい。この
理由は、20個より少ない場合は、検出感度の向上が期
待できず、100000個より多い場合、このような高
分子を溶媒に溶解させることが困難なためである。前記
反応活性基は、1分子当り3000〜6000個存在し
ていることがより好ましく、4000〜5000個が好
適である。[0014] The reactive group is preferably 2 per molecule.
Desirably, there are 0 to 100,000. The reason is that if the number is less than 20, no improvement in detection sensitivity can be expected, and if the number is more than 100,000, it is difficult to dissolve such a polymer in a solvent. The number of the reactive groups is more preferably 3000 to 6000 per molecule, more preferably 4000 to 5000.
【0015】前記複数の反応活性基を有する化合物は、
アミノグルカンあるいはポリアミノペプチドなどの化合
物であることが望ましい。この理由は、これらの化合物
には4000〜5000個のアミノ基が存在しているた
めである。The compound having a plurality of reactive groups is
Desirably, the compound is an aminoglucan or a polyaminopeptide. This is because these compounds have 4000 to 5000 amino groups.
【0016】前記アミノグルカンとしては、キトサン、
ポリガラクトサミン、ポリノイラミン酸などを用いるこ
とができるが、キトサンを用いることが好適である。The aminoglucan includes chitosan,
Polygalactosamine, polyneuraminic acid, and the like can be used, but it is preferable to use chitosan.
【0017】また、前記ポリアミノペプチドとは、アミ
ノ基を2つ以上有するアミノ酸がペプチド結合により重
合したものであって、ポリリジンなどが挙げられる。The polyaminopeptide is obtained by polymerizing an amino acid having two or more amino groups through a peptide bond, such as polylysine.
【0018】本発明で使用する蛍光色素で修飾される化
合物は、分子量1000程度の準高分子(semi-hight m
olecule)以上の分子量をもつ天然高分子化合物である
ことが望ましい。The compound to be modified with the fluorescent dye used in the present invention is a semi-hight m (molecular weight: about 1000).
olecule).
【0019】天然高分子化合物は比較的容易に入手でき
るアビジン、プロテインA、抗体、ホルモン、ホルモン
レセプターなどが望ましい。The natural high molecular compound is preferably avidin, protein A, antibody, hormone, hormone receptor, etc., which are relatively easily available.
【0020】前記複数の反応活性基を有する化合物と生
体活性物質との結合、及び複数の反応活性基を有する化
合物の反応活性基と複数の蛍光色素で修飾された化合物
との結合は、適当な架橋剤を用いることができる。The bonding between the compound having a plurality of reactive groups and the biologically active substance, and the bonding between the reactive group of the compound having a plurality of reactive groups and the compound modified with a plurality of fluorescent dyes are appropriately performed. Crosslinking agents can be used.
【0021】また、前記化合物は、該化合物と特異的に
結合する物質を介して、前記複数の反応活性基を有する
化合物に結合されていていることが好ましい。例えば、
前記化合物が、アビジン、プロテインA、抗体、ホルモ
ン又はホルモンレセプターである場合、それぞれビオチ
ン、抗体、プロテインA、ホルモンレセプター、ホルモ
ンを介して前記複数の反応活性基を有する化合物と結合
し、特に「アビジン−ビオチン」の組合せが好適であ
る。Further, it is preferable that the compound is bonded to the compound having a plurality of reactive groups through a substance that specifically binds to the compound. For example,
When the compound is avidin, protein A, an antibody, a hormone, or a hormone receptor, the compound binds to the compound having a plurality of reactive groups via biotin, an antibody, protein A, a hormone receptor, and a hormone, and particularly binds to avidin. -Biotin "combinations are preferred.
【0022】前記「アビジン−ビオチン」の組合せを用
いた場合は、アビジンの表面に多数存在するアミノ基に
蛍光色素を結合させる。When the above-mentioned "avidin-biotin" combination is used, a fluorescent dye is bonded to a large number of amino groups present on the surface of avidin.
【0023】また、前記「プロテインA−抗体」なる組
合せを用いた場合は、蛍光色素をプロテインA、抗体、
いずれに結合させてもよい。When the combination of "protein A-antibody" is used, the fluorescent dye is changed to protein A, antibody,
Any of them may be bonded.
【0024】前記アビジンは、分子量約68000の塩
基性のアルブミン様の結晶蛋白であって、ビオチンに対
して選択的に非常に高い親和性を持っている。またアビ
ジンは、熱、pH、化学修飾などに対して安定である上、
等電点が10であることから、分子表面に多くのアミノ
基をもつので、アビジンは蛍光色素で修飾するのに適す
る。Avidin is a basic albumin-like crystal protein having a molecular weight of about 68,000, and has a very high affinity for biotin selectively. Avidin is stable against heat, pH, chemical modification, etc.
Avidin is suitable for modification with a fluorescent dye because it has many amino groups on the molecular surface because its isoelectric point is 10.
【0025】アビジンのアミノ基の数は36個で、その
うちビオチンとの結合に寄与するものもあるので、アビ
ジン1分子あたり2〜10個の蛍光色素を結合させるこ
とが望ましい。Avidin has 36 amino groups, some of which contribute to the binding to biotin. Therefore, it is desirable to bind 2 to 10 fluorescent dyes per avidin molecule.
【0026】さらに前記修飾アビジンで、ビオチン−複
数の反応活性基を有する化合物−生体活性物質複合体を
標識することにより、本発明の生体活性物質測定試薬が
得られる。Further, the reagent for measuring a bioactive substance of the present invention can be obtained by labeling biotin, a compound having a plurality of reactive groups and a bioactive substance complex with the modified avidin.
【0027】また、前記プロテインAは、黄色ぶどう球
菌の細胞壁の5%を占める分子量42000の蛋白であ
り、免疫グロブリン(抗体蛋白)と高い親和性をもつた
め、蛍光色素で修飾されたプロテインAで、抗体蛋白−
複数の反応活性基を有する化合物−生体活性物質複合体
を標識することにより、本発明の生体活性物質測定試薬
が得られる。The protein A is a protein having a molecular weight of 42,000 occupying 5% of the cell wall of Staphylococcus aureus and having a high affinity for immunoglobulin (antibody protein). , Antibody protein-
By labeling a compound-bioactive substance complex having a plurality of reactive groups, the reagent for measuring a bioactive substance of the present invention can be obtained.
【0028】前記プロテインAと抗体は、いずれも被測
定物質である生体活性物質と反応しないことが必要であ
る。It is necessary that both the protein A and the antibody do not react with the biologically active substance to be measured.
【0029】このように、複数の蛍光色素で修飾された
化合物を結合させることにより、一つの反応活性基に複
数の蛍光色素を結合させることができ、感度を飛躍的に
向上させることができる。As described above, by binding a compound modified with a plurality of fluorescent dyes, a plurality of fluorescent dyes can be bonded to one reactive group, and the sensitivity can be dramatically improved.
【0030】本発明においては、蛍光色素の励起を光に
より行うことが必要である。この理由は、光により励起
することにより、従来技術である放射性同位元素による
免疫測定(ラジオイムノアッセイ)に比べ、遥かに安全
な測定ができ、また、化学発光や生物発光における面倒
な発光処理を省略でき、より短時間で精度が高く、再現
性のよい測定を実現できるからである。In the present invention, it is necessary to excite the fluorescent dye with light. The reason for this is that, by excitation with light, a much safer measurement can be performed compared to the conventional immunoassay using radioisotopes (radioimmunoassay), and troublesome luminescence processing in chemiluminescence and bioluminescence is omitted. This is because measurement with high accuracy and good reproducibility can be realized in a shorter time.
【0031】前記光は、レーザ光あるいはLED光(発
光ダイオード)であることが望ましく、該レーザ光はH
e−Neレーザ、あるいは半導体レーザであることが望
ましい。この理由は、上記レーザは、XeランプやAr
レーザに比べ、小型で、値段も安価なためである。上記
半導体レーザを使用する場合は、SHG素子(第2高調
波発生素子;光の波長を1/2にする素子)と組み合わ
せることにより、短波長領域のレーザ光を発信できる。Preferably, the light is laser light or LED light (light emitting diode).
An e-Ne laser or a semiconductor laser is desirable. The reason for this is that the laser is a Xe lamp or Ar
This is because they are smaller and less expensive than lasers. When the above-mentioned semiconductor laser is used, laser light in a short wavelength region can be emitted by combining it with an SHG element (second harmonic generation element; an element that reduces the wavelength of light to half).
【0032】本発明に使用される蛍光色素は、200〜
800nmの光にて励起されることが望ましい。この理由
は、上記波長より短い波長の場合は、エネルギーが高す
ぎるため化学結合を破壊してしまい、該範囲より長い波
長の場合は、量子収率が低すぎて実用的でないからであ
る。The fluorescent dye used in the present invention is 200 to
It is desirable to be excited by 800 nm light. The reason for this is that if the wavelength is shorter than the above-mentioned wavelength, the energy is too high and the chemical bond is destroyed. If the wavelength is longer than the above range, the quantum yield is too low to be practical.
【0033】前記蛍光色素としては、ウンベリファロン
などのクマリン誘導体、多環芳香族誘導体、ローダミン
イソチオシアネート、フルオレセインイソチオシナネー
ト、シアニン色素、フィコビリタンパク、ダンシル誘導
体、o−フタルアルデヒドなどが使用できるが、特にシ
アニン色素が好適である。Examples of the fluorescent dye include coumarin derivatives such as umbelliferone, polycyclic aromatic derivatives, rhodamine isothiocyanate, fluorescein isothiocyanate, cyanine dyes, phycobiliproteins, dansyl derivatives, o-phthalaldehyde and the like. Although it is possible, a cyanine dye is particularly preferable.
【0034】シアニン色素は、アゾニウムイオンを含む
複素環をメチン鎖で結合した構造、例えば、The cyanine dye has a structure in which a heterocyclic ring containing an azonium ion is bonded by a methine chain, for example,
【0035】[0035]
【化1】 Embedded image
【0036】(式中、Y及びY′は、O、S、Se、−
NH−又は−CH=CH−を表し、R及びR′は、メチ
ル、エチル、プロピルのようなアルキル基または、カル
ボキシエチルのようなカルボキシアルキル基を表し、X
は、ハロゲン原子を表し、nは0〜3の自然数)で表さ
れるものを指す。(Where Y and Y ′ are O, S, Se, −
X represents NH— or —CH = CH—, and R and R ′ represent an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl or a carboxyalkyl group such as carboxyethyl;
Represents a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 3).
【0037】これらのシアニン色素は、He−Neレー
ザ(633nm)や、現在発信している最も短い波長の半
導体レーザ(638nm)で励起することができる。These cyanine dyes can be excited by a He—Ne laser (633 nm) or a semiconductor laser of the shortest wavelength currently transmitted (638 nm).
【0038】したがって、ArレーザやXeランプを用
いる場合や、高価なSHG素子と組み合わせた半導体レ
ーザを使用する場合に比べて、小型化、低コスト化を図
ることができる。Accordingly, the size and cost can be reduced as compared with the case where an Ar laser or a Xe lamp is used or the case where a semiconductor laser combined with an expensive SHG element is used.
【0039】前記シアニン色素としては、特に式(1)
で示されるシアニン色素が好適に用いられる。As the cyanine dye, the compounds represented by the formula (1)
The cyanine dye represented by is preferably used.
【0040】[0040]
【化2】 Embedded image
【0041】式中、nは0、1、2又は3を表す。特に
好ましくは、nは2である。In the formula, n represents 0, 1, 2 or 3. Particularly preferably, n is 2.
【0042】蛍光色素による標識は、生物活性を有する
ものが対象となるため、できるだけ温和な条件で反応が
短時間のうちに終結し、かつ副反応が起こらないで反応
活性基と結合しうるものであることが必要である。その
ために官能基として共役系外にカルボキシル基をもつ上
記式(1)で示されるカルボシアニン系の色素が好適に
使用される。Labeling with a fluorescent dye is intended for those having a biological activity, so that the reaction can be completed within a short time under mild conditions as much as possible, and can bind to the reactive group without causing side reactions. It is necessary to be. For this purpose, a carbocyanine dye represented by the above formula (1) having a carboxyl group outside the conjugate system as a functional group is preferably used.
【0043】また、前記シアニン色素として、次に示す
ものも使用できる。Further, as the cyanine dye, the following compounds can be used.
【0044】[0044]
【化3】 Embedded image
【0045】本発明で使用される生体活性物質は、糖類
や蛋白質などがあるが、特に蛋白質が望ましい。The bioactive substance used in the present invention includes saccharides and proteins, and proteins are particularly preferable.
【0046】前記蛋白質からなる生体活性物質として
は、抗原、抗体、酵素、ハプテン又は酵素阻害剤である
ことが望ましい。The bioactive substance comprising the protein is desirably an antigen, an antibody, an enzyme, a hapten or an enzyme inhibitor.
【0047】本発明の生体活性物質測定試薬は、測定の
際に、光ファイバーに結合されて、励起されることが望
ましい。It is desirable that the reagent for measuring a biologically active substance of the present invention is coupled to an optical fiber and excited at the time of measurement.
【0048】(樹脂製光ファイバー)本発明の樹脂製光
ファイバーは、前記生体活性物質測定試薬を特異的に結
合する物質を共有結合させることのできる反応活性基
を、コア表面に有する樹脂製光ファイバーが必要であ
る。前記光ファイバーが樹脂製である理由は、樹脂製光
ファイバーは、価格が安く、ガラス製光ファイバーに比
べて研磨加工がしやすく、コア径を大きくできるので多
くの光量を伝送でき、かつコア径を大きくしてもフレキ
シビリティーが保てる特徴がある。特にポリメタクリル
酸メチル製の光ファイバーの場合、560〜650nm付
近の波長領域の伝送性に優れているからである。(Resin Optical Fiber) The resin optical fiber of the present invention requires a resin optical fiber having on its core surface a reactive group capable of covalently binding a substance that specifically binds the above-mentioned reagent for measuring a bioactive substance. It is. The reason that the optical fiber is made of resin is that resin optical fiber is inexpensive, easy to be polished compared to glass optical fiber, and can transmit a large amount of light because the core diameter can be increased, and increases the core diameter. However, there is a feature that flexibility can be maintained. In particular, in the case of an optical fiber made of polymethyl methacrylate, the transmission properties in the wavelength region around 560 to 650 nm are excellent.
【0049】前記反応活性基の密度は、1.0×101 0
〜6.0×101 3個/cm2であることが望ましい。この
理由は、前記範囲より密度が低い場合、樹脂製光ファイ
バー表面の反応活性基の絶対数が少なくなり、測定感度
が低下するため実用的ではなく、また、前記範囲より高
い場合、蛍光色素が発する蛍光の光ファイバーへの透過
率が非常に悪くなるためである。(図7参照:ポリメタ
クリル酸メチルの場合)The density of the reactive groups is, 1.0 × 10 1 0
6.0 It is desirable that the × 10 1 3 pieces / cm 2. The reason for this is that, when the density is lower than the above range, the absolute number of reactive groups on the surface of the resin optical fiber is reduced, and the measurement sensitivity is not practical because the sensitivity is lowered. This is because the transmittance of the fluorescent light to the optical fiber becomes very poor. (See FIG. 7: In the case of polymethyl methacrylate)
【0050】さらに前記反応活性基の密度は3.0×1
01 2〜4.0×101 3個/cm2であることが好ましく、
1.5×101 3〜3.5×101 3個/cm2であることが
好適である。この理由は、前記範囲より密度が高い場合
は、反応活性基間の距離が短くなるため、前記生体活性
物質測定試薬の立体障害のため、再現性が低下し始める
からである。Further, the density of the reactive groups was 3.0 × 1
0 is preferably 1 2 ~4.0 × 10 1 3 pieces / cm 2,
It is preferred that a 1.5 × 10 1 3 ~3.5 × 10 1 3 pieces / cm 2. The reason is that when the density is higher than the above range, the distance between the reactive groups becomes short, and the reproducibility starts to decrease due to steric hindrance of the reagent for measuring a bioactive substance.
【0051】前記樹脂製光ファイバーを構成する樹脂
は、生体活性物質を吸着しない材質で透光性のよいもの
が必要であり、例えば、ポリスチレン、ポリアクリル酸
エステル、ポリエステル、ポリアクリルアミド、ポリビ
ニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリカ
ーボネート、あるいはこれらの共重合体などが使用でき
る。The resin constituting the resin optical fiber must be a material that does not adsorb a bioactive substance and has good translucency. For example, polystyrene, polyacrylate, polyester, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, polyethylene Terephthalate, polycarbonate, or a copolymer thereof can be used.
【0052】前記樹脂製光ファイバーは、架橋剤と反応
するような構造を有している樹脂を主成分としているこ
とが望ましい。この理由は、光ファイバーの表面に反応
活性基を導入するための架橋剤を反応させやすいからで
ある。The resin optical fiber preferably contains a resin having a structure that reacts with a crosslinking agent as a main component. The reason for this is that a crosslinking agent for introducing a reactive group to the surface of the optical fiber is easily reacted.
【0053】前記架橋剤と反応するような構造として
は、エステル結合、アミド結合、エステル基、カルボキ
シル基、ホルミル基、アミノ基、ヒドロキシル基、エポ
キシ基、チオール基などが望ましいが、エステル結合あ
るいはエステル基などのエステル構造が好適である。前
記架橋剤と反応するような構造あるいは官能基を有する
透光性樹脂としては、ポリアクリル酸エステルあるいは
ポリエステルなどが好ましい。The structure which reacts with the crosslinking agent is preferably an ester bond, an amide bond, an ester group, a carboxyl group, a formyl group, an amino group, a hydroxyl group, an epoxy group or a thiol group. Ester structures such as groups are preferred. The translucent resin having a structure or a functional group that reacts with the crosslinking agent is preferably a polyacrylate or polyester.
【0054】前記アクリル酸エステルポリマーは、アク
リル酸樹脂の内、エステル構造を有するものであって、
例えばアクリル酸、メタクリル酸などのエステル誘導体
の重合体からなる合成樹脂であり、具体的には、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチルな
どの重合体である。また、前記アクリル酸エステルポリ
マーの内、本発明において特に好適に用いられるもの
は、ポリメタクリル酸メチルである。ポリメタクリル酸
メチルは他の樹脂に比べ、透光性がよいからである。The acrylic acid ester polymer has an ester structure among acrylic acid resins,
For example, it is a synthetic resin composed of a polymer of an ester derivative such as acrylic acid and methacrylic acid, and specifically, a polymer such as methyl acrylate, ethyl acrylate, and methyl methacrylate. Further, among the above-mentioned acrylate polymer, one particularly preferably used in the present invention is polymethyl methacrylate. This is because polymethyl methacrylate has a better translucency than other resins.
【0055】ところで、樹脂製光ファイバーの表面に、
蛋白質を結合させる技術は、特開昭59−501873
号(米国特許4582809号)に、ナイロン製光ファ
イバーの表面に、架橋剤を用いて抗原、抗体を結合させ
た例が記載されている。また、光ファイバーではない
が、特開昭56−129841号には、ポリメタクリル
酸メチルやナイロンの吸光度測定セルの表面に蛋白質を
結合させる技術が記載されている。しかしながら、前者
の技術は、透光性が低いナイロン製光ファイバーを使用
しており、本発明者らが試したところ、ナイロンファイ
バーの伝播損失が大きく、本発明者らが意図するところ
の高感度測定は困難であった。また、後者の技術は、吸
光度測定セルに蛋白質を結合させるもので、光ファイバ
ーに固定化するための技術ではない。By the way, on the surface of the resin optical fiber,
Techniques for binding proteins are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-501873.
(US Pat. No. 4,582,809) describes an example in which an antigen and an antibody are bound to the surface of a nylon optical fiber using a crosslinking agent. Although not an optical fiber, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-129841 describes a technique for binding a protein to the surface of a cell for measuring absorbance of polymethyl methacrylate or nylon. However, the former technique uses a nylon optical fiber having low translucency, and when the present inventors tried it, the propagation loss of the nylon fiber was large, and the high sensitivity measurement intended by the present inventors was intended. Was difficult. In addition, the latter technique involves binding a protein to an absorbance measurement cell, and is not a technique for immobilization on an optical fiber.
【0056】本発明において用いられる樹脂製光ファイ
バーは、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、メタクリル酸メチルなどのモノマーとスチレンなど
のモノマーとの共重合体であってもよい。The resin optical fiber used in the present invention may be, for example, a copolymer of a monomer such as methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate and a monomer such as styrene.
【0057】前記光ファイバー表面の反応活性基として
は、ホルミル基、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキ
シル基、エポキシ基、チオール基、イソシアナート基、
イソチオシアナート基などが挙げられるが、ホルミル基
が好適である。この理由は、本発明のファイバーに共有
結合される物質は、生体活性物質であり、その活性を低
下させない温和な反応条件が必要であるが、ホルミル基
は前記生体活性物質、特に蛋白質のアミノ基と容易に反
応するからである。The reactive groups on the surface of the optical fiber include formyl group, carboxyl group, amino group, hydroxyl group, epoxy group, thiol group, isocyanate group,
Examples include an isothiocyanate group, and a formyl group is preferred. The reason for this is that the substance covalently bonded to the fiber of the present invention is a bioactive substance and requires mild reaction conditions that do not reduce its activity, but the formyl group is an amino group of the bioactive substance, particularly a protein. This is because they react easily.
【0058】本発明の樹脂製光ファイバーの製造方法を
以下に説明する。The method for producing the resin optical fiber of the present invention will be described below.
【0059】樹脂製光ファイバーの樹脂が架橋剤と反応
する構造を有していない場合は、樹脂に官能基を導入
し、架橋剤と反応する構造を有している場合には、該構
造部に適当な架橋剤を反応させることにより官能基を導
入する。When the resin of the resin optical fiber does not have a structure that reacts with the cross-linking agent, a functional group is introduced into the resin, and when the resin has a structure that reacts with the cross-linking agent, the resin has a structure. The functional group is introduced by reacting a suitable crosslinking agent.
【0060】前記架橋剤には、多官能性化合物を用いる
ことが望ましく、例えば、グルタルアルデヒド、スクシ
ンジアルデヒド、アジポアルデヒドなどのジアルデヒ
ド、N,N′−エチレンビスマレイミド、N,N′−o
−フェニレンジマレイミド、ビスジアゾベンゼン、ある
いはヘキサメチレンジイソシアナートなどのジイソシア
ナート又はジイソチオシナートなどが用いられる。As the crosslinking agent, it is desirable to use a polyfunctional compound. For example, dialdehydes such as glutaraldehyde, succindialdehyde and adipaldehyde, N, N'-ethylenebismaleimide, N, N'- o
-Diisocyanate such as phenylenedimaleimide, bisdiazobenzene, or hexamethylene diisocyanate, or diisothiocyanate is used.
【0061】前記架橋剤を用いた具体的な導入法として
は、例えば、ポリスチレン製光ファイバーにホルミル基
を導入する場合、側鎖であるベンゼン環をニトロ化し、
次いで還元を行い、これをアミノ基とした後、グルタル
アルデヒドを反応させることによりホルミル基を導入で
きる。As a specific introduction method using the cross-linking agent, for example, when a formyl group is introduced into an optical fiber made of polystyrene, a benzene ring as a side chain is nitrated,
Next, reduction is performed, and this is converted into an amino group, and then formyl group can be introduced by reacting with glutaraldehyde.
【0062】本発明において、最も好適な生体活性物質
測定用樹脂製光ファイバーは、エステル構造を有する樹
脂を主成分とする樹脂製光ファイバーのコア表面にホル
ミル基を持った形態である。In the present invention, the most preferred resin optical fiber for measuring a bioactive substance has a form having a formyl group on the core surface of a resin optical fiber mainly composed of a resin having an ester structure.
【0063】前記生体活性物質測定用樹脂製光ファイバ
ーは、樹脂製光ファイバーの露出したコア表面に、多官
能性化合物として、ホルミル基を有する求核試薬を反応
させて、コア表面にホルミル基を導入することにより製
造される。In the resin optical fiber for measuring a bioactive substance, a nucleophilic reagent having a formyl group is reacted as a polyfunctional compound on the exposed core surface of the resin optical fiber to introduce a formyl group into the core surface. It is manufactured by
【0064】前記ホルミル基を有する求核試薬として、
式(2)で表される試薬が好適である。As the nucleophile having a formyl group,
The reagent represented by the formula (2) is preferable.
【0065】[0065]
【化4】 Embedded image
【0066】(式中R1およびR2は、それぞれ水素原
子、アルキル基又はホルミル基を表し、nは0〜5の整
数を表す)(Wherein R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, an alkyl group or a formyl group, and n represents an integer of 0 to 5)
【0067】前記式(2)で表される試薬としては、グ
ルタルアルデヒド、スクシンアルデヒドが挙げられる。
式(2)の試薬は、次の反応式に示すように樹脂(下記
反応式では、ポリメタクリル酸メチル)のエステル基に
求核的に反応する。The reagent represented by the above formula (2) includes glutaraldehyde and succinaldehyde.
The reagent of the formula (2) reacts nucleophilically with an ester group of a resin (in the following reaction formula, polymethyl methacrylate) as shown in the following reaction formula.
【0068】[0068]
【化5】 Embedded image
【0069】前記架橋剤を反応させる場合、光ファイバ
ーのクラッド層を剥離してコア表面を露出させることが
望ましい。この理由は、通常光ファイバーの直径は1mm
で、コア断面の直径は0.97mm位(断面積は0.73
9mm2)しかないので、活性基を多く導入するために
は、クラッド層を剥離してコア表面積を増やす必要があ
るためである。When reacting the cross-linking agent, it is desirable that the cladding layer of the optical fiber be peeled off to expose the core surface. The reason is that the diameter of the optical fiber is usually 1mm
The diameter of the core cross section is about 0.97 mm (the cross-sectional area is 0.73 mm
This is because, since there is only 9 mm 2 ), in order to introduce a large amount of active groups, it is necessary to peel off the cladding layer and increase the core surface area.
【0070】前記光ファイバーの端面は、研磨しておく
ことが望ましい。前記研磨は、アルコールを潤滑材とす
ることが好ましい。It is desirable that the end face of the optical fiber be polished. The polishing is preferably performed using alcohol as a lubricant.
【0071】前記ホルミル基を有する求核試薬は、KO
Hなどの塩基、エタノールなどのアルコール系有機溶
媒、NiSO4のようなNi塩のエタノール溶液、およ
びホルミル基を有する求核試薬を添加溶解させて調製す
ることが望ましい。The nucleophile having a formyl group is KO
It is desirable to add and dissolve a base such as H, an alcoholic organic solvent such as ethanol, an ethanol solution of a Ni salt such as NiSO 4 , and a nucleophilic reagent having a formyl group.
【0072】前記KOHなどの塩基の濃度は、50〜1
00mMが好ましい。The concentration of the base such as KOH is 50 to 1
00 mM is preferred.
【0073】前記Ni塩を加える理由は、Ni塩は反応
を促進させると同時に、ホルミル基の酸化やOH基の付
加を防止するからである。The reason for adding the Ni salt is that the Ni salt promotes the reaction and at the same time prevents oxidation of the formyl group and addition of the OH group.
【0074】前記反応試薬に前記樹脂製光ファイバーの
コア部分を浸漬して、エステル構造に反応させるが、反
応温度は適宜調節することが望ましい。前記反応処理
後、水で洗浄し、HClなどの酸に浸漬すると、アセタ
ール化したアルコールが脱離して、ホルミル基が結合し
た樹脂製光ファイバーが得られる。(下記反応式参照)The core portion of the resin optical fiber is immersed in the reaction reagent to react with the ester structure. The reaction temperature is preferably adjusted appropriately. After the reaction treatment, washing with water and immersion in an acid such as HCl removes the acetalized alcohol to obtain a resin optical fiber having formyl groups bonded thereto. (See the following reaction formula)
【0075】[0075]
【化6】 Embedded image
【0076】(測定用検出部)本発明の生体活性物質測
定用の検出部は、前記樹脂製光ファイバーの反応活性基
に被測定物質と特異的に結合する物質を共有結合させる
ことが必要である。前記被測定物質と特異的に結合する
物質は、蛋白質であることが望ましく、抗原、抗体、酵
素、ハプテン、酵素阻害物などが考えられる。(Detection Unit for Measurement) The detection unit for measurement of a bioactive substance of the present invention needs to covalently bond a substance which specifically binds to a substance to be measured to a reactive group of the resin optical fiber. . The substance that specifically binds to the analyte is preferably a protein, and may be an antigen, an antibody, an enzyme, a hapten, an enzyme inhibitor, or the like.
【0077】前記樹脂製光ファイバーの反応活性基が、
ホルミル基の場合、被測定物質と特異的に結合する物質
を反応させた後、固定化処理を行うことが望ましい。こ
の理由は、固定化処理を行わない場合、被測定物質と特
異的に結合する物質が可逆反応で離脱しやすいからであ
る。The reactive group of the resin optical fiber is
In the case of a formyl group, it is desirable to perform an immobilization treatment after reacting a substance that specifically binds with the substance to be measured. The reason for this is that when the immobilization treatment is not performed, a substance that specifically binds to the substance to be measured is easily released by a reversible reaction.
【0078】前記固定化処理を、前記被測定物質と特異
的に結合する物質として蛋白質を選んだ場合について、
以下に説明する。まず、ホルミル基を導入した樹脂製光
ファイバーを蛋白溶液中に浸漬すると、ホルミル基が蛋
白質のアミノ基と反応して結合部位はイミノ基となる。
これを水で洗浄後、適当な濃度の還元剤、例えばNaB
H4などで処理することにより、イミノ基が還元されて
不活性化し、蛋白質が固定化される。(下記反応式参
照。樹脂はポリメタクリル酸メチル)In the case where a protein is selected as the substance which specifically binds to the substance to be measured,
This will be described below. First, when a resin optical fiber into which a formyl group is introduced is immersed in a protein solution, the formyl group reacts with an amino group of the protein, and the binding site becomes an imino group.
After washing with water, an appropriate concentration of a reducing agent such as NaB
By treating with H 4 or the like, the imino group is reduced and inactivated, and the protein is immobilized. (See the following reaction formula. The resin is polymethyl methacrylate.)
【0079】[0079]
【化7】 Embedded image
【0080】本発明の検出部は、図1に示すようにフロ
ーセル5にて覆われていてもよく、図3に示すような対
向型でもよく、また、図2に示すような先端にミラー1
2のついた反射型でもよい。前記対向型の場合は、励起
光は先端に対向する側から入射され、蛍光は検出部が取
りつけられている光ファイバー3を伝播する。一方、反
射型は、励起光は検出部が取りつけられている光ファイ
バー3を伝播して入射され、励起光は、先端のミラー1
2にて反射され、前記光ファイバー3を伝播する。The detector of the present invention may be covered with a flow cell 5 as shown in FIG. 1, may be of an opposed type as shown in FIG. 3, or may have a mirror 1 at the tip as shown in FIG.
The reflection type with 2 may be used. In the case of the opposed type, the excitation light is incident from the side facing the tip, and the fluorescent light propagates through the optical fiber 3 to which the detection unit is attached. On the other hand, in the reflection type, the excitation light propagates through the optical fiber 3 to which the detection unit is attached, and is incident.
2 and propagates through the optical fiber 3.
【0081】(生体活性物質測定試薬の製造方法)本発
明の生体活性物質測定用試薬は、種々の有機化学反応に
て製造されるが、本発明の複数の蛍光色素で修飾された
蛋白質を製造するには、蛍光色素と蛋白質とを反応させ
て、反応生成物から溶媒を除去した残留物をpHが2〜7
の緩衝液に懸濁させ、未反応色素を分離除去するもので
ある。前記pHが2〜7の緩衝液では、蛍光色素で標識さ
れた蛋白質は溶解するが、未反応の蛍光色素は溶解しな
いため、容易に分離できるからである。前記緩衝液のpH
が2以下の場合は、蛋白質は加水分解を起こしてしま
い、またpHが7以上の場合は、蛍光色素が溶解してしま
うためである。前記緩衝液のpHは、4.9〜7.0であ
ることが望ましく、特にシアニン色素で修飾されたアビ
ジンを製造する場合には、6.5±0.5が好適であ
る。(Production Method of Reagent for Measuring Bioactive Substance) The reagent for measuring a bioactive substance of the present invention is produced by various organic chemical reactions, but produces a protein modified with a plurality of fluorescent dyes of the present invention. The reaction is carried out by reacting a fluorescent dye with a protein and removing the solvent from the reaction product to obtain a residue having a pH of 2 to 7.
And the unreacted dye is separated and removed. This is because, in the buffer having the pH of 2 to 7, the protein labeled with the fluorescent dye is dissolved, but the unreacted fluorescent dye is not dissolved, so that it can be easily separated. PH of the buffer
When the pH is 2 or less, the protein is hydrolyzed, and when the pH is 7 or more, the fluorescent dye is dissolved. The pH of the buffer is desirably 4.9 to 7.0, and particularly 6.5 ± 0.5 when avidin modified with a cyanine dye is produced.
【0082】前記蛍光色素は、塩基性緩衝液に良好な溶
解性を示す酸性蛍光色素であることが望ましい。前記蛍
光色素は、レーザ光で励起されるものであることが望ま
しい。前記蛍光色素としては、前記シアニン色素、フル
オレセインイソチオシアネートなどが用いられる。It is preferable that the fluorescent dye is an acidic fluorescent dye having good solubility in a basic buffer. The fluorescent dye is desirably one that is excited by laser light. Examples of the fluorescent dye include the cyanine dye and fluorescein isothiocyanate.
【0083】本発明の蛋白質は、種々の蛋白質、例えば
ネオカルチノスタン、酵素、ホルモンなどが考えられる
が、塩基性蛋白質(PI≧7なる蛋白質)であることが
望ましい。この理由は、前記塩基性蛋白質は、疎水性の
蛍光色素が結合していても、前記pHが2〜7の緩衝液中
で良好な溶解性を示すからである。前記塩基性蛋白質と
しては、アビジンが好適である。前記蛍光色素と蛋白質
との反応は、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジ−p
−トルオイルカルボジイミドのようなカルボジイミド試
薬を用いることにより、蛋白質のアミノ基と蛍光色素の
反応活性基とを縮合させる。反応溶媒は、蛍光色素及び
蛋白質を溶解させるものであればよく、例えばメタノー
ル、エタノール、メチルアミン、エチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリエチルアミンのような有機溶媒又は塩基
性水溶液のような溶媒中で行う。The protein of the present invention may be various proteins, for example, neocarzinostan, enzymes, hormones, etc., and is preferably a basic protein (a protein having PI ≧ 7). The reason for this is that the basic protein exhibits good solubility in the buffer solution having a pH of 2 to 7 even when a hydrophobic fluorescent dye is bound thereto. Avidin is preferred as the basic protein. The reaction between the fluorescent dye and the protein is performed by dicyclohexylcarbodiimide, di-p
-Condensing the amino group of the protein with the reactive group of the fluorescent dye by using a carbodiimide reagent such as toluoylcarbodiimide. The reaction solvent may be any as long as it can dissolve the fluorescent dye and the protein. For example, the reaction is carried out in an organic solvent such as methanol, ethanol, methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine or a solvent such as a basic aqueous solution.
【0084】反応が進みすぎて蛋白質のOH基やSH基
と蛍光色素が反応を起こし、蛋白質の持つ反応特異性
(抗原抗体反応や、蛋白質がアビジンの場合にビオチン
に対する反応性)が失活してしまわないように、必要に
より酢酸などを用いて反応を停止させる。反応終了後、
溶媒を減圧下に留去して取り除き乾固させ、pHが2〜7
の緩衝液に溶解させる。未反応の蛍光色素は溶解しない
ので、適当な分離手段により、蛍光色素を容易に分離で
きる。未反応色素の分離手段としては、遠心分離を行
い、上澄み液をガラスウールを充填した管に通すことに
より、除去できる。The reaction proceeds too much to cause a reaction between the OH group or SH group of the protein and the fluorescent dye, thereby deactivating the reaction specificity (antigen-antibody reaction or reactivity to biotin when the protein is avidin) possessed by the protein. If necessary, the reaction is stopped with acetic acid or the like to prevent the reaction from occurring. After the reaction,
The solvent was distilled off under reduced pressure and removed to dryness.
Dissolve in buffer. Since the unreacted fluorescent dye does not dissolve, the fluorescent dye can be easily separated by an appropriate separation means. The unreacted dye can be removed by centrifugation and passing the supernatant through a tube filled with glass wool.
【0085】次に、本発明の生体活性物質測定試薬のう
ち、特異的に結合する2種類の化合物、化合物Aと化合
物Bを含み、生体活性物質が複数の反応活性基を有する
化合物に結合し、該複数の反応活性基を有する化合物の
反応活性基には化合物Bが結合し、該化合物Bには複数
の蛍光色素で修飾された化合物Aが結合したもの(簡略
化の為、以後、蛍光色素−化合物A−化合物B−複数の
反応活性基を有する化合物−生体活性物質という)は、
以下の方法で製造することが望ましい。Next, among the reagents for measuring a bioactive substance of the present invention, two kinds of compounds that specifically bind, compound A and compound B, wherein the bioactive substance binds to a compound having a plurality of reactive groups. A compound having a plurality of reactive groups, a compound B bound to the reactive group, and a compound A modified with a plurality of fluorescent dyes bound to the compound B (for the sake of simplicity, hereafter referred to as fluorescent compound). Dye-Compound A-Compound B-Compound having a plurality of reactive groups-Bioactive substance)
It is desirable to manufacture by the following method.
【0086】すなわち、化合物Bを複数の反応活性基を
有する化合物の大部分の反応活性基に反応させ、複数の
反応活性基を有する化合物を化合物Bで修飾した後、生
体活性物質を反応させ、化合物B−複数の反応活性基を
有する化合物−生体活性物質複合体とした後、蛍光色素
で修飾された化合物Aを反応させて、蛍光色素−化合物
A−化合物B−複数の反応活性基を有する化合物−生体
活性物質複合体を製造する。That is, the compound B is reacted with most of the reactive groups of the compound having a plurality of reactive groups, the compound having the plurality of reactive groups is modified with the compound B, and then the biologically active substance is reacted. Compound B-a compound having a plurality of reactive groups-a bioactive substance complex, and then reacting with a compound A modified with a fluorescent dye to obtain a fluorescent dye-a compound A-a compound B-having a plurality of reactive groups A compound-bioactive substance conjugate is produced.
【0087】上記製造方法が望ましい理由は、反応順序
を変えた場合、副反応がおき、収率が低下してしまうか
らである。上記製造方法において、化合物Aと化合物B
の組み合わせは、蛋白質と該蛋白質と特異的に結合する
化合物であることが望ましく、具体的には、アビジンと
ビオチン、プロテインAと抗体、抗体とプロテインAな
どが好ましく、特にアビジンとビオチンの組み合わせが
最適である。これらの反応をより具体的に説明する。The reason why the above-mentioned production method is desirable is that when the reaction order is changed, side reactions occur and the yield decreases. In the above production method, compound A and compound B
Is preferably a protein and a compound that specifically binds to the protein.Specifically, avidin and biotin, protein A and an antibody, antibody and protein A, and the like are preferable, and a combination of avidin and biotin is particularly preferable. Optimal. These reactions will be described more specifically.
【0088】複数の反応活性基を有する化合物、例えば
キトサン(I)は分子中に多数のアミノ基を有してお
り、キトサン(I)にビオチン(II)を塩基性溶液中、
水溶性カルボジイミド(CHMC)、N−ヒドロキシス
クシンイミドのような脱水剤の存在下で反応させると、
大部分のキトサンのアミノ基にビオチンが酸アミド結合
してビオチン化キトサン(III)を得る。このビオチン
化キトサン(III)に生体活性物質である蛋白質を上記
と同様の脱水剤を用いて反応させ、キトサン(I)の残
余の遊離アミノ基に蛋白質が結合したビオチン化キトサ
ン(IV)を得る。A compound having a plurality of reactive groups, for example, chitosan (I) has a large number of amino groups in the molecule, and biotin (II) is added to chitosan (I) in a basic solution.
When reacted in the presence of a dehydrating agent such as water-soluble carbodiimide (CHMC) and N-hydroxysuccinimide,
Biotin is acid-amide bonded to the amino group of most chitosan to obtain biotinylated chitosan (III). The biotinylated chitosan (III) is reacted with a protein which is a bioactive substance using the same dehydrating agent as described above to obtain biotinylated chitosan (IV) in which the protein is bonded to the remaining free amino groups of chitosan (I). .
【0089】一方、蛍光色素で修飾したアビジン(V)
は、蛍光色素、例えばシアニン色素のカルボキシル基と
蛋白質であるアビジンのアミノ基とを上記と同様の方法
で反応させて得ることができる。On the other hand, avidin (V) modified with a fluorescent dye
Can be obtained by reacting a carboxyl group of a fluorescent dye, for example, a cyanine dye, with an amino group of avidin, which is a protein, in the same manner as described above.
【0090】次に、上記蛋白質が結合したビオチン化キ
トサン(IV)に上記蛍光色素で修飾したアビジン(V)
を反応させると、アビジンはビオチンと選択的に非常に
高い親和力を持って結合し、本発明の蛍光標識蛋白(V
I)を得ることができる。Next, avidin (V) modified with the above fluorescent dye was added to the biotinylated chitosan (IV) to which the above protein was bound.
Avidin selectively binds to biotin with very high affinity and binds to the fluorescently labeled protein (V
I) can be obtained.
【0091】[0091]
【化8】 Embedded image
【0092】上記シアニン色素のカルボキシル基は、ア
ビジンのアミノ基と有機溶媒中で、例えばジシクロヘキ
シルカルボジイミドのような脱水縮合剤を用いて、常法
により容易に縮合させてアミド結合させることができ
る。シアニン色素とアビジンとの反応終了後、未反応物
はなるべく除去することが好ましく、例えば透析法、遠
心分離法、ゲルろ過法又はろ過材を用いるろ過法などに
よって除くことができる。The carboxyl group of the cyanine dye can be easily condensed with an amino group of avidin and an organic solvent using a dehydrating condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide by an ordinary method to form an amide bond. After completion of the reaction between the cyanine dye and avidin, unreacted substances are preferably removed as much as possible, for example, dialysis, centrifugation, gel filtration, or filtration using a filtering material.
【0093】なお、キトサンにビオチンを結合させて形
成される酸アミド結合は、pH6で励起波長225.5nm
のとき、450nm、300nm及び490nmの各付近に特
徴的な蛍光ピークをもつ。そして、458nmと300nm
の蛍光強度の差と酸アミド結合の濃度間とは、直線関係
があるので、この特性を利用してキトサンの検量線を作
成し、ビオチン化量を酸アミド結合量から推定できる。The acid amide bond formed by binding biotin to chitosan has an excitation wavelength of 225.5 nm at pH 6.
Has characteristic fluorescence peaks around 450 nm, 300 nm and 490 nm. And 458nm and 300nm
Since there is a linear relationship between the difference between the fluorescence intensities and the concentration of acid amide bonds, a calibration curve of chitosan can be prepared by using this characteristic, and the amount of biotinylation can be estimated from the amount of acid amide bonds.
【0094】(生体活性物質の測定法)本発明の生体活
性物質測定用試薬を使用した測定方法について説明す
る。本発明の生体活性物質測定用試薬を使用した測定方
法は、次のような方法で行われる。 1)蛍光色素−アビジン−ビオチン−被測定物質又は被
測定物質と特異的に反応する物質からなる複合体を、光
ファイバー上の被測定物質と特異的に結合する物質又は
被測定物質と、特異的に反応させた後、光にて励起し、
蛍光を測定することを特徴とする測定方法。 2)ビオチンが結合した被測定物質又は被測定物質と特
異的に反応する物質を、光ファイバー上の被測定物質と
特異的に結合する物質又は被測定物質と、特異的に反応
させた後、蛍光色素で修飾されたアビジンを反応させ、
光ファイバー上にアビジン−ビオチン結合により複合体
を形成させた後、光にて励起し、蛍光を測定することを
特徴とする測定方法。 3)被測定物質又は被測定物質と特異的に反応する物質
が、複数の反応活性基を有する化合物に結合し、該複数
の反応活性基を有する化合物の反応活性基には、複数の
蛍光色素で修飾された化合物が結合している試薬を、光
ファイバー上の被測定物質と特異的に結合する物質又は
被測定物質と、特異的に反応させた後、光にて励起し、
蛍光を測定することを特徴とする測定方法。 4)互いに特異的に結合する2種類の物質を化合物A、
化合物Bとするとき、被測定物質あるいは被測定物質と
特異的に反応する物質が、複数の反応活性基を有する化
合物に結合し、該反応活性基には化合物Bが結合してい
る試薬を、光ファイバー上の被測定物質と特異的に結合
する物質又は被測定物質と特異的に反応させた後、蛍光
色素で修飾された化合物Aを反応させ、光ファイバー上
に化合物A−化合物Bの結合により、複合体を形成させ
た後、蛍光色素を光にて励起し、蛍光を測定することを
特徴とする測定方法。(Measurement Method of Bioactive Substance) A measurement method using the reagent for measuring a bioactive substance of the present invention will be described. The measuring method using the reagent for measuring a bioactive substance of the present invention is performed by the following method. 1) A complex comprising a fluorescent dye-avidin-biotin-substance to be measured or a substance specifically reacting with the substance to be measured is combined with a substance or a substance to be specifically bound to the substance to be measured on the optical fiber, and After being excited by light,
A measurement method characterized by measuring fluorescence. 2) After specifically reacting the analyte to which biotin is bound or the substance that specifically reacts with the analyte with the substance or the analyte that specifically binds to the analyte on the optical fiber, Reacting avidin modified with a dye,
A measurement method comprising: forming a complex on an optical fiber by avidin-biotin bond; exciting with light; and measuring fluorescence. 3) The substance to be measured or a substance that specifically reacts with the substance to be measured binds to the compound having a plurality of reactive groups, and the reactive group of the compound having the plurality of reactive groups includes a plurality of fluorescent dyes. The reagent to which the compound modified in is bound, the substance or the substance to be specifically bound to the substance to be measured on the optical fiber, and specifically reacted, and then excited by light,
A measurement method characterized by measuring fluorescence. 4) Compound A, which specifically binds to each other,
When the compound B is used, a substance to be measured or a substance that specifically reacts with the substance to be measured is bound to a compound having a plurality of reactive groups, and the reagent having the compound B bound to the reactive group is After reacting specifically with the substance or the substance to be measured specifically bound to the substance to be measured on the optical fiber, the compound A modified with a fluorescent dye is reacted, and the compound A-compound B is bonded on the optical fiber by After forming a complex, a fluorescent dye is excited with light, and the fluorescence is measured.
【0095】前記測定方法1)について説明する。前記
測定方法1)では、蛍光色素−アビジン−ビオチン−被
測定物質又は被測定物質と特異的に結合する物質からな
る複合体を試薬として用いることが必要である。前記試
薬を使用する理由は、蛍光色素で直接被測定物質又は被
測定物質と特異的に反応する物質を標識とすると、蛍光
色素の結合量は限られ、また蛍光色素の結合によって被
測定物質又は被測定物質と特異的に反応する物質の結合
活性部位が損傷する恐れがある。このため、前記アビジ
ン−ビオチンを介することにより、結合活性部位を損傷
することなく、多くの蛍光色素を結合させることができ
る。前記試薬は、光ファイバー上の被測定物質と特異的
に結合する物質又は被測定物質と特異的に反応させた
後、光にて励起させる。光ファイバー上で励起させるの
は、光ファイバーにより、励起光と蛍光を伝播でき、効
率的な測定が可能であるからである。前記蛍光色素は、
シアニン色素であることが望ましい。この理由は、シア
ニン色素は、He−Neレーザ(633nm)や半導体レ
ーザ(638nm)で励起することができ、装置の小型化
や低コスト化が可能である。前記シアニン色素をアビジ
ンに結合させるには、できるだけ温和な条件で反応が短
時間のうちに終結し、かつ副反応が起こらないで反応活
性基と結合しうるものであることが必要であり、そのた
めに官能基として、共役系外にカルボキシル基をもつ下
記式で示されるカルボシアニン系の色素が好適に使用さ
れる。The above measuring method 1) will be described. In the measurement method 1), it is necessary to use, as a reagent, a complex composed of a fluorescent dye-avidin-biotin-substance to be measured or a substance that specifically binds to the substance to be measured. The reason for using the reagent is that, when a fluorescent dye is used to label a substance to be measured or a substance that specifically reacts with the substance to be measured, the amount of binding of the fluorescent dye is limited. The binding active site of a substance that specifically reacts with the analyte may be damaged. Therefore, many fluorescent dyes can be bound through the avidin-biotin without damaging the binding active site. The reagent is excited with light after reacting specifically with the substance or the substance to be measured on the optical fiber. The excitation on the optical fiber is because the excitation light and the fluorescence can be propagated by the optical fiber, and efficient measurement is possible. The fluorescent dye,
Desirably, it is a cyanine dye. The reason is that the cyanine dye can be excited by a He-Ne laser (633 nm) or a semiconductor laser (638 nm), and the size and cost of the device can be reduced. In order to bind the cyanine dye to avidin, it is necessary that the reaction be completed in a short time under conditions as mild as possible, and be capable of binding to a reactive group without causing a side reaction. A carbocyanine dye represented by the following formula and having a carboxyl group outside the conjugate system as a functional group is preferably used.
【0096】[0096]
【化9】 Embedded image
【0097】(式中、nは0、1、2又は3を表す)(Wherein n represents 0, 1, 2 or 3)
【0098】シアニン色素で修飾されたアビジンを得る
には、シアニン色素のカルボキシル基と蛋白質のアミノ
基を有機溶媒中で、カルボジイミドのような脱水縮合剤
の存在化でアミド結合を形成させることにより得られ
る。この際、未反応の色素は分離する。本発明において
使用される光源は、レーザ光あるいはLED光であるこ
とが望ましい。To obtain avidin modified with a cyanine dye, the carboxyl group of the cyanine dye and the amino group of the protein are formed by forming an amide bond in an organic solvent in the presence of a dehydrating condensing agent such as carbodiimide. Can be At this time, unreacted dye is separated. The light source used in the present invention is desirably laser light or LED light.
【0099】前記測定方法は、競合法とサンドイッチ法
に大別される。前記競合法は、被測定試料と、蛍光色素
−アビジン−ビオチン−被測定物質からなる濃度既知の
試薬を混合し、そこに、被測定物質と特異的に結合する
物質が固定化された光ファイバーを浸漬し、特異的に反
応させた後、光にて励起し、蛍光を測定する方法であ
る。前記競合法の場合、光ファイバーには、被測定試料
と、蛍光色素−アビジン−ビオチン−被測定物質からな
る試薬が、それぞれの濃度比に従って結合する。したが
って、被測定試料の濃度が高ければ、蛍光色素−アビジ
ン−ビオチン−被測定物質からなる試薬の結合量が相対
的に減り、蛍光強度は低下し、濃度−蛍光強度の検量線
の傾きは負になる。The measuring methods are roughly classified into a competitive method and a sandwich method. In the competition method, a sample to be measured and a reagent having a known concentration consisting of a fluorescent dye, avidin, biotin, and a substance to be measured are mixed, and an optical fiber on which a substance that specifically binds to the substance to be measured is immobilized. After immersion and specific reaction, it is excited by light and the fluorescence is measured. In the case of the competition method, a sample to be measured and a reagent composed of a fluorescent dye-avidin-biotin-substance to be measured are bound to the optical fiber according to their respective concentration ratios. Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the amount of binding of the reagent consisting of the fluorescent dye-avidin-biotin-substance to be measured relatively decreases, the fluorescence intensity decreases, and the slope of the concentration-fluorescence intensity calibration curve is negative. become.
【0100】前記サンドイッチ法は、被測定試料に、被
測定物質と特異的に結合する物質が固定化された光ファ
イバーを入れる。前記光ファイバーには、その濃度に従
って被測定物質が結合される。該被測定物質が結合され
た光ファイバーを、蛍光色素−アビジン−ビオチン−被
測定物質と特異的に結合する物質からなる試薬の溶液に
浸漬する。前記光ファイバーには、蛍光色素−アビジン
−ビオチン−被測定物質と特異的に結合する物質からな
る試薬が結合する。前記サンドイッチ法においては、光
ファイバーには、測定試料と同じ数の蛍光色素−アビジ
ン−ビオチン−被測定物質と特異的に結合する物質から
なる試薬が結合する。したがって、被測定試料の濃度が
高ければ、蛍光色素−アビジン−ビオチン−被測定物質
と特異的に結合する物質からなる試薬の結合量が増え、
蛍光強度は増加し、濃度−蛍光強度の検量線の傾きは正
になる。In the sandwich method, an optical fiber on which a substance which specifically binds to a substance to be measured is immobilized is placed in a sample to be measured. A substance to be measured is bound to the optical fiber according to the concentration. The optical fiber to which the substance to be measured is bound is immersed in a solution of a fluorescent dye-avidin-biotin-a reagent that specifically binds to the substance to be measured. A reagent consisting of a substance that specifically binds to the fluorescent dye-avidin-biotin-substance to be measured is bound to the optical fiber. In the sandwich method, the same number of fluorescent dyes-avidin-biotin-reagents as substances to be specifically bound to the substance to be measured are bound to the optical fiber. Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the amount of binding of the reagent consisting of the fluorescent dye-avidin-biotin-substance specifically bound to the substance to be measured increases,
The fluorescence intensity increases, and the slope of the concentration-fluorescence intensity calibration curve becomes positive.
【0101】次いで測定方法2)について説明する。前
記測定方法2)は、基本的には、測定方法1)と同様の
効果を有するが、この方法では、初めにビオチンが結合
した被測定物質又は被測定物質と特異的に反応する物質
を、光ファイバー上の被測定物質と特異的に結合する物
質又は被測定物質と、特異的に反応させた後、蛍光色素
で修飾されたアビジンを反応させることが必要である。
この理由は、蛍光色素で修飾されたアビジンを最後に結
合させるため、蛍光色素の加水分解や酸化に伴う蛍光強
度の低下を防止でき、再現性の高い測定を行うことがで
きるからである。前記蛍光色素は、シアニン色素である
ことが望ましい。本発明において使用される光源は、レ
ーザ光あるいはLED光であることが望ましい。Next, measurement method 2) will be described. The measurement method 2) basically has the same effect as the measurement method 1), but in this method, a substance to be measured to which biotin is first bound or a substance that specifically reacts with the substance to be measured is used. After specifically reacting with a substance or a substance to be specifically bound to the substance to be measured on the optical fiber, it is necessary to react avidin modified with a fluorescent dye.
The reason is that since avidin modified with a fluorescent dye is finally bound, a decrease in fluorescence intensity due to hydrolysis and oxidation of the fluorescent dye can be prevented, and measurement with high reproducibility can be performed. The fluorescent dye is desirably a cyanine dye. The light source used in the present invention is desirably laser light or LED light.
【0102】前記測定方法は、競合法とサンドイッチ法
に大別される。前記競合法は、被測定試料と、ビオチン
−被測定物質からなる濃度既知の試薬を混合し、そこに
被測定物質と特異的に結合する物質が固定化された光フ
ァイバーを入れ、特異的に反応させた後、蛍光色素で修
飾されたアビジンを結合させ、光にて励起、測定する方
法である。前記競合法の場合、光ファイバーには、被測
定試料と、蛍光色素−アビジン−ビオチン−被測定物質
からなる試薬が、それぞれの濃度比に従って結合する。
したがって、被測定試料の濃度が高ければ、蛍光色素−
アビジン−ビオチン−被測定物質からなる試薬の結合量
が相対的に減り、蛍光強度は低下し、濃度−蛍光強度の
検量線の傾きは負になる。The measuring methods are roughly classified into a competitive method and a sandwich method. In the competition method, a sample to be measured and a reagent having a known concentration consisting of biotin and a substance to be measured are mixed, and an optical fiber on which a substance that specifically binds to the substance to be measured is immobilized, and a specific reaction is performed. After that, avidin modified with a fluorescent dye is bound, and is excited and measured by light. In the case of the competition method, a sample to be measured and a reagent composed of a fluorescent dye-avidin-biotin-substance to be measured are bound to the optical fiber according to their respective concentration ratios.
Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the fluorescent dye
The binding amount of the reagent consisting of avidin-biotin-substance to be measured relatively decreases, the fluorescence intensity decreases, and the slope of the concentration-fluorescence intensity calibration curve becomes negative.
【0103】前記サンドイッチ法は、被測定試料に、被
測定物質と特異的に結合する物質が固定化された光ファ
イバーを入れる。前記光ファイバーには、その濃度に従
って、被測定物質が結合される。該被測定物質が結合さ
れた光ファイバーを、ビオチン−被測定物質と特異的に
結合する物質からなる試薬の溶液に浸漬する。前記ファ
イバーには、ビオチン−被測定物質と特異的に結合する
物質からなる試薬が結合する。前記ビオチン−被測定物
質と特異的に結合する物質からなる試薬が結合した光フ
ァイバーに、蛍光色素で修飾されたアビジンを結合させ
る。前記サンドイッチ法においては、光ファイバーに
は、測定試料と同じ数の蛍光色素−アビジン−ビオチン
−被測定物質と特異的に結合する物質が結合する。した
がって、被測定試料の濃度が高ければ、蛍光色素−アビ
ジン−ビオチン−被測定物質と特異的に結合する物質の
結合量が増え、蛍光強度は増加し、濃度−蛍光強度の検
量線の傾きは正になる。In the sandwich method, an optical fiber on which a substance that specifically binds to a substance to be measured is immobilized is placed in a sample to be measured. A substance to be measured is bound to the optical fiber according to the concentration. The optical fiber to which the substance to be measured is bound is immersed in a solution of a reagent consisting of biotin-a substance that specifically binds to the substance to be measured. A reagent consisting of biotin—a substance that specifically binds to the substance to be measured is bound to the fiber. Avidin modified with a fluorescent dye is bound to an optical fiber to which a reagent composed of the biotin-substance to be measured specifically binds. In the sandwich method, the same number of fluorescent dye-avidin-biotin-substances as substances to be measured are bound to the optical fiber. Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the binding amount of the substance that specifically binds to the fluorescent dye-avidin-biotin-substance to be measured increases, the fluorescence intensity increases, and the slope of the concentration-fluorescence intensity calibration curve is Become positive.
【0104】次いで測定方法3)について説明する。前
記測定方法3)は、被測定物質又は被測定物質と特異的
に反応する物質が、複数の反応活性基を有する化合物に
結合し、該複数の反応活性基を有する化合物の反応活性
基には、複数の蛍光色素で修飾された化合物が結合して
いる試薬を使用することが必要である。前記試薬を使用
することにより、生体活性物質当りの蛍光色素の結合量
を増やすことができ、検出感度を飛躍的に向上させるこ
とができる。前記蛍光色素は、シアニン色素であること
が望ましい。また、前記複数の蛍光色素で修飾された化
合物はアビジンであることが好ましく、ビオチンを介し
て複数の反応活性基を有する化合物の反応活性基に結合
していることが望ましい。また、前記複数の反応活性基
を有する化合物は、アミノグルカンから選ばれることが
望ましく、特にキトサンが好適である。また、前記蛍光
色素を励起するための光源は、レーザ光あるいはLED
光であることが望ましい。Next, measurement method 3) will be described. In the measurement method 3), the analyte or a substance that specifically reacts with the analyte binds to the compound having a plurality of reactive groups, and the reactive group of the compound having the plurality of reactive groups is It is necessary to use a reagent to which a compound modified with a plurality of fluorescent dyes is bound. By using the reagent, the amount of the fluorescent dye bound per bioactive substance can be increased, and the detection sensitivity can be dramatically improved. The fluorescent dye is desirably a cyanine dye. Further, the compound modified with the plurality of fluorescent dyes is preferably avidin, and it is desirable that the compound is bonded to the reactive group of the compound having a plurality of reactive groups via biotin. Further, the compound having a plurality of reactive groups is desirably selected from aminoglucans, and chitosan is particularly preferred. The light source for exciting the fluorescent dye may be laser light or LED.
Light is desirable.
【0105】前記測定方法は、競合法とサンドイッチ法
に大別される。前記競合法は、被測定試料と、被測定物
質が複数の反応活性基を有する化合物に結合し、該複数
の反応活性基を有する化合物の反応活性基には、複数の
蛍光色素で修飾された化合物が結合している試薬を混合
し、そこに、被測定物質と特異的に結合する物質が固定
化された光ファイバーを浸漬し、特異的に反応させた
後、光にて励起し、蛍光を測定する方法である。前記競
合法の場合、光ファイバーには、被測定試料と、前記試
薬とが、それぞれの濃度比に従って結合する。したがっ
て、被測定試料の濃度が高ければ、前記試薬の結合量が
相対的に減り、蛍光強度は低下し、濃度−蛍光強度の検
量線の傾きは負になる。The measuring methods are roughly classified into a competitive method and a sandwich method. In the competition method, the analyte and the analyte bind to a compound having a plurality of reactive groups, and the reactive groups of the compound having the plurality of reactive groups are modified with a plurality of fluorescent dyes. The reagent to which the compound is bound is mixed, and the optical fiber on which the substance that specifically binds to the analyte is immobilized is immersed in the reagent. It is a method of measuring. In the case of the competition method, the sample to be measured and the reagent bind to the optical fiber according to the respective concentration ratios. Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the amount of the reagent bound relatively decreases, the fluorescence intensity decreases, and the slope of the concentration-fluorescence intensity calibration curve becomes negative.
【0106】前記サンドイッチ法は、被測定試料に、被
測定物質と特異的に結合する物質が固定化された光ファ
イバーを入れる。前記光ファイバーには、その濃度に従
って被測定物質が結合する。該被測定物質を結合した光
ファイバーを、被測定物質と特異的に結合する物質が複
数の反応活性基を有する化合物に結合し、該複数の反応
活性基を有する化合物の反応活性基には、複数の蛍光色
素で修飾された化合物が結合している試薬の溶液に入れ
る。前記サンドイッチ法においては、光ファイバーに
は、測定試料と同じ数の測定試薬が結合する。したがっ
て、被測定試料の濃度が高ければ、測定試薬の結合量が
増え、蛍光強度は増加し、濃度−蛍光強度の検量線の傾
きは正になる。In the above sandwich method, an optical fiber on which a substance that specifically binds to a substance to be measured is immobilized is placed in a sample to be measured. A substance to be measured is bound to the optical fiber according to the concentration. The optical fiber to which the substance to be measured is bound, a substance that specifically binds to the substance to be measured binds to a compound having a plurality of reactive groups, and a plurality of reactive groups of the compound having a plurality of reactive groups include: Into the solution of the reagent to which the compound modified with the fluorescent dye is bound. In the sandwich method, the same number of measurement reagents as the measurement sample are bound to the optical fiber. Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the amount of binding of the measurement reagent increases, the fluorescence intensity increases, and the slope of the calibration curve of the concentration-fluorescence intensity becomes positive.
【0107】次いで測定方法4)について説明する。前
記測定方法は、互いに特異的に結合する2種類の物質を
化合物A、化合物Bとするとき、最初に、被測定物質又
は被測定物質と特異的に反応する物質が、複数の反応活
性基を有する化合物に結合し、該反応活性基には化合物
Bが結合している試薬を、光ファイバー上の被測定物質
と特異的に結合する物質又は被測定物質と、特異的に反
応させた後、蛍光色素で修飾された化合物Aを反応させ
ることが必要である。このような方法を用いることによ
り、被測定物質当りの蛍光色素量を増やすことができ、
なお且つ、蛍光色素の加水分解や酸化に伴う蛍光強度の
低下を防止でき、再現性の高い測定を行うことができる
からである。前記蛍光色素は、シアニン色素であること
が望ましい。また、前記化合物A、化合物Bはそれぞ
れ、アビジン−ビオチン、プロテインA−抗体、抗体−
プロテインAの組合せが望ましく、特にアビジン−ビオ
チンの組合せが好適である。前記化合物A、化合物Bと
して用いられる抗体は、被測定物質と特異反応をおこさ
ないものであることが必要である。また、前記複数の反
応活性基を有する化合物は、アミノグルカンから選ばれ
ることが好ましく、特にキトサンが好適である。また、
前記蛍光色素を励起するための光源は、レーザ光あるい
はLED光であることが望ましい。Next, measurement method 4) will be described. In the measurement method, when two types of substances that specifically bind to each other are compound A and compound B, first, the substance to be measured or the substance that specifically reacts with the substance to be measured has a plurality of reactive groups. After reacting specifically with a reagent that binds to a compound having the compound B and binds to the reactive group with a substance or a substance that specifically binds to the substance to be measured on the optical fiber, It is necessary to react the compound A modified with the dye. By using such a method, the amount of fluorescent dye per analyte can be increased,
In addition, a decrease in fluorescence intensity due to hydrolysis or oxidation of the fluorescent dye can be prevented, and measurement with high reproducibility can be performed. The fluorescent dye is desirably a cyanine dye. Compound A and Compound B are avidin-biotin, protein A-antibody, antibody-
A combination of protein A is desirable, and an avidin-biotin combination is particularly preferred. It is necessary that the antibodies used as the compound A and the compound B do not cause a specific reaction with the substance to be measured. The compound having a plurality of reactive groups is preferably selected from aminoglucans, and chitosan is particularly preferable. Also,
The light source for exciting the fluorescent dye is desirably laser light or LED light.
【0108】前記測定方法は、競合法とサンドイッチ法
に大別される。前記競合法は、被測定物質と、被測定物
質が複数の反応活性基を有する化合物に結合し、該反応
活性基には化合物Bが結合している濃度既知の試薬を混
合し、そこに、被測定物質と特異的に結合する物質が固
定化された光ファイバーを浸漬し、特異的に反応させた
後、蛍光色素で修飾された化合物Aを結合させ、光にて
励起し、蛍光を測定する方法である。前記競合法の場
合、光ファイバーには、被測定試料と前記試薬とが、そ
れぞれの濃度比に従って結合する。したがって、被測定
試料の濃度が高ければ、試薬の結合量が相対的に減り、
蛍光強度は低下し、濃度−蛍光強度の検量線の傾きは負
になる。The measuring methods are roughly classified into a competitive method and a sandwich method. In the competition method, the analyte and the analyte bind to a compound having a plurality of reactive groups, and the reactive group is mixed with a reagent having a known concentration to which compound B is bound, and After immersing the optical fiber on which the substance specifically binding to the substance to be measured is immobilized and reacting specifically, the compound A modified with a fluorescent dye is bound, excited with light, and the fluorescence is measured. Is the way. In the case of the competition method, the sample to be measured and the reagent are bound to the optical fiber according to their respective concentration ratios. Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the binding amount of the reagent is relatively reduced,
The fluorescence intensity decreases, and the slope of the concentration-fluorescence intensity calibration curve becomes negative.
【0109】前記サンドイッチ法は、被測定試料に、被
測定物質と特異的に結合する物質が固定化された光ファ
イバーを浸漬する。前記光ファイバーには、その濃度に
従って被測定物質が結合する。該被測定物質を結合した
光ファイバーを、被測定物質と特異的に結合する物質が
複数の反応活性基を有する化合物に結合し、該反応活性
基には化合物Bが結合している試薬の溶液に入れる。前
記ファイバーには試薬が結合する。前記被測定物質と特
異的に結合する物質が複数の反応活性基を有する化合物
に結合し、該反応活性基には化合物Bが結合している試
薬が結合した光ファイバーに、蛍光色素で修飾された化
合物Aを結合させる。前記サンドイッチ法においては、
光ファイバーには、測定試料と同じ数の試薬が結合す
る。したがって、被測定試料の濃度が高ければ、試薬の
結合量が増え、蛍光強度は増加し、濃度−蛍光強度の検
量線の傾きは正になる。In the sandwich method, an optical fiber on which a substance that specifically binds to a substance to be measured is immersed in a sample to be measured. A substance to be measured is bound to the optical fiber according to the concentration. The optical fiber to which the substance to be measured is bound is bonded to a compound in which a substance that specifically binds to the substance to be measured binds to a compound having a plurality of reactive groups, and the reactive group is combined with a reagent solution to which compound B is bound. Put in. A reagent binds to the fiber. A substance that specifically binds to the analyte is bound to a compound having a plurality of reactive groups, and the reactive fiber is modified with a fluorescent dye to an optical fiber to which a reagent to which compound B is bound is bound. Compound A is bound. In the sandwich method,
The same number of reagents as the measurement sample are bound to the optical fiber. Therefore, if the concentration of the sample to be measured is high, the amount of binding of the reagent increases, the fluorescence intensity increases, and the slope of the concentration-fluorescence intensity calibration curve becomes positive.
【0110】(生体活性物質測定装置)次に装置につい
て説明する本発明の装置は、生体活性物質が、複数の反
応活性基を有する化合物に結合し、該複数の反応活性基
を有する化合物の反応活性基には、複数の蛍光色素で修
飾された化合物が結合している前記生体活性物質測定試
薬を利用して生体活性物質を測定するための装置であ
る。本発明の装置は、少なくとも以下の構成、即ち、小
型光源及び励起光又は蛍光を伝播するための光ファイバ
ーと、その一方の端面のコア表面を露出させ、その表面
に被測定物質と特異的に結合する物資を固定化した検出
部;検出部で励起された蛍光のみを取り出す機構;並び
に検出部で励起された蛍光の強度を測定するためのフォ
トカウンターからなることを特徴とする。(Bioactive Substance Measuring Apparatus) The apparatus of the present invention, which will be described next, is characterized in that a bioactive substance is bonded to a compound having a plurality of reactive groups, and the compound having the plurality of reactive groups is reacted. The present invention is an apparatus for measuring a bioactive substance using the bioactive substance measurement reagent in which a compound modified with a plurality of fluorescent dyes is bound to an active group. The device of the present invention has at least the following constitutions: a small light source and an optical fiber for transmitting excitation light or fluorescence, and a core surface at one end surface thereof is exposed, and the surface is specifically bound to a substance to be measured. And a photo-counter for measuring the intensity of the fluorescence excited by the detection unit.
【0111】前記光ファイバーを使用する理由は、光フ
ァイバーによって、励起光と蛍光を伝播でき、光損失が
なく、効率の良い測定ができる。前記光ファイバーは、
樹脂製であることが望ましい。この理由は、樹脂の方が
低価格であり、使用しやすいからである。前記樹脂性フ
ァイバーは、架橋剤と反応する構造を有することが望ま
しい。この理由は、架橋剤を介することにより、生体活
性物質を共有結合させ、検出部を形成できるからであ
る。前記架橋剤と反応する構造はエステル構造であるこ
とが望ましい。前記樹脂としては、ポリメタクリル酸メ
チルなどの(メタ)アクリル酸エステル樹脂又はポリエ
ステル樹脂が好適である。The reason for using the optical fiber is that the excitation light and the fluorescent light can be propagated by the optical fiber, and there is no light loss, and efficient measurement can be performed. The optical fiber is
Desirably, it is made of resin. The reason for this is that resin is cheaper and easier to use. It is desirable that the resinous fiber has a structure that reacts with a crosslinking agent. The reason for this is that the bioactive substance can be covalently bonded to form the detection portion by way of the cross-linking agent. The structure that reacts with the crosslinking agent is preferably an ester structure. As the resin, a (meth) acrylate resin such as polymethyl methacrylate or a polyester resin is preferable.
【0112】さらに、本発明の検出部には、生体活性物
質が複数の反応活性基を有する化合物に結合し、該複数
の反応活性基を有する化合物の反応活性基には、複数の
蛍光色素で修飾された化合物が結合している生体活性物
質測定試薬が、測定の際に結合されることが必要であ
る。このような試薬が結合することにより、高感度測定
が可能である。Further, in the detecting section of the present invention, a bioactive substance is bonded to a compound having a plurality of reactive groups, and the reactive group of the compound having a plurality of reactive groups is provided with a plurality of fluorescent dyes. It is necessary that the reagent for measuring a bioactive substance to which the modified compound is bound is bound at the time of measurement. By binding such a reagent, high-sensitivity measurement is possible.
【0113】前記蛍光色素は、シアニン色素であること
が望ましい。この理由は、前記シアニン色素は、He−
Neレーザ光(630nm)や現在発信している最も短波
長の半導体レーザ(638nm)で励起できるため、大型
で高価なXeランプやArレーザ又は、高価なSHG素
子(光の波長を#氓ノする素子)を使用する必要もないた
め、安価で小型の装置を得ることができるからである。
前記検出部は、励起光又は蛍光を伝播する光ファイバー
から連結器により、脱着可能であることが望ましい。前
記連結器としては、図3のようなガイドレールタイプが
好適である。It is desirable that the fluorescent dye is a cyanine dye. The reason is that the cyanine dye is He-
Since it can be excited by Ne laser light (630 nm) or the shortest wavelength semiconductor laser (638 nm) that is currently being transmitted, a large and expensive Xe lamp or Ar laser or an expensive SHG element (the wavelength of the light is used). This is because it is not necessary to use an element), and an inexpensive and small-sized device can be obtained.
It is desirable that the detection unit be detachable from an optical fiber that propagates excitation light or fluorescence by a coupler. As the coupler, a guide rail type as shown in FIG. 3 is preferable.
【0114】本発明の装置の光源は、小型、低価格のも
のであることが必要で、He−Neレーザ、半導体レー
ザ、半導体レーザとSHG素子を組み合わせたレーザ、
又はLED(発光ダイオード)であることが望ましい。
前記蛍光のみを取り出す機構は、ハーフミラーやフィル
ターなどが考えられるが、フィルターであることが望ま
しい。この理由は、ハーフミラーを用いた場合、光学系
を配置するためのスペースが必要で、小型化しにくいか
らである。前記ハーフミラーは検出部が反射型の場合
に、また前記フィルターは検出部が対向型の場合に主に
使用されている。このため、前記検出部は、対向型であ
ることが好ましい。The light source of the device of the present invention must be small and inexpensive, and may be a He-Ne laser, a semiconductor laser, a laser combining a semiconductor laser and an SHG element,
Or it is desirable to be LED (light emitting diode).
The mechanism for extracting only the fluorescence may be a half mirror, a filter, or the like, but is preferably a filter. The reason for this is that when a half mirror is used, a space for arranging the optical system is required, and it is difficult to reduce the size. The half mirror is mainly used when the detection unit is of a reflection type, and the filter is mainly used when the detection unit is of a facing type. For this reason, it is preferable that the detection unit is of a facing type.
【0115】[0115]
【実施例】次に、本発明の実施例を示す。Next, examples of the present invention will be described.
【0116】実施例1 (1)100μlの水に3mgのNa2CO3と4mgのビオ
チンを溶かした。 (2)ついで、1.8μMのキトサン溶液の2mlに前記
(1)で得られた溶液を添加した。 (3)水100μlを添加した後、50mgのCHMC
(水溶液カルボジイミド)を添加した。さらに撹拌しな
がら、5時間〜一晩室温で反応させた。 (4)酢酸を3滴滴下して、反応を停止させた。 (5)ついで、Na2CO3 0.3g/ml及びNaCl
0.3g/mlの混合液4mlを加えて、ビオチン化キトサン
を沈澱させた。 (6)遠心分離器で沈澱を回収した後、0.3g/mlのN
aClと0.1g/mlNa2CO3緩衝液で沈澱を洗浄し
た。 (7)前記(6)で得られた沈澱を10mlの10mMのカ
リウム−リン酸緩衝液(pH=7)で一晩、4℃で透析し
てビオチン化キトサンを得た。 (8)前記ビオチン化キトサンの懸濁液に抗IgG(抗
体Y)溶液と、CHMCを添加して、4℃で1夜反応さ
せた。反応終了後、12時間透析を行い、さらに、陰イ
オン交換カラムを用いて未反応物を除去し、抗体が結合
したビオチン化キトサンを得た。 (9)アビジン1mg及びトリエチルアミン0.2mlを1
mlのエタノールに溶解させた。次いで、2mgのNK11
60(日本感光色素研究所製;前記式(1)においてn
=2のシアニン色素)を加えて充分に溶解させ、溶液を
作成した。さらに前記溶液にジシクロヘキシルカルボジ
イミド14mgを加えて、室温で4時間反応させた。 (10)反応終了後、エバポレータでエタノールとトリ
エチルアミンを減圧除去した。 (11)前記(10)の工程で生じた残留物を、0.0
1M酢酸緩衝液(pH=6.5)2mlに懸濁した後、遠心
分離器を用いて5000rpmで10分間遠心分離を行っ
て、上澄みを採取し、再度遠心分離にかけてNK116
0で修飾されたアビジンの溶液を得た。 (12)ポリメタクリル酸メチルを主成分とする直径1
mmの樹脂製光ファイバー(三菱レイヨン製、商品名:エ
スカ)の先端を酢酸エチルに浸して拭きとり、クラッド
層を1cm剥離し、水洗した。ついで、光ファイバーの端
面をエタノールを潤滑剤としてポリシングフィルムで研
磨した。 (13)0.5mlの水に10mgのNiSO4を溶解さ
せ、次いでエタノール2.5mlを加えた。この時、白色
沈澱が生ずるため、これを3000rpmで遠心分離して
上澄液を採取し、これをNi−エタノール溶液とした。
50mM水酸化カリウム−エタノール溶液0.4mlにNi
−エタノール溶液0.1mlを加え、さらに50%グルタ
ルアルデヒドを50μl添加し反応溶液とした。 (14)前記(13)で調製した反応溶液に前記(1
2)の樹脂製光ファイバーを50℃で、10分間浸漬し
た後水洗した。 (15)対で、20mMの塩酸溶液に5〜10分浸漬した
後、水で洗浄し、樹脂製光ファイバーのコア部分表面に
ホルミル基を導入した。図6(b)には上記方法にて、
光ファイバーの表面にホルミル基を導入した場合の、処
理温度と、固定可能な酵素(蛋白質)量との関係、及び
図6(a)には処理温度とファイバーの光伝送率との関
係を示す。また、ホルミル基のファイバー表面上の密度
と、光伝送減少率の関係を図7に示す。ポリメタクリル
酸メチル製光ファイバーは、熱処理すると光伝送率が向
上するが、反応温度が高くなると、結合するホルミル基
の密度が増えるため、光伝送率が低下する。このため、
図6(a)に示すように、最も好適な温度は、50℃付
近となる。 (16)バチルス属16−3F株が産生する耐熱性α−
アミラーゼに対するモノクローナル抗体であるマウスI
gG抗原4 1mgをりん酸緩衝生理食塩水(pH=7.
5)に溶かした。この溶液に樹脂製光ファイバーを4℃
で12時間浸漬した。 (17)樹脂製光ファイバーを溶液から取り出し、水で
洗浄した後、1%NaBH4水溶液に15分間浸漬した
後、水で洗浄してマウスIgG抗原4を固定化し、抗原
固定化センサーとした。 (18)上記のようにして製造した樹脂製光ファイバー
を検出部とした。 (19)濃度既知の抗マウスIgG(Y)溶液を(1
8)で作成した検出部5に浸漬した後、リン酸緩衝生理
食塩水を通して洗浄した。 (20)次に、前記(8)で得た抗体が結合したビオチ
ン化キトサン溶液に検出部5を浸漬した後、リン酸緩衝
生理食塩水を通して洗浄した。 (21)次に、前記(11)で得られたNK1160で
修飾されたアビジン溶液を検出部5に浸漬した後、リン
酸緩衝生理食塩水を通して洗浄した。 (22)次に、図4に示す本発明の装置にてHe−Ne
レーザ光学系で蛍光を分光光度計8を用いて測定した。 (23)抗マウスIgG(Y)の濃度を変え、前記(1
8)〜(22)と同様の測定を繰り返し、抗マウスIg
G(Y)の濃度と蛍光強度の関係を調べ検量線を作成し
た。これを、図8の(a)に示す。また、センサーの応
答性を図9に示す。検量線から、検出限界を測定し、こ
れを第1表に示した。Example 1 (1) 3 mg of Na 2 CO 3 and 4 mg of biotin were dissolved in 100 μl of water. (2) Next, the solution obtained in the above (1) was added to 2 ml of a 1.8 μM chitosan solution. (3) After adding 100 μl of water, 50 mg of CHMC was added.
(Aqueous carbodiimide) was added. The reaction was carried out at room temperature for 5 hours to overnight with further stirring. (4) The reaction was stopped by adding 3 drops of acetic acid. (5) Then, 0.3 g / ml of Na 2 CO 3 and NaCl
4 ml of a 0.3 g / ml mixture was added to precipitate the biotinylated chitosan. (6) After collecting the precipitate with a centrifuge, 0.3 g / ml of N
The precipitate was washed with aCl and a 0.1 g / ml Na 2 CO 3 buffer. (7) The precipitate obtained in (6) above was dialyzed overnight at 4 ° C. against 10 ml of 10 mM potassium-phosphate buffer (pH = 7) to obtain biotinylated chitosan. (8) An anti-IgG (antibody Y) solution and CHMC were added to the biotinylated chitosan suspension and reacted at 4 ° C. overnight. After completion of the reaction, dialysis was performed for 12 hours, and unreacted substances were removed using an anion exchange column to obtain biotinylated chitosan to which the antibody was bound. (9) 1 mg of avidin and 0.2 ml of triethylamine
Dissolved in ml of ethanol. Then 2 mg of NK11
60 (manufactured by Japan Photographic Dye Laboratories; n in the above formula (1))
= 2 cyanine dye) and sufficiently dissolved to prepare a solution. Further, 14 mg of dicyclohexylcarbodiimide was added to the above solution and reacted at room temperature for 4 hours. (10) After completion of the reaction, ethanol and triethylamine were removed under reduced pressure using an evaporator. (11) The residue generated in the step (10) is reduced to 0.0
After suspending in 2 ml of 1 M acetate buffer (pH = 6.5), the suspension was centrifuged at 5,000 rpm for 10 minutes using a centrifuge, and the supernatant was collected and centrifuged again to obtain NK116.
A solution of avidin modified with 0 was obtained. (12) Diameter 1 mainly composed of polymethyl methacrylate
The tip of an optical fiber made of resin (manufactured by Mitsubishi Rayon, trade name: Esca) having a thickness of 1 mm was immersed in ethyl acetate and wiped off. Next, the end face of the optical fiber was polished with a polishing film using ethanol as a lubricant. (13) 10 mg of NiSO 4 was dissolved in 0.5 ml of water, and then 2.5 ml of ethanol was added. At this time, since a white precipitate was generated, the precipitate was centrifuged at 3000 rpm to collect a supernatant, which was used as a Ni-ethanol solution.
Ni in 0.4 ml of 50 mM potassium hydroxide-ethanol solution
0.1 ml of an ethanol solution was added, and 50 μl of 50% glutaraldehyde was further added to prepare a reaction solution. (14) The reaction solution prepared in (13) is added to the (1)
The resin optical fiber of 2) was immersed at 50 ° C. for 10 minutes and washed with water. (15) The pair was immersed in a 20 mM hydrochloric acid solution for 5 to 10 minutes, washed with water, and a formyl group was introduced into the surface of the core portion of the resin optical fiber. In FIG. 6B, the above method is used.
FIG. 6A shows the relationship between the processing temperature and the amount of immobilizable enzyme (protein) when a formyl group is introduced into the surface of the optical fiber, and FIG. 6A shows the relationship between the processing temperature and the optical transmittance of the fiber. FIG. 7 shows the relationship between the density of the formyl group on the fiber surface and the light transmission reduction rate. The heat transmission of the optical fiber made of polymethyl methacrylate improves the light transmission rate. However, when the reaction temperature increases, the light transmission rate decreases because the density of formyl groups to be bonded increases. For this reason,
As shown in FIG. 6A, the most preferable temperature is around 50 ° C. (16) Thermostable α- produced by Bacillus 16-3F strain
Mouse I, a monoclonal antibody against amylase
1 mg of gG antigen was added to phosphate buffered saline (pH = 7.
5). A resin optical fiber is added to this solution at 4 ° C.
For 12 hours. (17) The resin optical fiber was taken out of the solution, washed with water, immersed in a 1% NaBH 4 aqueous solution for 15 minutes, washed with water to immobilize mouse IgG antigen 4, and used as an antigen-immobilized sensor. (18) The resin optical fiber manufactured as described above was used as the detection unit. (19) An anti-mouse IgG (Y) solution having a known concentration
After being immersed in the detection unit 5 prepared in 8), the substrate was washed with phosphate buffered saline. (20) Next, the detection unit 5 was immersed in the biotinylated chitosan solution to which the antibody obtained in the above (8) was bound, and then washed with phosphate buffered saline. (21) Next, the NK1160-modified avidin solution obtained in the above (11) was immersed in the detection unit 5, and then washed with phosphate buffered saline. (22) Next, the device of the present invention shown in FIG.
Fluorescence was measured using a spectrophotometer 8 with a laser optical system. (23) changing the concentration of anti-mouse IgG (Y),
8) to (22) were repeated, and anti-mouse Ig was
The relationship between the concentration of G (Y) and the fluorescence intensity was examined to prepare a calibration curve. This is shown in FIG. FIG. 9 shows the response of the sensor. The detection limit was measured from the calibration curve, and is shown in Table 1.
【0117】実施例2 (1)実施例1の(1)〜(18)と同様の方法により
抗体が結合したビオチン化キトサン溶液、NK1160
で修飾されたアビジン溶液、抗原固定化センサー及び検
出部を作成した。 (2)濃度既知の抗マウスIgG(Y)溶液と前記
(1)で作成した抗体が結合したビオチン化キトサン溶
液を1:1の割合で混合し、図1に示すフローセル5に
通した後、リン酸緩衝生理食塩水を通して洗浄した。 (3)次に前記(1)で作成したNK1160で修飾さ
れたアビジン溶液をフローセル5に通した後、リン酸緩
衝生理食塩水を通して洗浄した。 (4)次に、前記実施例1の(22)及び(23)と同
様の方法にて抗マウスIgG(Y)の濃度と蛍光強度の
関係を調べ、検量線を作成した。検量線を図8(b)に
示す。検量線から検出限界を測定し、これを第1表に示
した。Example 2 (1) Biotinylated chitosan solution to which an antibody was bound in the same manner as in (1) to (18) of Example 1, NK1160
A modified avidin solution, an antigen-immobilized sensor and a detection unit were prepared. (2) An anti-mouse IgG (Y) solution having a known concentration and a biotinylated chitosan solution to which the antibody prepared in (1) above was mixed at a ratio of 1: 1 and passed through a flow cell 5 shown in FIG. Washed through phosphate buffered saline. (3) Next, the avidin solution modified with NK1160 prepared in the above (1) was passed through the flow cell 5 and washed with phosphate buffered saline. (4) Next, the relationship between the concentration of anti-mouse IgG (Y) and the fluorescence intensity was examined in the same manner as in (22) and (23) of Example 1, and a calibration curve was prepared. The calibration curve is shown in FIG. The detection limit was measured from the calibration curve and is shown in Table 1.
【0118】実施例3 (1)100μlの水に3mgのNa2CO3と4mgの抗体
蛋白を溶かした。 (2)次いで、1.8μMのβ−1,4−ポリガラクト
サミン溶液の2mlに前記(1)で得た溶液を添加した。 (3)水100μlを添加した後、50mgのCHMC
(水溶液カルボジイミド)を添加した。さらに撹拌しな
がら一晩4℃で反応させた。 (4)次いでNa2CO3 0.3g/ml及びNaCl
0.3g/mlの混合液4mlを加えて抗体蛋白が結合したβ
−1,4−ポリガラクトサミンを沈澱させた。 (5)遠心分離機で沈澱を回収した後、0.3g/mlのN
aClと0.1g/mlのNa2CO3緩衝液で沈澱を洗浄し
た。 (6)前記(5)で得られた沈澱を10mlの10mMのカ
リウム−リン酸緩衝液(pH=7)に懸濁し、1晩4℃で
透析して、抗体蛋白が結合したβ−1,4−ポリガラク
トサミンを得た。 (7)前記抗体蛋白結合β−1,4−ポリガラクトサミ
ン懸濁液に、抗マウスIgG(Y)溶液と、CHMCを
添加して、4℃で1夜反応させた。反応終了後、12時
間透析を行い、さらに、陰イオン交換カラムを用いて未
反応物を除去し、抗体蛋白結合β−1,4−ポリガラク
トサミンを得た。 (8)プロテインA1mg及びトリエチルアミン0.2ml
を1mlのエタノールに溶解させた。次いで、2mgのNK
1160(日本感光色素研究所製)を加え、充分に溶解
させ、溶液を作成した。さらに前記溶液にジシクロヘキ
シルカルボジイミド14mgを加えて、室温で4時間反応
させた。 (9)反応終了後、エバポレータで溶媒を除去した。 (10)前記(9)の工程で生じた残留物を、0.01
M酢酸緩衝液(pH=6.5)2mlに懸濁した後、遠心分
離機を用いて5000rpmで10分間分離を行って、上
澄みを採取し、再度遠心分離にかけてNK1160で修
飾されたプロテインAの溶液を得た。 (11)前記(8)で得た抗体蛋白結合β−1,4−ポ
リガラクトサミンと、前記NK1160で修飾されたプ
ロテインAとを、リン酸緩衝生理食塩水中4℃で反応さ
せ、シアニン色素−プロテインA−抗体蛋白−β−1,
4−ポリガラクトサミン−抗体{Y(太)}の複合体溶
液を得た。 (12)実施例1の(13)においてグルタルアルデヒ
ドの代わりに、スクシンジアルデヒドを用い、ポリメタ
クリル酸メチル製光ファイバーの代わりに、ポリエステ
ルを含有する光ファイバーを使用し、実施例1の(1
2)〜(18)と同様の方法にて図1に示す検出部を作
成した。 (13)濃度既知の抗マウスIgG(Y)溶液と、前記
(12)で得たシアニン色素−プロテインA−抗体蛋白
−β−1,4−ポリガラクトサミン−抗体(Y)の複合
体溶液を1:1の割合で混合し、図1に示すフローセル
5に通し、次いでリン酸緩衝生理食塩水を通して洗浄し
た後、図5に示す本発明の装置にてHe−Neレーザ光
学系で蛍光を分光蛍光光度計8で測定した。抗マウスI
gG(Y)の濃度を変え、同様の測定を繰り返して抗マ
ウスIgG(Y)の濃度と蛍光強度の関係を調べ、検量
線を作成した。検量線から検出限界を測定し、これを第
1表に示した。Example 3 (1) 3 mg of Na 2 CO 3 and 4 mg of antibody protein were dissolved in 100 μl of water. (2) Next, the solution obtained in the above (1) was added to 2 ml of a 1.8 μM β-1,4-polygalactosamine solution. (3) After adding 100 μl of water, 50 mg of CHMC was added.
(Aqueous carbodiimide) was added. The reaction was carried out at 4 ° C. overnight with further stirring. (4) Next, 0.3 g / ml of Na 2 CO 3 and NaCl
4 ml of a 0.3 g / ml mixture was added, and the antibody protein-bound β
-1,4-polygalactosamine was precipitated. (5) After collecting the precipitate with a centrifuge, 0.3 g / ml of N
The precipitate was washed with aCl and a 0.1 g / ml Na 2 CO 3 buffer. (6) The precipitate obtained in the above (5) was suspended in 10 ml of 10 mM potassium-phosphate buffer (pH = 7) and dialyzed overnight at 4 ° C. to obtain β-1, 4-Polygalactosamine was obtained. (7) An anti-mouse IgG (Y) solution and CHMC were added to the antibody protein-bound β-1,4-polygalactosamine suspension and allowed to react at 4 ° C. overnight. After completion of the reaction, dialysis was performed for 12 hours, and unreacted substances were removed using an anion exchange column to obtain antibody protein-bound β-1,4-polygalactosamine. (8) 1 mg of protein A and 0.2 ml of triethylamine
Was dissolved in 1 ml of ethanol. Then 2 mg of NK
1160 (manufactured by Japan Photographic Dye Laboratories) was added and sufficiently dissolved to prepare a solution. Further, 14 mg of dicyclohexylcarbodiimide was added to the above solution and reacted at room temperature for 4 hours. (9) After completion of the reaction, the solvent was removed with an evaporator. (10) The residue generated in the step (9) is treated with 0.01
After suspending in 2 ml of M acetate buffer (pH = 6.5), the suspension was separated at 5,000 rpm for 10 minutes using a centrifuge, the supernatant was collected, and centrifuged again to remove protein A modified with NK1160. A solution was obtained. (11) The antibody protein-bound β-1,4-polygalactosamine obtained in (8) and Protein A modified with NK1160 are reacted at 4 ° C. in a phosphate buffered saline to obtain a cyanine dye-protein. A-antibody protein-β-1,
A complex solution of 4-polygalactosamine-antibody {Y (thick)} was obtained. (12) In Example (13), succindialdehyde was used in place of glutaraldehyde, and an optical fiber containing polyester was used in place of the optical fiber made of polymethyl methacrylate.
The detection unit shown in FIG. 1 was created in the same manner as in 2) to (18). (13) The complex solution of the anti-mouse IgG (Y) solution of known concentration and the complex solution of the cyanine dye-protein A-antibody protein-β-1,4-polygalactosamine-antibody (Y) obtained in the above (12) is , And then washed through a flow cell 5 shown in FIG. 1 and then through a phosphate buffered saline, and then the fluorescence was spectrally analyzed by the He-Ne laser optical system in the apparatus of the present invention shown in FIG. It was measured with a photometer 8. Anti-mouse I
The same measurement was repeated while changing the concentration of gG (Y), and the relationship between the concentration of anti-mouse IgG (Y) and the fluorescence intensity was examined to prepare a calibration curve. The detection limit was measured from the calibration curve and is shown in Table 1.
【0119】実施例4 (1)実施例1の(1)〜(8)と同様の方法にて抗体
が結合したビオチン化キトサン溶液を作成した。 (2)アビジン1mg及びフルオレセインイソチオシアナ
ート1.8mgを、0.5M炭酸ナトリウム−炭酸水素ナ
トリウム緩衝液(pH=9.0)からなる塩基性溶媒5ml
に溶解させ、4℃で光を遮断して撹拌を続け、20時間
反応させた。 (3)次いで反応液は、エバポレーターを用いて減圧下
で溶媒を留去した。 (4)この残留物、0.05Mのリン酸緩衝液(pH=
4.0)の5mlに懸濁させた。 (5)5000rpmで10分間遠心分離を行い、未反応
色素を除去して上澄みを採取した。 (6)上記(3)及び(4)の操作をさらに2回繰り返
し、さらに得られた上澄みをガラスウールを充填した管
に通して未反応色素を除去し、フルオレセインイソチオ
シアナートで修飾されたアビジンを得た。 (7)実施例1の(12)〜(18)と同様の方法にて
抗原固定化センサー及び検出部を作成した。 (8)濃度既知の抗マウスIgG(Y)溶液を図1に示
すフローセル5に通した後、リン酸緩衝生理食塩水を通
して洗浄した。 (9)次に、(1)で得た抗体が結合したビオチン化キ
トサン溶液をフローセル5に通した後、リン酸緩衝生理
食塩水を通して洗浄した。 (10)次に、(6)で得たフルオレセインイソチオシ
アナートで修飾されたアビジンの溶液をフローセル5に
流した後、リン酸緩衝生理食塩水を通して洗浄した。 (11)次に、図4に示す本発明の装置にて半導体レー
ザと薄膜導波路型SHG素子を組み合わせたレーザ光学
系(波長490nm)と分光光度計8を用いて蛍光を測定
した。 (12)抗マウスIgG(Y)の濃度を変え、前記
(8)〜(11)と同様の測定を繰り返し、抗IgG
(Y)の濃度と蛍光強度の関係を調べ検量線を作成し
た。検量線から検出限界を測定し、これを第1表に示し
た。Example 4 (1) A biotinylated chitosan solution to which an antibody was bound was prepared in the same manner as in (1) to (8) of Example 1. (2) 1 mg of avidin and 1.8 mg of fluorescein isothiocyanate were added to 5 ml of a basic solvent consisting of a 0.5 M sodium carbonate-sodium hydrogen carbonate buffer (pH = 9.0).
, And the mixture was stirred at 4 ° C. while blocking light, and reacted for 20 hours. (3) Next, the solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. (4) This residue, 0.05M phosphate buffer (pH =
4.0) in 5 ml. (5) The mixture was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes to remove unreacted dye, and the supernatant was collected. (6) The above operations (3) and (4) are further repeated twice, and the resulting supernatant is passed through a tube filled with glass wool to remove unreacted dye, and avidin modified with fluorescein isothiocyanate I got (7) An antigen-immobilized sensor and a detection unit were prepared in the same manner as in (12) to (18) of Example 1. (8) An anti-mouse IgG (Y) solution of known concentration was passed through the flow cell 5 shown in FIG. 1 and then washed with phosphate buffered saline. (9) Next, the biotinylated chitosan solution to which the antibody obtained in (1) was bound was passed through the flow cell 5, and then washed with phosphate buffered saline. (10) Next, the solution of avidin modified with fluorescein isothiocyanate obtained in (6) was passed through the flow cell 5, and washed with phosphate buffered saline. (11) Next, fluorescence was measured using a spectrophotometer 8 and a laser optical system (wavelength 490 nm) in which a semiconductor laser and a thin film waveguide type SHG element were combined with the apparatus of the present invention shown in FIG. (12) The concentration of anti-mouse IgG (Y) was changed, and the same measurement as in the above (8) to (11) was repeated.
The relationship between the concentration of (Y) and the fluorescence intensity was examined to prepare a calibration curve. The detection limit was measured from the calibration curve and is shown in Table 1.
【0120】実施例5 本発明は、基本的には、実施例1と同様であるが、(1
1)の処理を行った後、0.17g/mlの飽和硫酸ナトリ
ウム溶液(溶媒:10mMカリウムリン酸緩衝液、pH=
7)4mlを加え、2000rpmで10分遠心分離し、4
℃で1時間放置した。得られた沈澱を10mMカリウムリ
ン酸緩衝液に懸濁した。遠心分離で硫酸ナトリウム結晶
を除去し、上澄液を透析して濃縮して使用した。検量線
から検出限界を測定し、これを第1表に示した。Embodiment 5 The present invention is basically the same as Embodiment 1, except that (1
After the treatment of 1), a 0.17 g / ml saturated sodium sulfate solution (solvent: 10 mM potassium phosphate buffer, pH =
7) Add 4 ml and centrifuge at 2000 rpm for 10 minutes.
It was left at 0 ° C. for 1 hour. The obtained precipitate was suspended in 10 mM potassium phosphate buffer. The sodium sulfate crystals were removed by centrifugation, and the supernatant was dialyzed and concentrated before use. The detection limit was measured from the calibration curve and is shown in Table 1.
【0121】実施例6 実施例1の(1)で得た溶液にさらに、50mgのCHM
Cを加えて溶かし、12℃で2時間放置し、この溶液を
用いて、実施例1の(2)以降の処理を行った。検量線
から検出限界を測定し、これを第1表に示した。Example 6 The solution obtained in (1) of Example 1 was further added with 50 mg of CHM.
C was added and dissolved, and the mixture was allowed to stand at 12 ° C. for 2 hours. Using this solution, the treatment of Example 1 (2) and thereafter was performed. The detection limit was measured from the calibration curve and is shown in Table 1.
【0122】実施例7 本実施例は、実施例1のキトサンの代わりに、ポリリジ
ンを使用した。反応条件は実施例1の条件に準ずる。検
量線から検出限界を測定し、これを第1表に示した。Example 7 In this example, polylysine was used in place of chitosan of Example 1. The reaction conditions are in accordance with the conditions of Example 1. The detection limit was measured from the calibration curve and is shown in Table 1.
【0123】実施例8 (1)実施例1の(9)〜(11)の処理で、得られた
NK1160で修飾されたアビジンの溶液を得た。 (2)実施例1の検出部をマウスIgG(抗原)溶液に
4℃で12時間浸漬した。 (3)ついで、洗浄して、1%のNaBH4で処理し
て、抗原を固定化した。 (4)濃度既知の抗マウスIgG溶液に検出部を浸漬、
リン酸緩衝生理食塩水で洗浄した。 (5)ビオチン化された抗体溶液に検出部を浸漬し、洗
浄した。 (6)ついで、(1)の溶液に検出部を浸し、洗浄して
から図1の装置で測定した。 (7)このような操作を繰り返し、図6(c)の検量線
を作成し、これから検出限界を測定し、これを第1表に
示した。Example 8 (1) A solution of avidin modified with NK1160 obtained by the treatments (9) to (11) of Example 1 was obtained. (2) The detection unit of Example 1 was immersed in a mouse IgG (antigen) solution at 4 ° C. for 12 hours. (3) Then, it was washed and treated with 1% NaBH 4 to immobilize the antigen. (4) immersing the detection part in an anti-mouse IgG solution of known concentration,
Washed with phosphate buffered saline. (5) The detection part was immersed in the biotinylated antibody solution and washed. (6) Then, the detection unit was immersed in the solution of (1), washed, and measured with the apparatus of FIG. (7) The above operation was repeated to prepare a calibration curve shown in FIG. 6 (c), from which the detection limit was measured, which is shown in Table 1.
【0124】実施例9 実施例7の(1)の溶液と、ビオチン化抗体を反応させ
て検出試薬を作成し、この試薬と、濃度既知の抗マウス
IgG溶液を1:1の割合で混合し、実施例7の検出部
を浸漬し、測定を行い検量線を作成し、これから検出限
界を測定し、これを第1表に示した。Example 9 A detection reagent was prepared by reacting the solution of (1) in Example 7 with a biotinylated antibody, and this reagent was mixed with a known concentration of an anti-mouse IgG solution at a ratio of 1: 1. Then, the detection part of Example 7 was immersed and measured to prepare a calibration curve, from which the detection limit was measured, which is shown in Table 1.
【0125】実施例10 (1)実施例1の(9)〜(11)の処理を施し、NK
1160で修飾されたアビジンの溶液を得た。 (2)前記(1)の溶液と、実施例1の(8)と同様に
して得られた抗IgG結合のキトサン溶液を混合して、
グルタルアルデヒドを加え、カルボジイミドの存在下、
50℃で加温することにより、アビジンのアミノ基とキ
トサンのアミノ基をグルタルアルデヒドで架橋して、N
K1160−アビジン−(グルタルアルデヒド)−キト
サン−抗IgGの溶液を得た。 (3)ポリスチレン製光ファイバーに、塩化アルミニウ
ムの存在下、ギ酸無水物を反応させ、ポリスチレンのフ
ェニル基にホルミル基を導入し、次いで、1,6−ヘキ
サンジアミンをカルボジイミドの存在下にて反応させた
後、1%のNaHB4で還元した。次いで、マウスIg
Gをカルボジイミドの存在下で脱水縮合させ、検出部5
を作成した。 (4)前記(2)の溶液と、前記(3)の検出部を用い
て、実施例2と同様に、競合法にて測定した。検量線か
ら検出限界を測定し、これを第1表に示した。Embodiment 10 (1) The processing of (9) to (11) of Embodiment 1 is performed, and NK
A solution of avidin modified at 1160 was obtained. (2) The solution of the above (1) was mixed with the anti-IgG-bound chitosan solution obtained in the same manner as in (8) of Example 1,
Add glutaraldehyde and in the presence of carbodiimide,
By heating at 50 ° C., the amino group of avidin and the amino group of chitosan are cross-linked with glutaraldehyde,
A solution of K1160-avidin- (glutaraldehyde) -chitosan-anti-IgG was obtained. (3) Formic anhydride was reacted with an optical fiber made of polystyrene in the presence of aluminum chloride to introduce a formyl group into a phenyl group of polystyrene, and then reacted with 1,6-hexanediamine in the presence of carbodiimide. Then, it was reduced with 1% NaHB 4 . Then mouse Ig
G is dehydrated and condensed in the presence of carbodiimide,
It was created. (4) Using the solution of the above (2) and the detection unit of the above (3), measurement was performed by a competition method in the same manner as in Example 2. The detection limit was measured from the calibration curve and is shown in Table 1.
【0126】[0126]
【表1】 [Table 1]
【0127】実施例11 本発明の装置の実施例を図1から図5に示す。図1は、
光ファイバー1の表層部のクラッド層2を排除し、露出
したコア部表面3に抗原4を結合させるとともに、前記
コア表面部3をフローセル5で囲んだ構造を有する検出
部である。図2は、反射型の検出部であり、先端にミラ
ー12が設けられている。図3は、対向型蛍光検出器の
構造を示したものである。蛍光検出部(センシングチッ
プ)9が光軸合わせのためのガイド11でとめられてお
り、接着されていないので蛍光検出部9を自由に着脱で
き、実用上非常に都合がよい。この蛍光検出部9は、測
定の度に交換することから、コスト面から考えて、樹脂
製光ファイバーであることが望ましい。前記樹脂製光フ
ァイバーには、種々の方法にて反応活性基を導入する。
前記樹脂製光ファイバーは、ポリアクリル酸エステルな
どのエステル構造を持つものが好ましく、前記蛍光検出
部を樹脂製光ファイバーで作成する場合には、このエス
テル基に>CH−CHO構造をもつ化合物を塩基性条件
下で反応させ、ホルミル基を導入し、このホルミル基に
抗原あるいは抗体などの蛋白質を結合させる。励起光
は、検出面に対向しているファイバーから放射される。
図4に示す装置では、プレート側10から蛍光検出部9
へレーザ光が入射し、入射光と蛍光が光軸合わせのため
のガイド11を有するプラスチックファイバーへ入射
し、フィルター7にて、蛍光のみが取り出され、分光光
度計8で測定が行われる。図5は、フローセル型の検出
器を用いた場合の装置を示す。Embodiment 11 FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the apparatus of the present invention. FIG.
The detection unit has a structure in which the cladding layer 2 on the surface of the optical fiber 1 is eliminated, the antigen 4 is bound to the exposed core surface 3, and the core surface 3 is surrounded by the flow cell 5. FIG. 2 shows a reflection type detection unit, and a mirror 12 is provided at the tip. FIG. 3 shows the structure of the opposed-type fluorescence detector. Since the fluorescence detecting section (sensing chip) 9 is fixed by a guide 11 for optical axis alignment and is not adhered, the fluorescence detecting section 9 can be freely attached and detached, which is very convenient in practical use. The fluorescent detector 9 is preferably replaced with a resin optical fiber from the viewpoint of cost since it is replaced every time the measurement is performed. A reactive group is introduced into the resin optical fiber by various methods.
The resin optical fiber preferably has an ester structure such as a polyacrylic acid ester. When the fluorescence detector is formed of a resin optical fiber, a compound having a> CH-CHO structure in the ester group is used as a basic compound. The reaction is carried out under the conditions to introduce a formyl group, and a protein such as an antigen or an antibody is bound to the formyl group. The excitation light is emitted from the fiber facing the detection surface.
In the apparatus shown in FIG.
The laser light is incident on the plastic fiber, and the incident light and the fluorescent light are incident on a plastic fiber having a guide 11 for optical axis alignment. FIG. 5 shows an apparatus using a flow cell type detector.
【0128】[0128]
【発明の効果】本発明の生体活性物質測定試薬は、医療
診断において血液又は体液中に極微量含まれている抗
原、抗体、酵素などの生体活性物質の免疫測定法に用い
ることができ、生体活性物質1個当たりの蛍光色素量が
多いため、検出感度を大幅に向上させることができる。
また、本発明の生体活性物質測定用光ファイバーは、小
型、低価格、高感度を実現できる。これら、生体活性物
質測定試薬と装置を使用した本発明の測定方法により、
短時間で、簡便な測定を実現できるため、医療分野にお
ける疾病診断などに利用できる。Industrial Applicability The reagent for measuring a bioactive substance of the present invention can be used for immunoassay of a bioactive substance such as an antigen, an antibody or an enzyme contained in a very small amount in blood or body fluid in medical diagnosis. Since the amount of fluorescent dye per active substance is large, the detection sensitivity can be greatly improved.
Further, the optical fiber for measuring a bioactive substance of the present invention can realize small size, low cost, and high sensitivity. These, by the measurement method of the present invention using a bioactive substance measurement reagent and device,
Since simple measurement can be realized in a short time, it can be used for disease diagnosis and the like in the medical field.
【図1】図1は、蛍光標識法による蛍光検出部を示す。
実線の矢印はレーザ光、点線の矢印は蛍光を示す。FIG. 1 shows a fluorescence detection unit based on a fluorescence labeling method.
Solid arrows indicate laser light, and dotted arrows indicate fluorescence.
【図2】図2は、蛍光標識法による蛍光検出部を示す。
実線の矢印はレーザ光、点線の矢印は蛍光を示す。FIG. 2 shows a fluorescence detection unit using a fluorescence labeling method.
Solid arrows indicate laser light, and dotted arrows indicate fluorescence.
【図3】図3は、蛍光標識法による蛍光検出部を示す。
実線の矢印はレーザ光、点線の矢印は蛍光を示す。FIG. 3 shows a fluorescence detection unit using a fluorescence labeling method.
Solid arrows indicate laser light, and dotted arrows indicate fluorescence.
【図4】図4は、He−Neレーザ又は半導体レーザを
使用する蛍光測定系を示す。FIG. 4 shows a fluorescence measurement system using a He—Ne laser or a semiconductor laser.
【図5】図5は、He−Neレーザ又は半導体レーザを
使用する蛍光測定系を示す。FIG. 5 shows a fluorescence measurement system using a He—Ne laser or a semiconductor laser.
【図6】図6(a)は、処理温度とポリメタクリル酸メ
チル製光ファイバーの光伝送率の関係を示す。図6
(b)は、処理温度と結合可能な酵素量との関係を示
す。(a)及び(b)図の横軸は処理温度(c0)、
(a)図の縦軸はファイバーの光伝送率(%)、(b)
図の縦軸は面積当りの酵素固定化量(μg/cm2)、(c)
図の横軸はビオチン化抗マウス抗体濃度(mg/ml),縦
軸はカウント数を示す。図6(c)は、ビオチン化抗マ
ウス抗体濃度と蛍光強度の検量線を示す。FIG. 6 (a) shows the relationship between the processing temperature and the light transmittance of an optical fiber made of poly (methyl methacrylate). FIG.
(B) shows the relationship between the treatment temperature and the amount of enzyme that can be bound. The horizontal axis of (a) and (b) figures is processing temperature (c 0 ),
(A) The vertical axis of the figure is the optical transmission rate (%) of the fiber, (b)
The vertical axis in the figure is the amount of immobilized enzyme per area (μg / cm 2 ), (c)
The horizontal axis in the figure shows the concentration of biotinylated anti-mouse antibody (mg / ml), and the vertical axis shows the number of counts. FIG. 6C shows a calibration curve of the concentration of the biotinylated anti-mouse antibody and the fluorescence intensity.
【図7】図7は、ポリメタクリル酸メチル製光ファイバ
ーの光伝送率とホルミル基の密度の関係を示す。横軸は
ホルミル基の数(個/cm2)、縦軸はファイバーの光伝送
減少率(%)を示す。FIG. 7 shows the relationship between the optical transmission rate of a polymethyl methacrylate optical fiber and the density of formyl groups. The horizontal axis indicates the number of formyl groups (pieces / cm 2 ), and the vertical axis indicates the optical transmission reduction rate (%) of the fiber.
【図8】図8(a)は、サンドイッチ法、(b)は競合
法の検量線を示す。横軸は抗マウスIgG(mg/ml)、
縦軸はカウント数を示す。FIG. 8 (a) shows the calibration curve of the sandwich method, and FIG. 8 (b) shows the calibration curve of the competition method. The horizontal axis is anti-mouse IgG (mg / ml),
The vertical axis indicates the count number.
【図9】図9は、センサーの応答性を示す。横軸は抗マ
ウスIgG(10- 3mg/ml)への浸漬時間(分)、縦軸
はカウント数を示す。FIG. 9 shows the responsiveness of the sensor. The horizontal axis anti-mouse IgG (10 - 3 mg / ml ) immersion time in minutes and the vertical axis represents the count number.
1 光ファイバー 2 クラッド層 3 コア表面 4 抗原 5 フローセル Y(太) 本発明の蛍光標識抗体 Y 試料中の抗体 6 He−Neレーザ発生装置又は半導体レーザとSH
G素子を組み合わせたレーザ発生装置 7 フィルター 8 分光蛍光光度計 9 センシングチップ 10 プレート 11 光軸合わせのためのガイドレール 12 ミラー 13 ハーフミラーReference Signs List 1 optical fiber 2 cladding layer 3 core surface 4 antigen 5 flow cell Y (thick) Fluorescently labeled antibody of the present invention Y antibody in sample 6 He-Ne laser generator or semiconductor laser and SH
Laser generator combined with G element 7 Filter 8 Spectrofluorometer 9 Sensing chip 10 Plate 11 Guide rail for optical axis alignment 12 Mirror 13 Half mirror
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平1−314404 (32)優先日 平成1年12月5日(1989.12.5) (33)優先権主張国 日本(JP) ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 1-314404 (32) Priority date December 5, 2001 (12.5 December 1989) (33) Priority claim country Japan (JP)
Claims (8)
分とする光ファイバーのコア表面に、ホルミル基を有す
ることを特徴とする生体活性物質測定用樹脂製光ファイ
バー。1. An optical fiber made of a resin for measuring a bioactive substance, comprising a formyl group on the core surface of an optical fiber containing a (meth) acrylate resin as a main component.
1 0〜6.0×101 3個/cm2である、請求項1に記載の
光ファイバー。2. The density of the formyl group is 1.0 × 10
1 is a 0 ~6.0 × 10 1 3 pieces / cm 2, an optical fiber of claim 1.
分とする光ファイバーのホルミル基に、被測定物質と特
異的に反応する物質が共有結合していることを特徴とす
る生体活性物質測定用検出部。3. A detection for measurement of a bioactive substance, wherein a substance specifically reacting with a substance to be measured is covalently bonded to a formyl group of an optical fiber mainly composed of a (meth) acrylate resin. Department.
脂を主成分とする光ファイバーと、その一方の端面のコ
ア表面を露出させ、その表面にホルミル基を導入し、そ
のホルミル基に被測定物質と特異的に結合する物質を固
定化した検出部;検出部で励起された蛍光のみを取り出
す機構;並びに検出部で励起された蛍光の強度を測定す
るためのフォトカウンターからなることを特徴とする生
体活性物質測定装置。4. An optical fiber comprising a light source and a (meth) acrylate resin as main components, a core surface at one end face thereof being exposed, a formyl group being introduced into the surface, and a substance to be measured being attached to the formyl group. A living body, comprising: a detection section on which a substance that specifically binds is immobilized; a mechanism for extracting only the fluorescence excited by the detection section; and a photocounter for measuring the intensity of the fluorescence excited by the detection section. Active substance measuring device.
項4に記載の装置。5. The apparatus according to claim 4, wherein said light source is a semiconductor laser.
ある、請求項4に記載の装置。6. The device according to claim 4, wherein the detection unit is detachable by a coupler.
に記載の装置。7. The detection unit according to claim 4, wherein the detection unit is of a facing type.
An apparatus according to claim 1.
ターである、請求項4に記載の装置。8. The apparatus according to claim 4, wherein the mechanism for extracting only the fluorescence is a filter.
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