JP2014066641A - 大腸菌o157の検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】病原性の大腸菌O157による汚染や感染の排除を効果的に行うために、食品等の被検試料から、迅速かつ精度よく大腸菌O157を特異的に検出することのできるイムノクロマト法による検出方法やそれに用いることができるイムノクロマト用大腸菌O157検出キットを提供すること。
【解決手段】被検試料をポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、塩化ベンザルコニウム等の界面活性剤で処理し、この処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させて病原性大腸菌O157を検出する。大腸菌O157に対するモノクローナル抗体は、異なるエピトープを認識する2種のモノクローナル抗体であることが好ましい。
【選択図】なし
【解決手段】被検試料をポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、塩化ベンザルコニウム等の界面活性剤で処理し、この処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させて病原性大腸菌O157を検出する。大腸菌O157に対するモノクローナル抗体は、異なるエピトープを認識する2種のモノクローナル抗体であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明は、大腸菌O157を検出する方法に関し、より詳しくは被検試料を界面活性剤で処理した処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させて検出する大腸菌O157の検出方法や、O157に対する抗体と界面活性剤とを備えたことを特徴とする大腸菌O157検出用キットに関する。
大腸菌O157とは、細胞の表面にある細胞壁由来のO抗原として157番目に発見された抗原を有する大腸菌を意味する。また、大腸菌の中でもベロ毒素を産生する菌は、腸管出血性大腸菌とも呼ばれ、菌が含まれている食品を摂取した場合等に、激しい腹痛、水様性の下痢、血便をひき起こすほか、溶血性尿毒症症候群(HUS)などの合併症を起こすことが知られている。特に大腸菌O157:H7による食中毒症状は、近年社会問題ともなっており、臨床検査における当該菌の検出精度の向上が重要視されている。
大腸菌O157の産生するベロ毒素の検出方法として、基盤表面上の単分子層を介して、末端にガラクトースを含む糖鎖誘導体を固定させた、大腸菌O157の生産するベロ毒素の検出センサー(例えば、特許文献1参照)や、カリックスクラウン誘導体の層が表面に形成された支持体を用いる、腸管出血性大腸菌O157:H7産生ベロ毒素の検出法(例えば、特許文献2参照)が報告されている。また、大腸菌O157:H7の産生するベロ毒素(Stx)1のBサブユニット上の55番目のアスパラギンを特異的に認識するモノクローナル抗体や、かかるモノクローナル抗体を用いてStx1を特異的に測定することを特徴とする免疫測定法(例えば、特許文献3参照)が報告されている。
抗原抗体反応を利用した大腸菌O157の検出方法としては、透明基板、該透明基板上に配置される金属膜及び該金属膜上に疎水結合あるいは静電結合で配置される大腸菌O157に対する抗体を備えている表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ(例えば、特許文献4参照)や、大腸菌O157と特異的に結合する抗体を感作した不溶性粒子と被検試料とを接触させ、抗原抗体反応により生ずる凝集の程度を分析する大腸菌O157の分析方法(例えば、特許文献5参照)が報告されている。
大腸菌O157の検出において、界面活性剤が用いられる例としては、微生物の抗原エピトープを露出させるための組成物であって、一般的強化培地及び少なくとも1つの構造改変有機化学薬品を含有する前記組成物(例えば、特許文献6参照)において、界面活性剤溶液は保存された抗原エピトープとの接触性を向上させるために使用されうる旨の記載があるが、前記組成物の作用は、内部特異的抗原を露出し得る欠陥細胞壁を生じる様に、標的微生物の代謝経路の改変であることが明記されており、前記組成物と検査試料との混合液に界面活性剤溶液を接触することにより、かかる作用が好ましい態様となることが示されており、界面活性剤溶液単独での使用は示されていない。
さらに、種々の大腸菌O157の検出のためのイムノクロマトストリップが市販されているが、そのほとんどの検出限界濃度は、1.0×104CFU/mL以上であり、さらなる検出精度の向上が求められている。
本発明の課題は、迅速かつ精度よく大腸菌O157を特異的に検出することのできるイムノクロマト法や、それに用いることができるイムノクロマト用大腸菌O157検出キットを提供することにある。
本発明者らは、食品等の被検試料に大腸菌O157に対する抗体を作用させて、大腸菌O157の検出を行う従来法の改良を行うために、様々な試行錯誤を重ねてきたが、食品等の被検試料を界面活性剤で処理し、次いで加熱した加熱処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させた場合に、界面活性剤を使用しない場合と比較して大腸菌O157の検出精度が高くなることを見いだした。発明者らはさらに研究を続け、界面活性剤としてカテゴリーの異なる、非イオン性界面活性剤であるTritonX−100や陽イオン性界面活性剤である塩化ベンザルコニウムを用い、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体を作用させた場合に、顕著に検出精度が高くなることをさらに見いだし、かかる検出方法は、交差反応性が低く、偽陽性の割合が従来品と比較して非常に小さいことを確認して、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、
[1]大腸菌O157を検出する方法であって、被検試料を界面活性剤で処理し、この処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させて大腸菌O157を検出することを特徴とする大腸菌O157の検出方法;
[2]処理物が、被検試料を界面活性剤で処理し、次いで加熱した加熱処理物であることを特徴とする上記[1]記載の大腸菌O157の検出方法;
[3]大腸菌O157に対する抗体が、大腸菌O157に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[1]又は[2]記載の大腸菌O157の検出方法;
[4]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、大腸菌O157の加熱処理菌体に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[3]記載の大腸菌O157の検出方法;
[5]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[3]又は[4]記載の大腸菌O157の検出方法;
[6]異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体の少なくとも一つが、イムノクロマト用に用いられる金コロイドで標識されたモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[5]記載の大腸菌O157の検出方法;
[7]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生するモノクローナル抗体O157W−17B3、又はハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生するモノクローナル抗体O157W−20B6であることを特徴とする上記[3]〜[6]のいずれか記載の大腸菌O157の検出方法;
[8]界面活性剤が、非イオン性界面活性剤又は陽イオン性界面活性剤であることを特徴とする上記[1]〜[7]のいずれか記載の大腸菌O157の検出方法;
[9]非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルであることを特徴とする上記[8]記載の大腸菌O157の検出方法;
[10]陽イオン性界面活性剤が、塩化ベンザルコニウムであることを特徴とする上記[8]記載の大腸菌O157の検出方法;
[11]1×103CFU/mL以下の大腸菌O157を検出できることを特徴とする上記[1]〜[10]のいずれか記載の検出方法;
[12]大腸菌O157に対する抗体と界面活性剤とを備えたことを特徴とする大腸菌O157検出用キット;
[13]大腸菌O157に対する抗体が、大腸菌O157に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[12]記載の大腸菌O157検出用キット;
[14]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、大腸菌O157の加熱処理菌体に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[13]記載の大腸菌O157検出用キット;
[15]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[13]又は[14]記載の大腸菌O157検出用キット;
[16]異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体の少なくとも一つが、イムノクロマト用に用いられる金コロイドで標識されたモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[15]記載の大腸菌O157検出用キット;
[17]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生する大腸菌O157に対するモノクローナル抗体O157W−17B3、又はハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生する大腸菌O157に対するモノクローナル抗体O157W−20B6であることを特徴とする上記[13]〜[16]のいずれか記載の大腸菌O157検出用キット;
[18]界面活性剤が、非イオン性界面活性剤又は陽イオン性界面活性剤であることを特徴とする上記[12]〜[17]のいずれか記載の検出キット;
[19]非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルであることを特徴とする上記[18]記載の大腸菌O157検出用キット;
[20]陽イオン性界面活性剤が、塩化ベンザルコニウムであることを特徴とする上記[18]記載の検出キット;
[21]界面活性剤と大腸菌O157に対する抗体とを併用することを特徴とする大腸菌O157検出精度の向上方法;
に関する。
[1]大腸菌O157を検出する方法であって、被検試料を界面活性剤で処理し、この処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させて大腸菌O157を検出することを特徴とする大腸菌O157の検出方法;
[2]処理物が、被検試料を界面活性剤で処理し、次いで加熱した加熱処理物であることを特徴とする上記[1]記載の大腸菌O157の検出方法;
[3]大腸菌O157に対する抗体が、大腸菌O157に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[1]又は[2]記載の大腸菌O157の検出方法;
[4]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、大腸菌O157の加熱処理菌体に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[3]記載の大腸菌O157の検出方法;
[5]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[3]又は[4]記載の大腸菌O157の検出方法;
[6]異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体の少なくとも一つが、イムノクロマト用に用いられる金コロイドで標識されたモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[5]記載の大腸菌O157の検出方法;
[7]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生するモノクローナル抗体O157W−17B3、又はハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生するモノクローナル抗体O157W−20B6であることを特徴とする上記[3]〜[6]のいずれか記載の大腸菌O157の検出方法;
[8]界面活性剤が、非イオン性界面活性剤又は陽イオン性界面活性剤であることを特徴とする上記[1]〜[7]のいずれか記載の大腸菌O157の検出方法;
[9]非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルであることを特徴とする上記[8]記載の大腸菌O157の検出方法;
[10]陽イオン性界面活性剤が、塩化ベンザルコニウムであることを特徴とする上記[8]記載の大腸菌O157の検出方法;
[11]1×103CFU/mL以下の大腸菌O157を検出できることを特徴とする上記[1]〜[10]のいずれか記載の検出方法;
[12]大腸菌O157に対する抗体と界面活性剤とを備えたことを特徴とする大腸菌O157検出用キット;
[13]大腸菌O157に対する抗体が、大腸菌O157に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[12]記載の大腸菌O157検出用キット;
[14]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、大腸菌O157の加熱処理菌体に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[13]記載の大腸菌O157検出用キット;
[15]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[13]又は[14]記載の大腸菌O157検出用キット;
[16]異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体の少なくとも一つが、イムノクロマト用に用いられる金コロイドで標識されたモノクローナル抗体であることを特徴とする上記[15]記載の大腸菌O157検出用キット;
[17]大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生する大腸菌O157に対するモノクローナル抗体O157W−17B3、又はハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生する大腸菌O157に対するモノクローナル抗体O157W−20B6であることを特徴とする上記[13]〜[16]のいずれか記載の大腸菌O157検出用キット;
[18]界面活性剤が、非イオン性界面活性剤又は陽イオン性界面活性剤であることを特徴とする上記[12]〜[17]のいずれか記載の検出キット;
[19]非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルであることを特徴とする上記[18]記載の大腸菌O157検出用キット;
[20]陽イオン性界面活性剤が、塩化ベンザルコニウムであることを特徴とする上記[18]記載の検出キット;
[21]界面活性剤と大腸菌O157に対する抗体とを併用することを特徴とする大腸菌O157検出精度の向上方法;
に関する。
本発明の大腸菌O157の検出方法によると、食品等の被検試料における病原性の大腸菌O157を効果的に検出でき、大腸菌O157による食品汚染や感染を効果的に排除できる。
本発明の大腸菌O157の検出方法としては、被検試料を界面活性剤で処理し、この処理物に大腸菌O157に対する抗体(以下「抗大腸菌O157抗体」ともいう。)を作用させて、大腸菌O157を検出する方法であれば特に制限されず、また本発明の大腸菌O157検出用キットとしては、大腸菌O157に対する抗体と界面活性剤とを備えたキットであれば特に制限されず、上記大腸菌O157としては、病原性大腸菌O157を好適に例示することができ、病原性大腸菌O157としては、O157:H7株やO157:HNT株やO157:H−株を好適に例示することができる。
上記被検試料としては、水、飲料、鶏肉・豚肉・牛肉等の食肉や食肉加工品、魚介類や水産加工品、牛乳、チーズ等の乳製品、野菜、漬物等の野菜加工品、果物などの食品や、動物やヒトの尿、糞便、吐瀉物、血液、組織等の生体試料を例示することができ、固形物の場合は、固形物の表面を滅菌水や滅菌大腸菌O157用液体培地で洗浄した洗浄液や、固形物を粉砕した後に滅菌水や滅菌大腸菌O157用液体培地で懸濁した懸濁液やその上清液を被検試料とすることができる。上記滅菌水には、被検試料のpH等の条件を調整する緩衝剤が含まれていてもよい。
上記界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム(sodium dodecyl sulfate:SDS)、デオキシコール酸ナトリウム等の陰イオン性界面活性剤、塩化ベンザルコニウム等の陽イオン性界面活性剤、3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]プロパンスルホネート(3-(3-cholamidepropyl)dimethylammonio-1-propanesulphonate:CHAPS)等の両性界面活性剤、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル(商品名としては例えばTritonX−100(登録商標))、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(商品名としては例えばTween20(登録商標))、ポリオキシエチレン(9)オクチルフェニルエーテル(商品名としては例えばNP−40(登録商標))等の非イオン性界面活性剤を挙げることができ、SDS、塩化ベンザルコニウム、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートが好ましく、塩化ベンザルコニウム、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルがより好ましく、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルが特に好ましい。
上記界面活性剤を被検試料に添加することにより、界面活性剤を添加しない場合と比較してより高い精度で大腸菌O157を検出することができ、例えば、液体被検試料中、1×104CFU/mL未満の、好ましくは5×103CFU/mL未満の大腸菌O157を検出することができる。
上記界面活性剤として、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを用いる場合の添加濃度(終濃度)としては、0.01〜10(v/v)%が好ましく、0.05〜1.5(v/v)%がより好ましく、0.2〜1.0(v/v)%がさらに好ましく、0.3〜0.7(v/v)%が特に好ましい
上記界面活性剤として、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートを用いる場合の添加濃度(終濃度)としては、0.01〜10(v/v)%が好ましく、0.05〜2.0(v/v)%がより好ましく、0.07〜1.0(v/v)%がさらに好ましく、0.08〜0.2(v/v)%が特に好ましい。
上記界面活性剤として、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン(9)オクチルフェニルエーテルを用いる場合の添加濃度(終濃度)としては、0.005〜0.09(v/v)%が好ましく、0.01〜0.08(v/v)%がより好ましく、0.03〜0.07(v/v)%がさらに好ましい。
上記界面活性剤として、陽イオン性界面活性剤である塩化ベンザルコニウムを用いる場合の添加濃度(終濃度)としては、0.001〜1.0(v/v)%が好ましく、0.005〜0.5(v/v)%がより好ましく、0.01〜0.1(v/v)%がさらに好ましく、0.03〜0.07(v/v)%が特に好ましい。
上記界面活性剤として、両性界面活性剤であるCHAPSを用いる場合の添加濃度(終濃度)としては、0.2〜2.0(v/v)%が好ましく、0.3〜1.2(v/v)%がより好ましい。
上記界面活性剤として、陰イオン性界面活性剤であるデオキシコール酸ナトリウムを用いる場合の添加濃度(終濃度)としては、0.02〜0.5(v/v)%が好ましく、0.03〜0.12(v/v)%がより好ましい。
上記界面活性剤として、陰イオン性界面活性剤であるSDSを用いる場合の添加濃度(終濃度)としては、0.01〜1(v/v)%が好ましく、0.05〜0.5(v/v)%がより好ましく、0.07〜0.2(v/v)%がさらに好ましく、0.08〜0.12(v/v)%が特に好ましい。
上記被検試料を界面活性剤で処理する方法としては、必要に応じて希釈した前記洗浄液、懸濁液やその上清液等の液状被検試料に界面活性剤を添加して混合・撹拌する方法や、固形状被検試料の表面を、界面活性剤を含有する滅菌水や滅菌大腸菌O157用液体培地で洗浄する方法や、固形状被検試料を粉砕した後に、界面活性剤を含有する滅菌水や滅菌大腸菌O157用液体培地で懸濁する方法を例示することができる。そして、被検試料を界面活性剤で処理した処理物、特に大腸菌O157用培地を含む処理物は、あらかじめ培養することにより調製された培養調製物とすることができる。上記滅菌水には、被検試料のpH等の条件を調整する緩衝剤が含まれていてもよい。また、被検試料を界面活性剤で処理した処理物を、60〜150℃で1〜60分、好ましくは、90〜121℃で5〜20分加熱処理物とすることが好ましい。
上記大腸菌O157用培地としては、トリプトソーヤブイヨン(日水製薬社製)、TA10 Broth(プリマハム社製)、ノボビオシン加mEC培地(メルク社製)、ノボビオシン加mTSB培地(メルク社製)、mEC培地(日水製薬社製)を挙げることができ、上記培養(増菌)に適した温度としては、32〜50℃、好ましくは33〜48℃、より好ましくは34〜45℃を挙げることができ、培養する時間としては、3〜48時間、好ましくは4〜36時間、より好ましくは5〜30時間、特に好ましくは5〜24時間を挙げることができる。
本発明の検出方法や検出用キットに用いられる抗体の種類としては、モノクローナル抗体やポリクローナル抗体を例示することができ、モノクローナル抗体がその認識部位の特異性の点で好ましい。上記抗体の免疫グロブリンのクラスとしては特に制限されず、IgG、IgM、IgA、IgD、IgE等のいずれのアイソタイプであってもよいが、IgGが好ましい。また、上記抗体の形態としては、大腸菌O157を検出することができれば、全抗体であっても、抗体断片であってもよく、かかる抗体断片としては、Fab断片やF(ab’)2断片等の抗体断片、CDR、多機能抗体、単鎖抗体(ScFv)などを挙げることができ、例えば、Fab断片は抗体をパパイン等で処理することにより、F(ab’)2断片は抗体をペプシン等で処理することにより調製することができる。
上記抗大腸菌O157抗体の抗体産生細胞の調製方法としては、大腸菌O157の生菌や、大腸菌O157を加熱処理して得た加熱菌体若しくはその粉砕処理物を、そのまま又は適当なアジュバントと共に免疫原として哺乳動物に投与し、免疫感作させる方法を例示することができるが、実際に得られる抗体と被検試料に含まれる抗原とを反応させる際の処理方法を考慮すると、大腸菌O157の加熱処理菌体を免疫源とすることが、簡便性と安全性の点で好ましい。上記哺乳動物としては、ラット、マウス、ウサギを挙げることができるが、作製の簡便性からマウスを用いることが好ましく、マウスに由来するモノクローナル抗体が好適に用いられる。投与箇所としては、静脈内、皮下、腹腔内を例示することができ、免疫を行う間隔としては、数日から数週間間隔が好ましく、1〜4週間間隔がより好ましい。抗大腸菌O157抗体産生細胞の分離は、最終の免疫日から1〜60日後、好ましくは1〜14日後に免疫動物から採取することにより行われるが、抗体産生細胞としては、脾臓細胞やリンパ節細胞や末梢血由来細胞が好ましく、脾臓細胞がより好ましい。
上記大腸菌O157に対するモノクローナル抗体(以下「抗大腸菌O157モノクローナル抗体」ともいう)の調製方法としては、ケラーとミルシュタインによるハイブリドーマ法(Nature 256, 495-497, 1975)、トリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法(Immunology Today 4, 72, 1983)及びEBV−ハイブリドーマ法(MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY, pp.77-96, Alan R.Liss, Inc.,1985)等の公知の方法を用いることができるが、上記抗体産生細胞とミエローマ細胞との細胞融合をおこない、上記大腸菌O157を認識するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを、培地上で培養するか、又は動物腹腔内に投与して腹水内で増殖させた後、培養培地又は腹水からモノクローナル抗体を採取するハイブリドーマ法を好適に挙げることができる。加熱菌体を免疫源とした場合、得られたモノクローナル抗体の中から、大腸菌O157加熱菌体抗原に結合できるモノクローナル抗体を複数選択し、サンドイッチELISAにより大腸菌O157加熱菌体抗原を高精度に分析できるモノクローナル抗体の組合せ、例えばモノクローナル抗体O157W−17B3とO157W−20B6との組合せを選択することが好ましい。
上記ミエローマ細胞としては、マウス、ラット、ウサギ由来細胞等一般に入手可能な株化細胞を用いることができるが、上記抗体産生細胞とミエローマ細胞とは同種動物由来であることが好ましく、また、未融合の状態ではHAT選択培地(ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジンを含む)で生存できず、抗体産生細胞と融合した状態でのみ、陽性ハイブリドーマとして生存できる性質を有することが好ましく、具体的には、P3−X63−Ag8−U、P3X63Ag8.653、NSI/1−Ag4−1、NS0/1等のマウスミエローマ細胞株、YB2/0等のラットミエローマ細胞株などを挙げることができる。
上記細胞融合の方法としては、例えばダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)等の培地において、抗体産生細胞とミエローマ細胞とをポリエチレングリコール等の融合促進剤の存在下で混合することにより行なうことができる。細胞融合終了後、DMEM等で適当に希釈し、遠心分離し、沈殿をHAT培地等の選択培地に懸濁して培養することによりハイブリドーマを選択し、次いで、培養上清を用いて酵素抗体法等により抗体産生ハイブリドーマを検索し、限界希釈法等によりクローニングを行ない、大腸菌O157を認識するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを得ることができる。前記のとおり、抗体産生ハイブリドーマを培地中又は生体内で培養しモノクローナル抗体を培養物から採取することができるが、培養物又は腹水からのモノクローナル抗体の分離・精製方法としては、タンパク質の精製に一般的に用いられる方法であればどのような方法でもよく、例えば、IgG精製に通常使用される硫安分画法、陰イオン交換体又はプロテインA、G等のカラムによるクロマトグラフィーによって行なうことができる。
抗大腸菌O157モノクローナル抗体等の大腸菌O157に対する抗体は標識化抗体として用いることができる。標識化抗体作製に用いられる標識物質としては、単独で又は他の物質と反応することにより検出可能なシグナルをもたらすことができる標識物質であればよく、酵素、蛍光物質、化学発光物質、放射性物質、金コロイド等を使用することができ、酵素としてはペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β−D−ガラクトシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、グルコ−ス−6−ホスフェートデヒドロゲナーゼ、アルコール脱水素酵素、リンゴ酸脱水素酵素、ペニシリナーゼ、カタラーゼ、アポグルコースオキシダーゼ、ウレアーゼ、ルシフェラーゼ、アセチルコリンエステラーゼ等を、蛍光物質としては、フルオレスセインイソチオシアネート、フィコビリタンパク、希土類金属キレート、ダンシルクロライド、テトラメチルローダミンイソチオシアネート等を、発光物質としては、ルミノール類、ジオキセタン類、アクリジニウム塩類等を、放射性物質としては3H、14C、125I、131I等を、それぞれ例示することができる。標識物質が酵素である場合には、その活性を測定するために基質、必要により発色剤、蛍光剤、発光剤等を用いることができる。
上記被検試料を界面活性剤で処理した処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させて大腸菌O157を検出する方法としては、上記処理物に不溶性担体に結合した上記抗体を作用させて、前記処理物中の大腸菌O157を捕捉させて抗原抗体複合体とし、さらに標識化した大腸菌O157に対する抗体を反応させるサンドイッチ法や、上記処理物に磁気ビーズを結合した大腸菌O157に対する標識化抗体を作用させて抗原抗体複合体とし、磁力により分離して、該抗原抗体複合体中の標識物質を検出する磁気ビーズ法や、上記処理物に標識化した大腸菌O157に対する抗体を作用させた抗原抗体複合体を凝集沈殿させた後、遠心分離により分離して、抗原抗体複合体中の標識物質を検出する凝集沈殿法や、イムノクロマト法、二重免疫拡散法、放射免疫拡散法など公知の免疫測定法を利用することができるが、上記処理物に大腸菌O157に対する抗体として、それぞれ異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体を作用させて検出する方法、例えば不溶性担体に結合した大腸菌O157を認識するモノクローナル抗体と、異なるエピトープを認識する標識された大腸菌O157を認識するモノクローナル抗体(標識化第二抗体)を用いるサンドイッチ(二抗体)法や、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体の少なくとも一つがイムノクロマト用に用いられる金コロイド等の標識物で標識されたモノクローナル抗体を用いるイムノクロマト法が好ましい。
上記不溶性担体としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、フッ素樹脂、架橋デキストラン、ポリサッカライド等の高分子化合物、その他、ガラス、金属、磁性粒子及びこれらの組み合わせ等を挙げることができ、また、不溶性担体の形状としては、例えば、トレイ状、球状、繊維状、棒状、盤状、容器状、セル、マイクロプレート、試験管、ラテックスビーズ状等の種々の形状で用いることができる。更に、これら不溶性担体への抗原又は抗体の固定化方法は特に限定されるものでなく、物理的吸着法、共有結合法、イオン結合法等を用いることができる。
上記イムノクロマト法による大腸菌O157の検出方法としては、上記処理物に、抗大腸菌O157抗体に金コロイドを結合した金コロイド標識抗体を作用させることにより抗原抗体複合体とし、イムノクロマトストリップ上を毛管現象等により移動する途中に、前記イムノクロマトストリップの所定の位置に固定されている前記金コロイド標識抗体とは異なるエピトープを認識する抗大腸菌O157抗体が、前記抗原抗体複合体を補足することで現れる着色ラインの有無によって定性分析する方法を挙げることができる。
上記イムノクロマトストリップの作製方法としては、例えば、抗体を、PBS溶液で調製し、メンブレンに直線状に塗布し乾燥させ、その後、BSAやTween20等を含むPBSで30〜40℃にてブロッキング後、PBSで洗浄し乾燥させた抗体固定化メンブレンを調製し、処理物のスポット用のガラスウール製サンプルパッド、抗体固定化メンブレン、処理物吸収用吸収パッドの順にそれぞれ貼り付ける方法を例示することができる。
上記金コロイドを結合した金コロイド標識抗体の作製方法としては、従来公知の方法を含め特に制限されず、例えば、炭酸カリウム溶液で調製した金コロイド溶液に、ホウ酸緩衝液に抗大腸菌O157抗体、好ましくは大腸菌O157に対するモノクローナル抗体を溶解した溶液を加え、室温で5分〜2時間、好ましくは15〜60分間反応した後、BSA溶液を加えて反応させ、遠心分離する方法を挙げることができる。また、上記金コロイド標識抗体は、例えばガラスウール製コンジュゲートパッド等に塗布し、乾燥させることにより金コロイド標識抗体担持体とすることが保存性の点から好ましく、その場合は、使用時に上記被検試料を界面活性剤で処理した処理溶液等に溶解して検出試薬として使用することができる。
上記展開支持体は、例えば、金コロイド標識抗体と異なるエピトープを認識する抗体、好ましくはモノクローナル抗体を含む緩衝液を、メンブレンに直線状に塗布し乾燥させた後、ブロッキング処理することにより作製することができる。
本発明の大腸菌O157検出用キットとして、好ましくは、大腸菌O157に対するモノクローナル抗体と界面活性剤、より好ましくはそれぞれ異なるエピトープを認識する2種以上の大腸菌O157に対するモノクローナル抗体と界面活性剤、さらに好ましくはそれぞれ異なるエピトープを認識する2種以上の大腸菌O157に対するモノクローナル抗体と非イオン性界面活性剤又は陽イオン性界面活性剤、特に好ましくはそれぞれ異なるエピトープを認識する2種以上の大腸菌O157に対するモノクローナル抗体とポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル又は塩化ベンザルコニウムとを含み、さらに、上記モノクローナル抗体を溶解する緩衝液や、培養液(培地)や上記処理物を調製するための調製液や、取扱説明書等の添付文書等を含んでいてもよい。また、より好ましい態様の本発明の大腸菌O157検出用キットとしては、前記イムノクロマト法におけるテストストリップを挙げることができる。この場合、異なるエピトープを認識する2種類のモノクローナル抗体の少なくとも一つが、イムノクロマト用に用いられる金コロイドで標識されたモノクローナル抗体であることが好ましい。
本発明におけるモノクローナル抗体としては、特に、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生するモノクローナル抗体O157W−17B3、及び/又はハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生するモノクローナル抗体O157W−20B6を好適に挙げることができ、これらハイブリドーマは、平成24年(2012年)6月25日(受託日)付で特許微生物寄託センター(NPMD)に受託されている。
以下、実施例により、本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。
1.抗大腸菌O157モノクローナル抗体の作製
1−1 材料及び方法
(1)大腸菌O157抗原溶液の調製
大腸菌O157:H7(ATCC43894)株(以下「ATCC43894株」ともいう。)は、ATCCより購入した。ATCC43894株をTA10 Broth(プリマハム社製)で培養後、集菌、洗浄し、ダルベッコPBS(−)(日水製薬社製)に溶解し、100℃にて15分間加熱処理することにより得た加熱処理菌体を、2.0×109CFU/mL溶液として調製し、免疫に供するまで−20℃で凍結保管した。
1−1 材料及び方法
(1)大腸菌O157抗原溶液の調製
大腸菌O157:H7(ATCC43894)株(以下「ATCC43894株」ともいう。)は、ATCCより購入した。ATCC43894株をTA10 Broth(プリマハム社製)で培養後、集菌、洗浄し、ダルベッコPBS(−)(日水製薬社製)に溶解し、100℃にて15分間加熱処理することにより得た加熱処理菌体を、2.0×109CFU/mL溶液として調製し、免疫に供するまで−20℃で凍結保管した。
(2)免疫
供試動物として、6週齢のBALB/cマウス(日本クレア社製)10尾を用いた。初回免疫は、上記抗原溶液が500μl入ったエッペンドルフチューブに不完全フロイントアジュバント(Difco社製)を等量加え、ボルテックスミキサーにて攪拌して作製した初回免疫用抗原エマルジョンを作製した。このエマルジョンを1尾当たり150μL腹腔内に接種した。追加免疫も、初回免疫と同様に行い、2週間の間隔で5〜20回行った。
供試動物として、6週齢のBALB/cマウス(日本クレア社製)10尾を用いた。初回免疫は、上記抗原溶液が500μl入ったエッペンドルフチューブに不完全フロイントアジュバント(Difco社製)を等量加え、ボルテックスミキサーにて攪拌して作製した初回免疫用抗原エマルジョンを作製した。このエマルジョンを1尾当たり150μL腹腔内に接種した。追加免疫も、初回免疫と同様に行い、2週間の間隔で5〜20回行った。
(3)血中抗体価の測定
初回及び追加免疫で上記抗原溶液を注射後1週間経過時に、各BALB/cマウスの尾部静脈より採血を行った。採血した血液は室温に2時間静置後、遠心分離を行って血清を得た。これらの血清の10倍希釈液を作製し、非競合法ELISAによりマウス血中の抗大腸菌O157:H7抗体価を調べた。なお、二次抗体にはアルカリホスファターゼ標識抗マウスIgG(H+L)抗体(Jackson ImmunoReserch Laboratories社製)を用いた。
初回及び追加免疫で上記抗原溶液を注射後1週間経過時に、各BALB/cマウスの尾部静脈より採血を行った。採血した血液は室温に2時間静置後、遠心分離を行って血清を得た。これらの血清の10倍希釈液を作製し、非競合法ELISAによりマウス血中の抗大腸菌O157:H7抗体価を調べた。なお、二次抗体にはアルカリホスファターゼ標識抗マウスIgG(H+L)抗体(Jackson ImmunoReserch Laboratories社製)を用いた。
(4)ハイブリドーマの作製
ハイブリドーマの作製は、ケラーとミルシュタインの方法(1975)に従った。すなわち、十分に抗体価が上がった上記マウスに、上記抗原溶液100μLを尾部静脈より注射した。静脈注射から4日後、マウスより脾臓を無菌的に摘出した。脾臓を細切後、RPMI1640(Gibco社製)で洗浄して、滅菌ナイロンメッシュ(Cell Strainer, 70 μm, Becton Dickinson社製)を通し、脾臓細胞懸濁液を得た。1,000rpm×10分の遠心分離により脾臓細胞を集め、再度RPMI1640で再懸濁し細胞数をカウントした。この脾臓細胞懸濁液とマウスミエローマ細胞(P3X63Ag8.653)懸濁液を細胞数が10:1になるように混合し、再度1,000rpm×10分の遠心分離を行い、ペレットを得た。このペレットに平均分子量3,350の45%ポリエチレングリコールを滴下し細胞融合を行った。細胞溶液にRPMI1640を加え希釈後、遠心分離でペレットにした。このペレットに、ハイブリドーマ用培地(10%牛胎児血清、40mMの2−メルカプトエタノール、100U/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシンを含むRPMI1640培地)に100μMのヒポキサンチン、0.4μMのアミノプテリン、16μMのチミジンを含むHAT選択培地を加え、5×106cells/wellとなるように24ウェルの細胞培養用プレート(Becton Dickinson社製)に分注し、5%CO2雰囲気下37℃にて培養した。
ハイブリドーマの作製は、ケラーとミルシュタインの方法(1975)に従った。すなわち、十分に抗体価が上がった上記マウスに、上記抗原溶液100μLを尾部静脈より注射した。静脈注射から4日後、マウスより脾臓を無菌的に摘出した。脾臓を細切後、RPMI1640(Gibco社製)で洗浄して、滅菌ナイロンメッシュ(Cell Strainer, 70 μm, Becton Dickinson社製)を通し、脾臓細胞懸濁液を得た。1,000rpm×10分の遠心分離により脾臓細胞を集め、再度RPMI1640で再懸濁し細胞数をカウントした。この脾臓細胞懸濁液とマウスミエローマ細胞(P3X63Ag8.653)懸濁液を細胞数が10:1になるように混合し、再度1,000rpm×10分の遠心分離を行い、ペレットを得た。このペレットに平均分子量3,350の45%ポリエチレングリコールを滴下し細胞融合を行った。細胞溶液にRPMI1640を加え希釈後、遠心分離でペレットにした。このペレットに、ハイブリドーマ用培地(10%牛胎児血清、40mMの2−メルカプトエタノール、100U/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシンを含むRPMI1640培地)に100μMのヒポキサンチン、0.4μMのアミノプテリン、16μMのチミジンを含むHAT選択培地を加え、5×106cells/wellとなるように24ウェルの細胞培養用プレート(Becton Dickinson社製)に分注し、5%CO2雰囲気下37℃にて培養した。
(5)限界希釈法によるクローニング
細胞培養用プレートの各ウェルの培養上清をELISAの一次抗体として供試し、抗大腸菌O157抗体を産生しているハイブリドーマの存在を調べた。ELISAによりATCC43894株抗原に対して陽性を示したウェルのハイブリドーマについて、0.9cells/wellとなるように96ウェルの細胞培養用プレートに移し、限界希釈法によるクローニングを行った。なお、フィーダー細胞として、4週齢BALB/cマウス胸腺細胞を5×106cells/wellとなるように96ウェル細胞培養用プレートの各ウェルに加えた。クローニングされたハイブリドーマの培養には、10%牛胎児血清、40mMの2−メルカプトエタノール、100U/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシンを含むRPMI1640培地を用いた。
細胞培養用プレートの各ウェルの培養上清をELISAの一次抗体として供試し、抗大腸菌O157抗体を産生しているハイブリドーマの存在を調べた。ELISAによりATCC43894株抗原に対して陽性を示したウェルのハイブリドーマについて、0.9cells/wellとなるように96ウェルの細胞培養用プレートに移し、限界希釈法によるクローニングを行った。なお、フィーダー細胞として、4週齢BALB/cマウス胸腺細胞を5×106cells/wellとなるように96ウェル細胞培養用プレートの各ウェルに加えた。クローニングされたハイブリドーマの培養には、10%牛胎児血清、40mMの2−メルカプトエタノール、100U/mLのペニシリン、100μg/mLのストレプトマイシンを含むRPMI1640培地を用いた。
(6)抗体のスクリーニング
モノクローナル抗体のスクリーニングは、各ウェルの培養上清について、ATCC43894株加熱菌体に対する反応性を非競合法ELISAにて調べた。その結果、16種類の抗体産生ハイブリドーマを選抜した。
モノクローナル抗体のスクリーニングは、各ウェルの培養上清について、ATCC43894株加熱菌体に対する反応性を非競合法ELISAにて調べた。その結果、16種類の抗体産生ハイブリドーマを選抜した。
(7)腹水の採取及びモノクローナル抗体の精製
Jonesら(1990)に従い、まず、BALB/cマウスに不完全フロイントアジュバントを0.2mL腹腔内に注射した。1週間後、一尾当たり5×106cellsの選抜したハイブリドーマを接種した。腹水貯留後、シリンジにより腹水を採取した。採種した腹水をProtein Gカラム(アマシャム ファルマシア社製)により精製した。
Jonesら(1990)に従い、まず、BALB/cマウスに不完全フロイントアジュバントを0.2mL腹腔内に注射した。1週間後、一尾当たり5×106cellsの選抜したハイブリドーマを接種した。腹水貯留後、シリンジにより腹水を採取した。採種した腹水をProtein Gカラム(アマシャム ファルマシア社製)により精製した。
(8)モノクローナル抗体のクラス、サブクラス及びタイプ
モノクローナル抗体のクラス及びサブクラスについては、Monoclonal mouse immunoglobulin isotyping kit(Pharmingen社製)により、IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgM、IgA、IgL(κ)及びIgL(γ)を決定した。
モノクローナル抗体のクラス及びサブクラスについては、Monoclonal mouse immunoglobulin isotyping kit(Pharmingen社製)により、IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgM、IgA、IgL(κ)及びIgL(γ)を決定した。
1−2 結果
(1)抗大腸菌O157:H7モノクローナル抗体の特性とクラス、サブクラス
大腸菌O157:H7に対するモノクローナル抗体を16種類得た。結果を以下の表1に示す。
(1)抗大腸菌O157:H7モノクローナル抗体の特性とクラス、サブクラス
大腸菌O157:H7に対するモノクローナル抗体を16種類得た。結果を以下の表1に示す。
(表1中、+は大腸菌O157抗原に反応し陽性であることを示す。)
(2)抗体の組合せ条件
大腸菌O157:H7を検出するための2つのモノクローナル抗体の組合せは、サンドイッチELISA及び作製したイムノクロマトストリップにおける、大腸菌O157:H7ATCC4394加熱菌体及びその他の菌体に対する検出精度の点から選出した。抜粋したイムノクロマトストリップにおける大腸菌O157およびその他の菌に対する反応性の結果を以下の表2に示す。
大腸菌O157:H7を検出するための2つのモノクローナル抗体の組合せは、サンドイッチELISA及び作製したイムノクロマトストリップにおける、大腸菌O157:H7ATCC4394加熱菌体及びその他の菌体に対する検出精度の点から選出した。抜粋したイムノクロマトストリップにおける大腸菌O157およびその他の菌に対する反応性の結果を以下の表2に示す。
上記表2の結果から明らかなとおり、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生するモノクローナル抗体O157W−17B3と、ハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生するモノクローナル抗体O157W−20B6とを検出精度の高い組合せとして選択した。
1.イムノクロマトによる大腸菌O157の検出
(1)金コロイド標識モノクローナル抗体の作製
モノクローナル抗体O157W−17B3とモノクローナル抗体O157W−20B6について、2mMホウ酸緩衝液(pH9.0)で1mg/mLとなるようにそれぞれ溶液を調製した。あらかじめ0.2M炭酸カリウム溶液でpH9.0に調製した金コロイド溶液(シグマ アルドリッチ社製)5mLに各モノクローナル抗体の溶液を500μL添加し、室温にて30分間反応した後、10%BSA溶液を625μL加え、さらに15分間反応させた。遠心分離を行い、1%BSA溶液でOD525=1.0になるよう調製した。ガラスウール製コンジュゲートパッドに68μL/cm2となるよう塗布し、乾燥させた。
(1)金コロイド標識モノクローナル抗体の作製
モノクローナル抗体O157W−17B3とモノクローナル抗体O157W−20B6について、2mMホウ酸緩衝液(pH9.0)で1mg/mLとなるようにそれぞれ溶液を調製した。あらかじめ0.2M炭酸カリウム溶液でpH9.0に調製した金コロイド溶液(シグマ アルドリッチ社製)5mLに各モノクローナル抗体の溶液を500μL添加し、室温にて30分間反応した後、10%BSA溶液を625μL加え、さらに15分間反応させた。遠心分離を行い、1%BSA溶液でOD525=1.0になるよう調製した。ガラスウール製コンジュゲートパッドに68μL/cm2となるよう塗布し、乾燥させた。
(2)抗体固定化メンブレンの作製
モノクローナル抗体O157W−17B3とモノクローナル抗体O157W−20B6とについて、それぞれPBSで4mg/mLとなるように溶液を調製し、ニトロセルロースメンブレンに直線状に塗布し乾燥させた。その後、1%BSA、0.1%Tween20を含むPBSで37℃にて2時間ブロッキング後、PBSで洗浄し乾燥させた。
モノクローナル抗体O157W−17B3とモノクローナル抗体O157W−20B6とについて、それぞれPBSで4mg/mLとなるように溶液を調製し、ニトロセルロースメンブレンに直線状に塗布し乾燥させた。その後、1%BSA、0.1%Tween20を含むPBSで37℃にて2時間ブロッキング後、PBSで洗浄し乾燥させた。
(3)イムノクロマトストリップの組立
上記コンジュゲートパッド、抗体固定化メンブレンに加えて、被検試料を界面活性剤で処理した処理物のスポット用のガラスウール製サンプルパッド、処理物吸収用のガラスウール製吸収パッドを別途用意し、サンプルパッド、コンジュゲートパッド、抗体固定化メンブレン、吸収パッドの順にそれぞれ貼り付け、イムノクロマトストリップとした。
上記コンジュゲートパッド、抗体固定化メンブレンに加えて、被検試料を界面活性剤で処理した処理物のスポット用のガラスウール製サンプルパッド、処理物吸収用のガラスウール製吸収パッドを別途用意し、サンプルパッド、コンジュゲートパッド、抗体固定化メンブレン、吸収パッドの順にそれぞれ貼り付け、イムノクロマトストリップとした。
(4)イムノクロマト法における抗体の組合せ条件
上記のイムノクロマトストリップにおいて、O157W−20B6が金コロイド標識モノクローナル抗体であって、O157W−17B3がニトロセルロースメンブレンに直線状に塗布される場合に、より検出精度が高くなることを確認した。したがって、これ以降の実施例においては、金コロイド標識モノクローナル抗体としてO157W−20B6を用いることとして、本発明のイムノクロマトストリップとしての検討を行った。
上記のイムノクロマトストリップにおいて、O157W−20B6が金コロイド標識モノクローナル抗体であって、O157W−17B3がニトロセルロースメンブレンに直線状に塗布される場合に、より検出精度が高くなることを確認した。したがって、これ以降の実施例においては、金コロイド標識モノクローナル抗体としてO157W−20B6を用いることとして、本発明のイムノクロマトストリップとしての検討を行った。
1.界面活性剤の検討
大腸菌O157:H7(ATCC43894)株を供試菌株として、各種の界面活性剤の添加効果の検討を行った。検討した界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤であるSDS(ナカライテスク社製)とデオキシコール酸ナトリウム(和光純薬工業社製)、陽イオン性界面活性剤である塩化ベンザルコニウム(和光純薬工業社製)、両性界面活性剤であるCHAPS(同仁化学研究所社製)、非イオン性界面活性剤であるTritonX−100(シグマ アルドリッチ社製)、Tween20(エムピーバイオジャパン社製)、NP−40(Biovision社製)であった。日水製薬社製のトリプトソーヤブイヨン(カゼイン製ペプトン 17g/L、ダイズ製ペプトン 3g/L、塩化ナトリウム 5g/L、ブドウ糖 2.5g/L、リン酸水素二カリウム 2.5g/L)を培養液として用いて大腸菌O157(ATCC43894)株について、培地に添加後35℃にて24時間培養した。細菌数を1.0×104、1.0×103、5.0×102、1.0×102CFU/mLとなるように調整し、各希釈液1mLに、以下の表3に示す終濃度となるように各界面活性剤を添加し、沸騰水中にて15分加熱して本発明における処理物とした。該処理物100μLを、金コロイド標識モノクローナル抗体を含む検出試薬と混合し、金コロイド標識モノクローナル抗体を作用させた後、上記本発明のイムノクロマトストリップに適用し、15分後に目視で着色ライン検出の有無を判定した。結果を以下の表3に示す。
大腸菌O157:H7(ATCC43894)株を供試菌株として、各種の界面活性剤の添加効果の検討を行った。検討した界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤であるSDS(ナカライテスク社製)とデオキシコール酸ナトリウム(和光純薬工業社製)、陽イオン性界面活性剤である塩化ベンザルコニウム(和光純薬工業社製)、両性界面活性剤であるCHAPS(同仁化学研究所社製)、非イオン性界面活性剤であるTritonX−100(シグマ アルドリッチ社製)、Tween20(エムピーバイオジャパン社製)、NP−40(Biovision社製)であった。日水製薬社製のトリプトソーヤブイヨン(カゼイン製ペプトン 17g/L、ダイズ製ペプトン 3g/L、塩化ナトリウム 5g/L、ブドウ糖 2.5g/L、リン酸水素二カリウム 2.5g/L)を培養液として用いて大腸菌O157(ATCC43894)株について、培地に添加後35℃にて24時間培養した。細菌数を1.0×104、1.0×103、5.0×102、1.0×102CFU/mLとなるように調整し、各希釈液1mLに、以下の表3に示す終濃度となるように各界面活性剤を添加し、沸騰水中にて15分加熱して本発明における処理物とした。該処理物100μLを、金コロイド標識モノクローナル抗体を含む検出試薬と混合し、金コロイド標識モノクローナル抗体を作用させた後、上記本発明のイムノクロマトストリップに適用し、15分後に目視で着色ライン検出の有無を判定した。結果を以下の表3に示す。
2.結果
(1)界面活性剤無添加
上記表3から明らかなとおり、界面活性剤を添加しない場合は、1.0×104CFU/mLでは、「±:ラインが薄く、熟練者であれば陽性と判定可能」であり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mLであることを確認した。
(1)界面活性剤無添加
上記表3から明らかなとおり、界面活性剤を添加しない場合は、1.0×104CFU/mLでは、「±:ラインが薄く、熟練者であれば陽性と判定可能」であり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mLであることを確認した。
(2)非イオン性界面活性剤添加
TritonX−100の濃度が0.5%である場合、1.0×103CFU/mLの細菌数において「+w:ラインやや薄いが、経験がなくても陽性と判定可能」であり、5.0×102CFU/mLの細菌数において「±:ラインが薄く、熟練者であれば陽性と判定可能」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が20倍程度顕著に高くなり、検出限界濃度は5.0×102CFU/mLであることを確認した。また、TritonX−100の濃度が1%である場合、1.0×104CFU/mLの細菌数において「+:明確に陽性と判定可能」であり、濃度が0.1%である場合でも1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高く、検出限界濃度は、1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
TritonX−100の濃度が0.5%である場合、1.0×103CFU/mLの細菌数において「+w:ラインやや薄いが、経験がなくても陽性と判定可能」であり、5.0×102CFU/mLの細菌数において「±:ラインが薄く、熟練者であれば陽性と判定可能」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が20倍程度顕著に高くなり、検出限界濃度は5.0×102CFU/mLであることを確認した。また、TritonX−100の濃度が1%である場合、1.0×104CFU/mLの細菌数において「+:明確に陽性と判定可能」であり、濃度が0.1%である場合でも1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高く、検出限界濃度は、1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
Tween20の濃度が0.5〜1.0%である場合、1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。Tween20の濃度が0.1%である場合、1.0×103CFU/mLの細菌数において「±」であり、検出限界濃度は、1.0×103CFU/mLであることを確認した。また、NP−40の濃度が0.05%である場合、1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
(3)陽イオン性界面活性剤添加
塩化ベンザルコニウムの濃度が0.05%である場合、1.0×103CFU/mLの細菌数において「+w」であり、5.0×102CFU/mLの細菌数では「±」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が20倍程度高くなり、検出限界濃度は5.0×102CFU/mLであることを確認した。また、塩化ベンザルコニウムの濃度が0.01%や0.1%である場合でも1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
塩化ベンザルコニウムの濃度が0.05%である場合、1.0×103CFU/mLの細菌数において「+w」であり、5.0×102CFU/mLの細菌数では「±」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が20倍程度高くなり、検出限界濃度は5.0×102CFU/mLであることを確認した。また、塩化ベンザルコニウムの濃度が0.01%や0.1%である場合でも1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
(4)陰イオン性界面活性剤添加
SDSの濃度が0.1%である場合、1.0×103CFU/mLの細菌数において「±」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が10倍高くなり、検出限界濃度は1.0×103CFU/mLであることを確認した。デオキシコール酸ナトリウムの濃度が0.05%や0.10%である場合に、1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
SDSの濃度が0.1%である場合、1.0×103CFU/mLの細菌数において「±」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が10倍高くなり、検出限界濃度は1.0×103CFU/mLであることを確認した。デオキシコール酸ナトリウムの濃度が0.05%や0.10%である場合に、1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
(5)両性界面活性剤添加
CHAPSの濃度が0.5%や1.0%である場合、1.0×104CFU/mLの細菌数において、「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
CHAPSの濃度が0.5%や1.0%である場合、1.0×104CFU/mLの細菌数において、「+w」であり、界面活性剤を添加しない場合と比較して検出精度が高くなり、検出限界濃度は1.0×104CFU/mL未満であることを確認した。
2.TritonX−100
大腸菌O157の異なる10種類の菌株を供試菌株とし、TritonX−100を用いて検出精度の検討を行った。上記トリプトソーヤブイヨンを用いて10種類の各供試菌株を35℃にて24時間培養後、1.0×102、1.0×103、1.0×104、1.0×105、1.0×106CFU/mLとなるよう調製した。その後調製液1mLに、TritonX‐100を終濃度0.5%となるように添加し、沸騰水中にて15分加熱して処理物とした。本発明のイムノクロマトストリップを用いて、各濃度のTritonX‐100の添加の効果を評価した。また、TritonX‐100を添加しない場合(TritonX‐100無添加)についても同様に評価した。結果を以下の表4に示す。
大腸菌O157の異なる10種類の菌株を供試菌株とし、TritonX−100を用いて検出精度の検討を行った。上記トリプトソーヤブイヨンを用いて10種類の各供試菌株を35℃にて24時間培養後、1.0×102、1.0×103、1.0×104、1.0×105、1.0×106CFU/mLとなるよう調製した。その後調製液1mLに、TritonX‐100を終濃度0.5%となるように添加し、沸騰水中にて15分加熱して処理物とした。本発明のイムノクロマトストリップを用いて、各濃度のTritonX‐100の添加の効果を評価した。また、TritonX‐100を添加しない場合(TritonX‐100無添加)についても同様に評価した。結果を以下の表4に示す。
上記表4から明らかなとおり、大腸菌O157:H7のATCC43894株、RIMD05091896株、RIMD05091924株、RIMD05091871株、RIMD05091891株、RIMD05091929株、RIMD05091980株においては、検出精度がほぼ10倍となった。大腸菌O157:H7のRIMD05091974株においては、検出精度がほぼ100倍となった。大腸菌O157:H7のRIMD05091944株、大腸菌O157:HNTのRIMD05091894株においては、1.0×104CFU/mLにおいて「±」が「+w」となった。したがって、上記No.1〜No.10の10種類の大腸菌O157:H7のいずれの株においても、TritonX‐100を添加しない場合と比較して検出精度が顕著に高くなり、RIMD05091980株を除き検出限界濃度が104CFU/mL未満であることが確認された。
1.A社ストリップ
A社より販売されているO157用テストストリップ(A社ストリップ)を用いて、TritonX‐100添加の効果を検討した。抽出サンプルの調製は実施例3と同様に行い、添付の説明書に従い抽出サンプル150μLを試験管に分注し、ストリップを試験管に添加し、15分後に目視で判定を行った。実施例3同様、大腸菌O157の菌株番号の異なる10種類の菌株を供試菌株として、各濃度のTritonX‐100の添加の効果を評価した。また、TritonX‐100を添加しない場合についても同様に評価した。結果を以下の表5に示す。
A社より販売されているO157用テストストリップ(A社ストリップ)を用いて、TritonX‐100添加の効果を検討した。抽出サンプルの調製は実施例3と同様に行い、添付の説明書に従い抽出サンプル150μLを試験管に分注し、ストリップを試験管に添加し、15分後に目視で判定を行った。実施例3同様、大腸菌O157の菌株番号の異なる10種類の菌株を供試菌株として、各濃度のTritonX‐100の添加の効果を評価した。また、TritonX‐100を添加しない場合についても同様に評価した。結果を以下の表5に示す。
上記表5から明らかなとおり、大腸菌O157:H7のATCC43894株、RIMD05091896株、RIMD05091891株、RIMD05091944株、及びRIMD05091980株においては、検出精度がほぼ10倍となった。大腸菌O157:H7のRIMD05091871株及びRIMD05091974株においては、1.0×104CFU/mLの細菌数において「±」が「+w」となり、RIMD05091929株においては、1.0×104CFU/mLの細菌数において「+w」が「+」となった。RIMD05091924株と大腸菌O157:HNTのRIMD05091894株における検出精度は変わらなかった。したがって、A社ストリップを使用した場合であっても上記No.1〜No.10の10種類の大腸菌O157:H7のほとんどの株において、TritonX‐100を添加しない場合と比較してTritonX‐100を添加した場合に検出精度が概ね高くなることが確認された。
2.B社ストリップ
B社より販売されているO157用テストストリップ(B社ストリップ)を用いて、TritonX‐100添加の効果を検討した。抽出サンプルの調製は実施例3と同様に行い、添付の説明書に従い抽出サンプル1mLを試験管に分注し、ストリップを試験管に添加し、10分後に目視で判定を行った。実施例3同様、大腸菌O157の菌株番号の異なる10種類の菌株を供試菌株として、各濃度のTritonX−100の添加の効果を評価した。また、TritonX−100を添加しない場合についても同様に評価した。結果を以下の表6に示す。
B社より販売されているO157用テストストリップ(B社ストリップ)を用いて、TritonX‐100添加の効果を検討した。抽出サンプルの調製は実施例3と同様に行い、添付の説明書に従い抽出サンプル1mLを試験管に分注し、ストリップを試験管に添加し、10分後に目視で判定を行った。実施例3同様、大腸菌O157の菌株番号の異なる10種類の菌株を供試菌株として、各濃度のTritonX−100の添加の効果を評価した。また、TritonX−100を添加しない場合についても同様に評価した。結果を以下の表6に示す。
上記表6から明らかなとおり、大腸菌O157:H7のATCC43894株、RIMD05091924株、RIMD05091871株、RIMD05091891株、RIMD05091929株においては、検出精度がほぼ10倍となった。大腸菌O157:H7のRIMD05091974株においては、1.0×103CFU/mLにおいて「±」が「+w」となった。大腸菌O157:H7のRIMD05091980株及び大腸菌O157:HNTのRIMD05091894株においては、1.0×104CFU/mLにおいて「±」が「+w」となった。RIMD05091896株とRIMD05091944株における検出精度は変わらなかった。したがって、B社ストリップを用いた場合、上記No.1〜No.10の10種類の大腸菌O157:H7のほとんどの株において、TritonX‐100を添加しない場合と比較してTritonX‐100を添加した場合に検出精度が概ね高くなることが確認された。
1.培地の検討
大腸菌O157:H7(ATCC43894)株を供試菌株として、プリマハム社製のTA10 Broth(トリプトース10.0g/L、肉エキス5.0g/L、酵母エキス5.0g/L、塩化ナトリウム5.0g/L、ブドウ糖0.5g/L、リン酸水素二ナトリウム7.0g/L、リン酸二水素カリウム15.0g/L、塩類0.95g/L)、メルク社製のノボビオシン加mEC培地、メルク社製のノボビオシン加mTSB培地の3種類の培養液を用いて、TritonX‐100又は塩化ベンザルコニウムを添加した場合の効果の検討を行った。上記ATCC43894株を35℃にて24時間培養後、細菌数を1.0×106、1.0×105、1.0×104、5.0×103、1.0×103、5.0×102CFU/mLに調整した。その後調製液1mLに、TritonX‐100を終濃度0.5%となるように又は塩化ベンザルコニウムを終濃度0.05%となるように添加し、沸騰水中にて15分加熱して処理物とした。処理物100μlを前記検出試薬(金コロイド標識モノクローナル抗体)と反応させた後、上記本発明のイムノクロマトストリップを添加し、15分後に目視で判定を行った。結果を以下の表7に示す。
大腸菌O157:H7(ATCC43894)株を供試菌株として、プリマハム社製のTA10 Broth(トリプトース10.0g/L、肉エキス5.0g/L、酵母エキス5.0g/L、塩化ナトリウム5.0g/L、ブドウ糖0.5g/L、リン酸水素二ナトリウム7.0g/L、リン酸二水素カリウム15.0g/L、塩類0.95g/L)、メルク社製のノボビオシン加mEC培地、メルク社製のノボビオシン加mTSB培地の3種類の培養液を用いて、TritonX‐100又は塩化ベンザルコニウムを添加した場合の効果の検討を行った。上記ATCC43894株を35℃にて24時間培養後、細菌数を1.0×106、1.0×105、1.0×104、5.0×103、1.0×103、5.0×102CFU/mLに調整した。その後調製液1mLに、TritonX‐100を終濃度0.5%となるように又は塩化ベンザルコニウムを終濃度0.05%となるように添加し、沸騰水中にて15分加熱して処理物とした。処理物100μlを前記検出試薬(金コロイド標識モノクローナル抗体)と反応させた後、上記本発明のイムノクロマトストリップを添加し、15分後に目視で判定を行った。結果を以下の表7に示す。
上記表7から明らかなとおり、界面活性剤を用いない場合、上記3種類の培養液で培養したときの検出限界濃度はいずれも1.0×104CFU/mLであった。TritonX‐100を終濃度0.5%となるように培養液に添加した場合、上記3種類のいずれの培地においても検出限界濃度は1.0×103CFU/mLとなった。塩化ベンザルコニウムを終濃度0.05%となるように培養液に添加した場合、TA10 Brothにおける検出限界濃度は1.0×103CFU/mLであり、ノボビオシン加mEC培地、ノボビオシン加mTSB培地における検出限界濃度は共に5.0×103CFU/mLであった。したがって、培地の種類によって多少のばらつきはあるものの、0.5%のTritonX‐100、又は0.05%の塩化ベンザルコニウムを培養液に添加した場合には、検出精度が顕著に高くなることが確認された。
1.交差反応性の検討
大腸菌O157以外の60種類の菌を供試菌株として、交差反応性試験を行った。上記トリプトソーヤブイヨンを培地として用い、各供試菌を35℃にて24時間培養後、細菌数1.0×108CFU/mLとなるように調製した。その後調製液1mLに、TritonX‐100を終濃度0.5%となるように添加し、沸騰水にて15分加熱して抽出サンプルとした。抽出サンプル100μLを、金コロイド標識モノクローナル抗体を含む検出試薬と反応させた後、上記本発明のイムノクロマトストリップ(テストストリップ)に適用し、15分後に目視で判定を行った。結果を以下の表8に示す。
また、前記A社ストリップ及びB社ストリップについても、実施例4と同様に添付の説明書に従い、目視で判定を行った。結果を以下の表8に示す。
大腸菌O157以外の60種類の菌を供試菌株として、交差反応性試験を行った。上記トリプトソーヤブイヨンを培地として用い、各供試菌を35℃にて24時間培養後、細菌数1.0×108CFU/mLとなるように調製した。その後調製液1mLに、TritonX‐100を終濃度0.5%となるように添加し、沸騰水にて15分加熱して抽出サンプルとした。抽出サンプル100μLを、金コロイド標識モノクローナル抗体を含む検出試薬と反応させた後、上記本発明のイムノクロマトストリップ(テストストリップ)に適用し、15分後に目視で判定を行った。結果を以下の表8に示す。
また、前記A社ストリップ及びB社ストリップについても、実施例4と同様に添付の説明書に従い、目視で判定を行った。結果を以下の表8に示す。
上記表8から明らかなとおり、60種類の各供試菌において、本発明のイムノクロマトストリップとA社ストリップは、No.4のシトロバクター・フレウンディ(Citrobacter freundii)NBRC16624株及びNo.57のサルモネラ・アーバナ(Salmonella Urbana)ATCC9261株に対して陽性を示した。シトロバクター・フレウンディとサルモネラ・アーバナは、大腸菌O157と共通のO抗原を有することが報告されており[(Nishiuchi et al. 2000. Structure and serologic properties of O-specific polysaccharide from Citrobacter freundii possessing cross-reactivity with Escherichia coli O157:H7. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 28, 163-170)及び(南弘一他. 2000. 腸管出血性大腸菌O157と共通抗原をもつ Salmonella Urbana(O30) による重度の神経学的後遺症を残したサルモネラ症の1例. 小児感染免疫 12(1), 19-22)]、ここでの結果と一致した。したがって、上記本発明のイムノクロマトストリップとA社ストリップは、TritonX‐100を添加しても、大腸菌O157:H7との共通のO抗原以外の抗原との交差反応性がないことが確認された。
また、B社ストリップは、少なくともTritonX‐100を添加した場合、上記シトロバクター・フレウンディNBRC16624株及びNo.57のサルモネラ・アーバナATCC9261株に加え、シトロバクター・ローデンチウムNBRC105723株、クロノバクター・サカザキBRC102416株、エドワードシエラ・タルダNBRC105688株、エルウィニア・カロトボラIFO3380株、エシェリヒア・ブラッタエNBRC105725株、大腸菌O111:H−のRIMD05092014株とATCC33780株、大腸菌O111:H8RIMD05092026株、大腸菌O26:H46RIMD0509624株、エシェリヒア・ファグソニイNBRC102419株、エシェリヒア・ハーマンニイATCC33650株、ATCC33651株、ハフニア・アルベイATCC13337株、プロテウス・ミラビリスNBRC105697株、プロビデンシア・アルカリファシエンスNBRC105687株、サルモネラ・パラチフスB ATCC51962株等とも交差反応を示し、大腸菌O157:H7のO抗原を特異的に検出できないことが確認された。
本発明の大腸菌O157の検出方法は、被検試料を界面活性剤で処理することにより、界面活性剤を使用しない場合と比較して、検出精度が非常に高く、また、交差反応性が低く、偽陽性の割合が従来品と比較して非常に小さいことが確認された。したがって、本発明は、病原性大腸菌O157による汚染や感染を防止する上で有用であり、食品産業において特に利用できる。
Claims (21)
- 大腸菌O157を検出する方法であって、被検試料を界面活性剤で処理し、この処理物に大腸菌O157に対する抗体を作用させて大腸菌O157を検出することを特徴とする大腸菌O157の検出方法。
- 処理物が、被検試料を界面活性剤で処理し、次いで加熱した加熱処理物であることを特徴とする請求項1記載の大腸菌O157の検出方法。
- 大腸菌O157に対する抗体が、大腸菌O157に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項1又は2記載の大腸菌O157の検出方法。
- 大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、大腸菌O157の加熱処理菌体に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項3記載の大腸菌O157の検出方法。
- 大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項3又は4記載の大腸菌O157の検出方法。
- 異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体の少なくとも一つが、イムノクロマト用に用いられる金コロイドで標識されたモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項5記載の大腸菌O157の検出方法。
- 大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生するモノクローナル抗体O157W−17B3、又はハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生するモノクローナル抗体O157W−20B6であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか記載の大腸菌O157の検出方法。
- 界面活性剤が、非イオン性界面活性剤又は陽イオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか記載の大腸菌O157の検出方法。
- 非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルであることを特徴とする請求項8記載の大腸菌O157の検出方法。
- 陽イオン性界面活性剤が、塩化ベンザルコニウムであることを特徴とする請求項8記載の大腸菌O157の検出方法。
- 1×103CFU/mL以下の大腸菌O157を検出できることを特徴とする請求項1〜10のいずれか記載の検出方法。
- 大腸菌O157に対する抗体と界面活性剤とを備えたことを特徴とする大腸菌O157検出用キット。
- 大腸菌O157に対する抗体が、大腸菌O157に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項12記載の大腸菌O157検出用キット。
- 大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、大腸菌O157の加熱処理菌体に対するモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項13記載の大腸菌O157検出用キット。
- 大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項13又は14記載の大腸菌O157検出用キット。
- 異なるエピトープを認識する2種以上のモノクローナル抗体の少なくとも一つが、イムノクロマト用に用いられる金コロイドで標識されたモノクローナル抗体であることを特徴とする請求項15記載の大腸菌O157検出用キット。
- 大腸菌O157に対するモノクローナル抗体が、ハイブリドーマ(NITE P−1347)が産生する大腸菌O157に対するモノクローナル抗体O157W−17B3、又はハイブリドーマ(NITE P−1346)が産生する大腸菌O157に対するモノクローナル抗体O157W−20B6であることを特徴とする請求項13〜16のいずれか記載の大腸菌O157検出用キット。
- 界面活性剤が、非イオン性界面活性剤又は陽イオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項12〜17のいずれか記載の検出キット。
- 非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルであることを特徴とする請求項18記載の大腸菌O157検出用キット。
- 陽イオン性界面活性剤が、塩化ベンザルコニウムであることを特徴とする請求項18記載の検出キット。
- 界面活性剤と大腸菌O157に対する抗体とを併用することを特徴とする大腸菌O157検出精度の向上方法。
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