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WO2020153461A1 - 抗原の測定方法及び測定装置 - Google Patents

抗原の測定方法及び測定装置 Download PDF

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Publication number
WO2020153461A1
WO2020153461A1 PCT/JP2020/002431 JP2020002431W WO2020153461A1 WO 2020153461 A1 WO2020153461 A1 WO 2020153461A1 JP 2020002431 W JP2020002431 W JP 2020002431W WO 2020153461 A1 WO2020153461 A1 WO 2020153461A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antibody
albumin
antigen
hydrogen peroxide
glycated
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/002431
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄弥 宮澤
Original Assignee
株式会社Provigate
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Provigate filed Critical 株式会社Provigate
Priority to EP20744252.6A priority Critical patent/EP3916377A4/en
Priority to CN202080010467.8A priority patent/CN113728223A/zh
Priority to JP2020567708A priority patent/JP7457368B2/ja
Priority to US17/425,150 priority patent/US20220260558A1/en
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    • G01N2400/00Assays, e.g. immunoassays or enzyme assays, involving carbohydrates
    • G01N2400/02Assays, e.g. immunoassays or enzyme assays, involving carbohydrates involving antibodies to sugar part of glycoproteins

Definitions

  • the present disclosure relates to measurement of antigens.
  • HPLC method high performance liquid chromatography
  • it is difficult to downsize because it is necessary to use a high-pressure pump to increase the measurement speed.
  • the equipment is expensive and the column requires regular maintenance.
  • Other methods, such as the enzyme method and the immunological method have been developed that are simpler and can measure in a shorter time than conventional HPLC methods.
  • the device required for measurement is Still expensive and easy to increase in size.
  • the present disclosure includes a method for measuring an antigen and a measuring device.
  • a method for measuring an antigen according to an embodiment of the present disclosure is to specifically recognize the antigen, and to prepare a first antibody bound to a magnetic carrier, and specifically recognize the antigen. And preparing a second antibody modified with oxidase.
  • a magnetic field may be used to capture the antigen-antibody complex of the antigen recognized by the first antibody and the second antibody in the magnetic field.
  • the antigen-antibody complex may be washed while being trapped in the magnetic field.
  • Hydrogen peroxide may be produced by reacting the antigen-antibody complex with a substrate. The hydrogen peroxide may be measured.
  • An antigen measurement method provides a solution containing an antigen (also referred to as preparation and provision in the present disclosure).
  • Providing a first antibody that specifically recognizes the antigen and is bound to a magnetic carrier Providing a second antibody that specifically recognizes the antigen and is modified with an oxidase, Providing a substrate (containing a substrate solution) that reacts with the oxidase, Causing the first antibody to recognize the antigen, Causing the second antibody to recognize the antigen, Using a magnetic field to capture the antigen-antibody complex of the antigen recognized by the first antibody and the second antibody in the magnetic field, Washing the antigen-antibody complex in the state of being captured in the magnetic field, Reacting the substrate with the antigen-antibody complex to generate hydrogen peroxide; Measuring the hydrogen peroxide, May be provided.
  • the sample to be measured may be a solution.
  • the solution may be a body fluid, a solution derived from a body fluid, or a diluted body fluid.
  • the solution may be a non-body fluid (non-body fluid-derived) solution, or a body fluid or a mixed solution of a body fluid-derived solution and a non-body fluid-derived solution.
  • the solution may be a solution used for sample measurement or a solution used for calibration measurement.
  • the solution may be a standard solution or a calibration solution.
  • the sample to be measured may be a sample.
  • the body fluid may be blood.
  • the body fluid may be a blood-derived solution.
  • the body fluid may be, for example, plasma or serum.
  • the body fluid may be lymph fluid, interstitial fluid, intercellular fluid, interstitial fluid, or other interstitial fluid, body fluid, serous fluid, pleural fluid, ascites fluid, pericardial fluid, cerebrospinal fluid (cerebrospinal fluid). ), synovial fluid (synovial fluid), and aqueous humor (aqueous humor).
  • the body fluid may be digestive fluid such as saliva, gastric juice, bile, pancreatic juice, intestinal juice, and may be sweat, tears, runny nose, urine, semen, vaginal fluid, amniotic fluid, milk.
  • the body fluid may be an animal body fluid or a human body fluid.
  • the "body fluid” may be a solution.
  • the solution may contain a physiological buffer solution containing a substance to be measured, such as phosphate buffered saline (PBS) or N-tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid buffer solution (TES). ..
  • PBS phosphate buffered saline
  • TES N-tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid buffer solution
  • the solution is not particularly limited as long as it contains the substance to be measured.
  • the solution may contain an antigen to be measured.
  • the solution may be tears and the substance to be measured may be glycoalbumin contained in the tears.
  • the measurement object may be albumin in blood or serum, glycoalbumin, hemoglobin, glycohemoglobin, albumin in interstitial fluid, may be glycoalbumin, albumin in tears, glycoalbumin. It may be present or may be albumin, glycoalbumin, etc. in urine.
  • Albumin may be oxidized albumin (HNA) or reduced albumin (HMA).
  • the antigen may be a protein. In some embodiments, the antigen may or may include a protein. In some embodiments, the protein may be a modified protein. The modification may be, for example, glycosylation, acetylation, phosphorylation, methylation, nitration, lipid addition and the like. In some embodiments, the antigen may be a glycated protein.
  • the antigen may be fructosamine.
  • Fructosamine may be a glycated protein, a glycated peptide, or a glycated amino acid.
  • the glycated protein may be glycated albumin or glycated hemoglobin.
  • the glycated protein may be AGE (Advanced Glycation End Products, advanced glycation end product, late glycation end product).
  • the antigen may be or may include an organism.
  • the antigen may be a bacterium and in that case the antibody may be, for example, an anti-E. coli antibody.
  • the antigen may be a virus.
  • the antibody may recognize a protein on the surface of the virus.
  • examples of the antibody include anti-pathogenic microbial antibody (polyclonal antibody against E. coli, Listeria, Salmonella. Sera care), anti-infectious disease pathogen antibody (Helicobacter, Staphylococcus, etc.). Polyclonal antibody, Sera Care), pathogenic microbial monochrome antibody (Multifunctional Protein Research Institute), etc. may be used.
  • the Anti-E. coli LPS antibody (Abcam) may be used as an antibody having an antigen that recognizes the LPS antibody induced by E. coli even if it does not recognize the bacteria itself.
  • the antigen may be a hapten (incomplete antigen).
  • the antigen may be a lipid, a nucleic acid, or a small molecule having a molecular weight of several hundreds or less.
  • the antigen may be a physiologically active substance.
  • a magnetic carrier is a carrier containing a magnetic material that reacts to an external magnetic field.
  • the material used for the magnetic carrier may be a diamagnetic material, a paramagnetic material, or a ferromagnetic material.
  • the magnetic body may be a soft magnetic body or a hard magnetic body.
  • the magnetic substance may be iron oxide, chromium oxide, cobalt, ferrite, or the like.
  • the magnetic carrier may be magnetic particles.
  • the size of the magnetic carrier or particles may be greater than or equal to a value such as 10 nm, 50 nm, 100 nm, 500 nm, 1 ⁇ m, etc.
  • the size of the magnetic carrier or particles may be smaller than 100 ⁇ m, 75 ⁇ m, 50 ⁇ m, 40 ⁇ m, 30 ⁇ m, 25 ⁇ m, 20 ⁇ m, 10 ⁇ m, 1 ⁇ m, etc., or smaller.
  • the size of the magnetic particles may be adjusted appropriately. For example, it is thought that small magnetic carriers are more susceptible to forces due to factors other than the magnetic field, such as Brownian motion in solution. It is considered that when the force due to factors other than the magnetic field increases, it becomes difficult to capture the antigen-antibody complex having the magnetic carrier in the magnetic field. For example, a large magnetic carrier makes it easier to capture an antigen-antibody complex having a magnetic carrier in a magnetic field, but the surface area per unit volume is small, that is, the number of antibodies per unit volume is small, so that the reaction efficiency is lowered. Is possible.
  • an increase in the particle surface area per unit volume raises the upper limit for capturing the test object in a trace amount sample, and can be expected to improve the detection limit, output, and sensitivity.
  • the above idea is merely speculation and does not necessarily mean physical correctness, and the size of magnetic particles that is contrary to the above idea may be selected.
  • the magnetic carrier and the antibody may be bound via an organic molecule or may be bound almost directly. It may be attached via a carbon chain such as an alkane.
  • a functional group, a characteristic group, a group such as a substituent, or an organic molecular structure such as a sugar chain (hereinafter also simply referred to as “group”) is formed on the surface of the magnetic carrier, or the surface is functionalized.
  • the antibody may be directly bonded to a magnetic carrier having a group or a group such as a sugar chain exposed. Examples of the functional group include a carboxyl group, an amino group, a tosyl group, an aldehyde group, a maleimide group, and a thiol group.
  • a carbon chain may be bound to a functional group on the surface of the magnetic carrier, and an antibody may be bound to the carbon chain. This can also illustratively adjust the distance between the carrier and the antibody.
  • the magnetic carrier and the antibody may be bound by physical adsorption or non-specific adsorption.
  • the first antibody and the second antibody may be substantially the same antibody or may include substantially the same antibody.
  • the first antibody and the second antibody may include different antibodies, or may be substantially different antibodies.
  • Both the first antibody and the second antibody may be monoclonal antibodies, one may be a polyclonal antibody and the other may be a monoclonal antibody, or both may be polyclonal antibodies.
  • the first antibody and the second antibody may each consist of one type of antibody, or may contain or consist of a plurality of types of antibodies.
  • Polyclonal antibodies may be more readily available and cheaper than monoclonal antibodies.
  • Polyclonal antibodies may be able to bind more to the antigen than monoclonal antibodies. As more antibody attaches to the antigen, more measurement signal can be taken out as a result.
  • the antibody that recognizes the glycated protein may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody.
  • the monoclonal antibody that recognizes the glycosylated protein may be a monoclonal antibody that can recognize the glycosylation site of the protein.
  • the antibody that recognizes the glycated protein may be a monoclonal antibody that can recognize the three-dimensional structure produced by glycation of the protein.
  • the conformation of a protein can deform the glycosylation site by glycation.
  • the conformation of a protein can deform the conformation near the glycosylation site by glycation.
  • the higher-order structure of a protein can deform the three-dimensional structure at a site different from the glycation site by glycation.
  • Glycated proteins can have a different conformation than unglycated proteins.
  • the glycosylation site of the glycosylated protein recognized by the monoclonal antibody may recognize a characteristic characteristic of the glycosylated protein different from the unglycated protein.
  • the anti-albumin polyclonal antibody Human Albumin Antibody Goat Polyclonal (BETHYL Laboratories) may be used.
  • the monoclonal antibody anti-human albumin monoclonal FU-301 (Japan Biotest Institute Co., Ltd.) may be used.
  • the anti-GA monoclonal antibody for example, Monoclonal Antibodies to Human Glycated Albumin Clone A717 (EXOCELL) or Glycated Albumin monoclonal anabolic (M02), A11 (A02), etc. are used.
  • Anti-Phosphoserine, Rabbit-Poly may be used as the polyclonal antibody for the phosphorylated peptide, and Phosphotyrosine (Clone, Biolegend) may be used as the monoclonal antibody.
  • the above antibodies are merely examples, and the antibodies of the present disclosure are not limited thereto. Other antibodies may be used.
  • a method or conditions used in an antigen-antibody staining method such as Western blot may be adopted.
  • Oxidase is an enzyme that uses the substrate of molecular oxygen as an electron acceptor.
  • oxidase is an enzyme that catalyzes a redox reaction using an oxygen molecule as a hydrogen or electron acceptor.
  • “Substrate” is a substance that catalyzes a chemical reaction by an enzyme.
  • the substrate is a substance that binds to an enzyme protein that undergoes a reduction in the activation energy of a particular chemical reaction upon binding to an enzyme, which results in a conversion to a particular product at an astonishing rate.
  • the oxidase comprises glucose oxidase and the substrate may comprise glucose. In some embodiments, the oxidase comprises an alcohol oxidase and the substrate may comprise a primary alcohol.
  • the magnetic field acting on the magnetic carrier may be generated using a magnet outside the measurement system or the reaction system, or may be generated using a magnet arranged inside the measurement system or the reaction system.
  • the magnetic field may be generated by a permanent magnet or may be generated by supplying an electric current.
  • a permanent magnet or an electromagnet may be used to generate the magnetic field.
  • the antibody-containing liquid may be mixed with the antigen-containing solution so that the antibody recognizes the antigen.
  • Various conditions and methods may be used for the antigen-antibody reaction.
  • the solution may be kept at 4° C. for about overnight after mixing, may be kept at 37° C. for about 1 to 2 hours, and other temperature and time may be adopted.
  • the pH may be pH 6.5 to 8.4, which is close to the in vivo condition, or may be other conditions.
  • Various conditions may be adopted as the ionic strength.
  • a commercially available PBS concentration NaCl: 137 mM, KCl: 2.7 mM, Na2HPO4: 8.1 mM, KH2PO4: 1.47 mM
  • PBS concentration NaCl: 137 mM, KCl: 2.7 mM, Na2HPO4: 8.1 mM, KH2PO4: 1.47 mM
  • other ion conditions may be adopted.
  • a magnetic field can be used to trap the antigen-antibody complex with the magnetic carrier within or outside of the magnetic field.
  • another solution or liquid may be flown to the place where the antigen-antibody complex is captured.
  • contaminants molecules other than the antigen (measurement target) contained in the solution containing the antigen (solution containing the measurement target), ions and other substances, so-called contaminants are washed out (washing, washing, (Also referred to as rinse, flush, etc.) or impurities can be separated from the antigen or the antigen-antibody complex.
  • the sensitivity or accuracy of the measurement can be increased by performing the measurement in a state where there are few contaminated parts.
  • the measurement or detection of hydrogen peroxide may be performed using a hydrogen peroxide sensor device.
  • the concentration of hydrogen peroxide may be measured.
  • the hydrogen peroxide sensor may be an electrochemical type electrode or a hydrogen peroxide electrode.
  • the hydrogen peroxide electrode may have a counter electrode, a reference electrode, and a working electrode.
  • Hydrogen peroxide is decomposed at the hydrogen peroxide electrode, and the emitted electrons are detected as a current.
  • This reaction can be described as follows. H 2 O 2 ⁇ 2H + +O 2 +2 e ⁇
  • This current is proportional to the concentration of hydrogen peroxide near the electrodes. Under steady-state, quasi-steady-state or controlled or known conditions, the current is proportional or related to the concentration or amount of antigen in the original solution introduced.
  • the current measurement can detect a larger signal and can perform more accurate measurement, and is considered to be less susceptible to changes in the ion concentration in the solution.
  • the distance (Debye length) in the detection region changes depending on the ion concentration on the electrode surface, resulting in a change in the S/N ratio.
  • current measurement it is considered that the S/N ratio is unlikely to change unless a redox current is generated on the electrode.
  • An optical method may be used to measure or detect hydrogen peroxide.
  • Optical methods may include measuring absorbance or luminescence. For example, by adding peroxidase, 4-aminoantipyrine, and a color former, the color change of the quinone dye caused by oxidative condensation may be measured, for example, from the back surface of the transparent substrate.
  • the detection unit may include a luminescent reagent and a photodetector.
  • luminol may be used as the luminescent reagent.
  • Luminol may be arranged in powder form. Hydrogen peroxide may be reacted with luminol, and the intensity of light emission (wavelength 460 nm) due to the luminol reaction may be measured.
  • the reagent may further contain potassium hexacyanoferrate, sodium hydroxide and the like.
  • the luminol reaction may be measured by an AC-driven electrochemiluminescence method using a gold electrode, a platinum electrode or a transparent electrode of indium tin oxide (ITO electrode).
  • ITO electrode indium tin oxide
  • a combination of an oxalate ester and a fluorescent substance may be used, or lucigenin (acridinium) may be used.
  • FIG. 1 schematically shows a solution (antigen solution) 1 containing glycated protein 2 as an antigen.
  • Glycated protein 2 is formed by binding sugar 3 to the body of protein 4.
  • the solution 1 also contains impurities 5.
  • FIG. 1B schematically shows a state in which two antibodies are specifically recognized and bound to glycated protein 2.
  • Two antibodies are bound to glycated protein 2.
  • the first antibody 10 is formed by binding a protein-recognizing antibody 11 to a magnetic particle (M) 12.
  • the other antibody 20 is formed by binding an antibody 21 that recognizes a protein with an oxidase (OD, Ox) 22.
  • the antibody 20 having the oxidase 22 is drawn as a monoclonal antibody that specifically recognizes the glycation site to which the sugar 3 in the glycated protein 2 is bound, and the antibody 10 having the magnetic particles 12 is specific to the protein 4 main body. It is depicted as a polyclonal antibody that recognizes.
  • the antigen-antibody complex 30 in which both the antibody 10 having magnetic particles and the antibody 20 having oxidase recognize the glycosylated protein 2 is formed.
  • the antibody 10 having the magnetic particles 12 may be a monoclonal antibody that specifically recognizes the glycation site to which the sugar 3 in the glycated protein 2 is bound, and the antibody 20 having the oxidase 22 may be the protein 2 itself. It may be a polyclonal antibody that specifically recognizes. In some embodiments, any antibody can be a polyclonal antibody. In some embodiments, any antibody may be a monoclonal antibody.
  • one antigen is bound to two antibodies, that is, an antibody 10 having one magnetic substance 12 and an antibody 20 having one oxidase 22.
  • more than two antibodies may recognize the antigen and form an antigen-antibody complex.
  • two or more antibodies having magnetic particles and/or two or more antibodies having a substrate may recognize an antigen to form an antigen-antibody complex.
  • the magnetic field B is applied to the antigen-antibody complex 30. Due to the magnetic field B, the antigen-antibody complex 30 chemically integrated with the magnetic particles 12 becomes difficult to move due to the movement of the fluid in the solution 1 and the thermal movement (for example, Blanc movement) of the surrounding molecules. .. That is, the antigen-antibody complex 30 having the magnetic particles 12 is captured by the magnetic field B.
  • FIG. 1D schematically shows a wash (rinse, flush) performed while the antigen-antibody complex 30 is captured by the magnetic field B.
  • the washing liquid or the washing buffer 40 is flown.
  • the antigen-antibody complex 30 is trapped in the magnetic field B and cannot move substantially with respect to the magnetic field B.
  • substances other than the antigen-antibody complex 30, for example, the contaminants 5, do not react with the magnetic field B, and thus are pushed by the cleaning liquid 40 in this way or are separated from the magnetic field B together with the cleaning liquid 40.
  • the glycated protein 2 to be measured in this case is retained in the form of the antigen-antibody complex 30, and the contamination that may affect the measurement from the same space.
  • Object 5 can be discharged or excluded therefrom.
  • FIG. 1E generation of hydrogen peroxide from the antigen-antibody complex 30 is schematically shown.
  • the antigen-antibody complex 30 is trapped in the magnetic field B.
  • the substrate 50 is introduced here.
  • the substrate 50 causes a catalytic reaction with the oxidase 22 of the antigen-antibody complex 30 to generate hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). Since this reaction is a catalytic reaction, if hydrogen peroxide is sufficiently supplied, hydrogen peroxide in an amount proportional to the amount of oxidase 22 will be continuously produced.
  • the amount or concentration of oxidase may be determined from the amount or concentration of hydrogen peroxide by measuring the amount of hydrogen peroxide produced. Since the amount of oxidase is proportional to the amount of the antigen-antibody complex 30, that is, the amount of glycated protein 2 which is an antigen, the amount of the antigen contained in the antigen solution 1 can be determined.
  • FIG. 2 shows a flowchart of the measuring method according to the embodiment (S1100).
  • a solution containing an antigen is provided (prepared and prepared) (S1101).
  • the solution may be obtained by collecting bodily fluids.
  • the solution may be collected from tears, saliva, blood and the like.
  • the solution may be plasma or serum.
  • an antibody having magnetic particles and specifically recognizing an antigen of interest is introduced into the solution.
  • an antibody having an oxidase and specifically recognizing the antigen is introduced.
  • an antigen-antibody complex in which the oxidase and the magnetic substance are bound is formed (S1103).
  • a magnetic field is applied to the solution in which the antigen-antibody complex is formed.
  • the antigen-antibody complex bound to the magnetic particles is captured by this magnetic field (S1104).
  • the washing solution is flowed to separate or remove the contaminants from the antigen-antibody complex (S1105).
  • a solution containing a substrate (substrate solution) is introduced into the remaining antigen-antibody complex.
  • the substrate reacts with the oxidase of the antigen-antibody complex to generate hydrogen peroxide (S1106).
  • This hydrogen peroxide is measured (S1107).
  • the amount of hydrogen peroxide measured, the change in that amount over time, etc. may be measured.
  • the concentration of the antigen in the solution may be estimated or the presence or absence of the antigen in the solution may be determined from the measurement result of hydrogen peroxide.
  • the hydrogen peroxide produced may be measured by a hydrogen peroxide sensor (not shown).
  • the antigen-antibody reaction may be performed in the reaction chamber in which the hydrogen peroxide sensor is placed.
  • the formed antigen-antibody complex may be captured in the vicinity of the hydrogen peroxide sensor.
  • a magnetic field may be used to trap the formed antigen-antibody complex in the vicinity of the hydrogen peroxide sensor.
  • hydrogen peroxide may be generated by the catalytic reaction between the oxidase of the antigen-antibody complex and the substrate while the antigen-antibody complex is captured in the vicinity of the hydrogen peroxide sensor. Thereby, for example, the detection sensitivity of hydrogen peroxide by the hydrogen peroxide sensor can be increased.
  • the oxidase of the antigen-antibody complex and a substrate are catalytically reacted to generate hydrogen peroxide, and the generated hydrogen peroxide is used as the antigen-antibody It may be separated from the complex or separated outside the magnetic field.
  • the separated hydrogen peroxide can be measured with a hydrogen peroxide sensor.
  • the carry-over of the previous antigen-antibody complex or the like increases the measured value, which affects the measurement. Therefore, by separating hydrogen peroxide from the antigen-antibody complex, it becomes unnecessary to take measures such as correction for carryover, and the measurement can be simplified.
  • the hydrogen peroxide sensor may be covered with a protective film.
  • the protective film can, for example, eliminate or reduce the effect of contaminants on the hydrogen peroxide sensor.
  • a protective film may be formed on the hydrogen peroxide electrode. Thereby, for example, non-specific adsorption of contaminants on the electrode surface can be prevented or reduced. Alternatively, it is possible to prevent or reduce an electric current that may be generated by a redox substance undergoing a redox reaction with the electrode.
  • the protective film may include a polymer film or may be substantially composed of a polymer.
  • the protective film may be or may be a film having an alkane chain containing or having a hydrophilic group or a cellulose acetate film.
  • the protective film may include a BSA film.
  • the protective film may be a multilayer film.
  • a silane layer may be formed on the peroxide electrode, an ion-exchange resin film may be formed thereon, and a BSA film may be formed thereon.
  • the silane layer facilitates the formation of an organic film thereon, for example.
  • the ion exchange resin can reduce noise caused by ions to the measurement.
  • the BSA membrane can protect the electrode surface from non-specific adsorption of proteins.
  • the protective film may be a polymer or may include a polymer.
  • the polymer of the protective film may be a fluoropolymer.
  • the fluorine-based polymer has water repellency and oil repellency, and can prevent or reduce non-specific adsorption of impurities and the like to the electrode surface, for example.
  • the amount or ratio of the amount of modified antigen to the total amount of antigen may be determined.
  • the amount or ratio of modified protein to total protein may be determined.
  • albumin may be used as the protein and glycated albumin may be used as the modified protein, and the ratio (GA value) may be determined.
  • the total amount of antigen may be determined by optical measurement.
  • the absorbance of the protein may be measured.
  • an optical label may be attached to the protein and the optical properties of the optical label measured.
  • the absorbance of the optical label may be measured.
  • the optical label may be a fluorescent label.
  • fluorescent probes that specifically bind to the reagent binding site may be used.
  • a reagent such as dansylamide that binds to binding site 1 of albumin or BD140 (manufactured by TCI) that binds to binding site 2 may be used.
  • the optical label may be a light absorbing label.
  • bromocresol green (BCG) and bromocresol purple (BCP) may be used as the light absorption label of albumin.
  • an optical measurement is made of the total amount of antigen, then generated by the reaction of the substrate and oxidase for the modified antigen via the antigen-antibody complex with the oxidase and magnetic carrier.
  • Hydrogen peroxide may be measured.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a GA value measuring method according to one embodiment (S100).
  • a solution containing unglycated albumin and glycated albumin (or an albumin solution containing glycated albumin) is prepared (S101).
  • the solution may be obtained by collecting bodily fluids.
  • the solution may be collected from tears, saliva, blood and the like.
  • the solution may be plasma or serum.
  • the solution does not necessarily need to contain glycated albumin.
  • a solution containing glycated albumin but containing an amount below the measurement limit may be prepared.
  • a solution suspected of containing glycated albumin may be prepared.
  • a solution may be prepared for the purpose of checking whether or not glycated albumin is contained.
  • a solution may be prepared for the purpose of confirming that glycated albumin is not contained.
  • the amount of total albumin is measured by an optical method (S102).
  • the amount of glycated albumin can be determined (S107).
  • a GA value is obtained as the amount of glycated albumin relative to the amount of total albumin obtained in S102, that is, the ratio thereof (S108).
  • the amount of both antigen and modified antigen may be determined by measuring hydrogen peroxide generated by the reaction of the oxidase of the antigen-antibody complex with the substrate.
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method for measuring a GA value according to such an embodiment (S200).
  • a solution containing albumin and glycated albumin is prepared (S201). This solution is divided into a total albumin assay and a glycated albumin assay.
  • a washing liquid is flowed to separate or remove contaminants from the antigen-antibody complex (S205).
  • the amount of albumin can be determined (S207).
  • the measurement of glycated albumin (S213 to S217) can be performed in the same manner. That is, an antibody having magnetic particles and specifically recognizing glycated albumin is introduced into the solution. At the same time or before or after, an antibody having an oxidase and specifically recognizing glycated albumin is introduced. As a result, an antigen-antibody complex of glycated albumin in which the oxidase and the magnetic substance are bound is formed (S213).
  • the amount of glycated albumin can be determined (S217).
  • a GA value is obtained as the ratio of the amount of glycated albumin obtained in S217 to the amount of total albumin obtained in S207, that is, the ratio thereof (S218).
  • an antigen-antibody complex having an oxidase and a magnetic carrier is formed with respect to an unmodified or modified antigen, and the amount of hydrogen peroxide generated by the reaction of the substrate with respect to the oxidase is measured to determine the modified
  • the antigen-antibody complex having an oxidase and a magnetic carrier is formed with respect to the antigen thus obtained, and the total amount of the antigen, unmodified or modified, is obtained by measuring hydrogen peroxide generated by the reaction of the substrate with the oxidase. The amount of antigen that has been given may be determined.
  • the total amount of glycated and non-glycated proteins and the amount of glycated protein are respectively determined by forming an antigen-antibody complex having an oxidase and a magnetic carrier, and reacting the oxidase with a substrate. It may be determined by measuring hydrogen peroxide.
  • the analyte solution may be split into a total amount of antigen and a modified amount of antigen.
  • bodily fluids such as tears, saliva, and blood may be collected, diverted, and one may be used for measuring the amount of glycated protein such as glycated albumin, and the other may be used for measuring the total amount of protein such as albumin. ..
  • each measurement can be performed on substantially the same sample, and the ratio thereof can be obtained more accurately.
  • forming the antigen-antibody complex between the antigen and the modified antigen may occur at substantially the same time.
  • the solution may be plasma or serum.
  • the sample solution may be introduced into the same measuring device separately for each measurement. For example, a part of the solution is introduced into the measuring device, the total amount of the antigen is measured, and after the measurement, this is discharged to wash the inside of the sensor, and then the remaining part or the whole of the solution is introduced into the measuring device. Then, the amount of the modified antigen may be measured. The order of measuring the total amount of antigen and measuring the amount of modified antigen may be reversed.
  • ⁇ Example> An example of current measurement of glycated albumin (GA) is shown below as one embodiment.
  • Magnetic particles (DynabeadsMyOneCarboxylic acid, diameter 1 ⁇ m, 10 mg beads/mL, manufactured by Veritas Co., Ltd.) were used as a solid phase, and GA as an antigen was prepared by the following method. Magnetic particles with primary antibody were prepared by modifying the surface with an anti-GA monoclonal antibody capable of specifically binding to. [1] According to the product protocol, 200 uL of magnetic particles were collected from the product vial and washed.
  • a measurement reaction solution used for current measurement was prepared according to the following procedure. [1] To each of the magnetic particles having undergone the antigen-antibody reaction, 100 ⁇ L of 5 mM glucose PBS( ⁇ ) solution was added, and the mixture was reacted at room temperature for 5 minutes. [2] After the reaction, the magnetic particles were separated from the supernatant using a magnet, and the supernatant was collected as a reaction solution for measurement and stored at 4°C.
  • GA current measurement an external current measuring device was used to measure the current flowing into the electrode portion of the electrode tip in real time as an output current.
  • the setting condition was Vref: 450 mV
  • the electrode chip was incorporated into the measurement flow path jig, and then the flow path was filled with PBS( ⁇ ) to stabilize the current before measurement.
  • the output current from the reaction solution for measurement was observed by the following procedure, and the current of GA was measured.
  • 40 ⁇ L of the reaction solution for measurement stored at 4° C. was poured into the electrode part of the electrode chip in the channel, the flow of the solution was stopped, and the change in output current was observed over time.
  • FIG. 5 is a graph showing the measurement results of the output current.
  • the vertical axis represents the amount of current (nA) flowing into the electrode portion of the electrode tip, and the horizontal axis represents the measurement time (sec).
  • the output current once had a peak at the start of measurement (at 10 seconds), then dropped, and became a substantially constant value after a certain time (for example, around 100 seconds).
  • a spike-shaped current flowed. It is considered that this is due to the disturbance of the ions in the liquid near the electrode due to the addition of the liquid and the transient response due to the reached hydrogen peroxide.
  • the graph is expected to begin to fall. Since hydrogen peroxide is consumed as an oxidation current after reaching the electrode, it can always be said that the hydrogen peroxide concentration on the electrode surface is substantially zero. On the other hand, the hydrogen peroxide concentration in the liquid at a distance from the electrode remains high. Due to this concentration gradient, hydrogen peroxide diffuses from the liquid toward the electrode. It is considered that the output current shows a constant value after a certain time because the consumption of hydrogen peroxide by the electrode and the diffusion to the electrode have reached equilibrium. As shown in the graph above, the output current varies depending on the amount of GA present in the antigen solution, and the order of current values is serum H, serum L, blank (No-GA), that is, GA content. It was confirmed that the order of concentration was as follows.
  • FIG. 6 shows a bar graph of the average value of the output current in 25 seconds in the graph of FIG.
  • the vertical axis represents the output current value (nA), and the horizontal axis represents the name of the antigen solution used.
  • the time profile of the current may be used to determine the amount or concentration of the antigen.
  • the current value at a predetermined time may be used, the maximum value of the current value may be used, the change of the current value (for example, a differential value) may be used, or the integral value of the current at a certain time may be used.
  • the change of the current value for example, a differential value
  • the integral value of the current at a certain time may be used.
  • current-related properties may be used.
  • the device may be calibrated by extraction inspection for each manufacturing lot. For example, the output characteristics of the extracted device may be measured and the calibration data may be transmitted to the user of the device from the same lot or a predetermined lot.
  • the measuring device may have a calibration channel (measuring system) in addition to the measuring channel. For example, a calibration solution containing a predetermined concentration of antigen may be put in the calibration channel and the concentration may be measured. Based on the obtained output, a corresponding calibration curve may be used from the existing calibration curves.
  • the present disclosure includes measurement devices, apparatus and systems.
  • An apparatus for measuring an antigen comprises a first antibody capable of specifically binding to an antigen and bound to magnetic particles, a second antibody capable of specifically binding to an antigen and bound to an oxidase, It includes a reaction tank for accommodating an antigen-antibody complex in which one antibody and a second antibody are bound to an antigen, a magnetic field generator configured to generate a magnetic field in the reaction tank, and a substrate that reacts with an oxidase.
  • a substrate liquid tank for accommodating the substrate liquid and fluidly connected to the reaction tank so as to be openable and closable, and a hydrogen peroxide sensor for measuring hydrogen peroxide generated by the reaction of the oxidase and the substrate are provided.
  • the first antibody and the second antibody may be housed in separate housings. In some embodiments, the first antibody and the second antibody may be contained in a container separate from the reaction tank that recognizes the antigen. In some embodiments, the first antibody and the second antibody may be housed in a reaction vessel that recognizes the antigen.
  • the antigen-antibody complex may be captured in a magnetic field within the reaction vessel. In some embodiments, the antigen-antibody complex may be captured in the magnetic field at a location outside the reaction vessel. In some embodiments, the antigen-antibody complex may be captured within the magnetic field. In some embodiments, the antigen-antibody complex may be trapped outside the space in which the magnetic field acts.
  • the substrate liquid tank may be fluidly connected to the section where the antigen-antibody complex is captured so as to be openable and closable.
  • the antigen-antibody complex may be captured in the reaction vessel by a magnetic field, and the substrate solution vessel may be openably and fluidly connected to the reaction vessel.
  • the hydrogen peroxide sensor may be located within the reaction vessel. In some embodiments, the hydrogen peroxide sensor may be located outside the reaction vessel.
  • the measurement system may further include a buffer tank.
  • the buffer tank may contain a physiological buffer solution, and may be openably and closably fluidly connected to the reaction tank or the space supplemented with the antigen-antibody complex.
  • the buffer may be used, for example, in a reaction tank or the like to separate or flow out contaminants or the like that affect the measurement from the captured antigen-antibody complex.
  • the measurement system may include an inlet for introducing a solution containing the antigen.
  • the measurement system may include a drainage tank for containing a substrate solution, a buffer, etc. after use.
  • the drainage tank may be fluidly connected to the reaction tank or the space supplemented with the antigen-antibody complex.
  • the drainage tank may have an air hole for removing air. Excessive solution can be discharged and hydrogen peroxide required for measurement can be efficiently separated.
  • FIG. 7 schematically shows the configuration of the measurement system 100 according to one embodiment.
  • the reaction tank 130 contains a first antibody 110 having magnetism and a second antibody 120 having oxidase. Prior to use, these antibodies are contained in the reaction tank 130 in a dry state.
  • the reaction tank 130 has an inlet 131 for the solution, and the solution 101 containing the antigen 102 and the impurities 103 to be measured is introduced into the measurement system 100 or the reaction tank 130 through the inlet 131.
  • the antigen 102 contained in the solution 101 is recognized by the first antibody 110 and the second antibody 120, and an antigen-antibody complex (not shown) is formed in the reaction tank.
  • An electromagnet 150 is provided outside the reaction tank 130, a magnetic field is generated in the reaction tank 130, and the antigen-antibody complex is captured in the reaction tank 130.
  • the magnetic field is controlled by turning on and off the current to the electromagnet 150.
  • the control of the current to the electromagnet 150 is controlled by the external CPU 160.
  • a buffer tank 180 containing a buffer solution 181 is fluidly connected to the reaction tank 130 so as to be openable and closable.
  • the buffer solution 181 is introduced from the buffer tank 180 to the antigen-antibody complex trapped in the reaction tank 130 by the magnetic field, the impurities 103 and the like that are not bound to the magnetic material are swept out of the reaction tank 130.
  • the swept solution enters a drainage tank 190 that is fluidly connected to the reaction tank 130.
  • a substrate liquid tank 170 containing a substrate liquid 171 is fluidly connected to the reaction tank 130 so as to be openable and closable.
  • the substrate solution 171 is introduced from the substrate solution tank 170 into the antigen-antibody complex captured in the reaction tank 130 by the magnetic field, the substrate contained in the substrate solution 171 causes a catalytic reaction with the oxidase of the antigen-antibody complex. , Hydrogen peroxide is generated.
  • a hydrogen peroxide electrode 140 is arranged in the reaction tank 130.
  • the hydrogen peroxide electrode 140 is covered with a protective film 141 to prevent or reduce the non-specific adsorption of impurities to the electrode.
  • Hydrogen peroxide generated in the reaction tank 130 is detected by the hydrogen peroxide electrode 140, and the output current is measured.
  • the output current from the hydrogen peroxide electrode 140 is amplified, converted into a voltage, and measured. The measured value of the current and other calculations are performed by the CPU 160.
  • the electromagnet 150 is switched off to eliminate the magnetic field, and the substances in the reaction tank 130 including the antigen-antibody complex can be made to flow into the drainage tank 190.
  • FIG. 8 schematically shows the configuration of the measurement system 200 according to the embodiment.
  • the hydrogen peroxide electrode 240 is arranged in a measurement tank 290 that is configured separately from the reaction tank 230.
  • the measuring tank 290 is fluidly connected to the reaction tank 230.
  • the antigen-antibody complex of the antigen and the antibodies 210 and 220 can be retained in the reaction tank, and the produced hydrogen peroxide can be measured in the measuring tank 290 having a different structure.
  • the concentration of contaminants that may affect the hydrogen peroxide electrode 240 and the risk of contact of the magnetic substance with the electrode surface are reduced, and, for example, the catalytic reaction time of the oxidase to the substrate is controlled to measure It is possible to reduce the drift current derived from hydrogen peroxide, which is generated in 1., and to measure hydrogen peroxide with relatively high accuracy.
  • the measurement system may be composed of multiple components.
  • the measurement system includes a measurement cassette (which may be called a measurement sensor, a measurement cartridge, a measurement device, etc.) having a flow path system from the introduction of the sample to the drainage, and a main body having some or all of the other. It may be configured.
  • the measurement cassette may be configured to be connectable to the body.
  • the measurement cassette may be configured to couple with the body electrically, magnetically, mechanically, mechanically, and/or any combination thereof.
  • the magnetic field generator magnet, permanent magnet, electric magnet, etc.
  • a mechanism for controlling liquid transfer in the measurement cassette may be arranged in the main body.
  • the optical measurement system may be arranged in the body.
  • the solution used for measurement or liquid transfer or its tank may be arranged in the measurement cassette, or may be arranged on the main body side and introduced into the measurement cassette as necessary. May be.
  • Repeatable or multi-use components may be placed in the body and a disposable configuration placed in the measuring device.
  • the measuring device can be downsized and made easy to use.
  • liquid transfer may be performed by applying pressure to the flow channel from the outside, or may be performed by introducing air or gas into the flow channel.
  • the device may include a liquid feeding mechanism, a liquid feeding unit, a liquid feeding unit, a pressurizing mechanism, a pressurized air introducing unit or a mechanism, etc. for performing some or all of them.
  • the measurement system may be configured with a hydrogen peroxide sensor (such as an electrode) and another sensor.
  • the measurement system may have multiple hydrogen peroxide sensors. Thereby, for example, a plurality of types of measurement targets can be measured, and/or a plurality of measurements can be performed.
  • the measurement system may have a hydrogen peroxide sensor and an optical system. Both electrical and optical measurements can be made.
  • the optical measurement may be, for example, absorbance measurement or fluorescence measurement.
  • a glycated protein eg, GA
  • the total amount of protein eg, albumin
  • FIG. 9 schematically shows the configuration of a measurement cassette (device) 300 according to one embodiment.
  • 9A shows a plan view of the measurement cassette 300
  • FIG. 9B shows a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 9A.
  • the measurement cassette 300 is inserted and fixed in the slit of the measuring device body 350.
  • the electrode terminals 341 of the hydrogen peroxide sensor 340 are in electrical contact with the electrode terminals 354 of the main body 350, so that an electric signal from the sensor 340 can be transmitted to the main body 350.
  • the measurement cassette 300 shown in FIG. 9A has a solution inlet port 331, from which the solution can be introduced into the measurement cassette 300.
  • a solution inlet port 331 from which the solution can be introduced into the measurement cassette 300.
  • body fluid such as tears or saliva is collected, and an absorption labeling reagent such as BCP is mixed with this.
  • the light absorption labeling reagent binds to the protein contained in the collected liquid.
  • the body fluid after the reaction with the light absorption labeling reagent or the solution containing the body fluid is introduced into the inlet 331.
  • the introduction port 331 may be configured to be hermetically sealed after introducing the solution.
  • the optical measurement flow path portion 332 may be formed in a direction connecting both sides of the measurement cassette, and the end portion thereof may be sealed with a light window so that light can pass therethrough.
  • the measuring device main body 350 and the measuring cassette 300 may be positioned with sufficient accuracy.
  • the actual light path defined by the light emitter 352a and the light receiver 352b may be positioned sufficiently well with respect to the measurement accuracy with respect to the planned light path of the optical measurement flow path unit 332.
  • the light emitted from the light emitter 352a provided on the outer side or the main body enters from one end to the inside, passes through the optical measurement flow path portion 332, exits from the opposite end, and is received by the light receiver (optical sensor) 352b.
  • Optical characteristics such as intensity, absorbance, and fluorescence output can be detected.
  • the solution that has passed through the optical measurement flow path section 332 is then introduced into the reaction tank 330.
  • An antibody material 310 containing a first antibody and a second antibody is placed in the reaction tank 330.
  • the antigen contained in the solution is brought into contact with the antibody material 310 to form an antigen-antibody complex by an antigen-antibody reaction.
  • the solution in the reaction tank 330 can be pressed from the outside and the pressing can be repeated.
  • a part of the reaction tank 330 can be elastically deformed (area surrounded by a dotted line).
  • a compression mechanism 353 is arranged on the main body 350 and can push the reaction tank 330. Thereby, for example, the solution can be efficiently mixed and, for example, the antigen-antibody reaction can be promoted.
  • a magnetic field can be generated in the reaction tank 330 using the magnet 351.
  • a magnetic field can be generated so as to cover the portion where the antibody 310 is arranged.
  • the antigen-antibody complex can be captured in the magnetic field together with the magnetic substance attached to one of the antibodies 310.
  • one magnet 351 may be arranged on each side of the reaction tank 330 or the measurement cassette 300.
  • a pair of magnets may be arranged.
  • the pair of magnets may be activated alternately.
  • the direction of the magnetic field may be changed by alternately activating the magnets.
  • the direction of the magnetic field may be changed every few seconds, every tens of seconds, every 30 seconds, every 1 minute, or the like.
  • a tank 380 containing a cleaning buffer and a tank 370 containing glucose are fluidly connected between the optical measurement flow path 332 and the reaction tank 330.
  • the compression mechanism 353 pushes the buffer tank 380 to send the buffer to the reaction tank 330.
  • the buffer allows the contaminants in the reaction tank 330 to flow out to the outside.
  • the extruded solution passes through the measurement tank 340 in FIG. 9A and is collected in the drainage tank 390.
  • the solution can flow from the inlet 331 toward the drainage tank 390 under positive pressure inside. it can.
  • the glucose tank 370 is pressed by the pressing mechanism 353, and the glucose solution is poured into the reaction tank 330.
  • Glucose reacts with the oxidase of the antigen-antibody complex to generate hydrogen peroxide.
  • the hydrogen peroxide generated in the reaction tank 330 enters the measuring tank 340 having a hydrogen peroxide sensor by the diffusion in the solution or by pressing the reaction tank 330 with the pressing mechanism 353, and is measured.
  • the electric signal from the hydrogen peroxide sensor is transmitted to the measuring device main body 350 via the terminals 341 and 354.
  • FIG. 10 schematically shows the configuration of a measurement cassette (device) 400 according to an embodiment. It is a partially modified embodiment of the measurement cassette 300 shown in FIG. 9.
  • the measurement cassette (device) of FIG. 10 has an optical labeling (light absorption label or fluorescence labeling) reagent in the same cassette, and a body fluid and an optical labeling reagent can be reacted in the cassette.
  • optical labeling light absorption label or fluorescence labeling
  • the optical labeling solution tank (tank) 460 is connected to the introduction port 431, and is compressed by the compression mechanism (not shown) of the main body, so that the internal solution enters the flow path system through the introduction port 431. be introduced.
  • the introduction port 431 may be sealed by a sealing lid (not shown) or the like.
  • FIG. 11 schematically shows the configuration of a measurement cassette (device) 500 according to one embodiment. It is a partially modified embodiment of the measurement cassette 300 shown in FIG. 9.
  • the antibody 510 is arranged not in the reaction tank 530 but before the reaction tank 530 and after the optical measurement channel 532.
  • the reaction tank 530 may be configured to be pressed by a pressing mechanism (not shown) so that the solution inside can be well mixed.
  • FIG. 12 schematically shows the configuration of a measurement cassette (device) 600 according to an embodiment. This is a mode in which the measurement cassettes 300 and 400 shown in FIGS. 9 and 10 are partially modified.
  • the measurement cassette (device) 600 in FIG. 12 includes a cleaning buffer tank 380 included in the measurement cassette 300 illustrated in FIG. 9, a glucose tank 370, and an optical labeling solution tank 460 included in the measurement cassette 400 illustrated in FIG. I don't have it inside.
  • the liquid or solution thereof is provided to the measurement cassette (device) 600 of FIG. 12 from a tank arranged outside, for example, a main body (not shown).
  • the measurement cassette 600 is mounted on a main body (not shown), and each inlet is fluidly connected to a corresponding solution tank (not shown). The corresponding solution is introduced from each solution tank into the flow path in the measurement cassette 600 from each reagent introduction port 660, 680, 670 at a necessary or predetermined timing and amount.
  • the measurement system may have multiple channel systems with hydrogen peroxide sensors. In some embodiments, the measurement system may have a pair of channel systems with a hydrogen peroxide sensor. For example, in one flow channel system, a hydrogen peroxide sensor is used to electrically measure a glycated protein (for example, GA), and in another flow channel system, a hydrogen peroxide sensor is used to measure a glycated or unglycated protein. The total amount (eg albumin) may be measured.
  • a glycated protein for example, GA
  • a hydrogen peroxide sensor is used to measure a glycated or unglycated protein.
  • the total amount eg albumin
  • FIG. 13 schematically shows the configuration of a measurement cassette (device) 700 according to an embodiment.
  • the measurement cassette 700 of FIG. 13 has a pair of measurement flow path systems 700a and 700b like the measurement cassette 400 of FIG.
  • the pair of measurement flow path systems 700a and 700b are drawn symmetrically to each other, but they may not be symmetrical, may be asymmetrical, and may have different configurations.
  • the measurement flow path systems 700a and 700b have solution (specimen) introduction ports 731a and 731b, respectively.
  • each of the multiple measurement flow path systems may have a solution inlet.
  • the measurement device may have a single solution inlet, and the solution may be delivered to each of the plurality of measurement flow channel systems from the solution inlet.
  • the measurement device may have multiple solution inlets. The number of measurement flow path systems and the number of solution inlets may be different.
  • the antibody material 710a, 710b located in the measurement flow path system 700a, 700b may be substantially the same.
  • the antibody material 710a, 710b disposed in the measurement flow channel system 700a, 700b may include different antibodies.
  • the amount of glycated protein for example, GA
  • the total amount of protein for example, total amount of albumin
  • the antibody material 710a may include an anti-GA antibody
  • the antibody material 710b may include an anti-Alb antibody.
  • FIG. 14 schematically shows the configuration of a measurement cassette (device) 800 according to an embodiment. It is a partially modified form of the measurement cassette 700 shown in FIG. 13.
  • the measurement cassette (device) 800 of FIG. 14 does not have a washing buffer tank, a glucose tank, or an optical labeling solution tank therein.
  • the measurement cassette 800 of FIG. 14 has sample (solution) inlets 831a and 831b and reagent (solution) inlets 860a and 860b fluidly connected thereto for each of the measurement flow path systems 800a and 800b.
  • the reagent (solution) is provided to the measurement cassette (device) 800 of FIG. 14 from the outside, for example, from a tank arranged in the main body (not shown) via these reagent (solution) inlets 860a and 860b. ..
  • the measurement cassette 800 in FIG. 14 has a pair of measurement flow path systems 800a and 800b like the measurement cassette 600 in FIG. In FIG. 14, the pair of measurement flow channel systems 800a and 800b are drawn symmetrically to each other, but they may not be symmetrical or asymmetrical, and may have different configurations.
  • Some embodiments of the present disclosure can be used to measure glycated proteins.
  • the glycated protein along with the measured blood glucose level, has been used as a diagnostic index for diabetes diagnosis and daily blood glucose level management.
  • the blood glucose level reflects the blood glucose level at that moment, it tends to fluctuate due to the influence of meals and medications in advance, and it is insufficient from the viewpoint of a lifestyle management index for diabetes treatment. Met.
  • glycated protein reflects a longer-term average blood glucose level of the past few weeks to several months, and is therefore a stable index.
  • the ratio of glycated protein per protein is given as a measurement value, so individual differences are unlikely to occur and the protein concentration It is useful as a judgment index because it is not affected.
  • HbA1c level reflects the average blood glucose level in the past 1-2 months, it takes time to realize the effect of improving lifestyle habits.
  • GA is a value that reflects the average blood glucose level of the past two weeks, the result can be obtained in a shorter time than that of HbA1c, and therefore it is attracting attention as a more efficient blood glucose level management marker.
  • a device for measuring GA or GA value can be manufactured relatively inexpensively or small in size.
  • the present disclosure also includes the following embodiments: A01 A method for measuring an antigen, Providing a solution containing the antigen, Providing a first antibody that specifically recognizes the antigen and is bound to a magnetic carrier, Providing a second antibody that specifically recognizes the antigen and is modified with an oxidase, Providing a substrate (containing a substrate solution) that reacts with the oxidase, Causing the first antibody to recognize the antigen, Causing the second antibody to recognize the antigen, Using a magnetic field to capture the antigen-antibody complex of the antigen recognized by the first antibody and the second antibody in the magnetic field, Washing the antigen-antibody complex in the state of being captured in the magnetic field, Reacting the substrate with the antigen-antibody complex to generate hydrogen peroxide; Measuring the hydrogen peroxide, A measuring method comprising.
  • Capturing the antigen-antibody complex in the magnetic field includes capturing the antigen-antibody complex in the vicinity of the hydrogen peroxide sensor by the magnetic field, The method according to embodiment A01. A03 Trapping the antigen-antibody complex in the magnetic field using the magnetic field, further comprising separating the generated hydrogen peroxide to the outside of the magnetic field, The method according to embodiment A01. A04
  • the antigen to be measured includes a modified protein, The method according to embodiment A02 or A03.
  • the modified protein includes a glycated protein, The method according to embodiment A04.
  • At least one of the first antibody and the second antibody includes a monoclonal antibody against a glycated protein to be measured, The method according to embodiment A05.
  • A07 The at least one of the first antibody and the second antibody includes a monoclonal antibody that recognizes a glycation site of the glycated protein, The method according to embodiment A06.
  • A07c The glycation site of the glycated protein recognizes a characteristic of the glycated protein that is different from the unglycated protein, Embodiment The method according to embodiment A07 or A07b.
  • One of the first antibody and the second antibody is a monoclonal antibody that recognizes the glycated protein, The other of the first antibody and the second antibody is a polyclonal antibody that recognizes the glycated protein, The method according to any one of Embodiments A05 to A07c.
  • the oxidase includes glucose oxidase,
  • the substrate comprises glucose, The method according to any one of the embodiments A01 to A08.
  • A11 Measuring the hydrogen peroxide includes using a hydrogen peroxide electrode, The method according to any one of the embodiments A01 to A09.
  • A12 Measuring the hydrogen peroxide is Measuring the current at the hydrogen peroxide electrode, Measuring the concentration of the antigen in the solution from the current.
  • A13 The hydrogen peroxide electrode has a thin film formed on its surface to reduce the influence of impurities.
  • A14 The hydrogen peroxide electrode is covered with a protective film consisting essentially of a polymer, The method according to embodiment A13.
  • A21 The antigen includes glycated albumin, The method according to any one of embodiments A01 to A03.
  • the solution containing glycated albumin contains body fluid derived from a living body, The method according to embodiment A21.
  • the body fluid is tear fluid or saliva, The method according to embodiment A22.
  • A23b The body fluid is blood, plasma or serum, The method according to embodiment A22.
  • A24 In the glycated albumin, one of the first antibody and the second antibody is an anti-GA monoclonal antibody, and the other of the first antibody and the second antibody is an anti-albumin antibody, The method according to any one of Embodiments A21 to A23b.
  • A101 A method of measuring a GA value, Providing a solution containing glycated albumin (glycalbumin) and unglycated albumin; Measuring the total amount of albumin including the glycated albumin and the unglycated albumin; Providing a primary glycated albumin antibody specifically recognizing the glycated albumin and bound to a magnetic carrier, Providing a second glycated albumin antibody that specifically recognizes the glycated albumin and is modified with an oxidase, Providing a substrate (containing a substrate solution) that reacts with the oxidase, Causing the first glycated albumin antibody to recognize the glycated albumin, Causing the second glycated albumin antibody to recognize the glycated albumin, Capturing a glycated albumin antigen-antibody complex recognized by the first glycated albumin antibody and the second glycated albumin antibody using a magnetic field;
  • A102 Measuring the total amount of albumin, including glycated albumin and unglycated albumin, comprises optically measuring albumin, The method according to embodiment A101.
  • A103 Optically measuring the albumin comprises Binding an albumin labeling reagent to the albumin, The method of embodiment A102.
  • the light absorption labeling reagent is bromocresol green (BCG) or bromocresol purple (BCP), The method according to embodiment A103.
  • A105 Optically measuring the albumin comprises measuring the absorbance of the absorbance labeling reagent bound to the albumin, The method according to embodiment A103 or A104.
  • A106 Optically measuring the albumin is performed before allowing the first glycated albumin antibody to recognize the glycated albumin and before allowing the second glycated albumin antibody to recognize the glycated albumin, The method according to any one of embodiments A101 to A105.
  • a method for measuring a glycated albumin (GA) value comprising: Providing a solution containing albumin, Providing a primary albumin antibody that specifically recognizes the albumin and is bound to a magnetic carrier, Providing a second albumin antibody that specifically recognizes the albumin and is modified with a second oxidase, Providing a second substrate (containing a substrate solution) that reacts with the second oxidase, Recognizing the albumin by the primary albumin antibody, Causing the secondary albumin antibody to recognize the albumin, Capturing a antigen-antibody complex of the albumin recognized by the primary albumin antibody and the secondary albumin antibody using a magnetic field; Washing the albumin antigen-antibody complex in the state of being captured in the magnetic field, To the antigen-antibody complex of the albumin recognized by the first albumin antibody and the second albumin antibody, reacting the second substrate to generate second hydrogen peroxide, Measuring the second hydrogen peroxide, Specifically recognizing glycated albumin contained in
  • B01 A glycated protein measuring device, An inlet for introducing a solution containing a glycated protein, The first antibody that can specifically bind to the glycated protein and that binds to the magnetic particles and the second antibody that specifically binds to the glycated protein and that binds to glucose oxidase can be housed.
  • reaction tank for accommodating an antigen-antibody complex obtained by reacting the second antibody with the glycated protein
  • a magnetic field generator configured to generate a magnetic field in the reaction tank
  • a substrate liquid tank containing a substrate liquid containing glucose that reacts with the glucose oxidase, and a substrate liquid tank openably and fluidly connected to the reaction tank
  • a hydrogen peroxide electrode for measuring hydrogen peroxide generated from the glucose oxidase, A measuring device equipped with.
  • the measurement device according to embodiment B01 further comprising a buffer tank that houses a buffer and is fluidly connected to the reaction tank so as to be openable and closable.
  • the buffer tank is configured such that, after the antigen-antibody complex is formed, a buffer is introduced into the reaction tank from the buffer tank to separate impurities from the antigen-antibody complex.
  • the measurement device according to embodiment B02. B04 Further comprising a hydrogen peroxide measuring tank that houses the hydrogen peroxide electrode and is fluidly connected to the reaction tank so as to be openable and closable.
  • the device according to embodiment B02 or B03. B05 The buffer tank is configured to, after the hydrogen peroxide is generated, introduce the buffer from the buffer tank into the reaction tank and send the generated hydrogen peroxide to the hydrogen peroxide measurement tank.
  • the apparatus according to embodiment B04.
  • B06 Further comprising a drainage tank configured to contain the solution discharged from the reaction tank, The device of any one of embodiments B01 to B05.
  • B07 Further comprising a liquid sending mechanism for sending the solution inside the apparatus, The device according to any one of the embodiments B01 to B06.
  • B08 The liquid feeding mechanism enables liquid feeding by air pressure or external pressure, The apparatus according to embodiment B07.
  • B101 An apparatus for measuring an antigen
  • An inlet for introducing a solution containing an antigen, A first antibody that can specifically bind to the antigen and that binds to magnetic particles, and a second antibody that can bind specifically to the antigen and that binds to an oxidase
  • a reaction tank for containing the antigen-antibody complex by reacting the first antibody and the second antibody with the antigen
  • a magnetic field generator configured to generate a magnetic field in the reaction tank,
  • a hydrogen peroxide sensor for measuring hydrogen peroxide generated by the reaction of the oxidase and the substrate, A measuring device equipped with.
  • the reaction vessel contains a first antibody capable of specifically binding to the glycated protein and bound to magnetic particles, and a second antibody specifically bound to the glycated protein and bound to glucose oxidase. ing, The measuring device according to embodiment B101.
  • B103 The measurement device according to embodiment B102, further comprising a buffer tank that accommodates a buffer and is fluidly connected to the reaction tank so as to be openable and closable.
  • B104 The buffer tank is configured such that, after the antigen-antibody complex is formed, a buffer is introduced into the reaction tank from the buffer tank to separate impurities from the antigen-antibody complex.
  • the measurement device according to embodiment B103 is configured such that, after the antigen-antibody complex is formed, a buffer is introduced into the reaction tank from the buffer tank to separate impurities from the antigen-antibody complex.
  • B105 Further comprising a hydrogen peroxide measuring tank that accommodates the hydrogen peroxide sensor and is fluidly connected to the reaction tank so as to be openable and closable.
  • B106 The buffer tank is configured to, after the hydrogen peroxide is generated, introduce the buffer from the buffer tank into the reaction tank and send the generated hydrogen peroxide to the hydrogen peroxide measurement tank.
  • the apparatus according to embodiment B105. Further comprising a drainage tank configured to contain a solution discharged from the hydrogen peroxide measurement tank, The apparatus according to embodiment B106.
  • B108 The hydrogen peroxide sensor is arranged in the reaction tank, The apparatus according to embodiment B103 or B104.
  • B109 Further comprising a drainage tank configured to contain a solution discharged from the reaction tank, The apparatus according to embodiment B108.
  • B110 The hydrogen peroxide sensor includes a hydrogen peroxide electrode, The device of any one of embodiments B101 to B109.

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Abstract

抗原の測定方法であって、抗原を含む溶液を用意することと、抗原を特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一抗体を用意することと、抗原を特異的に認識し、かつオキシダーゼで修飾された第二抗体を用意することと、オキシダーゼと反応する基質を(含む基質液を)用意することと、第一抗体に抗原を認識させることと、第二抗体に抗原を認識させることと、磁場を用いて、第一抗体と第二抗体とで認識された抗原の抗原抗体複合体を磁場内に捕捉することと、抗原抗体複合体を、磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、抗原抗体複合体に対して、基質を反応させて過酸化水素を生成させることと、過酸化水素を測定することと、を備える、抗原の測定方法が提供される。

Description

抗原の測定方法及び測定装置
 本開示は抗原の測定に関する。
 各種抗原の測定方法は、これまでに数多く開発されてきている。しかし、大型の構成や、測定完了までに手間や時間がかかる手法が多い。
 例えば、高速液体クロマトグラフィ(HPLC法)は、測定の速度を上げるためには高圧ポンプを用いる必要があるので小型化が困難である。また、装置が高額であること、カラムの定期的なメンテナンスが必要であることなどがあげられる。その他には酵素法や免疫法といった、従来のHPLC法より簡便でかつ短時間の測定が可能な方法が開発されているが、高精度の光学的装置が必要なため、測定に必要な装置は未だ高価かつ大型化しやすい。
 そこで、種々の抗原を簡便かつ手軽に測定する手法と小型化した測定装置が求められている。
 本開示は、抗原の測定方法及び測定デバイスを含む。本開示の一実施形態に係る抗原の測定方法は、抗原に対して、前記抗原を特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一抗体を用意することと、前記抗原を特異的に認識し、かつオキシダーゼで修飾された第二抗体を用意することを備えていてもよい。磁場を用いて、前記第一抗体と前記第二抗体とで認識された前記抗原の抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉してもよい。前記抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄してもよい。前記抗原抗体複合体に対して、基質を反応させて過酸化水素を生成させてもよい。前記過酸化水素を測定してもよい。
一実施形態に係る抗原の測定を模式的に示す図である。 一実施形態に係る抗原の測定を模式的に示す図である。 一実施形態に係る抗原の測定を模式的に示す図である。 一実施形態に係る抗原の測定を模式的に示す図である。 一実施形態に係る抗原の測定を模式的に示す図である。 一実施形態に係る抗原の測定ステップを示すフローチャートである。 一実施形態に係る抗原の測定ステップを示すフローチャートである。 一実施形態に係る抗原の測定ステップを示すフローチャートである。 測定された出力電流の時間変化を示すグラフである。 図5に示された電流値の各サンプル間の比較を示す棒グラフである。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。 一実施形態に係る抗原測定システムの模式図である。
<測定方法>
 本開示の一実施形態に係る抗原の測定方法は、抗原を含む溶液を用意(本開示では、準備、提供ともいう。)することと、
 前記抗原を特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一抗体を用意することと、
 前記抗原を特異的に認識し、かつオキシダーゼで修飾された第二抗体を用意することと、
 前記オキシダーゼと反応する基質を(含む基質液を)用意することと、
 前記第一抗体に前記抗原を認識させることと、
 前記第二抗体に前記抗原を認識させることと、
 磁場を用いて、前記第一抗体と前記第二抗体とで認識された前記抗原の抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉することと、
 前記抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
 前記抗原抗体複合体に対して、前記基質を反応させて過酸化水素を生成させることと、
 前記過酸化水素を測定することと、
を備えていてもよい。
 測定対象となる試料は、溶液であってもよい。溶液は、体液でもよく、体液由来の溶液でもよく、体液の希釈液であってもよい。溶液は、体液でない(非体液由来)溶液でもよく、体液又は体液由来の溶液と非体液由来の溶液の混合液であってもよい。溶液は、サンプル測定に使用される溶液であってもよく、校正用の測定に使用される溶液であってもよい。例えば、溶液は、標準液や校正液であってもよい。測定対象となる試料は、検体であってもよい。
 体液は、血液であってもよい。体液は、血液由来の溶液であってもよい。体液は、例えば、血漿、血清であってもよい。体液は、リンパ液であってもよく、組織間液、細胞間液、間質液などの組織液であってもよく、体腔液、漿膜腔液、胸水、腹水、心嚢液、脳脊髄液(髄液)、関節液(滑液)、眼房水(房水)であってもよい。体液は、唾液、胃液、胆汁、膵液、腸液などの消化液であってもよく、汗、涙、鼻水、尿、精液、膣液、羊水、乳汁であってもよい。体液は、動物の体液であってもよく、ヒトの体液であってもよい。「体液」は溶液であってもよい。
溶液は、測定対象物質を含む、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)やN-トリス(ヒドロキシメチル)メチル-2-アミノエタンスルホン酸緩衝液(TES)などの生理緩衝液を含んでいてもよい。溶液は測定対象物質が含まれていれば特に限定されるものではない。
 溶液は、測定対象物質となる抗原を含んでいてもよい。例えば、溶液は涙であって、測定対象物質は涙中に含まれるグリコアルブミンであってもよい。あるいは、測定対象物は、血液又は血清中のアルブミン、グリコアルブミン、ヘモグロビン、グリコヘモグロビンであってもよく、間質液中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよく、涙中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよく、尿中のアルブミン、グリコアルブミンなどであってもよい。アルブミンは、酸化型アルブミン(HNA)、還元型アルブミン(HMA)であってもよい。
 いくつかの実施形態では、抗原はタンパク質であってもよい。いくつかの実施形態では、抗原はタンパク質を含んでいてもよく、であってもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質は、修飾タンパク質であってもよい。修飾(modification)は、例えば、糖鎖付加、アセチル化、リン酸化、メチル化、ニトロ化、脂質付加などであってもよい。いくつかの実施形態では、抗原は、糖化タンパク質であってもよい。
 いくつかの実施形態では、抗原は、フルクトサミンであってもよい。フルクトサミンは、糖化タンパク質であってもよく、糖化ペプチドであってもよく、糖化アミノ酸であってもよい。糖化タンパク質は、糖化アルブミンであってもよく、糖化ヘモグロビンであってもよい。糖化タンパク質は、AGE(Advanced Glycation End Products、終末糖化産物、後期糖化生成物)であってもよい。
 いくつかの実施形態では、抗原は生物であってもよく、生物を含んでいてもよい。例えば、抗原は細菌であってもよく、その場合抗体は、例えば抗大腸菌抗体であってもよい。例えば抗原はウイルスであってもよい。例えば抗体はウイルス表面のタンパク質を認識してもよい。抗原が細菌である場合には、抗体として、例えば、抗病原性微生物抗体(E.coli、Listeria、Salmonellaに対するポリクロ抗体。Sera care社)、抗感染症病原菌抗体(ヘリコバクター、スタフィロコッカスなどに対するポリクロ抗体、Sera Care社)、病原性微生物モノクロ抗体(多機能性蛋白質研究所社)などを用いてもよい。細菌そのものを認識しなくても、E.coliにより誘発されたLPS抗体を認識する抗体を抗原とした抗体として、Anti-E.coli LPS抗体(Abcam社)を用いてもよい。
 抗原は、ハプテン(不完全抗原)であってもよい。抗原は、脂質、核酸、又は分子量数百以下の低分子であってもよい。抗原は、生理活性物質であってもよい。
 「磁性担体」は、外部の磁場に反応する磁性体材料を含む担体である。磁性担体に使われる材料は、反磁性体であってもよく、常磁性体であってもよく、強磁性体であってもよい。磁性体は、軟質磁性体であってもよく、硬質磁性体であってもよい。磁性体は、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライトなどであってもよい。
 磁性担体は、磁性粒子であってもよい。磁性担体又は粒子のサイズは、10nm、50nm、100nm、500nm、1μmなどの値より大きくてもよく、それ以上であってもよい。磁性担体又は粒子のサイズは、100μm、75μm、50μm、40μm、30μm、25μm、20μm、10μm、1μmなどの値より小さくてもよく、それ以下であってもよい。
 磁性粒子のサイズは、適宜調節してもよい。例えば、小さい磁性担体は、溶液中のブラウン運動などの磁場以外の要因による力を受けやすくなると考えられる。磁場以外の要因による力が大きくなると、磁性担体を有する抗原抗体複合体を磁場で捕捉しにくくなると考えられる。例えば大きい磁性担体は、磁性担体を有する抗原抗体複合体を磁場で捕捉しやすくなる一方で、単位体積当たりの表面積が小さく、すなわち単位体積当たりの抗体の数が小さくなるため、反応効率が下がることが考えられる。一般に、単位体積当たりの粒子表面積が上がることは、微量サンプル中の検査対象物を捕捉できる上限が上がり、検出限界・出力・感度の向上が期待できる。ただし、上記の考え方は、推測にすぎず、必ずしも物理的な正しさを意味するものでもなく、上記の考え方と反する磁性粒子のサイズを選択してもよい。
 磁性担体と抗体とは、有機分子を介して結合させてもよく、ほぼダイレクトに結合させてもよい。アルカンのような炭素鎖を介して結合してもよい。いくつかの実施形態では、磁性担体の表面に官能基、特性基、置換基などの基や糖鎖などの有機分子構造(以下単に、「基」とも呼ぶ。)を形成させ、又は表面に官能基や糖鎖等の基が露出している磁性担体に対して、抗体を直接接合させてもよい。官能基は、カルボキシル基、アミノ基、トシル基、アルデヒド基、マレイミド基、チオール基などが例示的に挙げられる。いくつかの実施形態では、磁性担体表面の官能基に炭素鎖を結合させ、その炭素鎖に抗体を結合させてもよい。これにより例示的に、担体と抗体との距離を調節することもできる。いくつかの実施形態では、磁性体表面のカルボキシル基、アミノ基、トシル基、アルデヒド基、マレイミド基、チオール基に対して、N-ヒドロキシスクシンイミドで活性化された部分を持つアルカン鎖や、糖鎖を持つアルカン鎖などの炭素鎖を結合させ、その他端に抗体を結合させてもよい。いくつかの実施形態では、磁性担体と抗体を物理的吸着又は非特異的吸着により結合させてもよい。
 第一抗体と第二抗体とは、実質的に同じ抗体であってもよく、実質的に同じ抗体を含んでいてもよい。第一抗体と第二抗体とは、それぞれ異なる抗体を含んでいてもよく、それぞれ実質的に異なる抗体からなっていてもよい。
 第一抗体と第二抗体とは、いずれもモノクローナル抗体であってもよく、一方がポリクローナル抗体で他方がモノクローナル抗体であってもよく、両方がポリクローナル抗体であってもよい。第一抗体と第二抗体とは、それぞれ一種類の抗体からなっていてもよく、複数種類の抗体を含み又はからなっていてもよい。ポリクローナル抗体は、モノクローナル抗体より入手しやすく安価である場合がある。ポリクローナル抗体は、モノクローナル抗体に比べ、抗原に対してより多く結合できる場合がある。より多くの抗体が抗原につくことで、結果的に測定シグナルをより多く取り出し得る。
 糖化タンパク質を認識する抗体は、モノクローナル抗体であってもよく、ポリクローナル抗体であってもよい。糖化タンパク質を認識するモノクローナル抗体は、タンパク質の糖化部位を認識することができるモノクローナル抗体であってもよい。糖化タンパク質を認識する抗体は、タンパク質の糖化によって生じた立体構造を認識することができるモノクローナル抗体であってもよい。例えば、タンパク質の高次構造は、糖化によって、糖化部位を変形させ得る。例えば、タンパク質の高次構造は、糖化によって、糖化部位の近傍の立体構造を変形させ得る。タンパク質の高次構造は、糖化によって、糖化部位と異なる箇所の立体構造を変形させ得る。糖化タンパク質は、未糖化タンパク質とは異なる立体構造を有しうる。モノクローナル抗体によって認識される糖化タンパク質の糖化部位は、未糖化タンパク質と異なる糖化タンパク質に特有の特徴を認識してもよい。
 例えば、抗アルブミンポリクローナル抗体として、Human Albumin Antibody Goat Polyclonal(BETHYL Laboatories社)を用いてもよい。例えば、モノクローナル抗体として、抗ヒトアルブミンモノクローナル FU-301(株式会社 日本バイオテスト研究所)を用いてもよい。抗GAモノクローナル抗体として、例えば、Monoclonal Antibody to Human Glycated Albumin Clone A717(EXOCELL社)や、Glycated Albumin monoclonal antibody (M02), clone 1A11(Abnova社)などを用いてもよい。リン酸化ペプチド用のポリクローナル抗体として、Anti-Phosphoserine, Rabbit-Poly(StressMArq Biosciensec社)を用いてもよく、モノクローナル抗体として、Phosphotyrosine(Clone、Biolegend社)を用いてもよい。上記抗体は例示にすぎず、本開示の抗体はこれらに限られない。他の抗体を用いてもよい。抗原抗体反応には、例えば、ウエスタンブロットなどの抗原抗体染色法に使用する方法又は条件を採用してもよい。
 「オキシダーゼ」(酸化酵素)は、分子状酸素の基質を電子受容体とする酵素である。あるいは、オキシダーゼ(酸化酵素)は、酸素分子を、水素あるいは電子の受容体とする酸化還元反応を触媒する酵素である。
 「基質」は、酵素によって化学反応を触媒させる物質である。あるいは、基質は、酵素と結合することで特定の化学反応の活性化エネルギーの減少を受け、その結果、驚異的な速度で特定の生成物へと変換される酵素タンパク質と結合する物質である。
 いくつかの実施形態では、オキシダーゼはグルコースオキシダーゼを含み、基質はグルコースを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、オキシダーゼはアルコールオキシダーゼを含み、基質は一級アルコールを含んでいてもよい。
 磁性担体に作用する磁場は、測定系又は反応系の外部にある磁石を用いて発生させてもよく、測定系又は反応系の内部に配置された磁石を用いて発生させてもよい。磁場は、永久磁石により発生させてもよく、電流の供給により発生させてもよい。例えば、永久磁石、電磁石を用いて磁場を発生させてもよい。
 抗体に抗原を認識させるために、抗体を含む液体を、抗原を含む溶液と混合させてもよい。抗原抗体反応には種々の条件や方法を用いてもよい。例えば、溶液は、混合後4℃で一晩程度保持してもよく、37℃で1~2時間程度保持してもよく、それ以外の温度、時間を採用してもよい。pHは、pH6.5~8.4と生体内に近い条件を採用してもよく、それ以外の条件でもよい。イオン強度は、種々の条件を採用してもよい。例えば、市販のPBS濃度(NaCl:137mM、KCl:2.7mM、Na2HPO4:8.1mM、KH2PO4:1.47mM)などを用いてもよく、その他のイオンの条件を採用してもよい。
 いくつかの実施形態では、磁場を用いて、磁性担体を有する抗原抗体複合体を、磁場内に捕捉し又は磁場外の場所に誘導し捕捉することができる。ある実施形態では、抗原抗体複合体が捕捉された状態で、別の溶液又は液体を抗原抗体複合体が捕捉された場所に流してもよい。それにより、例えば、抗原を含んでいた溶液(測定対象物を含む溶液)に含まれていた抗原(測定対象物)以外の分子、イオンその他の物質、いわゆる夾雑物を流しだす(洗浄、ウォッシュ、リンス、フラッシュなどともいう。)、又は夾雑物を抗原又は抗原抗体複合体から分離することができる。夾雑部の少ない状態で測定することにより、測定の感度又は精度を上げることができる。
 過酸化水素の測定又は検出は、過酸化水素センサ・デバイスを用いて行ってもよい。過酸化水素の測定は、過酸化水素の濃度を測定してもよい。
 過酸化水素センサは、電気化学方式の電極であってもよく、過酸化水素電極であってもよい。過酸化水素電極は、対極、参照極、および作用極を有していてもよい。過酸化水素電極で過酸化水素が分解され、放出される電子が電流として検出される。この反応は以下のように記載することができる。
 H→2H+O+2
 この電流は電極近傍での過酸化水素の濃度に比例する。定常状態、準定常状態または制御下又は既知の条件下では、電流は、導入した当初の溶液内の抗原の濃度又は量に比例し又は関連付けられる。電流測定は、電位測定に比して、大きな信号が検出できより正確な測定が可能であり、溶液中のイオン濃度の変化に対して影響を受けにくいと考えられる。例えば、電圧測定では電極表面上のイオン濃度により、検出領域の距離(デバイ長)が変わり、結果S/N比が変わると考えられる。一方、電流測定では電極上で酸化還元電流が生じない限り、S/N比は変わりにくいと考えられる。
 過酸化水素の測定又は検出は、光学式方法を用いてもよい。光学式方法は、吸光度や発光の測定を含んでいてもよい。例えば、ペルオキシダーゼと4―アミノアンチピリンと発色剤を加えることで、酸化縮合により生じるキノン色素の色変化を、例えば透明基板の裏面から測定してもよい。ある実施形態では、検出部は、発光試薬と光検出器を含んでいても良い。例えば、発光試薬としてルミノールを用いてもよい。ルミノールは粉末状で配置されてもよい。過酸化水素をルミノールと反応させ、ルミノール反応による発光(波長460nm)の強度を測定してもよい。試薬は更に、ヘキサシアノ鉄酸カリウムや水酸化ナトリウムなどを含んでいてもよい。ルミノール反応は、金電極、白金電極や酸化インジウムスズの透明電極(ITO電極)を用い、交流駆動する電気化学発光法で測定してもよい。その他蛍光反応を検出する場合には、シュウ酸エステルと蛍光物質の組合せを用いてもよく、ルシゲニン(アクリジニウム)を用いてもよい。これらの光学系は、比較的安価かつ小型の構成にすることができる。
 過酸化水素の測定には、上記以外の方式を用いてもよい。
 以下図を参照して、一実施形態に係る測定手順を説明する。
 図1に、抗原として糖化タンパク質2を含む溶液(抗原溶液)1を模式的に示す。糖化タンパク質2は、タンパク質4本体に糖3が結合して形成されている。溶液1には、夾雑物5も含まれている。
 図1Bに、糖化タンパク質2に対して、2つの抗体を特異的に認識させ結合した状態を模式的に示す。糖化タンパク質2には2つの抗体が結合している。一つ目の抗体10は、タンパク質を認識する抗体11が、磁性粒子(M)12と結合して形成されている。もう一つの抗体20は、タンパク質を認識する抗体21がオキシダーゼ(OD、Ox)22と結合して形成されている。図1Bでは、オキシダーゼ22を有する抗体20が糖化タンパク質2における糖3が結合した糖化部位を特異的に認識するモノクローナル抗体として描かれており、磁性粒子12を有する抗体10がタンパク質4本体を特異的に認識するポリクローナル抗体として描かれている。このように図1Bでは、磁性粒子を有する抗体10とオキシダーゼを有する抗体20との両方が糖化タンパク質2を認識した抗原抗体複合体30が形成されている。
 しかし、態様はこれに限られない。他の実施形態では、磁性粒子12を有する抗体10が糖化タンパク質2における糖3が結合した糖化部位を特異的に認識するモノクローナル抗体であってもよく、オキシダーゼ22を有する抗体20がタンパク質2本体を特異的に認識するポリクローナル抗体であってもよい。いくつかの実施形態では、いずれの抗体もポリクローナル抗体であってもよい。いくつかの実施形態では、いずれの抗体もモノクローナル抗体であってもよい。
 図1Bでは、一つの抗原(糖化タンパク質2)に2つの抗体、つまり一つの磁性体12を有する抗体10と、一つのオキシダーゼ22を有する抗体20とが結合されている。いくつかの実施例では、3つ以上の抗体が抗原を認識して抗原抗体複合体を形成していてもよい。例えば、磁性粒子を有する抗体が2つ以上かつ/または基質を有する抗体が2つ以上抗原を認識して抗原抗体複合体を形成してもよい。
 図1Cでは、抗原抗体複合体30に対して磁場Bが印加されている。磁場Bにより、磁性粒子12と化学的に一体化している抗原抗体複合体30は、溶液1の中での流体の動きや周囲の分子の熱運動(例えばブラン運動)などに対して動きにくくなる。つまり、磁性粒子12を有する抗原抗体複合体30は磁場Bに捕捉されている。
 図1Dに、抗原抗体複合体30が磁場Bに捕捉された状態で行われるウォッシュ(リンス、フラッシュ)を模式的に示す。ここで、洗浄液又は洗浄バッファー40を流す。抗原抗体複合体30は、磁場Bに捕捉され磁場Bに対して実質的に動くことができない。一方で、抗原抗体複合体30以外の物質、例えば夾雑物5は、磁場Bと反応しないので、洗浄液40にこのように押されて又は洗浄液40とともに磁場Bの外に分離される。このように、ある空間(ここでは磁場Bが印加された空間)において、この場合測定対象である糖化タンパク質2を抗原抗体複合体30の形で留めて、同空間から測定に影響を与えうる夾雑物5をそこから排出又は除外することができる。
 図1Eでは、抗原抗体複合体30から過酸化水素を発生させることを模式的に示す。抗原抗体複合体30は、磁場Bに捕捉されている。ここに基質50を導入する。基質50は、抗原抗体複合体30のオキシダーゼ22との触媒反応を起こして、過酸化水素(H)を発生させる。この反応は触媒反応であるため、基質50を十分に与え続ければ、オキシダーゼ22の量に比例した量の過酸化水素が生成され続ける。
 生成された過酸化水素を測定することで、過酸化水素の量又は濃度から、オキシダーゼの量又は濃度を求めてもよい。オキシダーゼの量は、抗原抗体複合体30の量、つまり抗原である糖化タンパク質2の量に比例するので、抗原溶液1に含まれる抗原の量を求めることができる。
 図2に、一実施形態に係る測定方法のフローチャートを示す(S1100)。
 まず、抗原を含む溶液を提供(用意、準備)する(S1101)。
 いくつかの実施形態では、溶液は、体液を収集することにより取得してもよい。例えば、溶液を涙液、唾液、血液などから収集してもよい。例えば溶液は、血漿や血清などであってもよい。
 次に、溶液に、磁性粒子を有し対象とする抗原を特異的に認識する抗体を導入する。同時に又は前後して、オキシダーゼを有し抗原を特異的に認識する抗体を導入する。これにより、オキシダーゼと磁性体とが結合した抗原抗体複合体が形成される(S1103)。
 抗原抗体複合体が形成された溶液に対して磁場を印加する。磁性粒子と結合している抗原抗体複合体は、この磁場に捕捉される(S1104)。
 抗原抗体複合体を磁場に捕捉した状態で、洗浄液を流して夾雑物を抗原抗体複合体から分離又は除去する(S1105)。
 残った抗原抗体複合体に基質を含む溶液(基質液)を導入する。基質は、抗原抗体複合体のオキシダーゼと反応し、過酸化水素が発生する(S1106)。
 この過酸化水素を測定する(S1107)。いくつかの実施形態では、測定された過酸化水素の量、その量の時間的変化などを測定してもよい。いくつかの実施形態では、過酸化水素の測定結果から、溶液中の抗原の濃度を推定し、又は溶液中の抗原の有無を判断してもよい。
 生成された過酸化水素は、過酸化水素センサにより計測されてもよい(図示せず)。
 いくつかの実施形態では、過酸化水素センサが配置された反応室内で、抗原抗体反応を行ってもよい。いくつかの実施形態では、形成された抗原抗体複合体を過酸化水素センサの近傍に捕捉してもよい。いくつかの実施形態では、磁場を用いて、形成された抗原抗体複合体を過酸化水素センサの近傍に捕捉してもよい。いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体を過酸化水素センサの近傍に捕捉しつつ、抗原抗体複合体のオキシダーゼと基質との触媒反応により過酸化水素を発生させてもよい。これにより、例えば過酸化水素センサによる過酸化水素の検出感度を高めることができる。
 いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体を磁場で捕捉している間に、抗原抗体複合体のオキシダーゼと基質とを触媒反応させて過酸化水素を発生させ、発生した過酸化水素を抗原抗体複合体と分離してもよく、または磁場の外に分離してもよい。分離した過酸化水素は過酸化水素センサで測定することができる。抗原抗体複合体から分離された過酸化水素を測定することにより、抗原抗体複合体による測定誤差を小さくすることができる。例えば、測定をする過酸化水素以外の物質が測定中に電極近傍に存在することによる、測定への影響を小さくすることができる。例えば、測定を繰り返す場合に、前回の抗原抗体複合体などのキャリーオーバーで測定値が上昇するなど測定に影響する。したがって、過酸化水素を抗原抗体複合体から分離することで、キャリーオーバーに対する補正などの対処が不要になり、測定が簡便になり得る。
 いくつかの実施形態では、過酸化水素センサは保護膜で覆われていてもよい。保護膜は、例えば、過酸化水素センサへの夾雑物の影響をなくす又は低減することができる。いくつかの実施形態では、過酸化水素電極上に保護膜が形成されていてもよい。これにより、例えば、夾雑物の電極表面への非特異的吸着を防止又は低減することができる。あるいは、酸化還元する物質が電極と酸化還元反応することにより生じうる電流を防止又は低減することができる。
 保護膜は、高分子膜を含んでいてもよく、実質的に高分子からなっていてもよい。例えば、保護膜は、親水基を含む又は持つアルカン鎖を有する膜や酢酸セルロース膜であってもよく、含んでいてもよい。保護膜は、BSA膜を含んでいてもよい。保護膜は、多層膜であってもよい。例えば、過酸化電極上にシラン層と、その上にイオン交換性樹脂の膜と、その上にBSA膜を形成してもよい。シラン層は、例えば、その上に有機膜の形成を容易にする。イオン交換性樹脂は、イオンによる測定へのノイズを軽減することができる。BSA膜は、電極表面を、タンパク質の非特異的吸着から保護することができる。例えば、保護膜は、ポリマーであってもよく、ポリマーを含んでいてもよい。例えば、保護膜のポリマーは、フッ素系ポリマーであってもよい。フッ素系ポリマーは、撥水性、撥油性を有し、例えば、電極表面への夾雑物などの非特異的吸着を防止又は軽減させることができる。
 いくつかの実施形態では、抗原の総量に対する修飾された抗原の量又は量の比を求めてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質の総量に対する修飾タンパク質の量又は量の比を求めてもよい。例えば、タンパク質としてアルブミン、修飾タンパク質として糖化アルブミンとし、その比(GA値)を求めてもよい。
 いくつかの実施形態では、抗原の総量は、光学的測定により求めてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質の吸光度を測定してもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質に光学標識を結合させ、その光学標識の光学特性を測定してもよい。例えば、光学標識の吸光度を測定してもよい。いくつかの実施形態では、光学標識は蛍光標識であってもよい。いくつかの実施形態では、試薬結合サイトに特異的に結合する蛍光プローブを用いてもよい。例えば、アルブミンの結合サイト1に結合するダンシルアミドや、結合サイト2に結合するBD140(TCI社製)などの試薬を用いてもよい。いくつかの実施形態では、光学標識は、吸光標識であってもよい。例えば、アルブミンの吸光標識として、ブロモクレゾールグリーン(BCG)とブロモクレゾールパープル(BCP)を用いてもよい。
 いくつかの実施形態では、まず、抗原の総量に対する光学的測定を行い、次に、修飾抗原に対する、オキシダーゼと磁性担体とを有する抗原抗体複合体を介した、基質とオキシダーゼとの反応により発生する過酸化水素の測定を行ってもよい。これにより例えば、磁性体やオキシダーゼなどによる光学測定に対して何らかの影響を及ぼすことを回避することができる。
 図3に、一実施形態に係るGA値の測定方法のフローチャートを示す(S100)。
 まず、未糖化アルブミンと糖化アルブミンとを含む溶液(又は糖化アルブミンを含むアルブミン溶液)を用意する(S101)。
 いくつかの実施形態では、溶液は、体液を収集することにより取得してもよい。例えば、溶液を涙液、唾液、血液などから収集してもよい。例えば溶液は、血漿や血清などであってもよい。溶液は必ずしも糖化アルブミンが含まれていなくてもよい。あるいは、糖化アルブミンが含まれていても測定限界以下の量が含まれている溶液を用意してもよい。例えば、糖化アルブミンが含まれていると考えられる溶液を用意してもよい。あるいは、糖化アルブミンが含まれているか否かを調べる目的で溶液を用意してもよい。あるいは、糖化アルブミンが含まれていないことを確認する目的で溶液を用意してもよい。
 図3では、まず総アルブミンの量を光学的方法により測定する(S102)。
 次に、溶液に、磁性粒子を有し糖化アルブミンを特異的に認識する抗体を導入する。同時に又は前後して、オキシダーゼを有し糖化アルブミンを特異的に認識する抗体を導入する。これにより、オキシダーゼと磁性体とが結合した糖化アルブミンの抗原抗体複合体が形成される(S103)。
 抗原抗体複合体が形成された溶液に対して磁場を印加する。磁性粒子と結合している抗原抗体複合体は、この磁場に捕捉される(S104)。
 抗原抗体複合体を磁場に捕捉した状態で、洗浄液を流して夾雑物を抗原抗体複合体から分離又は除去する(S105)。
 残った抗原抗体複合体に基質を含む溶液(基質液)を導入する。基質は、抗原抗体複合体のオキシダーゼと反応し、過酸化水素が発生する(S106)。
 この過酸化水素を測定することにより、糖化アルブミンの量を求めることができる(S107)。
 S102で求めた総アルブミンの量に対する糖化アルブミンの量、すなわちそれらの比として、GA値を求める(S108)。
 いくつかの実施形態では、抗原と修飾された抗原との両方の量を、抗原抗体複合体のオキシダーゼと基質との反応により発生する過酸化水素を測定することにより求めてもよい。図4にそのような一実施形態に係るGA値の測定方法のフローチャートを示す(S200)。
 まず、アルブミンと糖化アルブミンとを含む溶液を用意する(S201)。この溶液を総アルブミン測定用と糖化アルブミン測定用に分流する。
 次に、溶液に、磁性粒子を有しアルブミンを特異的に認識する抗体を導入する。同時に又は前後して、オキシダーゼを有しアルブミンを特異的に認識する抗体を導入する。これにより、オキシダーゼと磁性体とが結合したアルブミンの抗原抗体複合体が形成される(S203)。
 抗原抗体複合体が形成された溶液に対して磁場を印加する。磁性粒子と結合している抗原抗体複合体は、この磁場に捕捉される(S204)。
 抗原抗体複合体を磁場に捕捉した状態で、洗浄液を流して夾雑物を抗原抗体複合体から分離又は除去する(S205)。
 残った抗原抗体複合体に基質を含む溶液(基質液)を導入する。基質は、抗原抗体複合体のオキシダーゼと反応し、過酸化水素が発生する(S206)。
 この過酸化水素を測定することにより、アルブミンの量を求めることができる(S207)。
 糖化アルブミンの測定(S213~S217)も同様に行うことができる。すなわち、溶液に、磁性粒子を有し糖化アルブミンを特異的に認識する抗体を導入する。同時に又は前後して、オキシダーゼを有し糖化アルブミンを特異的に認識する抗体を導入する。これにより、オキシダーゼと磁性体とが結合した糖化アルブミンの抗原抗体複合体が形成される(S213)。
 抗原抗体複合体が形成された溶液に対して磁場を印加する。磁性粒子と結合している抗原抗体複合体は、この磁場に捕捉される(S214)。
 抗原抗体複合体を磁場に捕捉した状態で、洗浄液を流して夾雑物を抗原抗体複合体から分離又は除去する(S215)。
 残った抗原抗体複合体に基質を含む溶液(基質液)を導入する。基質は、抗原抗体複合体のオキシダーゼと反応し、過酸化水素が発生する(S216)。
 この過酸化水素を測定することにより、糖化アルブミンの量を求めることができる(S217)。
 S207で求めた総アルブミンの量に対する、S217で求めた糖化アルブミンの量比率、すなわちそれらの比として、GA値を求める(S218)。
 いくつかの実施形態では、修飾未修飾を問わない抗原に対して、オキシダーゼと磁性担体とを有する抗原抗体複合体を形成し、そのオキシダーゼに対する基質の反応により生じる過酸化水素の測定により求め、修飾された抗原に対して、オキシダーゼと磁性担体とを有する抗原抗体複合体を形成し、そのオキシダーゼに対する基質の反応により生じる過酸化水素の測定により求め、修飾未修飾を問わない抗原の総量と、修飾された抗原の量とを求めてもよい。いくつかの実施形態では、糖化未糖化を問わないタンパク質の総量と、糖化タンパク質の量とを、それぞれ、オキシダーゼと磁性担体とを有する抗原抗体複合体を形成し、そのオキシダーゼと基質との反応による過酸化水素をそれぞれ測定することで求めてもよい。
 いくつかの実施形態では、検体である溶液を、抗原の総量の測定用と、修飾抗原の量の測定用とで分流してもよい。例えば、涙液、唾液、血液などの体液を採取し、これを分流し、一方を糖化アルブミンなどの糖化タンパク質の量の測定に用い、他方をアルブミンなどのタンパク質の総量の測定に用いてもよい。これにより例えば、実質的に同じ検体に対してそれぞれの測定を行うことができ、それらの比がより正確に求めることができる。いくつかの実施形態では、抗原と修飾された抗原との抗原抗体複合体を形成することは実質的に同時に行ってもよい。例えば、溶液は血漿、血清であってもよい。
 いくつかの実施形態では、検体である溶液を、同一の測定装置に測定毎に分けて導入してもよい。例えば、溶液の一部を測定装置に導入して、抗原の総量の測定を行い、測定後にこれを排出させてセンサ内部を洗浄し、その後、溶液の残りの一部又は全部を測定装置に導入して、修飾抗原の量の測定を行ってもよい。抗原の総量の測定と、修飾抗原の量の測定との順番は逆でもよい。
<実施例>
 以下に、実施の一形態として糖化アルブミン(GA)を電流測定した例を示す。
(1)GAを捉える一次抗体付磁性担体の調製
 本実施例では固相として磁性粒子(DynabeadsMyOneCarboxylic acid、直径1μm、10mg beads/mL、株式会社ベリタス製)を用い、以下の方法で抗原であるGAと特異的に結合できる抗GAモノクローナル抗体を表面に修飾することで、一次抗体付磁性粒子を調製した。
 [1] 製品プロトコールに従い、製品バイアル瓶から200uL分の磁性粒子を分取して洗浄作業を行った。
 [2] 洗浄した磁性粒子に対し縮合剤溶液(25mM WSC+25mM NHS in MES Buffer)を66μL加え、室温で30分間、回転撹拌することで磁性粒子表面のカルボキシル基を活性化させた。
 [3] 余分な縮合剤液を洗浄作業で取り除いた後、緩衝液で透析処理した抗GAモノクローナル抗体100μg分を加え、緩衝液で100μLにメスアップした後、37℃で90分間、回転撹拌することで固相表面への修飾反応を行った。
 [4] 反応後は洗浄作業を行い、さらに50 mMエタノールアミンを含んだ緩衝液(pH 7~8)200μL中で室温1時間、回転撹拌させることで、磁性粒子表面に残った未反応の活性化カルボキシル基を不活性化させた。
 [5] 洗浄作業で余分な試薬などを除去した後、保管用の緩衝液(0.1% IgG free BSA、0.05% Tween-20、0.02%アジ化ナトリウムin PBS(-))を加えて分散させ、4℃保管した。
(2)酵素標識二次抗体液の調製
 市販の標識キット(Mix-n-Stain TM Glucose Oxidase Antibody Labeling Kit、Biotium)を使い抗ヒトアルブミンモノクローナル抗体に対しグルコースオキシダーゼを標識することで、酵素標識二次抗体液を調製した。
(3)抗原抗体反応
 本実施例では、ルシカ(登録商標)GA-L専用 GA-L管理血清L、H(旭化成ファーマ株式会社)を抗原液として用い、以下の手順で抗原抗体反応を行い、抗原抗体複合体付の磁性粒子を調製した。
 [1] 4℃保管していた一次抗体付磁性粒子の分散液から、1サンプル当たり5μL分を別のエッペンチューブに取り分け、0.1% Tween-20入りPBS(-)で1回、PBS(-)で3回洗浄した。
 [2] 洗浄したそれぞれの磁性粒子に対し、以下の表に示した3種類の抗原液3μLと酵素標識二次抗体液10μLを添加した後、4.3%ポリエチレングリコール(PEG)入りのPBS(-)で350μLにメスアップし、37℃で30分、回転撹拌することで抗原抗体反応を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 [3] 反応後は0.1% Tween-20入りPBS(-)で1回、PBS(-)で3回洗浄することで未反応の試薬を除去し、すぐさま測定用反応溶液の調製に使用した。
(4)測定用反応溶液の調製
 電流測定に使用する測定用反応溶液は以下の手順に従い調製した。
[1] 抗原抗体反応を行った磁性粒子それぞれに対し、5mMグルコースPBS(-)溶液を100μL添加し、室温で5分反応させた。
[2] 反応後、磁石を使って磁性粒子と上澄みを分離し、上澄みを測定用反応溶液として回収して4℃保管した。
(5)GAの電流測定
 GAの電流測定は、外部の電流測定装置を使って電極チップの電極部に流れ込む電流を出力電流としてリアルタイムに測定した。設定条件は、Vref:450mVとし、電極チップを測定用流路冶具に組み込んだ後、流路をPBS(-)で満たすことで測定前の電流の安定化を行った。安定後は、以下の手順で測定用反応液による出力電流を観察し、GAの電流測定を行った。
[1] 4℃で保管していた測定用反応液40μLを、流路内にある電極チップの電極部へと流し込み、液の流れを止めて出力電流の変化を経時観察した。
[2] 200秒ほど経過してから流路内へPBS(-)を流し込み、電極部から測定用反応液を押し流すことで電極部の洗浄を図った。
[3] 上記[2]の作業を3回繰り返すことで、出力電流値を安定時の値まで戻した。
[4] 上記[1]~[3]を用意したサンプルの数だけ行い、得られた出力電流値を比較することで抗原液中に存在するGAの量を推定した。
 図5に、出力電流の測定結果をグラフで示す。縦軸は、電極チップの電極部に流れ込む電流量(nA)を示し、横軸は測定時間(sec)を示している。出力電流は、測定開始(10秒時点)で一旦ピークを有して、その後降下し、ある時刻(例えば100秒前後)以降、ほぼ一定値となった。
まず、添加時(10秒時点)には、スパイク状の電流が流れた。これは、液の添加による、電極近傍の液中のイオンの乱れや到達した過酸化水素による過度応答であると考えられる。その後、液の動きが収まるにつれ電極表面上のイオンの乱れが収まり、同時に、乱れに乗じて電極に到達していた過酸化水素の数も減る。その結果、グラフは下降し始めると考えられる。過酸化水素は電極に到達後、酸化電流として消費されるので、常に電極表面上の過酸化水素濃度は実質的にほぼ0であるといってよい。一方、電極から距離のある液中の過酸化水素濃度は高いままである。この濃度勾配により、過酸化水素は液中から電極方向へと拡散する。一定時間後に、出力電流が一定値を示すのは、過酸化水素の電極による消費と、電極への拡散とが平衡に達したためと考えられる。
 上記グラフが示すように、出力電流が、抗原液中に存在するGAの量に応じて異なり、電流値の順が、血清H,血清L,ブランク(No-GA)の順、すなわちGAの含有濃度の順になることが確認できた。
 図6に、図5のグラフで25秒における出力電流の平均値を棒グラフで示す。縦軸は出力電流の値(nA)、横軸は使用した抗原液の名前を示している。このように、測定用反応溶液を添加してわずか15秒という短時間でも、抗原液中のGAの量の違いを出力電流の値の違いとして電気的に見分けることが確認できた。
 いくつかの実施形態では、電流の時間プロファイルを用いて抗原の量又は濃度を求めてもよい。例えば、所定の時刻における電流値を用いてもよく、電流値の最大値を用いてもよく、電流値の変化(例えば微分値)を用いてもよく、電流のある時間における積分値を用いてもよく、あるいはそれら又はその他の電流に関連する特性を用いてもよい。
 デバイスの校正は、製造ロットごとに摘出検査により行ってもよい。例えば、摘出したデバイスの出力特性を測定し、その校正データを同じロットあるいは所定のロットからのデバイスのユーザに送信してもよい。
 いくつかの実施形態では、測定デバイスは、測定用流路に加え、較正用流路(測定系)を有していてもよい。例えば、較正用流路に、既定濃度の抗原を含む較正溶液を入れて、その濃度を測定してもよい。得られた出力をもとに、既存の検量線の中から該当する検量線を用いてもよい。
<測定デバイス>
 本開示は測定デバイス・装置・システムを含む。
 一実施形態に係る抗原の測定装置は、抗原に特異的に結合でき、かつ磁性体粒子と結合した第一抗体と、抗原に特異的に結合でき、かつオキシダーゼと結合した第二抗体と、第一抗体及び第二抗体と抗原とが結合した抗原抗体複合体を収容するための反応槽と、反応槽内に磁場を発生させるように構成された磁場発生装置と、オキシダーゼと反応する基質を含む基質液を収容し、反応槽と開閉可能に流体連結された基質液槽と、オキシダーゼと基質の反応により発生する過酸化水素を測定する過酸化水素センサと、を備えている。
 いつかの実施形態では、第一抗体と第二抗体とはそれぞれ別個の収容部に収容されていてもよい。いくつかの実施形態では、第一抗体と第二抗体とは、抗原を認識する反応槽とは別個の収容部に収容されていてもよい。いくつかの実施形態では、第一抗体と第二抗体とは、抗原を認識する反応槽内に収容されていてもよい。
 いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体は反応槽内で磁場に捕捉されてもよい。いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体は反応槽外の場所で磁場に捕捉されてもよい。いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体は磁場内で捕捉されてもよい。いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体は磁場が作用する空間の外で捕捉されてもよい。
 いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体が捕捉されている区間に、基質液槽が開閉可能に流体連結されていてもよい。いくつかの実施形態では、抗原抗体複合体は反応槽に磁場で捕捉され、その反応槽に基質液槽が開閉可能に流体連結されていてもよい。
 いくつかの実施形態では、過酸化水素センサは反応槽内に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、過酸化水素センサは反応槽外に配置されていてもよい。
 いくつかの実施形態では、測定システムはバッファ槽を更に備えていてもよい。バッファ槽は、生理緩衝液を収容し、反応槽又は抗原抗体複合体が補足されている空間に、開閉可能に流体連結されていてもよい。バッファは、例えば、反応槽内などに流されて、測定に影響を与える夾雑物などを、捕捉した抗原抗体複合体から分離又は流しだすために用いられてもよい。
 いくつかの実施形態では、測定システムは、抗原を含む溶液を導入するための導入口を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、測定システムは、基質液やバッファなどを使用後に収容する排液槽を備えていてもよい。例えば、排液槽は反応槽又は抗原抗体複合体が補足された空間に対して流体連結されていてもよい。排液槽は、空気ぬきのための空気孔を有していてもよい。余計な溶液を排出し、測定に必要な過酸化水素を効率よく分離することができる。
 図7に、一実施形態に係る測定システム100の構成を模式的に示す。反応槽130には、磁性を有する第一抗体110とオキシダーゼを有する第二抗体120が収容されている。使用前にはこれらの抗体は乾燥した状態で反応槽130内に収容されている。反応槽130は溶液の導入口131を有し、この導入口131から測定対象となる抗原102や夾雑物103などを含む溶液101が、測定システム100又は反応槽130に導入される。溶液101に含まれる抗原102は、第一抗体110と第二抗体120とに認識され、抗原抗体複合体(不図示)が反応槽内で形成される。
 反応槽130の外部には電磁石150があり、反応槽130内に磁場を発生させ、抗原抗体複合体は反応槽130内に捕捉される。磁場は、電磁石150への電流をオンオフすることにより制御される。電磁石150への電流の制御は、外部のCPU160により制御される。
 反応槽130には、バッファ液181を収容するバッファ槽180が開閉可能に流体連結されている。反応槽130内に磁場で捕捉されている抗原抗体複合体に対して、バッファ槽180からバッファ液181を導入すると、磁性体と結合していない夾雑物103などは反応槽130外に押し流される。押し流された溶液は、反応槽130に流体連結された排液槽190に入る。
 反応槽130には、基質液171を収容する基質液槽170が開閉可能に流体連結されている。反応槽130内に磁場で捕捉されている抗原抗体複合体に対して、基質液槽170から基質液171を導入すると、基質液171に含まれる基質が抗原抗体複合体のオキシダーゼと触媒反応して、過酸化水素が発生する。
 反応槽130内に、過酸化水素電極140が配置されている。図7では、過酸化水素電極140は保護膜141で被覆されていて、夾雑物が電極と非特異的に吸着することを阻害又は低減する。反応槽130内で発生した過酸化水素は、過酸化水素電極140により検出され、出力電流が計測される。過酸化水素電極140からの出力電流は、増幅され電圧に変換されて、計測される。電流の計測値やその他の演算がCPU160でされる。
 測定後は、電磁石150のスイッチを切り磁場を消失させて、抗原抗体複合体を含め反応槽130にある物質を、排液槽190に流しだすことができる。
 図8に、一実施形態に係る測定システム200の構成を模式的に示す。図8に示す測定システム200では、過酸化水素電極240が反応槽230とは別個に構成された測定槽290内に配置されている。測定槽290は、反応槽230と流体連結されている。抗原と抗体210,220との抗原抗体複合体は反応槽内に留め、生成した過酸化水素を別構成の測定槽290で測定することができる。これにより、例えば、過酸化水素電極240に影響を与えうる夾雑物の濃度や磁性体の電極表面への接触リスクを下げ、また例えばオキシダーゼによる基質への触媒反応時間を制御することで、測定中に生じる過酸化水素由来のドリフト電流を減少させ、過酸化水素の測定を比較的高い精度で行うことができる。
 いくつかの実施形態では、測定システムは、複数の構成部から構成されていてもよい。例えば、測定システムは、検体の導入から排液までの流路系を有する測定カセット(測定センサ、測定カートリッジ、測定デバイスなどと呼んでもよい。)と、その他の一部又はすべてを有する本体とで構成されていてもよい。測定カセットは、本体と結合できるように構成されていてもよい。測定カセットは、本体と電気的、磁気的、力学的、機械的やその他のいずれか又はそれらの組み合わせで、本体と結合できるように構成されていてもよい。例えば、磁場発生装置(磁石、永久磁石、電気磁石、など)は、本体に配置されてもよい。例えば、測定カセット内の送液を制御する機構(機械装置など)は、本体に配置されてもよい。例えば、光学測定系は、本体に配置されてもよい。例えば、測定や送液などに用いる溶液又はそのタンク(溶液槽)は、測定カセット内に配置されていてもよく、本体側に配置され必要に応じて測定カセット内に導入されるように構成されてもよい。繰り返し又は複数回使う構成要素を本体内に配置し、使い捨てする構成を測定デバイス内に配置してもよい。これにより、例えば測定デバイスを小型化し、使いやすくすることができる。いくつかの例では、送液は、流路に外側から圧力を加えて行ってもよく、流路内に空気又はガスを導入することで行ってもよい。いくつかの例では、装置は、それらの一部又はすべてを行うための送液機構、送液部、送液手段、加圧機構、圧力空気導入部又は機構などを備えていてもよい。
 いくつかの実施形態では、測定システムは、過酸化水素センサ(電極など)と他のセンサとを有して構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、測定システムは複数の過酸化水素センサを有していてもよい。これにより、例えば複数タイプの測定対象を測定することができ、又は/及び複数の測定を実施することができる。
 例えば、測定システムは、過酸化水素センサと光学系とを有していてもよい。電気測定と光学測定を、両方行うことができる。光学測定は、例えば吸光度測定でもよく、蛍光測定でもよい。例えば、過酸化水素センサを用いて糖化タンパク質(例えばGA)を電気的に測定し、糖化未糖化を問わずタンパク質(例えばアルブミン)の総量を光学的に測定してもよい。
 図9に、一実施形態に係る測定用カセット(デバイス)300の構成を模式的に示す。図9Aに、測定用カセット300の平面図を示し、図9Bに、図9AのA-Aの断面図を示す。測定カセット300は、測定器本体350のスリットに挿入されて固定される。過酸化水素センサ340の電極端子341は、本体350の電極端子354と電気的に接触して、センサ340からの電気信号を本体350に伝えることが可能になる。
 図9Aに示す測定用カセット300は、溶液の導入口331を有し、ここから溶液を測定用カセット300内に導入することができる。例えば、涙又は唾液などの体液を採取し、これに対してBCPなどの吸光標識試薬を混ぜる。吸光標識試薬は採取液の中に含まれるタンパク質と結合する。この吸光標識試薬との反応後の体液又はそれを含む溶液を導入口331に導入する。導入口331は、溶液導入後に密閉できるように構成されていてもよい。
 導入口331から、流路は光学測定流路部332を通過する。光学測定流路部332は、測定用カセットの両側を結ぶ方向に形成され、その端部は光が透過できるように、光窓で密閉されていてもよい。測定器本体350と測定用カセット300とは、十分な精度で位置決めされてもよい。例えば、光学測定流路部332の予定光路に対して、発光器352aと受光器352bで定義される実際の光路とが測定精度に対して十分よく位置決めされてもよい。外側又は本体に設けられた発光器352aから発せられた光が、一端から内部に入り、光学測定流路部332を通過し、反対の端部から出て、受光器(光センサ)352bによりその強度、吸光度、蛍光出力等の光学特性を検出できる。
 光学測定流路部332を通った溶液は、次に反応槽330に導入される。反応槽330には、第一抗体、第二抗体を含む抗体材料310が配置されている。溶液に含まれる抗原と、この抗体材料310とが接触し、抗原抗体反応により抗原抗体複合体を形成する。
 反応槽330内の溶液を外部から圧迫し、その圧迫を繰り返すことができる。図9では、反応槽330の一部が弾性変形できる(点線で囲まれた領域)。本体350には、圧迫機構353が配置され、反応槽330を押すことができる。これにより、例えば、溶液を効率よく混ぜることができ、例えば抗原抗体反応を促進させることができる。
 十分な抗原抗体反応がされた後、磁石351を用いて反応槽330内に磁場を発生させることができる。抗体310が配置された部分を覆うように磁場を発生させることができる。磁場により、一方の抗体310についた磁性体とともに、抗原抗体複合体を磁場内に捕捉することができる。
 いくつかの実施形態では、例えば図9Bに示すように反応槽330又は測定用カセット300の両側に磁石351を各一つずつ配置してもよい。いくつかの実施形態では、一対の磁石を配置してもよい。いくつかの実施形態では、一対の磁石を交互に作動させてもよい。交互に磁石を作動させることで、磁場の向きを変えてもよい。磁場の向きを変えるのを数秒おき、数十秒おき、30秒おき、1分おきなどで行ってもよい。磁場の向きを変えることで、例えば、溶液の混合を促進させ、所望の反応を促進させることができる。
 光学測定流路部332と反応槽330との間に、洗浄用バッファが入ったタンク380とグルコースが入ったタンク370とが流体連結されている。
 磁性体を有する抗原抗体複合体を磁場内に捕捉した後、圧縮機構353でバッファ槽380を押し、バッファを反応槽330に送る。バッファにより反応槽330内の夾雑物を外部に流し出すことができる。押し出された溶液は、図9Aでは測定槽340を通って、排液槽390に回収される。
 導入口331は密閉され、排液槽390には空気孔が設けられているため、内部の正の圧力下で、溶液は、流路を導入口331から排液槽390の方向に流すことができる。
 次に、グルコース槽370を圧迫機構353により圧迫して、グルコース溶液を反応槽330内に流し込む。グルコースは、抗原抗体複合体のオキシダーゼと反応して、過酸化水素を発生させる。
 反応槽330内で発生した過酸化水素は、溶液中の拡散又は反応槽330を圧迫機構353で圧迫することにより、過酸化水素センサのある測定槽340に入り、測定される。過酸化水素センサからの電気信号は、端子341,354を介して測定器本体350に伝達される。
 図10に、一実施形態に係る測定用カセット(デバイス)400の構成を模式的に示す。図9に示す測定用カセット300の一部変形した態様である。図10の測定用カセット(デバイス)は、光学標識(吸光標識又は蛍光標識)試薬を同カセット内に有し、カセット内で体液と光学標識試薬とを反応させることができる。
 図10では、光学標識溶液タンク(槽)460は、導入口431に連結されており、本体の圧迫機構(不図示)により圧迫されて、内部の溶液は導入口431を介して流路系に導入される。導入口431は、密閉蓋(不図示)などにより密閉可能であってもよい。
 図11に、一実施形態に係る測定用カセット(デバイス)500の構成を模式的に示す。図9に示す測定用カセット300の一部変形した態様である。抗体510は、反応槽530内でなく、その前であって、光学測定流路532の後に配置されている。反応槽530は、圧迫機構(不図示)により圧迫されて、内部の溶液をよく混ぜることができるように構成されていてもよい。
 図12に、一実施形態に係る測定用カセット(デバイス)600の構成を模式的に示す。図9や図10に示す測定用カセット300,400の一部変形した態様である。図12の測定用カセット(デバイス)600は、図9に示す測定用カセット300が有する洗浄用バッファタンク380や、グルコースタンク370,図10に示す測定用カセット400が有する光学標識溶液タンク460を、内部に有していない。図12の測定用カセット(デバイス)600には、外部例えば本体(不図示)に配置されたタンクから、それらの液体又は溶液が提供される。具体的には、図12の測定用カセット600は、溶液導入口631、光学標識溶液導入口660,洗浄溶液導入口680及びグルコース導入口670を有している。測定用カセット600が本体(不図示)に装着され、それぞれの導入口は、対応する溶液タンク(不図示)と流体連結される。各溶液タンクから該当する溶液が、必要又は所定のタイミング及び量で、各試薬導入口660,680,670から測定用カセット600内の流路に導入される。
 いくつかの実施形態では、測定システムは、過酸化水素センサを有する複数個の流路系を有していてもよい。いくつかの実施形態では、測定システムは、過酸化水素センサを有する一対の流路系を有していてもよい。例えば、一つの流路系において、過酸化水素センサを用いて糖化タンパク質(例えばGA)を電気的に測定し、他の流路系において、過酸化水素センサを用いて糖化未糖化を問わずタンパク質(例えばアルブミン)の総量を測定してもよい。
 図13に、一実施形態に係る測定用カセット(デバイス)700の構成を模式的に示す。図13の測定用カセット700は、図10の測定用カセット400のような測定流路系700a,700bの対を有する。図13では、一対の測定流路系700a,700bは、互いに対称に描かれているが、対称でなくてもよく、非対称でもよく、異なる構成を有していてもよい。測定流路系700a,700bは、それぞれ溶液(検体)導入口731a,731bを有している。
 いくつかの実施形態では、複数の測定流路系の各々が、溶液導入口を有していてもよい。いくつかの実施形態では、測定用デバイスが、一つの溶液導入口を有し、溶液導入口から複数の測定流路系の各々に送液されてもよい。いくつかの実施形態では、測定用デバイスが、複数の溶液導入口を有していてもよい。測定流路系の数と、溶液導入口の数が異なっていてもよい。
 測定流路系700a,700bとで異なる物質に対して同じ測定を行ってもよく、異なる測定を行ってもよい。いくつかの実施形態では、測定流路系700a,700bに配置された、抗体材料710a,710bは実質的に同じであってもよい。いくつかの実施形態では、測定流路系700a,700bに配置された、抗体材料710a,710bは互いに異なる抗体を含んでいてもよい。例えば、測定流路系700aで糖化タンパク質(例えばGA)の量を測定し、測定流路系700bでタンパク質の総量(例えばアルブミンの総量)を測定してもよい。その場合には、例えば、抗体材料710aは、抗GA抗体を含んでいてもよく、例えば、抗体材料710bは、抗Alb抗体を含んでいてもよい。
 図14に、一実施形態に係る測定用カセット(デバイス)800の構成を模式的に示す。図13に示す測定用カセット700の一部変形した態様である。図14の測定用カセット(デバイス)800は、洗浄用バッファタンクや、グルコースタンク,光学標識溶液タンクを、内部に有していない。図14の測定用カセット800は、測定流路系800a,800bごとに、検体(溶液)導入口831a,831bと、それに流体連結された試薬(溶液)導入口860a,860bを有している。これらの試薬(溶液)導入口860a,860bを介して、図14の測定用カセット(デバイス)800には、外部例えば本体(不図示)に配置されたタンクから、試薬(溶液)が提供される。
 図14の測定用カセット800は、図12の測定用カセット600のような測定流路系800a,800bの対を有する。図14では、一対の測定流路系800a,800bは、互いに対称に描かれているが、対称でなくてもよく、非対称でもよく、異なる構成を有していてもよい。
 本開示のいくつかの実施形態は、糖化タンパク質の測定に用いることができる。糖化タンパク質は、その測定値が測定血糖値と共に、糖尿病の診断、及び日々の血糖値管理の判断指標として利用されてきた。しかし、血糖値測定はその瞬間の血中糖濃度を反映していることから、事前の食事や投薬等の影響で変動しやすく、糖尿病治療に向けた生活習慣の管理指標という視点からは不十分であった。一方、糖化タンパク質は過去数週間~数カ月といったより長期の平均血糖値を反映しているため、安定した指標とされている。例えば、糖化アルブミン(GA)や糖化ヘモグロビン(HbA1c)は、タンパク質あたりの糖化タンパク質の割合(GA/アルブミン、若しくはHbA1c/ヘモグロビン)が測定値として出されるので、個人差が出にくく、またタンパク質濃度の影響も受けないことから判断指標として重宝されている。しかし、HbA1c値は過去1~2カ月間の平均血糖値を反映したものであるため、生活習慣の改善の効果を実感するには時間を要してしまう。一方、GAは過去2週間の平均血糖値を反映した値であるため、HbA1cよりも短時間で結果を得られることから、より効率的な血糖値の管理マーカとして注目されている。
 そのGA値を測定するには、当初、イオン交換カラムとボロン酸への親和性吸着を組み合わせたHPLC法を行わなくてはならなかった。しかし、測定には大型で高額な専用機器や、長時間を要するという問題があり、その後は酵素法や免疫法などの様々な測定法が開発されたことで、従来のHPLC法より簡便で短時間のGA測定が可能となった。しかしながら、これら測定には光学的装置が必要なために装置の小型化には至らず、日々の生活の中で手軽にGA測定を行う方法としては最適とは言えない。
 本開示のいくつかの実施形態によれば、GA又はGA値を測定する機器を、比較的安価又は小型に製造することができる。
 本開示は以下の実施形態も含む:
A01
 抗原の測定方法であって、
 抗原を含む溶液を用意することと、
 前記抗原を特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一抗体を用意することと、
 前記抗原を特異的に認識し、かつオキシダーゼで修飾された第二抗体を用意することと、
 前記オキシダーゼと反応する基質を(含む基質液を)用意することと、
 前記第一抗体に前記抗原を認識させることと、
 前記第二抗体に前記抗原を認識させることと、
 磁場を用いて、前記第一抗体と前記第二抗体とで認識された前記抗原の抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉することと、
 前記抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
 前記抗原抗体複合体に対して、前記基質を反応させて過酸化水素を生成させることと、
 前記過酸化水素を測定することと、
を備える測定方法。
A02
 過酸化水素センサを用意することを更に備え、
 前記抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉することは、前記磁場により前記抗原抗体複合体を前記過酸化水素センサの近傍に捕捉することを含む、
実施形態A01に記載の方法。
A03
 前記磁場を用いて前記抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉しつつ、前記生成された過酸化水素を前記磁場の外に分離することを更に備える、
実施形態A01に記載の方法。
A04
 測定対象となる前記抗原は、修飾タンパク質を含む、
実施形態A02又はA03に記載の方法。
A05
 前記修飾タンパク質は、糖化タンパク質を含む、
実施形態A04に記載の方法。
A06
 前記第一抗体と前記第二抗体との少なくとも一方は、測定対象となる糖化タンパク質に対するモノクローナル抗体を含む、
実施形態A05に記載の方法。
A07
 前記第一抗体と前記第二抗体との前記少なくとも一方は、前記糖化タンパク質の糖化部位を認識するモノクローナル抗体を含む、
実施形態A06に記載の方法。
A07b
 前記第一抗体と前記第二抗体との前記少なくとも一方は、測定対象となる糖化タンパク質に対するモノクローナル抗体
実施形態A06に記載の方法。
A07c
 前記糖化タンパク質の糖化部位は、未糖化タンパク質と異なる糖化タンパク質の特徴を認識する、
実施形態実施形態A07又はA07bに記載の方法。
A08
 前記第一抗体と前記第二抗体との一方は、前記糖化タンパク質を認識するモノクローナル抗体であり、
 前記第一抗体と前記第二抗体との他方は、前記糖化タンパク質を認識するポリクローナル抗体である、
実施形態A05からA07cのいずれか一項に記載の方法。
A09
 前記オキシダーゼは、グルコースオキシダーゼを含み、
 前記基質は、グルコースを含む、
実施形態A01からA08のいずれか一項に記載の方法。
A11
 前記過酸化水素を測定することは、過酸化水素電極を用いることを含む、
実施形態A01からA09のいずれか一項に記載の方法。
A12
 前記過酸化水素を測定することは、
  前記過酸化水素電極における電流を測定することと、
  前記電流から前記溶液内の前記抗原の濃度を測定することと
を含む、
実施形態A01からA11のいずれか一項に記載の方法。
A13
 前記過酸化水素電極は、その表面に夾雑物の影響を低減するために形成された薄膜を有している、
実施形態A11又はA12に記載の方法。
A14
 前記過酸化水素電極は、実質的に高分子からなる保護膜により覆われている、
実施形態A13に記載の方法。
A21
 前記抗原は、糖化アルブミンを含む、
実施形態A01からA03の何れか一項に記載の方法。
A22
 前記糖化アルブミンを含む溶液は、生体由来の体液を含む、
実施形態A21に記載の方法。
A23
 前記体液は涙液又は唾液である、
実施形態A22に記載の方法。
A23b
 前記体液は、血液、血漿又は血清である、
実施形態A22に記載の方法。
A24
 前記糖化アルブミンは、前記第一抗体及び前記第二抗体の一方は抗GAモノクローナル抗体であり、前記第一抗体及び前記第二抗体の他方は抗アルブミン抗体である、
実施形態A21からA23bのいずれか一項に記載の方法。
A101
 GA値の測定方法であって、
 糖化アルブミン(グリコアルブミン)と未糖化アルブミンとを含む溶液を用意することと、
 前記糖化アルブミン及び前記未糖化アルブミンを含むアルブミンの総量を測定することと、
 前記糖化アルブミンを特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一糖化アルブミン抗体を用意することと、
 前記糖化アルブミンを特異的に認識し、かつオキシダーゼで修飾された第二糖化アルブミン抗体を用意することと、
 前記オキシダーゼと反応する基質を(含む基質液を)用意することと、
 前記第一糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
 前記第二糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
 磁場を用いて、前記第一糖化アルブミン抗体と前記第二糖化アルブミン抗体とで認識された前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を捕捉することと、
 前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
 前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体に対して、前記基質を反応させて過酸化水素を生成させることと、
 前記過酸化水素を測定することと、
 測定された前記過酸化水素の量と、測定された前記アルブミンの総量とから、前記糖化アルブミン量と総アルブミン量との比(GA値)を求めること、
を備える測定方法。
A102
 前記糖化アルブミン及び未糖化アルブミンを含むアルブミンの総量を測定することは、アルブミンを光学的に測定することを含む、
実施形態A101に記載の方法。
A103
 前記アルブミンを光学的に測定することは、
 前記アルブミンに吸光標識試薬を結合させることを含む、
実施形態A102に記載の方法。
A104
 前記吸光標識試薬は、ブロモクレゾールグリーン(BCG)又はブロモクレゾールパープル(BCP)である、
実施形態A103に記載の方法。
A105
 前記アルブミンを光学的に測定することは、前記アルブミンと結合した前記吸光標識試薬の吸光度を測定することを含む、
実施形態A103又はA104に記載の方法。
A106
 前記アルブミンを光学的に測定することは、前記第一糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させること及び前記第二糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることの前に行う、
実施形態A101からA105のいずれか一項に記載の方法。
A201
 糖化アルブミン(GA)値の測定方法であって、
 アルブミンを含む溶液を用意することと、
 前記アルブミンを特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一アルブミン抗体を用意することと、
 前記アルブミンを特異的に認識し、かつ第二オキシダーゼで修飾された第二アルブミン抗体を用意することと、
 前記第二オキシダーゼと反応する第二基質を(含む基質液を)用意することと、
 前記第一アルブミン抗体に前記アルブミンを認識させることと、
 前記第二アルブミン抗体に前記アルブミンを認識させることと、
 磁場を用いて、前記第一アルブミン抗体と前記第二アルブミン抗体とで認識された前記アルブミンの抗原抗体複合体を捕捉することと、
 前記アルブミンの抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
 前記第一アルブミン抗体と前記第二アルブミン抗体とで認識された前記アルブミンの抗原抗体複合体に対して、前記第二基質を反応させて第二過酸化水素を生成させることと、
 前記第二過酸化水素を測定することと、
 前記アルブミンに含まれる糖化アルブミンを特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一糖化アルブミン抗体を用意することと、
 前記糖化アルブミンを特異的に認識し、かつ第一オキシダーゼで修飾された第二糖化アルブミン抗体を用意することと、
 前記第一オキシダーゼと反応する第一基質を(含む基質液を)用意することと、
 前記第一糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
 前記第二糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
 磁場を用いて、前記第一糖化アルブミン抗体と前記第二糖化アルブミン抗体とで認識された前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を捕捉することと、
 前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
 前記第一糖化アルブミン抗体と前記第二糖化アルブミン抗体とで認識された前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体に対して、前記第一基質を反応させて第一過酸化水素を生成させることと、
 前記第一過酸化水素を測定することと、
 測定された前記第一過酸化水素の量と、測定された第二過酸化水素の量とから、前記糖化アルブミン量と総アルブミン量との比(GA値)を求めること、
を備える測定方法。
B01
糖化タンパク質の測定装置であって、
 糖化タンパク質を含む溶液を導入するための導入口と、
 前記糖化タンパク質に特異的に結合でき、かつ磁性体粒子と結合した第一抗体と、前記糖化タンパク質に特異的に結合でき、かつグルコースオキシダーゼと結合した第二抗体とを収容し、前記第一抗体及び前記第二抗体とを前記糖化タンパク質と反応させた抗原抗体複合体を収容するための反応槽と、
 前記反応槽内に磁場を発生させるように構成された磁場発生装置と、
 前記グルコースオキシダーゼと反応するグルコースを含む基質液を収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結された基質液槽と、
 前記グルコースオキシダーゼから発生する過酸化水素を測定する過酸化水素電極と、
を備える測定装置。
B02
 バッファを収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結されたバッファ槽を更に備える、実施形態B01に記載の測定装置。
B03
 前記バッファ槽は、前記抗原抗体複合体が形成された後に、バッファ槽からバッファを反応槽に導入して夾雑物を前記抗原抗体複合体から分離するように構成されている、
実施形態B02に記載の測定装置。
B04
 前記過酸化水素電極を収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結された過酸化水素測定槽を更に備える、
実施形態B02又はB03に記載の装置。
B05
 前記バッファ槽は、前記過酸化水素が発生した後に、前記バッファ槽から前記バッファを前記反応槽に導入して、前記発生した過酸化水素を前記過酸化水素測定槽に送るように構成されている、
実施形態B04に記載の装置。
B06
 前記反応槽からの排出される溶液を収容するように構成された排液槽を更に備える、
実施形態B01からB05のいずれか一項に記載の装置。
B07
 前記装置の内部における前記溶液を送る送液機構を更に備える、
実施形態B01からB06のいずれか一項に記載の装置。
B08
 前記送液機構は、空気圧又は外的圧力により送液を可能にする、
実施形態B07に記載の装置。
B101
 抗原の測定装置であって、
 抗原を含む溶液を導入するための導入口と、
 前記抗原に特異的に結合でき、かつ磁性体粒子と結合した第一抗体と、前記抗原に特異的に結合でき、かつオキシダーゼと結合した第二抗体と、
 前記第一抗体及び前記第二抗体を前記抗原と反応させて抗原抗体複合体を収容するための反応槽と、
 前記反応槽内に磁場を発生させるように構成された磁場発生装置と、
 前記オキシダーゼと反応する基質を含む基質液を収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結された基質液槽と、
 前記オキシダーゼと基質の反応により発生する過酸化水素を測定する過酸化水素センサと、
を備える測定装置。
B102
 前記反応槽は、前記糖化タンパク質に特異的に結合でき、かつ磁性体粒子と結合した第一抗体と、前記糖化タンパク質に特異的に結合でき、かつグルコースオキシダーゼと結合した第二抗体とを収容している、
実施形態B101に記載の測定装置。
B103
 バッファを収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結されたバッファ槽を更に備える、実施形態B102に記載の測定装置。
B104
 前記バッファ槽は、前記抗原抗体複合体が形成された後に、バッファ槽からバッファを反応槽に導入して夾雑物を前記抗原抗体複合体から分離するように構成されている、
実施形態B103に記載の測定装置。
B105
 前記過酸化水素センサを収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結された過酸化水素測定槽を更に備える、
実施形態B103又はB104に記載の装置。
B106
 前記バッファ槽は、前記過酸化水素が発生した後に、前記バッファ槽から前記バッファを前記反応槽に導入して、前記発生した過酸化水素を前記過酸化水素測定槽に送るように構成されている、
実施形態B105に記載の装置。
B107
 前記過酸化水素測定槽からの排出される溶液を収容するように構成された排液槽を更に備える、
実施形態B106に記載の装置。
B108
 前記過酸化水素センサは、前記反応槽内に配置されている、
実施形態B103又はB104に記載の装置。
B109
 前記反応槽からの排出される溶液を収容するように構成された排液槽を更に備える、
実施形態B108に記載の装置。
B110
 前記過酸化水素センサは、過酸化水素電極を含む、
実施形態B101からB109のいずれか一項に記載の装置。
 以上、本開示の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本開示を例示的に説明するものである。例えば、上記各実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必要に応じて寸法、構成、材質、回路を追加変更してもよい。なお、上記に挙げた本開示の一または複数の特徴を任意に組み合わせた実施形態も本開示の範囲に含まれる。特許請求の範囲は、本開示の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。
1 抗原溶液
2 糖化タンパク質
3 糖
4 タンパク質
5 夾雑物
10 磁性粒子を有する抗体
11 抗体
12 磁性粒子
20 オキシダーゼを有する抗体
21 抗体
22 オキシダーゼ
30 抗原抗体複合体
40 洗浄液
50 基質
100 測定システム
101 溶液
102 抗原
103 夾雑物
110 磁性を有する第一抗体
120 オキシダーゼを有する第二抗体
130 反応槽
140 過酸化水素電極
141 保護膜
150 電磁石
160 CPU
170 基質液槽
171 基質液
180 バッファ槽
181 バッファ液
190 排液槽
200 測定システム
210,220 抗体
230 反応槽
240 過酸化水素電極
290 測定槽
300 測定用カセット(デバイス)
310 第一抗体、第二抗体を含む抗体材料
330 反応槽
331 溶液の導入口
332 光学測定流路部
340 過酸化水素センサ・測定槽
341 電極端子
350 測定器本体
351 磁石
352a 発光器
352b 受光器
353 圧迫機構
354 電極端子
370 グルコース溶液槽
380 バッファ槽
390 排液槽
400 測定用カセット
431 溶液導入口
460 光学標識溶液槽
500 測定用カセット
510 抗体
530 反応槽
532 光学測定流路
600 測定用カセット
631 溶液導入口
660,680,670 試薬導入口
700 測定用カセット
700a,700b 測定流路系
731a,731b 溶液(検体)導入口
710a,710b 抗体材料
800 測定用カセット
800a,800b 測定流路系
831a,831b 溶液(検体)導入口
860a,860b 試薬(溶液)導入口

 

Claims (37)

  1.  抗原の測定方法であって、
     抗原を含む溶液を用意することと、
     前記抗原を特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一抗体を用意することと、
     前記抗原を特異的に認識し、かつオキシダーゼで修飾された第二抗体を用意することと、
     前記オキシダーゼと反応する基質を用意することと、
     前記第一抗体に前記抗原を認識させることと、
     前記第二抗体に前記抗原を認識させることと、
     磁場を用いて、前記第一抗体と前記第二抗体とで認識された前記抗原の抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉することと、
     前記抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
     前記抗原抗体複合体に対して、前記基質を反応させて過酸化水素を生成させることと、
     前記過酸化水素を測定することと、
    を備える測定方法。
  2.  過酸化水素センサを用意することを更に備え、
     前記抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉することは、前記磁場により前記抗原抗体複合体を前記過酸化水素センサの近傍に捕捉することを含む、
    請求項1に記載の方法。
  3.  前記磁場を用いて前記抗原抗体複合体を前記磁場内に捕捉しつつ、前記生成された過酸化水素を前記磁場の外に分離することを更に備える、
    請求項1に記載の方法。
  4.  測定対象となる前記抗原は、修飾タンパク質を含む、
    請求項2又は3に記載の方法。
  5.  前記修飾タンパク質は、糖化タンパク質を含む、
    請求項4に記載の方法。
  6.  前記第一抗体と前記第二抗体との少なくとも一方は、測定対象となる糖化タンパク質に対するモノクローナル抗体を含む、
    請求項5に記載の方法。
  7.  前記第一抗体と前記第二抗体との前記少なくとも一方は、前記糖化タンパク質の糖化部位を認識するモノクローナル抗体を含む、
    請求項6に記載の方法。
  8.  前記第一抗体と前記第二抗体との前記少なくとも一方は、前記糖化タンパク質の糖化によって生じた立体構造を認識するモノクローナル抗体を含む、
    請求項6又は7に記載の方法。
  9.  前記第一抗体と前記第二抗体との一方は、前記糖化タンパク質を認識するモノクローナル抗体であり、
     前記第一抗体と前記第二抗体との他方は、前記糖化タンパク質を認識するポリクローナル抗体である、
    請求項5から8のいずれか一項に記載の方法。
  10.  前記オキシダーゼは、グルコースオキシダーゼを含み、
     前記基質は、グルコースを含む、
    請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11.  前記過酸化水素を測定することは、過酸化水素電極を用いることを含む、
    請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12.  前記過酸化水素を測定することは、
      前記過酸化水素電極における電流を測定することと、
      前記電流から前記溶液内の前記抗原の濃度を測定することと
    を含む、
    請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13.  前記過酸化水素電極は、その表面に夾雑物の影響を低減するために形成された薄膜を有している、
    請求項11又は12に記載の方法。
  14.  前記過酸化水素電極は、実質的に高分子からなる保護膜により覆われている、
    請求項13に記載の方法。
  15.  前記抗原は、糖化アルブミンを含む、
    請求項1から14の何れか一項に記載の方法。
  16.  前記糖化アルブミンを含む溶液は、生体由来の体液を含む、
    請求項15に記載の方法。
  17.  前記体液は涙液又は唾液である、
    請求項16に記載の方法。
  18.  前記体液は、血液、血漿又は血清である、
    請求項16に記載の方法。
  19.  前記糖化アルブミンは、前記第一抗体及び前記第二抗体の一方は抗GAモノクローナル抗体であり、前記第一抗体及び前記第二抗体の他方は抗アルブミン抗体である、
    請求項15から18のいずれか一項に記載の方法。
  20.  GA値の測定方法であって、
     糖化アルブミンと未糖化アルブミンとを含む溶液を用意することと、
     前記糖化アルブミン及び前記未糖化アルブミンを含むアルブミンの総量を測定することと、
     前記糖化アルブミンを特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一糖化アルブミン抗体を用意することと、
     前記糖化アルブミンを特異的に認識し、かつオキシダーゼで修飾された第二糖化アルブミン抗体を用意することと、
     前記オキシダーゼと反応する基質を用意することと、
     前記第一糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
     前記第二糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
     磁場を用いて、前記第一糖化アルブミン抗体と前記第二糖化アルブミン抗体とで認識された前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を捕捉することと、
     前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
     前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体に対して、前記基質を反応させて過酸化水素を生成させることと、
     前記過酸化水素を測定することと、
     測定された前記過酸化水素の量と、測定された前記アルブミンの総量とから、前記糖化アルブミン量と総アルブミン量との比を求めること、
    を備える測定方法。
  21.  前記糖化アルブミン及び未糖化アルブミンを含むアルブミンの総量を測定することは、
    アルブミンを光学的に測定することを含む、
    請求項20に記載の方法。
  22.  前記アルブミンを光学的に測定することは、
     前記アルブミンに吸光標識試薬を結合させることを含む、
    請求項21に記載の方法。
  23.  前記吸光標識試薬は、ブロモクレゾールグリーン又はブロモクレゾールパープルである、
    請求項22に記載の方法。
  24.  前記アルブミンを光学的に測定することは、前記アルブミンと結合した前記吸光標識試薬の吸光度を測定することを含む、
    請求項22又は23に記載の方法。
  25.  前記アルブミンを光学的に測定することは、前記第一糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させること及び前記第二糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることの前に行う、
    請求項20から24のいずれか一項に記載の方法。
  26.  糖化アルブミン値の測定方法であって、
     アルブミンを含む溶液を用意することと、
     前記アルブミンを特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一アルブミン抗体を用意することと、
     前記アルブミンを特異的に認識し、かつ第二オキシダーゼで修飾された第二アルブミン抗体を用意することと、
     前記第二オキシダーゼと反応する第二基質を用意することと、
     前記第一アルブミン抗体に前記アルブミンを認識させることと、
     前記第二アルブミン抗体に前記アルブミンを認識させることと、
     磁場を用いて、前記第一アルブミン抗体と前記第二アルブミン抗体とで認識された前記アルブミンの抗原抗体複合体を捕捉することと、
     前記アルブミンの抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
     前記第一アルブミン抗体と前記第二アルブミン抗体とで認識された前記アルブミンの抗原抗体複合体に対して、前記第二基質を反応させて第二過酸化水素を生成させることと、
     前記第二過酸化水素を測定することと、
     前記アルブミンに含まれる糖化アルブミンを特異的に認識し、かつ磁性担体と結合した第一糖化アルブミン抗体を用意することと、
     前記糖化アルブミンを特異的に認識し、かつ第一オキシダーゼで修飾された第二糖化アルブミン抗体を用意することと、
     前記第一オキシダーゼと反応する第一基質を用意することと、
     前記第一糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
     前記第二糖化アルブミン抗体に前記糖化アルブミンを認識させることと、
     磁場を用いて、前記第一糖化アルブミン抗体と前記第二糖化アルブミン抗体とで認識された前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を捕捉することと、
     前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体を、前記磁場内に捕捉した状態で、洗浄することと、
     前記第一糖化アルブミン抗体と前記第二糖化アルブミン抗体とで認識された前記糖化アルブミンの抗原抗体複合体に対して、前記第一基質を反応させて第一過酸化水素を生成させることと、
     前記第一過酸化水素を測定することと、
     測定された前記第一過酸化水素の量と、測定された第二過酸化水素の量とから、前記糖化アルブミン量と総アルブミン量との比を求めること、
    を備える測定方法。
  27.  抗原の測定装置であって、
     抗原を含む溶液を導入するための導入口と、
     前記抗原に特異的に結合でき、かつ磁性体粒子と結合した第一抗体と、前記抗原に特異的に結合でき、かつオキシダーゼと結合した第二抗体と、
     前記第一抗体及び前記第二抗体を前記抗原と反応させて抗原抗体複合体を収容するための反応槽と、
     前記反応槽内に磁場を発生させるように構成された磁場発生装置と、
     前記オキシダーゼと反応する基質を含む基質液を収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結された基質液槽と、
     前記オキシダーゼと基質の反応により発生する過酸化水素を測定する過酸化水素センサと、
    を備える測定装置。
  28.  前記反応槽は、前記糖化タンパク質に特異的に結合でき、かつ磁性体粒子と結合した第一抗体と、前記糖化タンパク質に特異的に結合でき、かつグルコースオキシダーゼと結合した第二抗体とを収容している、
    請求項27に記載の測定装置。
  29.  バッファを収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結されたバッファ槽を更に備える、
    請求項28に記載の測定装置。
  30.  前記バッファ槽は、前記抗原抗体複合体が形成された後に、バッファ槽からバッファを反応槽に導入して夾雑物を前記抗原抗体複合体から分離するように構成されている、
    請求項29に記載の測定装置。
  31.  前記過酸化水素センサを収容し、前記反応槽と開閉可能に流体連結された過酸化水素測定槽を更に備える、
    請求項29又は30に記載の装置。
  32.  前記バッファ槽は、前記過酸化水素が発生した後に、前記バッファ槽から前記バッファを前記反応槽に導入して、前記発生した過酸化水素を前記過酸化水素測定槽に送るように構成されている、
    請求項31に記載の装置。
  33.  前記過酸化水素測定槽からの排出される溶液を収容するように構成された排液槽を更に備える、
    請求項32に記載の装置。
  34.  前記装置の内部における前記溶液を送る送液機構を更に備える、
    請求項27から33のいずれか一項に記載の装置。
  35.  前記過酸化水素センサは、前記反応槽内に配置されている、
    請求項29又は30に記載の装置。
  36.  前記反応槽からの排出される溶液を収容するように構成された排液槽を更に備える、
    請求項35に記載の装置。
  37.  前記過酸化水素センサは、過酸化水素電極を含む、
    請求項27から36のいずれか一項に記載の装置。

     
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