JP3423803B2

JP3423803B2 - 磁性体粒子を利用した免疫分析のための方法及び装置

Info

Publication number: JP3423803B2
Application number: JP00876095A
Authority: JP
Inventors: 也寸志新山; 裕康内田; 龍治田尾
Original assignee: Roche Diagnostics GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JPH07248330A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抗原(antigen) と抗体
(antibody)の反応を利用する免疫分析(immunoassay) の
ための方法及び装置に係わり、特に免疫反応用の固相と
して、磁性体粒子を使用する分析方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】血清または尿の如き生体試料内の抗体ま
たは抗原を同定するために免疫複合体を形成せしめる免
疫反応が用いられる。固相と液相を反応させる場合、標
識された抗体が試薬として使用され、反応後に液相を検
知素子でもって測定することが一般的である。標識は、
放射性同位体（radioisotope) 、酵素、着色された粒
子、蛍光物質、発光(luminescence)を生じる物質、等が
知られている。

【０００３】特開平３−４６５６５号公報は、反応性の
ラジカル(radical) を有するポリマーでもって被覆され
た磁性体粒子を用いて、酵素免疫分析を進めることを教
示している。この従来技術では、液相の吸光度または蛍
光強度を測定している。

【０００４】ＷＯ８７／０６７０６（特表昭６４−５０
０１４６号公報）は、標識物質として化学反応により発
光する物質及び電気的に化学発光を生じる物質を多数教
示している。そのうち、電気的に化学発光を生じる物質
のラベルのためには、ルテニウムまたはオスミウムの有
機化合物が好適であることが指摘されている。この従来
技術には、磁性体粒子を固相として用い免疫反応を進め
た後、磁気的に液相から固相を分離し、次いで液相に対
して電気的な化学発光が測定されることが示されてい
る。このような結合(bound) 成分とフリー(free)成分の
分別はＢ／Ｆ分離と称される。

【０００５】上述の２件の従来技術が液相を測定するの
に対して、米国特許第４，１４１，６８７号明細書は固
相上の標識を測定することを教示している。すなわち、
米国特許第４，１４１，６８７号明細書では、固相とし
て磁気的に吸着可能な粒子を用い、標識として放射性原
子を用い、流路内で免疫反応を進める。免疫反応の後、
反応混合物は磁気トラップを流れる。このとき、液相は
磁気トラップを通過するが、固相はそのトラップ内に捕
捉される。洗浄後の固相は磁気トラップから解放され、
導管に沿って下流のコイルを通過し、放射線がシンチレ
ーションカウンターによって測定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、いずれも固相として磁性体粒子を用いるもの
の、特開平３−４６５６５号公報及びＷＯ８７／０６７
０６（特表昭６４−５００１４６号公報）では液相を測
定しており、固相上の標識を測定するものに比べて検出
感度が低下する。また、米国特許第４，１４１，６８７
号明細書では固相上の標識を測定しているが、標識とし
て放射性原子を用いているので、取扱に注意を要する。
また、磁気トラップにて液相から固相を分離した後、固
相を磁気トラップから解放して検知部へ移送しているの
で、その移送の間に被検物質の一部が導管に付着しロス
が生じる可能性がある。また、固相の移送回数が多く、
処理操作が複雑で時間がかかるという問題もある。更
に、検知部では固相を移送しながら測定するので、検出
精度が低下するという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、固相として磁性体粒子を
用いた場合に、固相からの発光を高感度で測定すること
ができる免疫分析のための方法及び装置を提供すること
である。

【０００８】本発明の他の目的は、固相の移送回数が少
なく、固相の処理操作が簡便な免疫分析のための方法及
び装置を提供することである。

【０００９】本発明のもう１つの目的は、固相から電気
的な化学発光を生じさせる場所において固相を静止状態
に保つことができる免疫分析のための方法及び装置を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は次の構成を採用する。すなわち、免疫反応
によって磁性体粒子に化学発光標識物質をラベルするこ
と、深さよりも幅が大きいチャンバーに磁場を印加して
いる状態で、前記磁性体粒子を含む流体が前記チャンバ
ー内に流されること、前記流体の導入に伴って、前記磁
性体粒子はチャンバー内において平面的に広げられた状
態で磁力によって捕捉されること、前記磁性体粒子上の
標識物質からの発光をチャンバーの深さに平行な方向に
て受光することの各工程を含み、前記チャンバー内に作
用電極および対極を配置し、前記チャンバー内に露出さ
れている作用電極の面積は、１回の導入において前記流
体中に含有されている磁性体粒子が最稠密で単一層にな
るように平面上に並べられると仮定したときに占める面
積の１〜３倍である構成とする。

【００１１】望ましい実施例においては、磁性体粒子を
捕捉する工程のときに、チャンバー内に配設されている
作用電極上に磁性体粒子が分布される。そして、チャン
バーへの磁場の印加を解除し、磁性体粒子を作用電極上
に止どめたままで、作用電極と対極との間に電圧を印加
することによって電気的な化学発光を生じさせる。

【００１２】

【作用】以上のように構成した本発明においては、磁性
体粒子をチャンバー内に平面的に広げられた状態で磁力
によって捕捉した後、磁性体粒子上の標識物質からの発
光をチャンバの深さに平行な方向にて受光することによ
り、固相からの発光を高感度で測定することができる。
また、磁性体粒子（固相）から化学発光を生じさせる場
所において固相を静止状態に保つことができ、固相から
の発光を高感度で測定することができるとともに、固相
の移送回数が少なくなり、固相の処理操作を簡便にする
ことができる。

【００１３】

【実施例】分析対象とする成分（分析対象物）は、試料
が血清の場合、抗原、ペプチドホルモン、ステロイドホ
ルモン、薬剤、ウィルス抗体、各種の腫瘍マーカー、抗
体、抗体複合物、単一タンパク質などである。

【００１４】固相としての磁性体粒子は、粒径が１〜１
０μｍであり、比重が１．３〜１．５である。この粒子
は、液内に沈降し難く、懸濁しやすい。粒子の表面には
抗体が固定されている。磁性粒子は、たとえば鉄、酸化
鉄、ニッケル、コバルト、酸化クロム等の磁気吸引物質
の粉末をマトリクス内にうめ込んで形成されており、こ
のマトリクス自体は、多くの合成及び天然の重合性物質
（たとえばセルロース、ポリエステル等）からなる広い
範囲の物質からなっている。

【００１５】免疫反応によって分析対象物及び発光標識
物質を含む免疫複合体が、磁性体粒子上に結合される。
この複合体は、反応混合物中の他の共存物質とともに懸
濁液の形でフロースルーセルのフローチャンバーに導入
される。

【００１６】磁性体粒子は、チャンバー内において平面
的に広げられた状態で、磁力によって所定の場所に捕捉
されるが、発光を測定するときには磁力が解除される。
しかし、このときにはチャンバー内の液体の流れが停止
されているので、磁性体粒子は捕捉されたそのままの状
態でチャンバー内にとどまっている。

【００１７】フローチャンバーは、深さ（すなわち厚
さ）に対し幅が２〜２０倍になるように形成されてお
り、流体の流れに乗って導入された粒子が流れの横方向
に広がるのを容易にする。磁性体粒子の広がり方は、理
想的には、単一層であるのが望ましいが、実際には粒子
同士の重なりが多少生ずる。本発明ではこのような重な
りがある場合も平面的な広がりと称している。チャンバ
ー内における平面的な広がりは、磁力の強さに加えて、
反応混合物を含む懸濁液の導入時の流速にも影響され
る。流速による力が磁力によって粒子を捕捉する力を上
回った場合には、粒子が離脱されるので、適正な流速を
選ぶ必要がある。

【００１８】チャンバー内に一旦捕捉された磁性体粒子
は、緩衝液によって洗浄されるが、この洗浄時の液の流
速は、反応混合物を含む懸濁液の導入時における流速と
同じか、またはそれよりも小さい。

【００１９】チャンバーに磁場を印加するための磁石の
磁石密度（magnetic flux density)は、好ましくは０．
５〜３Ｔである。測定セルすなわちフロースルーセル
は、チャンバーと光検出素子の間に光透過性の窓を有す
る。窓は、ガラス、石英、アクリル、ポリカーボネート
等の光透過率９０％以上のプラスチックのうちから選ば
れたいずれか１つの材料でできている。光検知素子は、
光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード、フォト
ダイオード、ストリーク管のうちから選ばれたいずれか
１つのものである。前記窓は凸レンズの形状になってい
てもよい。

【００２０】測定セルにおいて、懸濁液の液相からの反
応生成物の分離は磁気トラップ手段を用い導管中の所定
の位置におかれた測定セル内のフローチャンバーで行わ
れる。前記懸濁液は、導管にそってそれらを吸引あるい
は吐出する手段からなる送液手段によって測定セル内の
フローチャンバーに導かれ、作用電極下あるいは上に配
置された磁石による局部的磁界の領域に達するとその磁
力により作用電極上に捕捉される。

【００２１】この懸濁液を測定セル内のフローチャンバ
ーに導入し、反応生成物を作用電極上に捕捉させる工程
で求められる条件は、以下の通りになる。すなわち、標
識物質による発光の効率をより高いものにするため、導
管中に導かれた懸濁液中の反応生成物のうちより多くの
部分が再現性よく作用電極上に捕捉されること、及び作
用電極上に理想的には一層で、より広い範囲、かつ均一
に分散されることである。

【００２２】フローチャンバー形状は上面からみて紡錘
形であり、その紡錘形の最大幅部の幅が入口径（最小幅
部）に対し７倍以内、入口から見て最大幅部への開口角
が２０°以内、その厚さが０．３〜０．７ｍｍとなるよ
うな構造である。不適切な形状の場合には、チャンバー
側面付近で流れの剥離、気泡の滞留が起き易くなり、懸
濁液中の反応生成物の作用電極上への捕捉妨害を引き起
こすとともに、一度捕捉した反応生成物を洗浄する際に
洗浄液がフローチャンバー側面部まで廻り込まないた
め、発光反応後の反応生成物の洗浄が困難となってしま
う。

【００２３】また、フローチャンバーを形成する部材の
材質は試料中の蛋白成分などによる汚れの付着しにくさ
及び洗浄液などによる劣化を極力防止するため、四弗化
エチレン、ブチルゴム、シリコンゴム、ガラス、及びア
クリル樹脂等の電気非導電性物質から選ばれる。

【００２４】磁性体粒子の粒径が２〜３μｍの場合、フ
ローチャンバー内に反応生成物を含む懸濁液を導入する
際、その線速度を１０〜１００ｍｍ／ｓとすることによ
り流れの状態を最適化でき、より多くの反応生成物を作
用電極上により分散した形で捕捉することができる。こ
こで、線速度１０ｍｍ／ｓ以下では懸濁液中の反応生成
物は作用電極上の一点に集中して捕捉されるため電気化
学的発光を行なう際に高い発光効率を確保することが困
難となる。また線速度１００ｍｍ／ｓ以上では、反応生
成物は作用電極上に捕捉されにくくほとんどの部分が流
れさってしまうため発光量が低下する。

【００２５】前記懸濁液が測定セル内フローチャンバー
を通過する際に作用電極上に捕捉された反応生成物より
なる固相は、導管を通じてフローチャンバー内に洗浄用
液体を流すことにより洗浄することができる。固相は作
用電極上に捕捉されたまま残るがその反応生成物は流れ
る洗浄液体に露出し、これにより洗浄が行われる。

【００２６】洗浄液体は、次工程の発光反応を考慮すれ
ば標識物質を励起させる誘引物質を含む緩衝液が望まし
い。その目的は、固相から懸濁液液相の残留痕跡を除く
こと、及び標識物質の励起を誘引する物質を反応生成物
のまわりに再現性良く供給することにある。

【００２７】磁性体粒子は作用電極がフローチャンバー
上面におかれた時は作用電極上、あるいはその逆の場合
は下におかれた磁石により生ずる局部的な磁気トラップ
により捕捉される。作用電極はフローチャンバー上面ま
たは下面のどちらに配置されてもよいが、捕捉効率及び
配置の容易さを考慮すると下面に配置されるのが望まし
く、かつ紡錘形の最大幅部に配置されるのが望ましい。
またその表面積は、前記磁性体粒子に結合した反応生成
物を一層にかつ最稠密にならべた時に必要な面積の３倍
以内、願わくば１〜２倍であることが望ましい。

【００２８】作用電極の形状は、磁石の形にあわせて、
円形、方形、流路方向に長径をもつだ円から選ばれる。
この形状を選択することにより、より少ない電極面積で
より効率良く反応生成物を捕捉することができ、また光
検知素子の光電面形状（ヘッドオンタイプのときは円
形）から考えてより効率良く作用電極上で電気化学的反
応により発生した光を検知させるのに適しているからで
ある。

【００２９】この作用電極及び対極の材料は、金、白
金、パラジウム、タングステン、イリジウム、ニッケル
及びそれらの合金のうちいずれか１つから選ばれる。こ
れは電極反応により生じる表面の摩耗、あるいは電極上
に流される各試薬による腐食を極力防止するためであ
る。

【００３０】対極と作用電極は同一平面上に配置され、
両者間の距離は３ｍｍ以内、可能ならば対極は作用電極
の両側に対称な位置に配置される。これにより測定セル
内への作用電極、対極の設置作業が容易になるととも
に、作用電極−対極間に電圧を印加する際、作用電極両
端面に効率良くかつ安定に電圧を印加することができる
ため、標識物質に励起を誘引せしめる物質を常に正確か
つ再現性よく形成することが可能となる。

【００３１】局部的磁気トラップは、作用電極をはさん
で測内セル内フローチャンバーの反対側に設置された少
なくとも１ヶの磁石により生成される。この磁石は、作
用電極表面上から０．５〜３ｍｍまで近接でき、かつ磁
界を最低値から最高値へ必要に応じて変更できることが
望ましい。これは、永久磁石を用いた場合は、作用電極
面上へ磁界が生じないよう磁石を遠ざける方向で動かし
たり近接させたりすることにより、電磁石を用いた場合
は消磁したり励磁したりすることにより実施される。こ
れにより、作用電極上に捕捉された磁性体粒子に結合さ
れた反応生成物に対し、電気化学的発光反応終了後、作
用電極上に残存する反応生成物を効率良く洗浄すること
が可能となる。また、磁石の磁束密度を０．５〜３Ｔ、
磁石面（作用電極側）の面積を作用電極面積に対し、
０．５〜３倍とし、また作用電極面との距離を０．５〜
３ｍｍまで近接させることができるように配置すること
により、導管を通ってフローチャンバー内を流れてくる
懸濁液中の反応生成物に対し局部的に最適な磁界を与え
ることができるため、懸濁液中のより多くの反応生成物
を再現性よく、より均一かつ広範囲な分布をもって捕捉
することが可能となる。

【００３２】また、作用電極面上への反応生成物捕捉
後、この条件下でフローチャンバー内にさらに緩衝液を
流すことにより、より迅速にかつ高効率をもって未反応
の試薬を洗い流すことができるため、キャリーオーバー
を極少としたＢ／Ｆ分離を簡便に行うことが可能とな
る。この際の磁石の配置は作用電極直下または作用電極
がフローチャンバーの上面に配置されている場合は真上
が望ましい。

【００３３】作用電極上に捕捉された反応生成物は、緩
衝液により洗浄され未反応の液相と分離された後、作用
電極−対極間に印加される一定シーケンスに従った電圧
により、緩衝液中に含まれる標識物質を励起させる誘引
物質が還元され、その還元された誘引物質により励起さ
れた標識物質が基底状態に遷移する際に所定の波長を持
った光が発せられることになる。その光は、測定セル内
のフローチャンバーをはさんで、作用電極と反対側に設
けられた透明な窓に入射し、この窓に接して（場合によ
ってはある距離をおいて）配置された光検知素子の検知
部に導入されてその発光強度が計測される。窓は作用電
極面積に対して少なくとも４倍以上の面積を持つことが
好ましい。光検知素子で発光強度が計測される際、上記
条件に基づいて測定セルを構成することにより、作用電
極上で発生する微弱な光はより効率良く光検知素子内に
導入されることになり、その結果より高精度で再現性の
よい計測が可能となる。以上の構造をもつ測定セルによ
り、血清、尿等の生体液試料中の特定成分を、より迅速
かつ簡便な方法で高感度かつ再現性よく分析することが
可能となる。

【００３４】以下、図１〜図１２を用いて本発明の一実
施例による免疫分析方法及び装置を説明する。先ず、本
実施例の分析装置のシステム構成を図１により説明す
る。図１において、本実施例の分析装置は、試料を入れ
たサンプルボトル３１と、磁性体粒子を含むビーズ(Bea
ds) 溶液を入れたビーズボトル３２と、磁性体粒子を試
料中の特定成分に結合させる第１試薬を入れた第１試薬
ボトル３３と、電気化学的反応により発光を生じる標識
物質をラベルしかつ試料中の特定成分と結合する第２試
薬を入れた第２試薬ボトル３４と、標識物質の電気的な
化学発光を誘引する物質を含む緩衝液を入れた緩衝液ボ
トル３と、洗浄液を入れた洗浄液ボトル４と、反応生成
物を含む懸濁液を得るためのベッセル（反応容器）１
と、ベッセル１に試料、ビーズ、第１試薬、第２試薬、
緩衝液を分注するサンプリングプローブ３０と、ベッセ
ル１の懸濁液を送液するシッパープローブ２と、シッパ
ープローブ２の先端部を洗浄する洗浄槽５と、シッパー
プローブ２から送液された懸濁液が導入される測定セル
６と、懸濁液、洗浄液、緩衝液の吸引及び吐出を行うシ
リンジ１１と、廃液を収容する廃液ボトル１３と、蒸留
水が収容される蒸留水ボトル１４と、蒸留水ボトル１４
の蒸留水を洗浄槽５に送液するポンプ１２とを備えてい
る。

【００３５】サンプリングプローブ３０は、既知のピペ
ッティング機構を有しており、図示しないシリンジに導
管Ｐ１を介して接続されている。シッパープローブ２
は、導管Ｐ２を介して測定セル６に接続されている。測
定セル６は導管Ｐ３、第１ピンチ弁７、導管Ｐ４を介し
て、シリンジ１１に接続されている。また、導管Ｐ４
は、導管Ｐ５、第２ピンチ弁８、導管Ｐ６を介して、廃
液ボトル１３に接続されている。一方、蒸留水ボトル１
４は、導管Ｐ９、ポンプ１２、導管Ｐ１０を介して洗浄
槽５に接続され、洗浄槽５は、導管Ｐ１１を介して廃液
ボトル１３に接続されている。また、導管Ｐ１０の途中
から導管Ｐ８が分岐し、この導管Ｐ８は第３ピンチ弁
９、導管Ｐ７を介しシリンジ１１に接続されている。

【００３６】サンプルボトル３１内の試料は、例えば特
定成分であるＴＳＨ（甲状腺ホルモン）を含む血清、尿
等の生体液由来の試料である。ビーズボトル３２内のビ
ーズ溶液は粒子状磁性物質をポリスチレン等からなるマ
トリックス内に埋め込んだビーズ(Beads) すなわち磁性
体粒子（比重１．４、平均粒径２．８μｍ）を緩衝液中
に分散させたものであり、このマトリックスの表面には
ビオチンと結合可能なストレプタビジンが結合されてい
る。磁性体粒子としてはマトリックス中に複数個の粒子
状磁性物質を包含したものを用いてもよい。

【００３７】第１試薬ボトル３３内の第１試薬は、末端
をビオチン処理したＴＳＨ抗体を含むものである。第２
試薬ボトル３４内の第２試薬は、末端をビオチン処理
し、かつ励起により化学発光を生じる標識物質を結合さ
せたＴＳＨ抗体を含むものである。この実施例では、標
識物質として例えばＲｕ（ｂｐｙ）₃、すなわちルテニ
ウム（II）トリス（ビピリジル）を用いる。Ｒｕ（ｂｐ
ｙ）₃は緩衝液中ではＲｕ（ｂｐｙ）₃ ²⁺の形で存在す
る。緩衝液ボトル３内の緩衝液は、電圧の印加により還
元され、標識物質の励起を誘引する物質を含むｐＨ７．
４前後のものである。この実施例では、その誘引物質と
してトリプロピルアミン（ＴＰＡ）を用いる。

【００３８】次に、測定セルの構造を図２〜図４により
説明する。測定セル６はセル基板１８と、光電子倍増管
１９を収納したＰＭＴケース２１と、セル基板１８とＰ
ＭＴケース２１との間に位置する受光窓２２とを有し、
セル基板１８と受光窓２２とはスペーサ１８Ａを介して
一体化され、それらの間に測定セル６内に導入された反
応生成物を含む懸濁液が流れるフローチャンバー１７が
形成されている。フローチャンバー１７は図４に示すよ
うに上方から見て紡錘形をしており、紡錘形の一方の端
部に流路入口３５が位置し、他方の端部に流路出口３６
が位置し、流路入口３５及び流路出口３６はセル基板１
８に取付けられたニップル５０，５１を介してそれぞれ
導管Ｐ２，Ｐ３に接続されている。また、フローチャン
バー１７の紡錘形の最大幅部中央下面には作用電極１５
が配置され、作用電極１５の両側の同一平面上には一対
の対極１６ａ，１６ｂが対称な形で配置されている。作
用電極１５及び対極１６ａ，１６ｂはセル基板１８上に
設けられたシート部材１８Ｂ上に取付けられ、かつそれ
らの一端はセル基板１８の外に延出し、図示しない電源
及び制御装置に接続されている。作用電極１５の下方に
は磁石２４が位置し、磁石２４は、作用電極１５に接近
し得るようセル基板１８に形成された凹所１８Ｃ内に配
置されている。また、磁石２４は、磁石ホルダ２５に取
付けられ、磁石ホルダ２５はレバー２５Ａの一端に取り
付けられている。レバー２５Ａの他端はステッピングモ
ータ２６に取付けられ、支点２８を中心にして回動可能
であり、ステッピングモータ２６を動作させることによ
り、磁石２４は凹所１８Ｃ内の図示の作動位置とその外
に出た二点鎖線で示す後退位置との間で出入可能であ
る。

【００３９】光電子倍増管１９はフローチャンバー１７
で発生し、受光窓２２を透過した光を計測するものであ
り、ここではＲ１１０４浜松ホマトロニクス社製を使用
する。光電子倍増管１９は、磁気による倍増効率の低下
を防ぐためにシールド管２０に覆われてＰＭＴケース２
１内に収納されている。光電子倍増管１９の上方にはソ
ケット２７が取付けられこのソケット２７を介して光電
子倍増管１９の検出信号が図示しない制御装置に送ら
れ、光強度が計測される。

【００４０】フローチャンバー１７の下面を形成するシ
ート部材１８Ｂは四弗化エチレンポリマーからなってい
る。また、フローチャンバー１７は紡錘形の両端の最小
幅Ｗ₁は１ｍｍ、中央の最大幅Ｗ₂は５ｍｍ、フローチ
ャンバー長さＬは３３ｍｍ、開口角αは１６．２゜、厚
さｔは０．５ｍｍである。また、フローチャンバー１７
の流路入口３５及び流路出口３６の直径は最小幅Ｗ₁と
等しくそれぞれ１ｍｍである。

【００４１】作用電極１５は白金からなり、図３及び図
４に示すように、フローチャンバーに露出された部分で
は、方形をなし、その幅５ｍｍ、面積は２５ｍｍ²であ
り、この作用電極１５上に前述した平均粒径２．８μｍ
の磁性体粒子を一層かつ最稠密に並べた場合約３．７×
１０⁶個並べることができる。これは、前記ビーズボト
ル３２内で緩衝液に分散される磁性体粒子の１回分の使
用量が３０μｇであるとすると、これは磁性体粒子約２
×１０⁶個に相当することから約１．８５倍の面積であ
る。

【００４２】対極１６も作用電極１５と同様に白金から
なり、作用電極１５と１ｍｍの間隔をあけて配置されて
いる。磁石２４は各辺５ｍｍの方形の永久磁石であり、
作用電極１５側にＮ極が着磁された磁束密度０．８５Ｔ
を有している。この磁石２４は凹所１８Ｃ内の作動位置
では作用電極１５の表面に対して１ｍｍ離れた距離に置
かれる。受光窓２２は、光透過率９０％以上の非電導性
プラスチック材料であるアクリルからなり、厚さ４ｍ
ｍ、有効直径２５ｍｍの円板状である。

【００４３】次に、上記のように構成した本実施例の生
化学成分分析装置の動作を説明する。サンプルボトル３
１内の特定成分であるＴＳＨ（甲状腺刺激ホルモン）を
含む血清、尿等の生体液由来の試料５０μｌと、ビーズ
ボトル３２内の緩衝液中に分散させたビーズ溶液５０μ
ｌと、第１試薬ボトル３３内の末端をビオチン処理した
ＴＳＨ抗体を含む第１試薬５０μｌと、第２試薬ボトル
３４内の末端をビオチン処理し、かつ励起により化学発
光を生じる前記の標識物質を結合させたＴＳＨ抗体を含
む第２試薬５０μｌと、緩衝液ボトル３内の前記誘引物
質を含むｐＨ７．４前後の緩衝液５０μｌとをサンプリ
ングプローブ３０により所定の順番に従って順にベッセ
ル１内に分注する。

【００４４】ここではサンドイッチ法により分析する例
を示す。この場合、ビーズ溶液、第１試薬、試料、第２
試薬の順番で分注する。なお、競合法による場合は、ビ
ーズ溶液、試料、第２試薬、第１試薬の順番で分注すれ
ばよい。

【００４５】また、分注動作中は、ベッセル１内を一定
温度（この実施例では３７℃）に保温しながら図示しな
い振動装置により撹拌して反応を進行させ、分注動作後
一定時間（この実施例では１５分間）保温と撹拌を継続
する。これにより、磁性体粒子、第１試薬、試料中のＴ
ＳＨ、及び第２試薬が結合した反応生成物を含む懸濁液
がベッセル１内に生成される。サンプリングプローブ３
０の先端は各分注動作後、シッパープローブ２の先端
（後述）の洗浄と同様に洗浄される。

【００４６】次にベッセル１内の懸濁液を測定セル６の
フローチャンバー１７内に導入する。この操作は次のよ
うにして行う。まず、図２において、ステッピングモー
タ２６を駆動して磁石２４を図２に実線で示す作動の位
置に移動させておく。次に、図１において、第１ピンチ
弁７を開け、第２ピンチ弁８及び第３ピンチ弁９を閉じ
る。この状態で、まずシッパープローブ２を図示しない
駆動装置によりベッセル１の上方に水平移動した後下方
に移動させ、その先端部をベッセル１内の懸濁液内に挿
入する。

【００４７】次に、シリンジ１１によりベッセル１内の
前記反応生成物を含む２５０μｌの懸濁液のうち２００
μｌの懸濁液をシッパープローブ２内に吸引した後、シ
ッパープローブ２を上方に移動させその先端部を懸濁液
の外に出し、その後再びシリンジ１１によりシッパープ
ローブ２内の懸濁液を吸引する。この吸引により２００
μｌの懸濁液が導管Ｐ２を介して測定セル６内に導入さ
れ、フローチャンバー１７内を流れる。このとき、懸濁
液は流路入口３５から線速度５０ｍｍ／ｓでフローチャ
ンバー１７内を流れるようにシリンジ１１の操作を制御
する。懸濁液が作用電極１５上に達すると、磁石２４に
より局部的に形成される磁場により、反応生成物と未反
応の磁性体粒子のみが作用電極１５上に捕捉され、その
他の未反応の第１試薬と第２試薬はフローチャンバー１
７を通過してシリンジ１１へと吸引される。このように
して、２００μｌの懸濁液に含まれていた全ての反応生
成物をフローチャンバー１７内に集められＢ／Ｆ分離が
行われる。

【００４８】次に、シッパープローブ２を洗浄槽５の上
方に水平移動した後下方に移動し、その先端部を洗浄槽
５内に位置させ、この状態で、ポンプ１２を駆動し、蒸
留水ボトル１４内の蒸留水を導管Ｐ９、ポンプ１２、導
管Ｐ１０を介して洗浄層５内に吐出させ、挿入されたシ
ッパープローブ２の先端部の外側を洗浄する。洗浄槽５
内に吐出された使用済みの蒸留水は廃液として洗浄槽５
の底部から導管Ｐ１１を介して廃液ボトル１３に送液さ
せる。

【００４９】次に、シッパープローブ２を上方に移動し
て先端部を洗浄槽５の外に出した後、緩衝液ボトル３の
上方に水平移動させ更にシッパープローブ２を下方に移
動してその先端部を緩衝液ボトル３内の緩衝液に挿入す
る。次にシリンジ１１により緩衝液ボトル３内の緩衝液
を吸引し１０００μｌの緩衝液を測定セル６内に導入す
る。この緩衝液の導入により、測定セル６のフローチャ
ンバー１７内に残存していた未反応の第２試薬が洗い流
されＢ／Ｆ分離が完了する。このとき、洗浄に用いられ
た緩衝液と未反応の試薬は、フローチャンバー１７から
導管Ｐ３、第１ピンチ弁７及び導管Ｐ４を通ってシリン
ジ１１内に吸入される。

【００５０】以上の操作によりフローチャンバー１７内
は、作用電極１５上に反応生成物と未反応の第１試薬
（磁性体粒子）が捕捉されており、それらの周囲すなわ
ちフローチャンバー１７全体は、標識物質の励起を誘引
するために用いられるＴＰＡを含む緩衝液によって満た
されることになる。一方、シリンジ１１中に吸引されて
いた緩衝液と未反応の試薬は第１ピンチ弁７を閉じた
後、第２ピンチ弁８を開けて、シリンジ１１により廃液
ボトル１３中に吐出される。

【００５１】上記工程終了の後、作用電極１５とその同
一平面上両側に配置された対極１６間に定められたシー
ケンスに基づいた電圧を印加し、下記の反応を行わせ
る。

【００５２】１）ＴＰＡ→ＴＰＡ⁺＋ｅ^- ２）ＴＰＡ⁺→ＴＰＡ^*＋Ｈ⁺ ３）Ｒｕ( ｂｐｙ）₃ ²⁺→Ｒｕ( ｂｐｙ）₃ ³⁺＋ｅ^- ４）Ｒｕ( ｂｐｙ）₃ ³⁺＋ＴＰＡ^*→Ｒｕ( ｂｐｙ）₃
^2+* ５）Ｒｕ( ｂｐｙ）₃ ^2+*→Ｒｕ( ｂｐｙ）₃ ²⁺＋ｐｈ
ｏｔｏｎ( ６２０nm) すなわち、電圧の印加により緩衝液中のＴＰＡが還元さ
れ、反応生成物中の標識物質であるＲｕ( ｂｐｙ）₃ ²⁺
が発光する。この反応によって発生した光は、フローチ
ャンバー１７上に設けられた透明の受光窓２２を通じて
光電子倍増管１９の光電面に導入されてその発光量が計
測され、ＴＳＨ濃度既知のコントロール物質を測定した
際の発光量と比較して試料中のＴＳＨ濃度が算出され
る。

【００５３】上記反応工程に際して、作用電極１５上に
磁性体粒子と結合してなる反応生成物を捕捉する目的
で、配置した磁石２４は、光電子増倍管の増倍効率に対
する磁界の影響を少なくするため、電圧の印加による電
気化学的反応により発光を行わせる直前あるいは、でき
うるならば直後にステッピングモータ２８を駆動して作
用電極１５面上に磁界の影響が及ばぬ後退位置に移動す
る。

【００５４】発光反応終了後、フローチャンバー１７内
の洗浄を行う。まず、第１ピンチ弁７を開け、第２ピン
チ弁８及び第３ピンチ弁９を閉じ、先に説明したのと同
様に予め蒸留水により先端を洗浄しておいたシッパープ
ローブ２を洗浄水ボトル４の上方に水平移動した後に、
下方に移動し、その先端部を洗浄液ボトル４内の洗浄液
内に挿入し、この状態で、シリンジ１１にて洗浄液ボト
ル４内の洗浄液の吸引を開始する。この際、洗浄効率を
上げる目的でシリンジ１１により洗浄液を吸引している
間にシッパープローブ２を上下させて洗浄液及び空気を
一定量ずつ交互に吸引するのがよい。このように吸引さ
れた洗浄液は、導管Ｐ２を通じて測定セル６内のフロー
チャンバー１７内に導びかれ、フローチャンバー１７内
に残った反応終了後の緩衝液、反応生成物及び未反応の
第１試薬（磁性体粒子）を洗い流す。この後、シリンジ
１１内に吸引された廃液及び洗浄液は、第１ピンチ弁７
を閉じ、第２ピンチ弁８を開け、シリンジ１１を押し出
すことにより廃液ボトル１３内に吐出される。

【００５５】上記工程終了後、再び第２ピンチ弁８を閉
じて第１ピンチ弁７を開け、予め蒸留水により先端を洗
浄しておいたシッパープローブ２により緩衝液ボトル３
内からＴＰＡを含む緩衝液をシリンジ１１を用いて１０
００μｌ吸引し、導管Ｐ２及び測定セル６のフローチャ
ンバー１７内に残された洗浄液を洗い流した後、導管Ｐ
２及びフローチャンバー１７内を緩衝液で置換する。こ
の操作にて一試料に対するＴＳＨの測定が完了する。

【００５６】さらに、シリンジ１１のメンテナンスとし
ての洗浄操作を次のようにして行なってもよい。まず、
第１ピンチ弁７を閉にし、第２ピンチ弁８及び第３ピン
チ弁９を開にして、ポンプ１２を駆動して蒸留水ボトル
１４から蒸留水を導管Ｐ９、ポンプ１２、導管Ｐ１０、
導管Ｐ８、第３ピンチ弁９、導管Ｐ７を介してシリンジ
１１に送液し、このシリンジ１１から更に導管Ｐ４、導
管Ｐ５、第２ピンチ弁８、導管Ｐ６を介して廃液ボトル
１３に送液する。次に、第３ピンチ弁９を閉にし、シリ
ンジ１１内に残った蒸留水をシリンジ１１により導管Ｐ
４、導管Ｐ５、第２ピンチ弁８、導管Ｐ６を介して廃液
ボトル１３に送液する。

【００５７】次に上記の操作により行われる本実施例の
分析方法による測定原理を図５〜図７により説明する。
本実施例は前述したようにサンドイッチ法によるもので
ある。図５において、図５（ａ）は磁性体粒子４０を、
図５（ｂ）は第１試薬４４を、図５（ｃ）は試料中の特
定成分（測定対象物）であるＴＳＨ４７を、図５（ｄ）
は第２試薬４８を、図５（ｅ）はそれらの反応生成物５
４を、図５の（ｆ）は緩衝液に含まれる誘引物質である
トリプロピルアミン（ＴＰＡ）５１をそれぞれモデル化
して示したものであり、磁性体粒子４０は粒子状磁性物
質４１をマトリックス４２内に包含し、このマトリック
ス４２の表面にストレプタビジン４３を結合してなり、
第１試薬４４は磁性体粒子４０のストレプタビジン４３
と結合可能なように末端にビオチン４５を結合させたＴ
ＳＨ抗体４６からなり、第２試薬４８は測定対象物であ
るＴＳＨ４７と結合可能なＴＳＨ抗体５０の末端に標識
物質であるＲｕ（ｂｐｙ）₃４９を結合してなってい
る。

【００５８】まず、図６（ａ）に示すように、ベッセル
１内に磁性体粒子４０を分散させたビーズ溶液を分注し
た後、このベッセル１に第１試薬４４が分注されると、
図６（ｂ）に示すように磁性体粒子４０の表面のストレ
プタビジン４３と第１試薬４４のビオチン４５とが結合
し、第１試薬４４と磁性体粒子４０とからなる第１の複
合体５２が生成される。このとき、ベッセル１内には未
反応の磁性体粒子４０が残る。次に測定対象物であるＴ
ＳＨ４７を含む試料を分注すると、図６（ｃ）に示すよ
うにＴＳＨ４７と第１の複合体５２のＴＳＨ抗体４６と
が結合し、ＴＳＨ４７と第１の複合体５２とからなる第
２の複合体５３が生成される。このとき、ベッセル１内
には、未反応の第１の複合体５２が残る。次に、第２試
薬４８を分注すると、図６（ｄ）に示すように第２の複
合体５３のＴＳＨ４７と第２試薬４８とが結合し、反応
生成物５４が生成される。このときも未反応の第２試薬
４８がベッセル１内に残る。このようにベッセル１内に
は、反応生成物５４と、未反応の磁性体粒子４０と、未
反応の第１試薬４４（第１の複合体５２）と、未反応の
第２試薬４８とが混在する懸濁液が生成される。

【００５９】このようにして生成した反応生成物５４を
含む懸濁液を測定セル６内のフローチャンバー１７に導
入すると、フローチャンバー１７内においては、図６
（ｅ）に示すように反応生成物５４と未反応の第１の複
合体５２と未反応の磁性体粒子４０とが磁石２４により
フローチャンバー１７の下面に磁気的に捕捉され、第２
試薬４８は浮遊した状態になる。次に、緩衝液がフロー
チャンバー１７に導入されると、図６（ｆ）に示すよう
に、第２試薬４８が洗い流されＢ／Ｆ分離がなされる。
同時に、フローチャンバー１７内は誘引物質であるＴＰ
Ａ５１で満たされる。流れを止めた状態で前述したよう
に作用電極１５とその同一平面上両側に配置された対極
１６との間に所定のパルス電圧を印加すると、これらの
両極間でＴＰＡ５１が励起し、標準物質が発光する前述
の反応が行われ、フローチャンバー１７上に設けられた
受光窓２２を通過して、光電子倍増管１９によりその発
光量が計測される。ここで、予めＴＳＨ濃度が異なる複
数の標準物質の発光量を測定し、ＴＳＨの濃度と発光量
との関係から検量線を求めておき、この検量線を用いて
上記発光量の計測値から試料中のＴＳＨ濃度が算出され
る。

【００６０】以上はサンドイッチ法による分析方法であ
るが、本発明の分析方法は競合法によっても行うことが
できる。参考までに、競合法による測定原理を以下に説
明する。最初に、図７（ａ）に示すように、ベッセル１
内に磁性体粒子４０を分散させたビーズ溶液を分注した
後、このベッセル１にＴＳＨ４７を含む試料を分注して
図７（ｂ）に示すように、磁性体粒子４０とＴＳＨ４７
とが混合した状態にする。次に所定の量の第２試薬４８
を第２試薬ボトル３２からベッセル１内に分注すると、
図７（ｃ）に示すように、ＴＳＨ４７と、第２試薬４８
のＴＳＨ抗体５０とが結合し、ＴＳＨ４７と第２試薬４
８とからなる第３の複合体５５が生成される。このと
き、未反応のＴＳＨ４７と磁性体粒子４０とが残る。次
に、ベッセル１内に第１試薬４４が分注されると図７
（ｄ）に示すように、第１試薬４４のビオチン４５と磁
性体粒子４０の表面のストレプタビジン４３とが結合
し、第１の複合体５２が生成する。この第１の複合体５
２及び未反応の第１試薬４４とのＴＳＨ抗体４６に対し
て、ＴＳＨ４７と、第３の複合体５５のＴＳＨ４７とが
競合し合って結合することにより、第１の複合体５２と
ＴＳＨ４７とが結合し第２の複合体５３と、第１の複合
体５２と第３の複合体５５が結合した反応生成物５４と
が生成すると共に、未反応の第１試薬４４とＴＳＨ４７
とが結合した第４の複合体５６と、未反応の第１試薬４
４と第３の複合体５５が結合した第５の複合体５７とが
生成し、また、第４の複合体５６と磁性体粒子４０が結
合し第２の複合体５３を生成し、第５の複合体５７と磁
性体粒子４０が結合し反応生成物５４が生成する。この
ようにベッセル１内には、反応生成物５４と、未反応の
磁性体粒子４０と、未反応の第１試薬４４（第１の複合
体５２）と未反応の第２試薬４４（第３の複合体５５）
とが混在する懸濁液が生成される。

【００６１】このようにして生成した反応生成物５４を
含む懸濁液を測定セル６内のフローチャンバー１７に導
入すると、フローチャンバー１７内においては、図６
（ｅ）に示すように反応生成物５４と未反応の第１の複
合体５２と未反応の磁性体粒子４０とが磁石２４により
フローチャンバー１７の下面に磁気的に捕捉され、第３
の複合体５５は液相内に浮遊した状態になる。次に、緩
衝液がフローチャンバー１７に導入されると、図６
（ｆ）に示すように、第３の複合体５５が洗い流されＢ
／Ｆ分離がなされる。同時に、フローチャンバー１７内
は誘引物質であるＴＰＡ５１で満たされる。この状態で
前述したように作用電極１５とその同一平面上両側に配
置された対極１６との間に所定のパルス電圧を印加する
と、これらの両極間でＴＰＡ５１が励起し、標準物質が
発光する前述の反応が行われ、フローチャンバー１７上
に設けられた受光窓２２を通過して、光電子倍増管１９
によりその発光量が計測される。ここで、予めＴＳＨ濃
度が異なる複数の標準物質の発光量を測定し、ＴＳＨの
濃度と発光量との関係から検量線を求めておき、この検
量線を用いて上記発光量の計測値から試料中のＴＳＨ濃
度が算出される。

【００６２】本実施例によれば、Ｂ／Ｆ分離とその後の
計測がフローチャンバー１７という同一箇所で行なわれ
るので、Ｂ／Ｆ分離後の反応生成物を検知部に移送する
必要はない。このため、反応生成物の移送に伴なうロス
がなく、感度が高く正確かつ精密な生化学成分の分析を
行うことができる。また、Ｂ／Ｆ分離後の反応生成物の
移送は一切不要となるので、Ｂ／Ｆ分離から計測までの
操作を短時間で簡便かつ効率良く行うことができる。

【００６３】本実施例において、測定セル６のフローチ
ャンバー１７の形状は上方からみて紡錘形であり、かつ
その紡錘形の中央の最大幅部の幅Ｗ₂が５ｍｍ、フロー
チャンバーの流路入口の径（最小幅部の幅）Ｗ₁が１ｍ
ｍであるので、Ｗ₂／Ｗ₁＝５（７倍以内）であり、か
つ流路入口から最大幅部への開口角αが１６．２゜（２
０°以内）であり、更にフローチャンバー１７の厚さが
０．５ｍｍ（０．３〜０．７ｍｍの範囲内）であり、こ
れによりフローチャンバー１７に導かれた懸濁液中の反
応生成物のうちより多くの部分を再現性よく作用電極上
に捕捉し、かつ作用電極上にほぼ一層で広い範囲にわた
って均一に分散させ、標識物質による発光の効率をより
高いものにすることができる。フローチャンバー１７に
導入される懸濁液は線速度が５０ｍｍ／ｓ（１０〜１０
０ｍｍ／ｓの範囲内）となるように流量が制御され、こ
れにより流れの状態を最適化でき、より多くの反応生成
物を作用電極上により分散した形で捕捉することができ
る。

【００６４】また、作用電極１５はフローチャンバー１
７の最大幅部中央に位置し、その面積は、磁性体粒子を
平面上に一層かつ最稠密に並べた時に必要な面積の約
１．８５倍（３倍以内）であり、これにより高価な電極
材料の使用を最小にしつつ全反応生成物を一層かつ一様
に捕捉できる条件下で作用電極上にそれらを収納するこ
とができる。

【００６５】また作用電極１５及び対極１６はフローチ
ャンバー１７内の同一平面上に配置され、かつ作用電極
と対極との距離が１ｍｍ（３ｍｍ以内）であり、対極１
６が作用電極１５の両側に対称な形で配置されている。
これにより測定セル内への作用電極、対極の設置作業が
容易になるとともに、作用電極−対極間に電圧を印加す
る際、作用電極両端面に効率良くかつ安定に電圧を印加
することができるため、標識物質に励起を誘引せしめる
物質を常に正確かつ再現性よく形成することが可能とな
る。

【００６６】一方、磁気トラップ手段である磁石２５は
近接位置での作用電極１５との距離が１ｍｍ（０．５〜
３．０ｍｍの範囲内）となるように配置され、かつ磁石
２５は永久磁石であり、磁石２５はレバー２５Ａ及びス
テッピングモータ２６により作用電極１５から遠ざける
方向に移動可能である。これにより、作用電極上に捕捉
された磁性体粒子に結合された反応生成物に対し、電気
化学的発光反応終了後、作用電極上に残存する反応生成
物を効率良く洗浄することが可能となる。また、磁石２
５の磁束密度は０．８５Ｔ（０．５〜３Ｔの範囲内）で
あり、磁石２５の作用電極１５と対向する面の面積は、
５ｍｍ×５ｍｍ＝２５ｍｍ²で、これは作用電極の面積
２５ｍｍ²に対して１倍（０．５倍〜３倍の範囲内）で
あり、また磁石２５の作用電極面との距離は１ｍｍまで
近接することができ、これにより導管を通ってフローチ
ャンバー内を流れてくる懸濁液中の反応生成物に対し局
部的に最適な磁界を与えることができるため、反応懸濁
液中のより多くの反応生成物を再現性よく、より均一か
つ広範囲な分布をもって捕捉することが可能となる。

【００６７】また、窓２２の面積は４９０ｍｍ²であ
り、作用電極１５の面積２５ｍｍ²に対し約２０倍（少
なくとも４倍の範囲内）であり、かつ窓はアクリルでで
きており、これにより、光検知素子で発光強度が計測さ
れる際、作用電極上で発生する微少な光はより効率良く
光検知素子内に導入されることになり、その結果より高
精度で再現性のよい計測が可能となる。

【００６８】図８は、フローチャンバー１７の開口角α
と発光量の関係について行った実験結果を示す。これ
は、ＴＳＨ濃度を１×１０⁰μＩＵ／ｍｌ、Ｗ₂／Ｗ₁
＝５、ｔ＝０．５ｍｍ、懸濁液の線速度ｖ＝６０ｍｍ／
ｓとし、開口角αを変化させて発光量を測定したもので
ある。この図８から分かるように、開口角αが２０゜以
内であれば分析許容範囲である２００×１０⁴ｃｐｓ以
上の発光量が得られ、特にα＝１６．２゜付近では最大
発光量が得られる。

【００６９】図９は、フローチャンバー１７の厚さｔと
発光量の関係について行なった実験結果を示す。これ
は、ＴＳＨ濃度を１×１０⁰μＩＵ／ｍｌ、α＝１０
゜、Ｗ₂／Ｗ₁＝５、ｖ＝６０ｍｍ／ｓとし、厚さｔを
変化させて発光量を測定したものである。この図９から
分かるように、フローチャンバー１７の厚さｔが０．３
〜０．７ｍｍの範囲内であれば分析許容範囲である２０
０×１０⁴ｃｐｓ以上の発光量が得られ、特にｔ＝０．
５付近では比較的高い発光量が得られる。

【００７０】図１０は、溶液の線速度ｖと発光量の関係
について行なった実験結果を示す。これは、ＴＳＨ濃度
を１×１０⁰μＩＵ／ｍｌ、α＝１０゜、Ｗ₂／Ｗ₁＝
５、ｔ＝０．５ｍｍとし、溶液の線速度ｖを変化させて
発光量を測定したものである。この図１０から分かるよ
うに、フローチャンバー１７内に導入される溶液の線速
度が１０〜１００ｍｍ／ｓの範囲内であれば分析許容範
囲である２００×１０⁴ｃｐｓ以上の発光量が得られ、
特に５０ｍｍ／ｓ付近では最大の発光量が得られる。

【００７１】以上の操作及び測定セル６を用いて測定し
て得られたＴＳＨ濃度に対する発光量との関係を図１１
に示す。図１１では比較例として図１２に示すフローチ
ャンバー形状の測定セルを用いた場合の測定結果を併記
する。図１２に示すフローチャンバーは開口角α＝４５
゜、Ｗ₂／Ｗ₁＝１０、溶液の線速度ｖ＝６０ｍｍ／
ｓ、厚さｔ＝１．０ｍｍとしたものである。また形状は
紡錘形とせず、中央部に直線部分を設けたものである。
図１２から分かるように、本実施例の方が比較例より検
量線の傾きが大きく高い測定精度（感度）が得られる。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、固相として磁性体粒子
を用いた場合に、固相からの発光を高感度で測定するこ
とができる。また、固相の移送回数が少なくなり、固相
の処理操作を簡便にすることができ、更に固相から電気
的な化学発光を生じさせる場所において固相を静止状態
に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による免疫分析装置の全体の
概略構成を示す図である。

【図２】図１に示す装置における測定セルの構成を示す
縦断面図である。

【図３】図２の測定セルの部分拡大図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】磁性体粒子、第１試薬、試料中の分析対象、第
２試薬、反応生成物、及び誘引物質をそれぞれモデル化
して示した図である。

【図６】サンドイッチ法による免疫分析の進行状況を説
明するための図である。

【図７】競合法による免疫分析の進行状況を説明するた
めの図である。

【図８】フローチャンバーの開口角と発光量との関係を
示す実験結果の図である。

【図９】フローチャンバーの厚さ（深さ）と発光量との
関係を示す実験結果の図である。

【図１０】反応生成物をフローチャンバーに流すときの
線速度と発光量との関係を示す実験結果の図である。

【図１１】ＴＳＨ濃度と発光量との関係を示す図であ
る。

【図１２】比較例におけるフローチャンバーの形状を示
す図である。

【符号の説明】

１ベッセル２シッパープローブ３緩衝液ボトル４洗浄液ボトル５洗浄槽６測定セル７第１ピンチ弁８第２ピンチ弁９第３ピンチ弁１１シリンジ１２ポンプ１３廃液ボトル１４蒸留水ボトル１５作用電極１６ａ，１６ｂ対極１７フローチャンバー１８セル基板１９光電子増倍管２０シールド管２１ＰＭＴケース２２受光窓２４磁石

フロントページの続き (72)発明者内田裕康茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者田尾龍治茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (56)参考文献特開平７−209189（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/543 G01N 27/416 G01N 33/553

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】免疫反応によって磁性体粒子に化学発光
標識物質をラベルすること、深さよりも幅が大きいチャ
ンバーに磁場を印加している状態で、前記磁性体粒子を
含む流体が前記チャンバー内に流されること、前記流体
の導入に伴って、前記磁性体粒子はチャンバー内におい
て平面的に広げられた状態で磁力によって捕捉されるこ
と、前記磁性体粒子上の標識物質からの発光をチャンバ
ーの深さに平行な方向にて受光することの各工程を含
み、前記チャンバー内に作用電極および対極を配置し、前記チャンバー内に露出されている作用電極の面積は、
１回の導入において前記流体中に含有されている磁性体
粒子が最稠密で単一層になるように平面上に並べられる
と仮定したときに占める面積の１〜３倍であることを特
徴とする免疫分析のための方法。
【請求項２】請求項１記載の免疫分析のための方法に
おいて、前記磁性体粒子の粒径は１〜１０μｍの範囲内
にあり、前記流体の流れは線速度が１０〜１００ｍｍ／
ｓｅｃの範囲内である免疫分析のための方法。
【請求項３】請求項１記載の免疫分析のための方法に
おいて、前記磁性体粒子を捕捉する工程の後であって、
発光を受光する工程の前に、前記チャンバー内に緩衝液
を導入する免疫分析のための方法。
【請求項４】請求項１記載の免疫分析のための方法に
おいて、前記磁性体粒子を捕捉する工程においては、前
記チャンバー内に配設されている作用電極上に磁性体粒
子を分布させる免疫分析のための方法。
【請求項５】請求項４記載の免疫分析のための方法に
おいて、前記発光を受光する工程に先立って前記チャン
バーへの磁場の印加を解除し、そののち、前記チャンバ
ー内の作用電極と対極とのあいだに電圧を印加する免疫
分析のための方法。
【請求項６】請求項４記載の免疫分析のための方法に
おいて、前記磁性体粒子を捕捉する工程ののち、前記標
識物質に電気的な化学発光を誘引する誘引物質を含有し
ている緩衝液を前記チャンバー内に導入すること、およ
び前記発光を受光する工程は前記チャンバー内に前記誘
引物質が存在している状態の下で実行される免疫分析の
ための方法。
【請求項７】請求項１記載の免疫分析のための方法に
おいて、前記免疫反応は、前記流体が前記チャンバー内
に導入されるのに先立って、前記チャンバーを形成する
フロースルーセルの外にある反応容器内にて前記流体を
形成するように実行される免疫分析のための方法。
【請求項８】深さよりも幅が大きいチャンバーを有す
るフロースルーセル、磁性体粒子を含んでいる流体が前
記チャンバー内に導入されたときに、チャンバー内で平
面的に広がるように磁性体粒子を捕捉するための磁場を
印加する手段、および前記チャンバー内にとどまってい
る磁性体粒子上の標識物質からの発光を検出する光検知
素子を備え、前記チャンバー内に作用電極および対極を配置し、前記チャンバー内に露出されている作用電極の面積は、
１回の導入において前記流体中に含有されている磁性体
粒子が最稠密で単一層になるように平面上に並べられる
と仮定したときに占める面積の１〜３倍であることを特
徴とする免疫分析のための装置。
【請求項９】請求項８記載の免疫分析のための装置に
おいて、前記磁場によって捕捉された磁性体粒子を前記
チャンバーから引き離さないような流れであって、前記
流体内の磁性体粒子に結合していない物質をチャンバー
から流し去るような流れをもたらす手段を備える免疫分
析のための装置。
【請求項１０】請求項８記載の免疫分析のための装置
において、前記作用電極は、前記磁場印加手段と前記光
検知素子のあいだに配置されており、前記作用電極は光
検知素子よりも磁場印加手段に接近されている免疫分析
のための装置。
【請求項１１】請求項１０記載の免疫分析のための装
置において、前記磁場印加手段の磁極面と前記作用電極
とのあいだの最短距離は０．５〜３．０ｍｍの範囲であ
る免疫分析のための装置。
【請求項１２】請求項１０記載の免疫分析のための装
置において、前記磁性体粒子が前記チャンバー内に捕捉
されたときは、前記磁場印加手段、作用電極、磁性体粒
子および光検知素子がこの順序で配置される免疫分析の
ための装置。
【請求項１３】請求項８記載の免疫分析のための装置
において、前記磁場印加手段は永久磁石を含み、前記作
用電極と対極のあいだの電圧印加に先立って前記永久磁
石を前記作用電極から遠ざけるように移動する手段を含
む免疫分析のための装置。
【請求項１４】請求項８記載の免疫分析のための装置
において、前記チャンバーの幅は、入口から徐々に大き
くなり、中間付近で最大となり、出口に向かって徐々に
小さくなっている免疫分析のための装置。
【請求項１５】請求項１４記載の免疫分析のための装
置において、前記チャンバーにおける最大の幅は前記入
口の幅の７倍以内である免疫分析のための装置。
【請求項１６】請求項１４記載の免疫分析のための装
置において、前記チャンバーの深さは、入口側から出口
側にわたってほぼ一様であって、導入路の内径よりも小
さい免疫分析のための装置。