JP7184054B2 - 測定試料希釈液およびキットおよび測定方法 - Google Patents

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Description

本発明は、イムノクロマト法による測定試料中のヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合:ヘモグロビンA1c(%)の測定方法、前記測定方法に用いる測定試料希釈液および測定試料希釈液を含むキットに関する。
世界糖尿病連合(International Diabetes Federation)によると、世界の糖尿病患者数はアメリカ、ヨーロッパなどの先進国に加え、中国、インド、ブラジルなどの新興国を含めて急増しており、2015年で約4.2億人存在し、2040年には約6.4億人に及ぶと予測され、糖尿病診断の重要性は増している。
糖尿病診断項目の一つであるヘモグロビンA1c(以下、HbA1cと略す場合がある)とは、血液中の酸素を運搬する役割を担うヘモグロビン(以下、Hbと略す場合がある)に糖(グルコース)が結合した糖化Hbの内、Hbのβ鎖のN末端側に位置するバリン残基が糖化された物質を指し、総Hb量に対するHbA1c量の割合であるHbA1c(%)が過去1~2ヶ月間の平均血糖値を反映することから、糖尿病の長期的な経過を観察するのに利用されている。
従来、HbA1c(%)の測定には、HPLC法、キャピラリー電気泳動法、酵素比色法、免疫比濁法などの測定技術が利用されていたが、これらの測定方法は専門知識を有することや分析装置が大型かつ高額であるなどの理由から、主に大規模病院や多数の検査を行う検査センターで利用されており、小規模病院ではHbA1c(%)を簡単に測定できない点が問題となっていた。
近年、医療現場ではPOCTという言葉が注目を集めている。POCTとはPoint Of Care Testingの略であり、医療従事者が被験者の傍らで行う臨床検査のことをいう。POCTは大規模病院の中央検査室等で行う臨床検査とは異なり、その場で瞬時に検査結果が得られることから、糖尿病診断においてもPOCTが広まりつつある。
HbA1c(%)の測定を目的としたPOCTの中に、イムノクロマト法を利用した技術が提案されている。イムノクロマト法とは、毛細管現象を利用した免疫測定法であり、妊娠検査やインフルエンザ検査などにおいて世界的に普及している。従来のイムノクロマト法は目視判定(定性評価)が一般的であったが、近年、イムノクロマトリーダー等の分析装置を利用して測定試料中に含まれる分析対象物質の量を定量化する技術が開発されつつある。
イムノクロマト法を用いて分析対象物質の量を定量する手法の一つとしては、抗原抗体反応を利用したサンドイッチ法が挙げられる。サンドイッチ法では分析対象物質に対してエピトープの異なる2種類の抗体を利用する。一方の抗体は、金コロイド、着色ラテックス粒子、蛍光粒子等の検出粒子と感作した検出抗体として使用する。他方の抗体は、多孔質支持体の表面に線状に固定した捕捉抗体としてテストラインを形成する。加えて、前記検出抗体を特異的に捕捉する抗体を多孔質支持体の表面の、前記テストラインとは異なる位置に線状に固定しコントロールラインを形成する。測定試料中に含まれる分析対象物質は、多孔質支持体の一端(上流側)から展開し、検出抗体と免疫複合体を形成しながら移動し、テストライン上で捕捉抗体と接触して捕捉され発色する。分析対象物質と免疫複合体を形成しなかった遊離の検出試薬はテストライン上を通過し、コントロールラインの抗体に捕捉され発色する。これらの発色強度からイムノクロマトリーダー等の装置を利用することで分析対象物質の量を定量することができる。
前述の通り、イムノクロマト法によりHbA1c(%)を測定するには、HbA1cの糖化されている部位(Hbのβ鎖のN末端側に位置するバリン残基)に特異的な抗体を使用するが、前記糖化部位はHbの表面に存在するのではなく、Hbの内部に埋もれており、生理的な条件下では抗体が結合し難い場所に存在することが判明している。このような性状より、前記糖化部位をエピトープとして認識する抗体を効率良く反応させて測定を行うために、前記エピトープをHbの表面に露出させる(以下、変性と称す場合がある)技術が報告されている。
特許文献1、2には、測定試料希釈液に界面活性剤を含み、イムノクロマト試験片に環状多糖類を担持した構成が開示されている。前記発明は、下流の抗原抗体反応を阻害せず、かつエピトープを露出させるという点、つまり測定感度の向上に関しては一定の効果が期待される。しかしながら、前記発明は下流への展開斑が生じるため、測定精度が十分ではなかった。また、実際のイムノクロマトキットにおける測定試料の希釈操作は用手で行うことが想定されるため、測定試料と測定試料希釈液とを混合してからイムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間(以下、混合時間と略す場合がある)に明確な個人差が生じる。しかしながら、前記発明は測定試料希釈液中でのエピトープ露出反応の速度、つまり前記混合時間による測定結果の変動を考慮した界面活性剤種の選定がなされていないため、作業者により測定精度がさらに悪化する。さらに、前記発明では検出粒子として金コロイドまたはラテックス粒子を使用しているため、感度・精度・HPLC法との相関性の観点から十分ではなかった。なお、前記発明には測定試料希釈液の最適な組成は、使用する検出粒子によって異なることが記載されているがセルロース粒子に関しては言及されていない。
特許文献3、4には、測定試料希釈液に非イオン性界面活性剤を含み、イムノクロマト試験片に陰イオン性界面活性剤を担持した構成が開示されている。前記発明は、展開斑の向上に関しては一定の効果が期待される。しかしながら、前記発明は、イムノクロマト試験片に担持した界面活性剤が、希釈測定試料が展開する僅かな時間でエピトープをHbの表面に露出させることができないため、測定感度が十分ではなく、また前記混合時間の影響を大きく受けてしまう。さらに、前記発明は検出粒子として金コロイドを使用しているため、感度・精度・HPLC法との相関性の観点から十分ではなかった。
特開2012-251789号公報 特開2015-158515号公報 特開2015-200517号公報 特開2016-161329号公報
本発明は、上記の問題点に鑑みて、従来技術よりも感度・精度・HPLC法との相関性の高い、イムノクロマト法による測定試料中のHbA1c量のHb量に対する割合:HbA1c(%)の測定方法、前記測定方法に用いる測定試料希釈液、測定試料希釈液を含むキットを提供することを課題とするものである。より詳しくは、従来よりも測定試料と測定試料希釈液とを混合してからHbA1c測定用イムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間の影響を受けにくい、測定試料中のHbA1c量のHb量に対する割合:HbA1c(%)の測定方法、前記測定方法に用いる測定試料希釈液、および測定試料希釈液を含むキットを提供することを課題とするものである。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、測定試料希釈液として少なくとも非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤および緩衝剤を含む水溶液を使用することで、従来技術よりも感度・精度・HPLC法との相関性が大幅に向上し、かつ測定試料と測定試料希釈液とを混合してからイムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間の影響を受けないことを見出した。また、前記測定試料希釈液に酸化剤および/またはアジ化剤を含む水溶液を使用することで、感度・精度・HPLC法との相関性がさらに向上することを見出し、本発明を完成させた。なお、本発明の測定試料希釈液は、検出粒子がセルロース粒子の場合に、特に有効である。
すなわち、代表的な本発明は以下の通りである。
1. 測定試料中のヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合であるヘモグロビンA1c(%)を定量するためのイムノクロマト用測定試料希釈液であって、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤および緩衝剤を含む水溶液である、測定試料希釈液。
2. 前記陰イオン性界面活性剤はアルキル硫酸塩である、1に記載の測定試料希釈液。
3. 前記非イオン性界面活性剤はポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルである、1または2に記載の測定試料希釈液。
4. 前記非イオン性界面活性剤はポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルおよびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの混合物である、1または2に記載の測定試料希釈液。
5. 前記陰イオン性界面活性剤を0.05~2.0wt%、かつ前記非イオン性界面活性剤を0.05~3.0wt%含む、1から4のいずれかに記載の測定試料希釈液。
6. さらに酸化剤を含む、1から5のいずれかに記載の測定試料希釈液。
7. 前記酸化剤は亜硝酸塩である、6に記載の測定試料希釈液。
8. さらにアジ化剤を含む、1から7のいずれかに記載の測定試料希釈液。
9. 前記アジ化剤はアジ化ナトリウムである、8に記載の測定試料希釈液。
10. 1から9のいずれかに記載の測定試料希釈液、イムノクロマト試験片、およびイムノクロマトリーダーからなる、ヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合を定量するための測定キット。
11. 前記イムノクロマト試験片は、
(1)サンプルパッドと、
(2)前記測定試料中のヘモグロビンまたはヘモグロビンA1cを捕捉するための抗体とセルロース粒子との複合体を坦持したコンジュゲーションパッドと、
(3)測定試料中のヘモグロビンまたはヘモグロビンA1cを特異的に捕捉するための抗体を線状に固定したメンブレンと、
(4)吸収パッドと、
から構成される、10に記載の測定キット。
12. 1から11のいずれかに記載の測定試料希釈液または測定キットを用い、少なくとも下記工程(i)から(iii)をこの順に経て、測定試料中のヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合を定量する方法。
工程(i):測定試料と測定試料希釈液とを体積比1:49~1:999で混合し希釈する工程
工程(ii):工程(i)の混合液を、イムノクロマト試験片のサンプルパッドに滴下する工程
工程(iii):イムノクロマト試験片のテストラインの反射吸光度とコントロールラインの反射吸光度とからヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合を比色定量する工程
13. 測定試料と測定試料希釈液とを体積比1:99~1:499で混合し希釈する、12に記載の方法。
本発明の測定試料希釈液は、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤および緩衝剤を含む水溶液であるため、高感度・高精度・HPLC法との高相関性でかつ測定試料と測定試料希釈液とを混合してからイムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間の影響を受けずに、測定試料中のHbA1c量のHb量に対する割合:HbA1c(%)を測定することができる。
本発明に用いるイムノクロマト試験片の一例を示す(上面)図である。 本発明に用いるイムノクロマト試験片の一例を示す(側面)図である。
本発明において、測定試料は、特に限定されないが、例えば、血液、リンパ液、髄液、汗、尿、涙液、唾液、皮膚、粘膜、毛髪等の生体試料が挙げられる。血液においては、全血のほか、血液を遠心分離して得られた血清、血球または血漿を試料とすることができる。また、測定試料はヒト由来に限らず、イヌ、ネコ、ウシ等の哺乳動物由来の生体試料も対象である。また、本発明における測定項目は、測定試料中のHbA1c量のHb量に対する割合:HbA1c(%)である。
本発明の測定試料希釈液は、少なくとも、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤および緩衝剤を含む水溶液である。前記測定試料希釈液中に陰イオン性界面活性剤を含むことによって、測定試料と測定試料希釈液とを混合してからイムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間差による測定値(例えば、後述のテストラインの反射吸光度)の変動を抑制し、測定感度および測定精度を高めることができる。また、前記測定試料希釈液中に非イオン性界面活性剤を含むことによって、イムノクロマト試験片を移動(流動)する測定試料の展開斑を抑えることができるため測定精度を高めることができる。また、緩衝剤を含んでいないと、測定試料のpHによっては下流での抗原抗体反応が阻害され、測定感度が低下することがある。なお、本発明における測定項目は、測定試料中のHbA1c量のHb量に対する割合(HbA1c(%))であるため、前記非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤のいずれかは、溶血作用を示す界面活性剤である必要がある。
前記陰イオン性界面活性剤としては、前記測定試料中のHbA1cを即座に変性し、かつ下流の抗原抗体反応を阻害しなければ、特に限定されないが、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、ドデシル硫酸リチウム(LDS)等のアルキル硫酸塩、コール酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウム等の胆汁酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ラウロイルメチルアラニン、N-ラウロイルサルコシンナトリウム塩等のアシルアミノ酸塩、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、βナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩及び特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも、アルキル硫酸塩が好ましく、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)がより好ましい。なお、前記アルキル硫酸塩は溶血作用を示す界面活性剤である。
本発明において、測定試料希釈液中の前記陰イオン性界面活性剤の濃度は、特に限定されないが、0.05~2.0wt%が好ましく、0.1~1.0wt%がより好ましい。濃度が低いと、HbA1cの変性に時間がかかるため、測定試料と測定試料希釈液とを混合してからイムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間により、測定値(例えば、後述のテストラインの反射吸光度)が変動し、測定感度および測定精度が低下することがある。一方、濃度が高いと、下流の抗原抗体反応を阻害するため、測定感度が低下することがある。
本発明において、前記非イオン性界面活性剤としては、前記測定試料の展開均一性を向上させ、かつ下流の抗原抗体反応を促進する作用を有するものであれば、特に限定されないが、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(Triton(登録商標)等)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(Brij(登録商標)等)、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(Tween(登録商標)等)、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル(エマノーン(登録商標)等)、ポリオキシエチレンアルキルアミン(アミート(登録商標)等)、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル(レオドール(登録商標)等)、ソルビタン脂肪酸エステル(レオドール(登録商標)等)、グリセリン脂肪酸エステル(レオドール(登録商標)等)、アルキルアルカノールアミド(アミノーン(登録商標)等)、アルキルイミダゾリン(ホモゲノール(登録商標)等)、ショ糖脂肪酸エステルが挙げられる。これらの中でも、測定試料の展開均一性の観点からポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(Tween(登録商標)等)が、下流の抗原抗体反応促進の観点からポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(Triton(登録商標)等)がそれぞれ好ましく、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(Tween(登録商標)等)と、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(Triton(登録商標)等)との両方を含むのがより好ましい。なお、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(Tween(登録商標)等)の市販品としては、Tween(登録商標)20、Tween(登録商標)40、Tween(登録商標)60、またはTween(登録商標)80(共に、和光純薬工業社製)等が好適に用いられ、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(Triton(登録商標)等)の市販品としては、TritonX(登録商標)100、TritonX(登録商標)114、Nonidet(登録商標)P-40(共に、和光純薬工業社製)等が好適に用いられる。なお、前記ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(Tween(登録商標)等)に溶血作用は乏しいが、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(Triton(登録商標)等)は溶血作用を示す界面活性剤である。
本発明において、測定試料希釈液中の非イオン性界面活性剤の濃度は、0.05~3.0wt%であるのが好ましい。また、非イオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(Tween(登録商標)等)およびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(Triton(登録商標)等)の混合物を用いる場合、前者の濃度は、0.05~3.0wt%が好ましく、0.1~2.0wt%がより好ましい。濃度が低いと、下流への展開困難となるか、展開しても不均一となり測定精度が大幅に低下することがある。一方、濃度が高いと、物理的に吸着している検出粒子と検出抗体、および/またはメンブレンと捕捉抗体とが乖離し、測定値が得られないか、得られたとしても測定感度が大幅に低下することがある。また、後者の濃度は、0.1~2.0wt%が好ましく、0.1~1.0wt%がより好ましい。濃度が低いと、下流の抗原抗体反応の促進効果が得られず、測定感度が低下することがある。一方、濃度が高いと、物理的に吸着している検出粒子と検出抗体、および/またはメンブレンと捕捉抗体とが乖離し、測定値が全く得られないか、得られたとしても測定感度が大幅に低下することがある。
本発明において、前記緩衝剤としては、目的とするpH範囲において十分な緩衝能力を有していれば、いかなる種類の緩衝剤を用いてもよく、例えば、トリス、リン酸、フタル酸、クエン酸、マレイン酸、コハク酸、シュウ酸、ホウ酸、酒石酸、酢酸、炭酸、グッドバッファー(MES、ADA、PIPES、ACES、コラミン塩酸、BES、TES、HEPES、アセトアミドグリシン、トリシン、グリシンアミド、ビシン)が挙げられる。これらの中でも、本発明に用いる抗体の至適pH範囲である7.0付近において十分な緩衝能力を有する等の理由から、トリス、リン酸、MES、PIPES、TES、HEPESが好ましく、トリス、リン酸、PIPESがより好ましい。前記緩衝剤の濃度は、目的とするpH範囲において十分な緩衝能力を有していれば、特に限定されないが、10~100mM程度が好ましい。
本発明において、測定試料希釈液は非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤および緩衝剤に加えて、酸化剤を含んでいてもよい。前記酸化剤としては、Hbを酸化し、かつ下流の抗原抗体反応を阻害しなければ、特に限定されないが、ハロゲンオキソ酸塩、遷移金属錯体の塩、過酸化物、過マンガン酸塩、クロム酸塩、亜硝酸塩、および超酸化物が挙げられる。ハロゲンオキソ酸塩として、例えば、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸、臭素酸、過臭素酸、次亜ヨウ素酸、亜ヨウ素酸、ヨウ素酸、および過ヨウ素酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、およびアンモニウム塩が挙げられる。遷移金属錯体の塩として、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、およびアンモニウム塩のフェリシアン化塩が挙げられる。過酸化物として、例えば有機過酸化物が挙げられる。過マンガン酸塩として、例えばアルカリ金属またはアルカリ土類金属の過マンガン酸塩が挙げられる。これらの中でも、亜硝酸塩が好ましく、亜硝酸ナトリウムがより好ましい。酸化剤を含むことで、測定試料中のHbの酸化斑に起因する抗原抗体反応斑を抑制することができ、測定精度の向上が期待できる。また、測定試料中の非特異反応の原因となる物質をも酸化することで、非特異反応の進行を抑制でき、測定精度の向上が期待できる。
本発明において、測定試料希釈液中の前記酸化剤の濃度は、特に限定されないが、0.01~1.0wt%が好ましい。濃度が低いと、Hbの酸化が不十分となり、測定値(例えば、後述のテストラインの反射吸光度)が変動し、測定精度が低下することがある。一方、濃度が高いと、下流の抗原抗体反応を阻害するため、測定感度が低下することがある。
本発明の測定試料希釈液は非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤および緩衝剤に加えて、アジ化剤を含んでいてもよい。前記アジ化剤としては、Hbをアジ化し、かつ下流の抗原抗体反応を阻害しなければ、特に限定されないが、アジ化ナトリウムが好ましい。なお、前記アジ化剤は保存時には防腐剤としても作用する。アジ化剤を含むことで、測定試料中のHbのアジ化斑に起因する抗原抗体反応斑を抑制することができ、測定精度の向上が期待できる。また、測定試料中の非特異反応の原因となる物質をもアジ化することで、非特異反応の進行を抑制でき、測定精度の向上が期待できる。
前記アジ化剤の濃度は、特に限定されないが、0.01~0.1wt%が好ましい。濃度が低いと、Hbのアジ化が不十分となり、測定値(例えば、後述のテストラインの反射吸光度)が変動し、測定精度が低下することがある。一方、濃度が高いと、下流の抗原抗体反応を阻害するため、測定感度が低下することがある。また、0.1wt%以上のアジ化ナトリウムは毒物であるため好ましくない。
本発明の測定試料希釈液は、必要に応じて、ブロッキング用タンパク質(Blocking Peptide Fragment(BPF)、ウシ血清アルブミン(BSA)、カゼイン等)、塩類(塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム等)、および/または抗体安定化剤(単糖類、オリゴ糖類、多糖類、糖アルコール、グリセロール、グルコン酸塩、アミノ酸類、アルブミン類、グロブリン類、繊維性タンパク質等)を添加してもよい。
前記測定試料希釈液による測定試料の希釈倍率は、特に限定されないが、50~1000倍希釈が好ましく、100~500倍希釈がより好ましい。測定試料の希釈倍率が小さいと、下流への展開が困難となる。また、測定試料中の夾雑物質の影響も受けやすくなり、測定精度が低下することがある。一方、測定試料の希釈倍率が大きいと、測定試料中のHbおよびHbA1cの濃度が低下し、測定感度が低下することがある。
本発明において、イムノクロマト測定キットは、測定試料希釈液に加え、イムノクロマト試験片、およびイムノクロマトリーダーを含む。
本発明において、イムノクロマト試験片の構成は、特に限定されないが、イムノクロマト試験片の測定試料溶液の添加部(滴下部)を上流側として、前記添加部を有するサンプルパッド、コンジュゲーションパッド、メンブレン、吸収パッドの順に連接配置されている構成が好ましい。次いで、本発明のイムノクロマト試験片の一例を、図面を参照して説明するが、本発明を何ら限定するものではない。図1および2において、1はサンプルパッド、2はコンジュゲーションパッド、3はメンブレン、4は吸収パッド、5はバッキングシート、6はテストライン、7はコントロールライン、8は粘着シートをそれぞれ示す。
図1および2の例では、イムノクロマト試験片は、幅3~5mm(好ましくは、4mm程度)、長さ40~100mm(好ましくは60mm程度)の細長い短冊状の形態をしている。なお、イムノクロマト試験片のメンブレン3の上流側の端部から約15mmの位置に捕捉抗体を線状に固定したテストライン6が形成される。また、前記端部から約20mmの位置に別の捕捉抗体を線状に固定したコントロールライン7が形成される。さらに、イムノクロマト試験片のコンジュゲーションパッド2には検出抗体と検出粒子との複合体であるテストライン検出試薬、および標識したブロッキング用タンパク質と検出粒子との複合体であるコントロールライン検出試薬が坦持されている。
サンプルパッド1の材質は、測定試料を速やかに吸収した後、下流のコンジュゲーションパッド、メンブレン、吸収パッドへ展開できる材質のものであれば、特に限定されない。例えば、セルロース製のろ紙または不織布、ガラス製のろ紙または不織布、ポリエステル製のろ紙または不織布、ポリエチレン製のろ紙または不織布が挙げられる。これらの中でも、セルロース製のろ紙が好ましい。また、前記サンプルパッド1の厚さは、0.1~2.0mmが好ましく、0.2~1.0mmがより好ましい。厚さが薄いと、下流での測定試料の流れが不均一となり測定精度が低下することがある。一方、厚さが厚いと、下流への展開が遅くなり測定時間が長くなることがある。また、下流への展開に必要となる測定試料量が多く必要になる。
コンジュゲーションパッド2の材質は、テストライン検出試薬およびコントロールライン検出試薬を乾燥状態で保持でき、かつ測定試料の下流への展開と共に前記両検出試薬を速やかに放出することができる材質のものであれば、特に限定されないが、例えばセルロース製のろ紙または不織布、ガラス製のろ紙または不織布、ポリエステル製のろ紙または不織布、ポリエチレン製のろ紙または不織布が挙げられる。これらの中でも、ガラス製のろ紙が好ましい。また、前記コンジュゲーションパッド2の厚さは、0.1~2.0mmが好ましく、0.2~1.0mmがより好ましい。厚さが薄いと、目的量のテストライン検出試薬およびコントロールライン検出試薬を乾燥状態で保持できないことがある。一方、厚さが厚いと、下流への展開が遅くなり測定時間が長くなることがある。また、下流への展開に必要となる測定試料量が多くなる。
メンブレン3の材質は、測定試料を精度よく均一に展開できるものであれば、特に限定されないが、例えばセルロース、セルロース誘導体、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、またはナイロン製のメンブレンが挙げられる。これらの中でも、ニトロセルロース製のメンブレンが好ましい。
吸収パッド4の材質は、上流より展開してきた測定試料を速やかに吸収した後、逆流しないよう保持できる材質のものであれば、特に限定されないが、例えばセルロース製のろ紙または不織布、ガラス製のろ紙または不織布、ポリエステル製のろ紙または不織布、ポリエチレン製のろ紙または不織布が挙げられる。これらの中でも、セルロース製のろ紙が好ましい。また、前記吸収パッド4の厚さは、0.2~5.0mmが好ましく、0.5~2.0mmがより好ましい。厚さが薄いと、測定試料の滴下量によっては一度吸収パッドに吸収された測定試料がメンブレン側に逆流することがある。一方、厚さが厚いと、イムノクロマト試験片およびイムノクロマト試験片を覆うハウジングケースのサイズも大きくなり、POCTの観点から好ましくない。
コンジュゲーションパッド2に担持するテストライン検出試薬は、特に限定されないが、検出抗体と検出粒子との複合体が好ましい。
前記検出抗体は、特に限定されないが、抗Hb抗体または抗HbA1c抗体が好ましく、抗HbA1c抗体がより好ましい。抗Hb抗体または抗HbA1c抗体は、市販品を用いてもよいし、別途公知の方法で製造してもよい。また、モノクローナル抗体でもポリクローナル抗体でもよく、分子サイズも特に限定されない。
前記検出粒子は、特に制限されないが、着色粒子や蛍光粒子を用いることができる。着色粒子としては金属粒子、ラテックス粒子、セルロース粒子などを例示することができる。金属粒子としては金コロイド、銀コロイド、白金コロイド、パラジウムコロイド、金ナノロッド、金ナノプレート、銀ナノプレートなどを例示することができ、平均粒子径は1~100nmが好ましい。ラテックス粒子としてはポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、アクリル酸重合体などの材質からなるものを例示することができ、平均粒子径は25~500nmが好ましい。蛍光粒子としてはポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルトルエン、シリカなどの材質からなるものを例示することができ、蛍光色素としてはフルオレセインおよびその誘導体、ローダミンおよびその誘導体、シアニンおよびその誘導体などを例示することができる。これらの中でも、分散性が高く、視認性に優れたセルロース粒子が好ましい。以下、セルロース粒子について詳述する。
前記セルロース粒子は、大量の水酸基を有するため、多くの反応性染料を共有結合により保持することができるだけでなく、濃染化した後も水などへの安定分散性を保持することができる。セルロース粒子として、再生セルロース、精製セルロース、天然セルロース等を用いることができるし、一部誘導体化されたセルロースを用いてもよい。前記セルロース粒子の重量の20~90wt%はセルロース由来であることが好ましく、20~80wt%がより好ましく、20~70wt%がさらに好ましい。
前記セルロース粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、100~1000nmが好ましく、200~800nmがより好ましい。平均粒子径が1000nmより大きいと、下流への展開が遅くなり、測定時間が長くなる。また、メンブレン上に捕捉されやすくなり、バックグラウンド自体が発色してしまうことでテストラインおよびコントロールラインでの発色が不明瞭になることがある。一方、平均粒子径が100nmより小さいと、物理吸着または化学結合できる抗体量が低下し、測定感度が低下することがある。
前記セルロース粒子の色は、特に限定されないが、例えば赤色、青色、黄色、緑色、黒色、白色、蛍光色が挙げられる。これらの中でも、バックグラウンドのHb由来の赤色の影響を受けにくい青色、黒色が好ましく、青色がより好ましい。このようなセルロース粒子としては、旭化成社製の着色セルロースナノビーズ(NanoAct(登録商標))が挙げられるが、この中でもNavy(BL1)、Dark Navy(BL2)、Black(KR1)が好ましく、Navy(BL1)、Dark Navy(BL2)がより好ましい。
前記テストライン検出試薬は、ブロッキング用タンパク質によりブロッキングするのが好ましい。前記ブロッキング用タンパク質は、特に限定されないが、微生物由来タンパク質のBlocking Peptide Fragment(以下、BPFと略す場合がある)、動物由来タンパク質のウシ血清アルブミン(以下、BSAと略す場合がある)、カゼインが好ましく、微生物由来タンパク質のBPFがより好ましい。BPF(約22kDa)はBSA(約66kDa)よりも分子量が小さいため、より高精度の測定が可能である。また、BSAはウシ由来であるため外来性物質に起因する汚染のリスクがあるが、BPFは微生物由来であるため前記リスクはない。一方、カゼインの溶解にはアルカリ条件(pH=8.5~10)のホウ酸緩衝液を使用する必要があるため、抗体が失活し感度が低下することがある。また、ホウ酸緩衝液は環境リスクも高い。一方、BPFの溶解には中性条件のトリス、リン酸、PIPES等を使用することができるため好ましい。ブロッキング用タンパク質は、市販品を用いてもよいし、別途公知の方法で製造してもよい。また、分子サイズも、特に限定されないが、平均分子量で100kDa以下が好ましい。一般的にブロッキング用タンパク質の分子サイズが小さいほど検出粒子1粒子に対するブロッキング用タンパク質の結合量は増加するので、測定精度の向上に寄与する。
前記検出抗体と前記セルロース粒子との結合方法は、特に限定されないが、疎水結合による物理吸着または共有結合による化学結合で感作するのが好ましく、操作が簡便でありかつコストも安い物理吸着がより好ましい。なお、感作効率を向上させるため、セルロース粒子に反応性活性基を導入してもよい。反応性活性基としては、特に限定されないが、例えばカルボキシル基、アミノ基、アルデヒド基、チオール基、エポキシ基、水酸基が挙げられる。これらの中でも、カルボキシル基、アミノ基が好ましい。カルボキシル基の場合は、カルボジイミドを用いてリガンドのアミノ基と共有結合を形成することができる。
本発明で用いるコンジュゲーションパッド2に担持するコントロールライン検出試薬は、特に限定されないが、標識したブロッキング用タンパク質と検出粒子との複合体が好ましい。
前記テストライン検出試薬の検出粒子の平均粒子径と、前記コントロールライン検出試薬の検出粒子の平均粒子径とは、実質的に同一であることが好ましい。ここで、実質的に同一であるとは、平均粒子径が±50nm以内であることを意味する。両者の平均粒子径が異なると、下流への展開速度や発色強度に差異が生じ、コントロールラインによるテストラインの補正がうまく機能せず、測定精度が低下することがある。
前記テストライン検出試薬の検出粒子の色と、前記コントロールライン検出試薬の検出粒子の色とは、実質的に同一であることが好ましい。ここで、実質的に同一であるとは、最大吸光波長が±20nm以内であることを意味する。両者の色が異なると、例えば一般的な発光ダイオード(以下、LEDと略す場合がある)-フォトダイオード(以下、PDと略す場合がある)の測定装置で測定する場合に、テストラインとコントロールラインの各色に対応する複数のLED-PDの組み合わせが必要となり、装置が大型化する。
前記標識したブロッキング用タンパク質における標識物質は、特に限定されないが、比較的安価で、入手し易いことやタンパク質標識分野等で実績があることから、ビオチンまたはジゴキシゲニンが好ましく、ビオチンがより好ましい。
前記標識したブロッキング用タンパク質の標識方法は、特に限定されないが、化学反応により共有結合を形成するものが好ましく、N-ヒドロキシスクシンイミド法を例示できる。N-ヒドロキシスクシンイミド法を用いることで、例えばビオチンのカルボキシル基をN-ヒドロキシアミン系化合物と脱水縮合剤存在下で縮合反応し、選択的に活性化し、ブロッキング用タンパク質のアミノ基とアミド結合を介して標識することができる。前記縮合反応に使用するN-ヒドロキシアミン系化合物は、特に限定されないが、例えばN-ヒドロキシスクシンイミド、N-ヒドロキシノルボルネン-2,3-ジカルボン酸イミド、2-ヒドロキシイミノ-2-シアノ酢酸エチルエステル、2-ヒドロキシイミノ-2-シアノ酢酸アミド、N-ヒドロキシピペリジン、N-ヒドロキシフタルイミド、N-ヒドロキシイミダゾール、N-ヒドロキシマレイミドが挙げられる。これら化合物を2種以上用いてもよい。これらの中でも、N-ヒドロキシスクシンイミド(以下、NHSと略す場合がある)が、比較的安価で、入手し易いことやペプチド合成分野等で実績があることから好ましい。また、前記縮合反応に使用する脱水縮合剤としては、特に限定されないが、例えば1-エチル-3-ジメチルアミノプロピルカルボジイミド塩酸塩、1-シクロヘキシル-(2-モルホニル-4-エチル)-カルボジイミド・メソp-トルエンスルホネートが挙げられる。これらの中でも、1-エチル-3-ジメチルアミノプロピルカルボジイミド塩酸塩(以下、EDCと略す場合がある)がペプチド合成分野等で汎用的な水溶性縮合剤として実績があることから好ましい。また、反応温度は、特に限定されないが、10~50℃が好ましく、20~40℃がより好ましい。反応時間は反応温度によって異なるが、通常は5分~24時間である。なお、反応液中に含まれる未反応のN-ヒドロキシアミン系化合物や脱水縮合剤は濾過や遠心分離などにより水溶媒から容易に分離することができる。
前記標識したブロッキング用タンパク質におけるブロッキング用タンパク質は、特に限定されないが、微生物由来タンパク質のBlocking Peptide Fragment(以下、BPFと略す場合がある)、動物由来タンパク質のウシ血清アルブミン(以下、BSAと略す場合がある)、カゼインが好ましく、微生物由来タンパク質のBPFがより好ましい。BPF(約22kDa)はBSA(約66kDa)よりも分子量が小さいため、より高感度の測定が可能である。また、BSAはウシ由来であるため外来性物質に起因する汚染のリスクがあるが、BPFは微生物由来であるため前記リスクはない。一方、カゼインの溶解にはアルカリ条件(pH=8.5~10)のホウ酸緩衝液を使用する必要があるが、ホウ酸緩衝液は環境リスクが高い。一方、BPFの溶解には中性条件のトリス、リン酸、PIPES等を使用することができるため好ましい。ブロッキング用タンパク質は、市販品を用いてもよいし、別途公知の方法で製造してもよい。また、分子サイズも、特に限定されないが、平均分子量で100kDa以下が好ましい。一般的にブロッキング用タンパク質の分子サイズが小さいほど検出粒子1粒子に対するブロッキング用タンパク質の結合量は増加するので、測定感度の向上に寄与する。
コンジュゲーションパッド2に前記テストライン検出試薬と前記コントロールライン検出試薬を担持させる方法は、特に限定されないが、例えば前記テストライン検出試薬と前記コントロールライン検出試薬を一定比率で混合した後、前記混合液をコンジュゲーションパッドに均一に塗布、噴霧または含浸した後、恒温槽内で適当な温度で一定時間乾燥することで作製することができる。前記混合液の塗布量は、特に限定されないが、ライン長1cm辺り5~50μLが好ましい。また、前記混合液の検出粒子濃度は、特に限定されないが、0.01~0.5wt%が好ましく、0.02~0.2wt%がより好ましく、0.02~0.1wt%がさらに好ましい。濃度が0.01wt%より低いと、HbおよびHbA1cを十分捕捉・検出することができず、測定感度が低下することがある。一方、濃度が0.5wt%より高くても、測定感度の向上は見られず、コストだけが高くなる。次いで、前記塗布後に乾燥するのが好ましい。乾燥温度は、特に限定されないが、20℃~80℃が好ましく、20℃~60℃がより好ましい。乾燥時間は乾燥温度によって異なるが、通常は5~120分間である。
本発明で用いるメンブレン3上のテストライン6を形成する線状に固定した捕捉抗体は、特に限定されないが、抗Hb抗体または抗HbA1c抗体が好ましく、抗Hb抗体がより好ましい。抗Hb抗体または抗HbA1c抗体は、市販品を用いてもよいし、別途公知の方法で製造してもよい。また、モノクローナル抗体でもポリクローナル抗体でもよく、分子サイズも特に限定されない。
本発明で用いるメンブレン3上のコントロールライン7を形成する線状に固定した捕捉抗体は、特に限定されないが、コントロールライン検出試薬の標識物質を特異的に捕捉するための抗体が好ましく、具体的には標識物質がビオチンの場合は抗ビオチン抗体であり、標識物質がジゴキシゲニンの場合は、抗ジゴキシゲニン抗体である。なお、抗ビオチン抗体または抗ジゴキシゲニン抗体は、市販品を用いてもよいし、別途公知の方法で製造してもよい。また、モノクローナル抗体でもポリクローナル抗体でもよいし、分子サイズも特に限定されない。
メンブレン3に前記テストラインを形成する捕捉抗体と前記コントロールラインを形成する捕捉抗体を線状に固定する方法は、特に限定されないが、例えば前記テストラインを形成する捕捉抗体と前記コントロールラインを形成する捕捉抗体を、それぞれ線上に一定量を異なる位置に塗布した後、恒温槽内で適当な温度で一定時間乾燥することで作製することができる。前記両捕捉抗体の塗布量は、特に限定されないが、ライン長1cm辺り0.1~2μLが好ましい。また、前記両捕捉抗体の塗布濃度は、特に限定されないが、0.1~10mg/mLが好ましく、0.2~5mg/mLがより好ましく、0.5~2mg/mLがさらに好ましい。濃度が低いと、HbおよびHbA1cを十分捕捉・検出することができず、測定感度が低下することがある。一方、濃度を高くしても、測定感度の向上は見られず、コストだけが高くなる。次いで、前記塗布後に乾燥するのが好ましい。乾燥温度は、特に限定されないが、20℃~80℃が好ましく、20℃~60℃がより好ましい。乾燥時間は乾燥温度によって異なるが、通常は5~120分間である。
本発明において、イムノクロマト試験片は、前記作製したメンブレン3を粘着シート8の中央付近に貼り付け、次いでコンジュゲーションパッド2をメンブレン3の一方の末端上に一部重ね合わせて貼り付け、次いでサンプルパッド1をコンジュゲーションパッド2のメンブレン3との重なりとは逆の末端上に一部重ね合わせて貼り付け、次いで吸収パッド4をメンブレン3の他方の末端上に一部重ね合わせて貼り付けた後、一定幅の短冊状に切断することで作製することができる。なお、テストライン6およびコントロールライン7は試験片を作製した後に調製してもよいし、試験片を作製する前に調製してもよい。
前記イムノクロマト試験片は、少なくともサンプルパッド1上に測定試料を滴下するための第一の開口部、メンブレン3上にテストライン6とコントロールライン7を測定するための第二の開口部を有する適当なプラスチック製のハウジングケースに収容されたものでも良い。
本発明の測定試料希釈液、およびイムノクロマト試験片を用いてメンブレン上でHbA1c(%)の測定を行う方法は、特に限定されないが、以下の方法が例示できる。初めに、測定試料と測定試料希釈液とを所定の希釈倍率で混合することで展開可能な希釈測定試料を得る。次いで、前記希釈測定試料をサンプルパッド1に滴下することで、希釈測定試料は毛細管現象によりサンプルパッド1を通過してコンジュゲーションパッド2に展開する。その際、希釈測定試料はコンジュゲーションパッド2に坦持されたテストライン検出試薬およびコントロールライン検出試薬を溶解しながら、希釈測定試料中のHbA1cとテストライン検出試薬中の抗HbA1c抗体で感作したセルロース粒子とが免疫複合体を形成する。なお、希釈測定試料中のHbA1c以外のHb(例えば、HbA0等)はテストライン検出試薬とは免疫複合体を形成しない。次いで、前記希釈測定試料はメンブレン3に展開する。希釈測定試料がテストライン6に到達すると、前記免疫複合体はテストラインを形成する捕捉抗体(抗Hb抗体)で捕捉されて集積し、テストライン6が発色する。なお、希釈測定試料中のHbA1c以外のHb(例えば、HbA0等)もテストラインを形成する捕捉抗体(抗Hb抗体)で捕捉されて集積するため、テストライン上では免疫複合体とHbA1c以外のHb(例えば、HbA0等)との競合的な捕捉が生じ、捕捉される確率は測定試料中のHbA1c量のHb量に対する割合:HbA1c(%)に依存する。つまり、テストラインの発色強度から、HbA1c(%)を直接測定することが可能となる。その後、前記希釈測定試料がコントロールライン7に到達すると、コントロールライン検出試薬中の標識物質(ビオチン)で標識したブロッキング用タンパク質で感作したセルロース粒子はコントロールラインを形成する捕捉抗体(抗ビオチン抗体)で捕捉されて集積し、コントロールライン7が発色する。最後に、前記希釈測定試料は吸収パッド4で吸収される。
前記HbA1c(%)はテストラインの発色強度から直接測定してもよいし、希釈測定試料の流動斑を考慮し、テストラインの発色強度をコントロールラインの発色強度で割り算した補正値から測定してもよい。
本発明において、イムノクロマト試験片のテストラインおよびコントロールラインの測定方法は、特に限定されず、市販のイムノクロマトリーダーを用いてもよいし、別途公知の方法でイムノクロマトリーダーを製造してもよい。検出系としては、特に限定されないが、例えばLED-FD、LED-CMOS、LED-CCDを使用することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例で記載するHbA1c(%)は全てNGSP値である。
(実施例1)
(1)HbA1c測定用テストライン検出試薬の調製
8.57mg/mLの抗HbA1cモノクローナル抗体(HbA1c Antibody、OAMA02329、AVIVA SYSTEM BIOLOGY社製)を蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)で1.0mg/mLに調製した。次いで、1.0wt%のセルロース粒子(NanoAct(登録商標)、BL2:Dark Navy、平均粒子径365nm、旭化成社製)100μL、10mMのトリス緩衝液(204-07885、和光純薬工業社製)(pH7.0)900μL、および前記1.0mg/mL(0.1wt%)の抗HbA1cモノクローナル抗体100μLを15mLの遠沈管に加え、ボルテックスで撹拌した。次いで、37℃に調整した低温インキュベーター(IN604、ヤマト科学社製)に入れ120分間静置した。次いで、1.0wt%のカゼイン(030-01505、和光純薬工業社製)、100mMのホウ酸緩衝液(021-02195、和光純薬工業社製)からなるブロッキング液(pH8.0)12mLを加え、さらに37℃に調整した低温インキュベーター(IN604、ヤマト科学社製)で60分間静置した。次いで、遠心分離機(MX-307、トミー精工社製)とラックインローター(TMA-300、トミー精工社製)とラック(AR510-04、トミー精工社製)を用い、10,000Gの遠心を25℃で15分間行い、抗体感作セルロース粒子を沈降させた後に上澄みを除去した。次いで、50mMのホウ酸緩衝液(021-02195、和光純薬工業社製)からなる洗浄液(pH10.0)12mLを加え、超音波分散機(UH-50、エスエムテー社製)で10秒間処理した。次いで、遠心分離機(MX-307、トミー精工社製)とラックインローター(TMA-300、トミー精工社製)とラック(AR510-04、トミー精工社製)を用い、10,000Gの遠心を25℃で15分間行い、抗体感作セルロース粒子を沈降させた後に上澄みを除去した。次いで、15wt%のスクロース(196-00015、和光純薬工業社製)、0.2wt%のカゼイン(030-01505、和光純薬工業社製)、62mMのホウ酸緩衝液(021-02195、和光純薬工業社製)からなる塗布液(pH9.2)2.0mLを加え、超音波分散機(UH-50、エスエムテー社製)で10秒間処理し、HbA1c測定用テストライン検出試薬を得た。なお、前記HbA1c測定用テストライン検出試薬中の検出粒子濃度は0.5mg/mL(0.05wt%)、抗体濃度は0.05mg/mL(0.005wt%)であった。
(2)HbA1c測定用コントロールライン検出試薬の調製
Dビオチン(04822-91、ナカライテスク社製)16mg、およびジメチルスルホキシド:DMSO(08904-14、ナカライテスク社製)1000μLを1.5mLマイクロチューブに加え、ボルテックスで撹拌し、Dビオチン溶液を得た。次いで、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩:EDC(15022-86、ナカライテスク社製)20mg、N-ヒドロキシスクシンイミド:NHS(18948-02、ナカライテスク社製)20mg、および蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)100μLを1.5mLマイクロチューブに加え、ボルテックスで撹拌し、EDC/NHS溶液を得た。次いで、前記Dビオチン溶液100μLおよび前記EDC/NHS溶液100μLを混合した後、25℃に調整した低温インキュベーター(IN604、ヤマト科学社製)に入れ15分間静置し、Dビオチン/EDC/NHS溶液を得た。次いで、Blocking Peptide Fragment:BPF(BPF-301、東洋紡社製)10mg、および蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)100μLを1.5mLマイクロチューブに加え、ボルテックスで撹拌し、BPF溶液を得た。次いで、前記Dビオチン/EDC/NHS溶液100μLと前記BPF溶液100μLを混合した後、25℃に調整した低温インキュベーター(IN604、ヤマト科学社製)に入れ30分間静置し、Dビオチン-BPF溶液を得た。次いで、1.0wt%のセルロース粒子(NanoAct(登録商標)、BL2:Dark Navy、平均粒子径365nm、旭化成社製)100μL、10mMのトリス緩衝液(204-07885、和光純薬工業社製)(PH7.0)900μL、および前記Dビオチンン-BPF溶液100μLを15mLの遠沈管に加え、ボルテックスで撹拌した。次いで、37℃に調整した低温インキュベーター(IN604、ヤマト科学社製)に入れ120分間静置した。次いで、1.0wt%のカゼイン(030-01505、和光純薬工業社製)、100mMのホウ酸緩衝液(021-02195、和光純薬工業社製)からなるブロッキング液(pH8.0)12mLを加え、さらに37℃に調整した低温インキュベーター(IN604、ヤマト科学社製)で60分間静置した。次いで、遠心分離機(MX-307、トミー精工社製)とラックインローター(TMA-300、トミー精工社製)とラック(AR510-04、トミー精工社製)を用い、10,000Gの遠心を25℃で15分間行い、Dビオチン感作セルロース粒子を沈降させた後に上澄みを除去した。次いで、50mMのホウ酸緩衝液(021-02195、和光純薬工業社製)からなる洗浄液(pH10.0)12mLを加え、超音波分散機(UH-50、エスエムテー社製)で10秒間処理した。次いで、遠心分離機(MX-307、トミー精工社製)とラックインローター(TMA-300、トミー精工社製)とラック(AR510-04、トミー精工社製)を用い、10,000Gの遠心を25℃で15分間行い、Dビオチン感作セルロース粒子を沈降させた後に上澄みを除去した。次いで、15wt%のスクロース(196-00015、和光純薬工業社製)、0.2wt%のカゼイン(030-01505、和光純薬工業社製)、62mMのホウ酸緩衝液(021-02195、和光純薬工業社製)からなる塗布液(pH9.2)2.0mLを加え、超音波分散機(UH-50、エスエムテー社製)で10秒間処理し、HbA1c測定用コントロールライン検出試薬を得た。なお、前記HbA1c測定用コントロールライン検出試薬中の検出粒子濃度は0.5mg/mL(0.05wt%)、ブロッキング用タンパク質の標識導入比は1:7であった。
(3)HbA1c測定用メンブレンカードの作製
3.6mg/mLの抗Hbモノクローナル抗体(HBA1 Antibody、OAMA02326、AVIVA SYSTEM BIOLOGY社製)を蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)で1.0mg/mLに調製した。次いで、1.0mg/mLの抗ビオチンポリクローナル抗体(Biotin Antibody、A150-111A、BETHYL社製)を蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)で0.5mg/mLに調製した。次いで、上流側に20mm×300mmの粘着テープ部、中央に25mm×300mmのメンブレン部、下流側に15mm×300mmの粘着テープ部から構成される60mm×300mmのメンブレンカード(Hi-Flow Plus 120 Membrane Cards、HF120、Millipore社製)のメンブレン部の上流側から15mmの位置に、分注プラットフォーム(XYZ3060、BIODOT社製)と、Bio Jetノズル(BHQHR-XYZ、BIODOT社製)を用い、前記1.0mg/mLの抗Hbモノクローナル抗体を1.0μL/cmの塗布量で塗布した後、45℃に調整した乾燥機(WFO-510、東京理化器械社製)で30分間乾燥し、ライン幅約1mmのテストラインを形成した。さらに、前記テストラインを形成したメンブレンカードのメンブレン部の上流側から20mmの位置に、分注プラットフォーム(XYZ3060、BIODOT社製)と、Bio Jetノズル(BHQHR-XYZ、BIODOT社製)を用い、前記0.5mg/mLの抗ビオチンポリクローナル抗体を1.0μL/cmの塗布量で塗布した後、45℃に調整した乾燥機(WFO-510、東京理化器械社製)で30分間乾燥し、ライン幅約1mmのコントロールラインを形成することで、HbA1c測定用メンブレンカードを得た。
(4)HbA1c測定用コンジュゲーションパッドの作製
前記HbA1c測定用テストライン検出試薬および前記HbA1c測定用コントロールライン検出試薬を、6:1の割合(質量比)で混合した。なお、HbA1c測定用テストライン検出試薬およびHbA1c測定用コントロールライン検出試薬中の粒子濃度が同一である場合は、体積比6:1の割合で混合すればよい。次いで、10mm×300mmのコンジュゲーションパッド(GLASSFIBER DIAGNOSTIC PAD、GFDX001050、Millipore社製)の全面に、分注プラットフォーム(XYZ3060、BIODOT社製)と、Air Jetノズル(AJQHR-XYZ、BIODOT社製)を用い、前記混合液を15μL/cmの塗布量で均一に塗布した後、45℃に調整した乾燥機(WFO-510、東京理化器械社製)で30分間乾燥し、HbA1c測定用コンジュゲーションパッドを得た。
(5)HbA1c測定用イムノクロマト試験片の作製
前記HbA1c測定用メンブレンカードの上流側の20mm×300mmの粘着テープ部に、メンブレン部と5mm重なるよう前記HbA1c測定用コンジュゲーションパッドを貼り合わせた。次いで、さらに上流側に前記コンジュゲーションパッドと5mm重なるよう20mm×300mmのサンプルパッド(CELLULOSE FIBER SAMPLE PADS、CFSP002000、Millipore社製)を貼り合わせた。次いで、前記HbA1c測定用メンブレンカードの下流側の15mm×300mmの粘着テープ部に、メンブレン部と2mm重なるよう20mm×300mmの吸収パッド(CELLULOSE FIBER SAMPLE PADS、CFSP002000、Millipore社製)を貼り合わせた。次いで、ギロチン式カッティングモジュール(CM5000、BIODOT社製)を用い、幅4mm、長さ63mmの短冊状にカットすることで、HbA1c測定用イムノクロマト試験片を得た。
(6)測定試料希釈液の調製
りん酸緩衝生理食塩粉末(162-19321、和光純薬工業社製)1袋、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート:Tween(登録商標)20(166-21213、和光純薬工業社製)2.0g、ドデシル硫酸ナトリウム:SDS(194-13985、和光純薬工業社製)1.0g、亜硝酸ナトリウム(199-02565、和光純薬工業社製)0.2g、アジ化ナトリウム(199-11095、和光純薬工業社製)0.2gを蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)150mLに溶解し、蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)で200mLにメスアップした後、500mLガラス瓶に移し、測定試料希釈液(50mM PBS、1.0wt%Tween20、0.5wt%SDS、0.1wt%亜硝酸ナトリウム、0.1wt%アジ化ナトリウム)を調製した。
(7)希釈試料の調製
市販のHbA1c標準物質であるHbA1c測定性能評価用試料(QRM HbA1c 2007-1、検査医学標準物質機構社製、L1~L5の5水準)を、それぞれ前記測定試料希釈液にて500倍に希釈することで、HbA1c(%)がL1=5.01%、L2=5.65%、L3=7.35%、L4=9.51%、L5=11.26%で、かつHb濃度がL1~L5=0.280g/Lの希釈HbA1c試料(L1~L5)を得た。
(8)HbA1c測定用イムノクロマト試験片の評価:感度の評価
前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を水平な台に設置した。次いで、混合時間が10秒間の前記希釈HbA1c試料(L1、L4)100μLを、マイクロピペットで分取し、サンプルパッドに緩やかに滴下し、25℃で10分間静置した。次いで、メンブレン上のコントロールラインおよびテストラインの反射吸光度(mAbs)をイムノクロマトリーダー(C10060-10、測定モード:Latex、Line、浜松ホトニクス社製)を用いて測定した。前記実験操作を前記希釈HbA1c試料(L1、L4)に対してそれぞれN=10(合計で前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を20本使用)で行った。感度の指標として、前記希釈HbA1c試料(L4)のテストラインの反射吸光度(mAbs)のN=10平均値と、前記希釈HbA1c試料(L1)のテストラインの反射吸光度(mAbs)のN=10平均値との差:ΔL4-L1(mAbs)を算出し、ΔL4-L1≧180mAbsを3点(excellent)、150mAbs≦ΔL4-L1<180mAbsを2点(good)、100mAbs≦ΔL4-L1<150mAbsを1点(average)、ΔL4-L1<100mAbsを0点(bad)と評価した。実施例1のHbA1c測定用イムノクロマト試験片の感度はΔL4-L1=170mAbsで2点と、高感度な測定が可能であった。
(9)HbA1c測定用イムノクロマト試験片の評価:精度の評価
前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を水平な台に設置した。次いで、混合時間が10秒間の前記希釈HbA1c試料(L1、L4)100μLを、マイクロピペットで分取し、サンプルパッドに緩やかに滴下し、25℃で10分間静置した。次いで、メンブレン上のコントロールラインおよびテストラインの反射吸光度(mAbs)をイムノクロマトリーダー(C10060-10、測定モード:Latex、Line、浜松ホトニクス社製)を用いて測定した。前記実験操作を前記希釈HbA1c試料(L1、L4)に対してそれぞれN=10(合計で前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を20本使用)で行った。精度の指標として、前記希釈HbA1c試料(L1、L4)のテストラインの反射吸光度(mAbs)をコントロールラインの反射吸光度(mAbs)で割算した補正値(L1、L4)をそれぞれ算出した後、得られた補正値(L1、L4)のN=10におけるCV(L1、L4)(%)をそれぞれ算出し、さらにCV(L1)(%)とCV(L4)(%)との平均値:CV(%)を算出し、CV<3%を3点(excellent)、3%≦CV<5%を2点(good)、5%≦CV<10%を1点(average)、CV≧10%を0点(bad)と評価した。実施例1のHbA1c測定用イムノクロマト試験片の精度はCV=3.3%で2点と、高精度な測定が可能であった。
(10)HbA1c測定用イムノクロマト試験片の評価:HPLC法との相関性の評価
前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を水平な台に設置した。次いで、混合時間が10秒間の前記希釈HbA1c試料(L1~L5)100μLを、マイクロピペットで分取し、サンプルパッドに緩やかに滴下し、25℃で10分間静置した。次いで、メンブレン上のコントロールラインおよびテストラインの反射吸光度(mAbs)をイムノクロマトリーダー(C10060-10、測定モード:Latex、Line、浜松ホトニクス社製)を用いて測定した。前記実験操作を前記希釈HbA1c試料(L1~L5)に対してそれぞれN=10(合計で前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を50本使用)で行った。相関性の指標として、前記希釈HbA1c試料(L1~L5)のテストラインの反射吸光度(mAbs)をコントロールラインの反射吸光度(mAbs)で割算した補正値(L1~L5)をそれぞれ算出した後、得られた補正値(L1~L5)と、前記希釈HbA1c試料(L1~L5)のHbA1c(%)、L1=5.01%、L2=5.65%、L3=7.35%、L4=9.51%、L5=11.26%とのピアソン相関係数:rを算出し、r≧0.95を3点(excellent)、0.90≦r<095を2点(good)、0.85≦r<0.90を1点(average)、r<0.85を0点(bad)と評価した。実施例1のHbA1c測定用イムノクロマト試験片の相関性はr=0.96で3点と、HbA1c(%)との高い相関性を有していた。
(11)HbA1c測定用イムノクロマト試験片の評価:混合時間依存性の評価
前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を水平な台に設置した。次いで、混合時間が10秒間および15分間の前記希釈HbA1c試料(L4)100μLを、マイクロピペットで分取し、サンプルパッドに緩やかに滴下し、25℃で10分間静置した。次いで、メンブレン上のコントロールラインおよびテストラインの反射吸光度(mAbs)をイムノクロマトリーダー(C10060-10、測定モード:Latex、Line、浜松ホトニクス社製)を用いて測定した。前記実験操作を混合時間が10秒間の希釈HbA1c試料(L4)および混合時間が15分間の希釈HbA1c試料(L4)に対してそれぞれN=10(合計で前記HbA1c測定用イムノクロマト試験片を20本使用)で行った。混合時間依存性の指標として、前記混合時間が15分間の希釈HbA1c試料(L4)のテストラインの反射吸光度(mAbs)のN=10平均値と、前記混合時間が10秒間の希釈HbA1c試料(L4)のテストラインの反射吸光度(mAbs)のN=10平均値との差:Δ15-10(mAbs)を算出し、Δ15-10≦20mAbsを3点(excellent)、20mAbs<Δ15-10≦100mAbsを2点(good)、100mAbs<Δ15-10≦200mAbsを1点(average)、Δ15-10>200mAbsを0点(bad)と評価した。実施例1のHbA1c測定用イムノクロマト試験片の混合時間依存性はΔ15-10=-10mAbsで3点と、測定試料と測定試料希釈液とを混合してからHbA1c測定用イムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間:混合時間によるテストラインの反射吸光度の変動はほぼないことを確認した。
(実施例2~27)
測定試料希釈液の組成を変更する以外は実施例1と同様にしてHbA1c測定用イムノクロマト試験片を作製し評価した。使用した測定試料希釈液の組成および得られた評価結果を表1に示す。なお、表1中のLDSはドデシル硫酸リチウム(121-02741、和光純薬工業社製)を、Tween(登録商標)80はポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノオレエート(163-21625、和光純薬工業社製)を、TritonX(登録商標)100はポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル(160-24751、和光純薬工業社製)を、NP-40はNonidet(登録商標)P-40(23640-65、ナカライテスク社製)を、KNOは亜硝酸カリウム(169-27325、和光純薬工業社製)を、PIPESはPIPES緩衝液(pH7.5)(28104-16、ナカライテスク社製)を、Trisはトリス緩衝液(pH7.5)(204-07885、和光純薬工業社製)をそれぞれ示す。
(実施例28~31)
希釈測定試料の調製工程において、市販のHbA1c標準物質であるHbA1c測定性能評価用試料(QRM HbA1c 2007-1、検査医学標準物質機構社製、L1~L5の5水準)を、それぞれ測定試料希釈液にて500倍に希釈する代わりに、50倍(実施例28)、100倍(実施例29)、1000倍(実施例30)、2000倍(実施例31)に希釈する以外は実施例1と同様にしてHbA1c測定用イムノクロマト試験片を作製し評価した。得られた評価結果を表1に示す。
Figure 0007184054000001
(比較例1~5)
測定試料希釈液の組成を変更する以外は実施例1と同様にしてHbA1c測定用イムノクロマト試験片を作製し評価した。使用した測定試料希釈液の組成および得られた評価結果を表2に示す。
表2に示されるように、界面活性剤を含まない測定試料希釈液を用いた比較例1では、測定対象物であるHbA1cが変性されず、コンジュゲーションパッドにてHbA1cと抗HbA1c抗体で感作した検出粒子とが免疫複合体を形成できないため、テストラインが視認できないほど薄く、測定感度が著しく低い結果となった。なお、比較例1では、テストラインの反射吸光度が検出下限付近であったため、精度、相関性、混合時間依存性の評価を行なわなかった。
また、陰イオン性界面活性剤を含まない、すなわち非イオン性界面活性剤であるTween(登録商標)20のみが含まれている測定試料希釈液を使用した比較例2も同様に、測定対象物であるHbA1cが変性されず、コンジュゲーションパッドにてHbA1cと抗HbA1c抗体で感作した検出粒子とが免疫複合体を形成できないため、テストラインが視認できないほど薄く、測定感度が著しく低い結果となった。なお、比較例2では、テストラインの反射吸光度が検出下限付近であったため、その後の精度、相関性、混合時間依存性の評価を行なわなかった。
また、2種類の非イオン性界面活性剤(Tween(登録商標)20およびTritonX(登録商標)100)を含む測定試料希釈液を使用した比較例3、4では、測定対象物であるHbA1cが変性されるまでに時間がかかるため、測定試料と測定試料希釈液とを混合してからHbA1c測定用イムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間:混合時間によりテストラインの反射吸光度が大きく変動する結果となった。また、前記混合時間依存性の影響により、特に通常のイムノクロマト試験で想定される、混合直後の測定感度、測定精度が著しく低い結果となった。
また、陰イオン性界面活性剤であるSDSのみを含む測定試料希釈液を使用した比較例5では、希釈した測定試料の下流への展開斑(場合によっては、測定時間内に下流へ展開しない)が生じ、測定精度が著しく低い結果となった。
(比較例6)
りん酸緩衝生理食塩粉末(162-19321、和光純薬工業社製)1袋、ドデシル硫酸ナトリウム:SDS(194-13985、和光純薬工業社製)10gを蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)150mLに溶解し、蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)で200mLにメスアップした後、500mLガラス瓶に移し、サンプルパッド塗布液(50mM PBS、5wt%SDS)を調整した。次いで、20mm×300mmのサンプルパッド(CELLULOSE FIBER SAMPLE PADS、CFSP002000、Millipore社製)の全面に、分注プラットフォーム(XYZ3060、BIODOT社製)と、Air Jetノズル(AJQHR-XYZ、BIODOT社製)を用い、前記サンプルパッド塗布液を30μL/cmの塗布量で均一に塗布した後、45℃に調整した乾燥機(WFO-510、東京理化器械社製)で30分間乾燥し、界面活性剤を担持したサンプルパッドを得た。HbA1c測定用イムノクロマト試験片の作製工程において、20mm×300mmのサンプルパッド(CELLULOSE FIBER SAMPLE PADS、CFSP002000、Millipore社製)の代わりに前記界面活性剤を担持したサンプルパッドを使用する以外は比較例2と同様にしてHbA1c測定用イムノクロマト試験片を作製し評価した。使用した測定試料希釈液の組成および得られた評価結果を表2に示す。
非イオン性界面活性剤であるTween(登録商標)20のみを含む測定試料希釈液を使用し、かつ陰イオン性界面活性剤であるSDSをサンプルパッドに担持したイムノクロマト試験片を使用した比較例6では、テストラインが薄く、測定感度が低い結果となった。これは、希釈測定試料がサンプルパッドを通過する僅かな時間では、SDSの溶解およびHbA1cの変性が完全には進みきらず、コンジュゲーションパッドにてHbA1cと抗HbA1c抗体で感作した検出粒子とが免疫複合体を形成し辛いためと考えられた。つまり、陰イオン性界面活性剤はサンプルパッドではなく、測定試料希釈液に含む必要があることを示している。
(比較例7)
りん酸緩衝生理食塩粉末(162-19321、和光純薬工業社製)1袋、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート:Tween(登録商標)20(166-21213、和光純薬工業社製)20gを蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)150mLに溶解し、蒸留水(大塚蒸留水、大塚製薬社製)で200mLにメスアップした後、500mLガラス瓶に移し、サンプルパッド塗布液(50mM PBS、10wt%Tween20)を調整した。次いで、20mm×300mmのサンプルパッド(CELLULOSE FIBER SAMPLE PADS、CFSP002000、Millipore社製)の全面に、分注プラットフォーム(XYZ3060、BIODOT社製)と、Air Jetノズル(AJQHR-XYZ、BIODOT社製)を用い、前記サンプルパッド塗布液を30μL/cmの塗布量で均一に塗布した後、45℃に調整した乾燥機(WFO-510、東京理化器械社製)で30分間乾燥し、界面活性剤を担持したサンプルパッドを得た。HbA1c測定用イムノクロマト試験片の作製工程において、20mm×300mmのサンプルパッド(CELLULOSE FIBER SAMPLE PADS、CFSP002000、Millipore社製)の代わりに前記界面活性剤を担持したサンプルパッドを使用する以外は比較例5と同様にしてHbA1c測定用イムノクロマト試験片を作製し評価した。使用した測定試料希釈液の組成および得られた評価結果を表2に示す。
陰イオン性界面活性剤であるSDSのみが含まれている測定試料希釈液を使用し、かつ非イオン性界面活性剤であるTween(登録商標)20をサンプルパッドに担持したイムノクロマト試験片を使用した比較例7においても、測定感度が低い結果となった。これは、希釈測定試料がサンプルパッドを通過する僅かな時間で、Tween(登録商標)の溶解が完全には進みきらず、展開斑が完全には解消されないためと考えられた。つまり、非イオン性界面活性剤はサンプルパッドではなく、測定試料希釈液に含む必要があることを示している。
Figure 0007184054000002
本発明により、高感度・高精度・HPLC法との高相関性でかつ測定試料と測定試料希釈液とを混合してからイムノクロマト試験片へ滴下するまでの時間の影響を受けずに、測定試料中のHbA1c量のHb量に対する割合であるHbA1c(%)を測定できるイムノクロマト試験片を提供することができる。
1:サンプルパッド
2:コンジュゲーションパッド
3:メンブレン
4:吸収パッド
5:バッキングシート
6:テストライン
7:コントロールライン
8:粘着シート

Claims (11)

  1. 測定試料中のヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合であるヘモグロビンA1c(%)を定量するためのイムノクロマト用測定試料希釈液であって、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤および緩衝剤を含む水溶液であり、
    前記非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルおよびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの混合物であり、
    前記ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルの濃度は0.1~2.0wt%であり、
    前記ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの濃度は0.1~1.0wt%である、
    測定試料希釈液。
  2. 前記陰イオン性界面活性剤はアルキル硫酸塩である、請求項1に記載の測定試料希釈液 。
  3. 前記陰イオン性界面活性剤を0.05~2.0wt%、かつ前記非イオン性界面活性剤を0.05~3.0wt%含む、請求項1又は2に記載の測定試料希釈液。
  4. さらに酸化剤を含む、請求項1からのいずれかに記載の測定試料希釈液。
  5. 前記酸化剤は亜硝酸塩である、請求項に記載の測定試料希釈液。
  6. さらにアジ化剤を含む、請求項1からのいずれかに記載の測定試料希釈液。
  7. 前記アジ化剤はアジ化ナトリウムである、請求項に記載の測定試料希釈液。
  8. 請求項1からのいずれかに記載の測定試料希釈液、イムノクロマト試験片、およびイ ムノクロマトリーダーからなる、ヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合を定量するための測定キット。
  9. 前記イムノクロマト試験片は、
    (1)サンプルパッドと、
    (2)前記測定試料中のヘモグロビンまたはヘモグロビンA1cを捕捉するための抗体とセルロース粒子との複合体を坦持したコンジュゲーションパッドと、
    (3)測定試料中のヘモグロビンまたはヘモグロビンA1cを特異的に捕捉するための抗体を線状に固定したメンブレンと、
    (4)吸収パッドと、
    から構成される、請求項に記載の測定キット。
  10. 請求項1からのいずれかに記載の測定試料希釈液または測定キットを用い、少なくとも下記工程(i)から(iii)をこの順に経て、測定試料中のヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合を定量する方法。
    工程(i):測定試料と測定試料希釈液とを体積比1:49~1:999で混合し希釈する工程
    工程(ii):工程(i)の混合液を、イムノクロマト試験片のサンプルパッドに滴下する工程
    工程(iii):イムノクロマト試験片のテストラインの反射吸光度とコントロールラインの反射吸光度とからヘモグロビンA1c量のヘモグロビン量に対する割合を比色定量する工程
  11. 測定試料と測定試料希釈液とを体積比1:99~1:499で混合し希釈する、請求項1に記載の方法。
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