JPH04504764A - 免疫クロマトグラフィ検定およびその使用方法 - Google Patents
免疫クロマトグラフィ検定およびその使用方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
免疫クロマトグラフィ検定およびその使用方法発明の背景
均一なラテックス粒子(rULP」)は、一般に、小さな直径を存する非常に均
一な球である。典型的な直径は約0.1μm足らずから約100μmの範囲であ
る。5μmよりも小さな粒子は通常エマルション重合に誹って準備される。この
方法の結果、非常に均一なサイズ分布を伴う一連の粒子か生じる。
ULPに対する主要な使用は、医学診断の領域においてであり、そこで粒子はラ
テックス凝集反応テストに利用される。より新しく示唆された使用には、たとえ
ば、バクテリアの分類および同定のような、微生物学的な応用、ならびにに抗生
物質の血清レベルの測定を含む。(たとえば、Bangs、 L、 B、 、“
Uniform Latex particles、 ” presented
ata workshop at the 41st National M
eeting、American As5ociation for C11n
ical Chemistry、 1989を参照せよ、かつそれはSerag
en Diagnostics Inc、 Indianapolis、 IN
がら印刷された形式で利用可能であり、またはGalloway、 R。
J、 ”Development of m1croparticle tes
ts and immunoassays、” 1988 by 5erady
n、 Inc、 [ndianapolis、 INを参照せよ。)アミドで修
飾されたラテックス(rAML」)およびカルボキシレートで修飾されたラテッ
クス (rCML」)のような、他の変形の粒子は、それらの表面上に、それぞ
れ、アミドおよびカルボン酸基を有する。これらの官能基は改良凝集反応テスト
のためのULPの表面に抗原または抗体の共有結合を許容する。
ULPの最大の使用は、ラテックス凝集反応テストにおいてとりわけ、免疫診断
および免疫検定の分野においてであり、そこでそれらは血液、血清、尿、または
脳を液における、抗原または抗体のごく微少量の存在または濃度を検定するのに
使用される。本質的に、ULPは抗原/抗体複合体形成を拡大するまたは視覚化
するのに使用され、それらはこの反応を定量化するのにもまた使用され得る。
たとえば、もし特定の抗体(rAb」)を測定しようと試みるなら、特有の抗原
(rAg」)がラテックス粒子の上に塗りつけられる。Abは二価であるので、
それは2つの隣接した粒子上の同一の部位に結合しかつそれらをともに連結し得
る。このように、もし個々の試料に存在のAbがAgで被覆された粒子と混合さ
れるならば、それは粒子の凝集反応または凝結反応を引き起こすだろう、これら
の凝集物は一般に肉眼で識別可能である。この現象は、本質的に、ラテックス凝
集反応テスト(rLAT」)に対する原理である。
LATに伴う1つの主な問題は、被覆された粒子が自然に凝集する傾向があると
いう事実である。これは、大部分がラテッスク懸濁液が疏水性粒子のコロイド状
懸濁液であるという事実のためである。懸濁液の安定性は表面活性電荷に依存し
ている、少量のタンパク質の添加(約10μg/ラテックスのmg)は凝集を引
き起こし得、一方多量のタンパク質の連続した添加は粒子安定性を増加する傾向
がある。
このタイプの凝集反応は、また公開されたPCT出願番号第WO3810853
4号において開示される検定のような、着色されたまたは可視的な粒子を使用す
るクロマトグラフィ検定における一課題である。この検定において、試料は吸着
材料の基質に適用され、かつ分析物は、抗体または抗原を有している可動性の着
色されたラテックス粒子に結合する。分析物が結合する粒子は、それら自体、試
料がクロマトグラフィ的に吸着材料を横断するために固定化された免疫試薬によ
って結合される。
この問題および非特異凝集反応の関連した問題にとりかかる様々な方法が、リン
カおよびスペーサの使用を含んで、示唆されてきた。示唆されたスペーサのいく
つかは、たとえば、プロティンA1ジアミノアルカン、非修飾の抗体、およびス
トレプトアビジン−ビオチンスペーサを含む。ヘテロニ官能基のリンカ、ハロゲ
ン置換されたカルボン酸、ウシ血清アルブミン、界面活性剤、およびF(ab)
を断片の使用がまた示唆されてきた。しかしながら、これらの示唆のほとんどは
完全に満足なものに改良されていない、というのはそれらは検定を妨げる傾向が
あり、多くは凝集反応を阻止するという態様において妨げがあるからである。
もちろん、これはLATにとって完全に受け入れられない。
それゆえ、他の検定の凝集の問題を避け、かつ改良された精度およびより高い分
解能の目標を促進し、かつその簡単さにおいてまた優れている、異なった適用性
を伴う免疫検定手法に対して特別の必要性に応答して、出願人は、それの等価な
ものを含むこの発明をここに開示する。
発明の概要
この発明の一局面に従って、抗体および抗原の相互作用を含む免疫検定において
、そこで検定に使用される試薬の1つは、抗体または抗原が結合される第1の流
動性のポリマー粒子を含み、改良点は、タンパク質が結合される第2の流動性の
ポリマー粒子と混合状態で、第1の粒子を提供することを含み、そこではタンパ
ク質は抗体−抗原相互作用に関与しない。代替の一実施例において、発明は支持
層の一部分に混合物を適用することをさらに含む。もう1つの変形は、1つまた
はそれ以上の規定された領域を育する、支持層の第1の規定された領域に混合物
を固定することを提供する。
好ましい一実施例において、免疫検定は支持層の第2の規定された領域上に抗−
ウサギの免疫グロブリンG(IgG)を固定することをさらに含む。もう1つの
変形において、第2の流動性の粒子に結合したタンパク質はBSAである。代替
の一実施例において、流動性の粒子は直径にして約0.1μから約0.8μまで
である。好ましい一実施例において、流動性の粒子は着色される。さらにもう1
つの実施例は、混合物に、洗浄剤を伴うとともに、非特異結合を妨げるための薬
剤の添加を与える。
この発明のもう1つの側面において、特にリガンド結合粒子がBSA結合粒子と
混合されるとき、免疫検定からの偽陽性のおよび/または偽陰性の反応を減少さ
せるかまたは排除する方法を開示する。
好ましい一実施例において、流動性のポリマー粒子は、リガンドが結合される粒
子、およびリガンドが結合されない粒子の混合物を含む。さらにもう1つの実施
例に従って、リガンドか結合されない粒子は、BSAのような、検定に使用され
るリガンド−抗リガンド結合に関与しないタンパク質で覆われる。さらにもう1
つの実施例において、ポリマー粒子はラテックスまたはポリスチレンビーズを含
む。
上述の実施例のあるものはまたーキット内に包括されてもよい。このようなキッ
トはさらに非特異結合を妨げるための試薬、バイアル、試剤、および使用のため
の教示を含み、このようなキットはさらにフィルタ装置を含んでもよい。
発明はまた、ポリマー粒子がそこに与えられる、検定を実施するための支持層を
含み、そこではいくつかの粒子は抗体または抗原で標識され、かつ効果的な凝集
を効果的に減じる量の粒子はその抗原または抗体で標識されない。
もちろん、発明は、検定を実施する方法、凝集を妨げるための方法、およびこの
ような検定に使用される特定の独特の試薬(または試薬混合物)、さらにそれら
の材料を含む装置またはキットを含む。
図面の簡単な説明
図■は、ストーブ(Strep ) Aテスト、テスト実行No。
lでの抗体−ラテックス/BSA−ラテックス混合物の使用の結果を図示する。
図TIは、ストレブ(Strep ) Aテスト、テスト実行No、2での抗体
−ラテックス/BSA−ラテックス混合物の使用の結果を図示する。 ・
図IIIは、潜血反応(Occult Blood Te5t )で抗体−ラテ
ックス/BSA−ラテックス混合物の使用の結果を図我々は、現在使用中の多く
の免疫検定が、偽陰性および偽陽性の発生のために、精度が低下していることに
気づいていた。我々は、もしこのような問題が排除されなくとも、かなり減少さ
れるものと確信する。
A、抗体−ラテックス接合体の調製
単純な吸着作用または共存結合のいずれかを介する、タンパク質−ラテックス接
合体の基本的な過程は、免疫検定の分解能および読みやすさを増大する着色され
たラテックス粒子の使用と同様に、当該技術において周知である。様々な手法が
、一般的な語で、Bongs、 L、 B、 、“Uniform Latex
particles、 ” presented at a worksho
p at the 41st National Meeting、Amer、
As5oc、 Cl1n、 Chem、、1989にお(、zて、これはSe
ragen Diagnostics Ins、、1ndianapolis、
INから印刷された形式で利用可能であり、またはGalloway、 R,J
、 。
”Development of m1croparticle tests
and immunlassays、 ’ 1988 by 5eradyn、
Inc、、 Indianapolis、 INにおいて記述される。これら
の論文およびここで参照された参考文献はここで引用により援用される。
被覆されたULPを準備する一方法は、吸着法である。
通常の条件では、1)純粋な試薬を利用し、2)被覆に先立って粒子を洗浄し、
かつ3)ULPとリガンドの化学反応の定量的な表面適用範囲を決定するべきで
ある。たとえば、抗体−ラテックス接合体(rAb−ラテックス」)は、以下の
方法に従って準備されてもよ(、最も簡単な場合では、固有のリガンドが緩衝溶
液に溶解され、ラテ・ソクス懸濁液に添加され、かつ数分から24時間以上まで
の範囲の時間で攪拌される。平衡後、ラテックスは遠心分離され、かつある吸着
されないリガンドを含む上澄みは除去される。
ラテックスは新たな緩衝溶液で再懸濁され、さらに遠心分離され、上澄みは再び
除去される。これらのステ・ノブは、未吸着のリガンドかない状態にラテックス
が洗浄されたと判断されるまで繰返す。この際には、ラテックス被覆の過程は完
全であってもよくかつラテックスはLATに使用のために準備されてもよい。
共存結合は、ラテックス粒子表面にリガンドまたは他の物質の永久的な結合また
は共有結合を含む。もし共存結合が好ましい方法であるなら、第一にリガンドを
ULPに結合させ、その後ラテックス粒子懸濁液の安定性を維持し、それに引続
きタンパク質が変性するのを防がなければならない。(共存結合技術の一般的な
議論、およびさらに詳細な参照の引用に対して、Bangs、L、B、 ”Un
iform Latex Particles、”を参照し、それはここで引用
により援用される。)
前述の議論はラテックス粒子に関するものであるが、しかしポリスチレン粒子の
ような他のポリマー粒子、および金ゾル粒子のような金属粒子も使用されてもよ
いことが理解されるであろう。これらの粒子および準備のそれらの方法はよく公
知である。
B、BSA−ラテックス接合体の準備
ウシ血清アルブミン−ラテックス接合体(rBSA−ラテックス」)の調製は、
抗体を調製に使用せずかつBSAが代用として使用されることを除いて、上記に
記述したのと同様に、Ab−ラテックス調製と同様である。代替的に、他のタン
パク質は、(ラクトアルブミンを含む)他のアルブミン、カゼイン、グロブリン
、(抗原抗体反応に関与しない)免疫グロブリン、および非特異結合を妨げ得る
ようなものが、PSAの代わりに使用されてもよい。
C,Ab−ラテックスおよびBSA−ラテックスの混合物Ab−ラテックスおよ
びBSA−ラテックスは、実施されるべきテストによって決まる種々の割合で一
緒に混ぜられる。たとえば、以下の例において設定されるような使用に対する混
合物の調製では、AB−ラテックスおよびBSA−ラテックスは約1=1の割合
で混合され、かつ潜血反応(例II参照)での使用に対しては、体積比l:3の
割合で混合される。ストレブAテスト(例I)では、割合はAB−ラテックス:
BSA−ラテックスか約1:2であった。もちろん、この割合は、非特異的結合
を大きく減少させるようなより多量のタンパク質で標識されたラテックスを用い
て実質的に変更することが可能である。その上に抗体をに育さないラテックス(
または他の粒子)の量は、非特異結合、または偽陽性をかなり減するのに効果の
ある量であり得る。このような量は明白な経験上の方法によって容易に決定され
る。
D、−ステップ検定手法
発明の特定の一実施例において利用される検定反応ユニットは、約8μのサイズ
の孔を有するニトロセルロース膜の小片を暮し、たとえより大きなまたはより小
さな (すなわち、好ましくは約3μから約12μの範囲の)孔径が利用されて
もよい。小片はプラスチックケース内に収められる。孔のサイズおよび粒子のサ
イズの関係に注意することは重要であり、使用される粒子の直径は膜の孔のサイ
ズよりもさらに小さくするへきであり、その結果粒子は膜を通過して移動できる
。
Ab−ラテックスまたはAb−ラテックス/BSA−ラテックス混合物(rAb
/BSA」)各々約5μmか、流動性の態様で膜に適用され、さらに特異的なA
b(陽性シグナル)およびヤギ抗−ウサギIgG(陰性シグナル)は、分離領域
において、テストに先立って膜上に固定化された。
(ヤギ抗−ウサギIgGは、たとえば、Pet−Freez 、 Rogers
、 ARのような、多くの発売元から手に入れることが可能である。)しかしな
から、これらの領域は連続的であるかまたは重複しているかもしれない。
検定の実施において、試料は膜に適用され、かつ毛細管作用で膜に沿って泳動さ
れる。泳動する試料は膜に沿ってラテックス混合物を運搬し、かつ試料内の分析
物は抗体で標識されたラテックスに結合する。分析物に結合したラテックスは、
「陽性シグナル」Abに固定化され、かつそれに結合した、ウサギAbのみを存
するラテックスは、「陰性シグナル」Abに固定化される。標識されたラテック
スか着色されるとき、可視的なシグナルが陽性および陰性領域に作出される。
発明は、その好ましい実施例を表わす、以下の例によってさらに良く理解され得
、しかしそれらは発明の範囲を限定するものとして解釈されるものではない。
ogy、4th Ed、、American 5ociety for Mic
robiology )によってグループA連鎖球菌の炭水化物抗原(ストレブ
A抗原)を調製した。ストレブA抗原溶液(0,25m1)は、それに結合した
リガンドまたは抗リガンドを伴う、1つまたはそれ以上の規定された領域を存す
る支持層または膜を最小限に含む、免疫検定装置の試料適用部位に移され、そこ
で試料は規定された領域の外側の部分における支持層上に位置づけられ、かつそ
の後液体溶液が支持層に供給され、それによって試料か規定された領域を横切っ
て拡散することが許容されかつ試料中の物質がそれに結合されることが許容され
る。少なくとも規定された領域の1つはそれに結合したリガンドを存するコロイ
ド状粒子を存し、そこでリガンドおよび試料中の分析物はともに、第1の規定さ
れた領域で結合された抗リガンドと相補的である。(免疫検定装置はまたしばし
ばプラスチックケースで膜を取り囲むまたは支持する。)
2つの同一テストが平行して行なわれた。1つのテストは3分間で終了し、他方
は10分間で終了した。
Ab−ラテックスを単独で使用しく図IA参照)、テストにつき2.5X10@
から2.5X10”の間のストレプA細胞に等しい抗原濃度では、Ab−ラテッ
クスは凝集反応を引き起こした。結果として、はんのごく少量のラテックスがニ
トロセルロース膜を横切って移動し、陽性シグナルを3および10分間でご(僅
かに引き起こした。一方、Ab/BSA混合物が使用されたとき(図1.B、参
照)、Ab−ラテックスで凝集反応を引き起こしたのと同数のテストあたりのス
トレブA細胞は、Ab/BSA混合物においては同じような凝集反応を引き起こ
さなかった。これは、Ab/BSAが使用されたときには、膜に沿ってより多く
のラテックスが移動することが判明した事実により立証された。Ab−ラテック
ス単独と比較したとき、このように大体積のラテックスを伴う移動は、3および
10分間でシグナル強度に僅かな増加を生じた。しかしながら、より低い濃度の
ストレブA細胞(5xlO’細胞/テスト)では、Ab−ラテックスおよびAb
/BSA混合物はともにラテックス移動量およびシグナル強度に関して類似の結
果を示した。
Ab−ラテックスおよび混じりけのないラテックスの混合物を使用して(図2.
A、参照)、2.5X10’ストレブA細胞/テストではいくつかのラテックス
が凝集反応を引き起こし、かつ陽性シグナルは認められないが、Ab/BSA(
図2.8.’)と比較したとき、バックグラウンドは暗くかつ明瞭ではなかった
。2.5X10”細胞またはそれより少ない細胞/テスト(図2.8. )では
、Ab/BSA混合物は、Ab−ラテックスおよび混じりけのないラテックスの
混合物(図2. A、 )を使用するテスト比較したとき、より明瞭なバックグ
ラウンドを示した。しかしながら、さらにAb−ラテックスおよび混じりけのな
いラテックスの組合せは、Ab−ラテックス単独よりもより良いラテックス移動
を示した(図1.A、および図2.A。
)。
例II
(係属中の米国特許出願連続番号第409,003号において開示されるような
)潜血反応キットからの2つの試料スティック(sticks)は、糞便試料で
塗抹され、かつpH8,0,50mMトリス緩衝溶液に0.1%トリトンを含む
350μm抽出溶液を含む抽出カップ内に挿入される。
(トリスおよびトリトンは、Sigma Co、 、 St、 Louis、
Mo、から購入した。)抽出溶液内での10秒間の急速な運動後、試料スティッ
クは排除され、かつ抽出混合物は例Iにおいて記述されたような、免疫検定装置
の試料適用部位に移入された。検定はプラスティックケースから薄膜を取り除く
ことによって10分後に終結した。
我々の観察ではストレブAテストで示されたものと同様であった。人間のヘモグ
ロビンの存在下で(126ng−600ng/テスト)、Ab−ラテックスはあ
まりに急速に凝集する傾向があり、不均一なラテックスの移動(シグナル窓上に
現われた「条斑」、図3参照)を与えることが判明した。この急速な凝集反応の
せいで、僅かなラテックスしかシグナル窓を横切って移動することかできず、か
つシグナルは幾分歪められかつ「不備なまま」現われた。BSA−ラテックスの
添加に伴って、ラテックスのより均一な移動が観察された。Ab/BSA混合物
の使用の結果は、より明瞭なバックグラウンドでありかつAb−ラテックス単独
のみて獲得されたものに等しいかまたはより良い感度であった。Ab−ラテック
スおよびBSA−ラテックスの混合物が1=1の割合に対して1:2または1:
3と比較すれば、BSA−ラテックス濃度がより高くなれはなるほど、バックグ
ラウンドはより良くかつシグナル窓(図3)を横切るラテックスの移動はより速
くなる。
これらの結果は、Ab−ラテックス単独の代わりに、Ab−ラテックスおよびB
SA−ラテックスの混合物の使用は、テストの感度を低下することなしに、テス
トの性能が改善したことを示唆している。我々は、A b 、/ B S A混
合物においてBSA−ラテックスか「スペーサJとしての機能することが、この
ようにテスト抗原の存在下でAb−ラテックスの即時の凝集反応を妨げるものと
仮定してきた。
我々はさらに、Ab/BSA混合物の使用は同様に、非特異結合および偽陽性反
応を排除する傾向かあることに注目してきた。
例III
我々は、Ab/BSA混合物の使用がHCG尿の一ステップテストにおいて偽陽
性の発生を減少させるまたは排除することに注目してきた。テストの実施に先立
って、Ab−ラテックス単独が支持体に適用されたとき、偽陽性が生じるだろう
ことが注目されてきた、Ab/BSAラテ・ンクス混合物か同−尿をテストする
のに使用されたとき、偽陽性は認められなかった。偽陽性の発生は、Ab−ラテ
ックスおよび固定化されたAbに非特異結合を引き起こし、「サンドイッチ」の
形成を生じるだろう物質の存在により、ある尿試料でありそうに思われる。BS
A−ラテ・ノクスの存在は非特異結合を妨げ、このように偽陽性の発生を減少さ
せるかまたは排除する。このような非特異結合を引き起こす、尿中の物質は、5
taphyLococcus areusからのプロティンAであろうと思われ
る。S、 areusからのプロティンAは強力にIgGに結合し、かつもし5
. QreuSが非妊娠の女性の尿に存在するなら、偽陽性反応か見られるかも
しれないことは周知である。
発明は特定的な実施例に関連して記述されてきたけれども、特許の適用範囲はこ
れらの特定の実施例に限定されるのではなく、しかし以下の請求の範囲を参照し
て決定されることが意図される。
要約
ここに開示された発明は、−ステップ検定およびラテックス凝集反応テスl−(
t[ATJ )の分野に関するものであり、かつ−ステップ免疫検定の調製およ
び使用の改良された方法と、診断検定、さらに特定的に、免疫クロマトグラフィ
検定での使用に対して被覆されたラテックス粒子を準備するための改良された方
法とを提供する。
補正書の写I、2(翻訳文)提出書(特許法第184条の7第11Jj)平成3
年10月 7日
Claims (13)
- 1.抗体および抗原の相互作用を含む免疫検定において、その検定で使用される 試薬の1つは、抗体または抗原がそこに結合される第1の流動性のポリマー粒子 を含み、改良点は、前記抗体または抗原が結合されない第2の流動性のポリマー 粒子と混合して、前記第1の粒子を提供することを含む免疫検定。
- 2.前記免疫検定は免疫結合反応がそこに生じる支持層を含み、前記混合物は前 記支持層上に適用される、請求項1に記載の免疫検定。
- 3.前記混合物は前記支持層の第1の規定された領域上に適用される、請求項2 に記載の免疫検定。
- 4.第1の抗体は前記第1の流動性の粒子に結合し、かつ前記第1の抗体に対す る抗体は前記支持層の第2の規定された領域に固定される、請求項3に記載の免 疫検定。
- 5.前記第2の流動性のポリマー粒子に結合したタンパク質をさらに含み、前記 タンパク質は前記抗体抗原反応に関与しない、請求項1に記載の免疫検定。
- 6.前記第2の流動性の粒子に結合した前記タンパク質はアルブミンである、請 求項5に記載の免疫検定。
- 7.前記タンパク質はウシ血清アルブミンである、請求項6に記載の免疫検定。
- 8.前記タンパク質はIgGである、請求項5に記載の免疫検定。
- 9.前記第1の流動性のポリマー粒子は、抗体がそこに結合した、ラテックス粒 子を含み、さらに前記第2の流動性の粒子は混じりけのないラテックス粒子を含 む、請求項1に記載の免疫検定。
- 10.前記流動性の粒子は直径にして約0.1μから約0.8μまでである、請 求項1、4、5、または9のいずれか1つに記載の免疫検定。
- 11.前記流動性の粒子は着色される、請求項8に記載の免疫検定。
- 12.前記混合物は非特異結合を妨げるための試薬および界面活性剤をさらに含 む、請求項1に記載の免疫検定。
- 13.免疫検定で使用される抗体で標識されるまたは抗原で標識されるポリマー 粒子の凝集を最小限にするための方法であって、前記標識された粒子と混合して 、前記抗体または抗原で標識されていないポリマー粒子の凝集を減少させるのに 効果的な量を与えるステップを含む方法。
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