JPH0534347A

JPH0534347A - レーザ磁気免疫測定方法及び測定装置

Info

Publication number: JPH0534347A
Application number: JP19216591A
Authority: JP
Inventors: Koichi Fujiwara; 幸一藤原; Katsunori Fujikawa; 勝則藤川; Shuichi Shibata; 修一柴田; Koichi Arishima; 功一有島; Hiroko Mizutani; 弘子水谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】【目的】従来のＲＩＡ法以上の検出感度を有しなが
ら、信頼性の高い、実質上の制限のない新規なレーザ磁
気免疫測定方法を提供する。【構成】少なくとも、溶媒注入工程と、磁気不純物誘
導工程と、非磁性体溶媒吸収・排除工程と、検体注入工
程と、測定工程からなる。【効果】従来のＲＩＡ法の検出感度を２桁以上上回る
１０^-14ｇ台の検出感度が達成される。また、こうした
特徴は単に検出感度の向上みならず、測定の信頼性の向
上、測定の自動化に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抗原抗体反応を利用し
たレーザ磁気免疫測定方法及びレーザ磁気免疫測定装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られている微量免疫測定法と
しては、ラジオイムアッセイ（以下ＲＩＡ法と記す）、
酵素イムノアッセイ（ＥＩＡ法）、蛍光イムノアッセイ
（ＦＩＡ法）等が既に実用化されている。これらの方法
は、それぞれアイソトープ、酵素、蛍光物質を標識とし
て付加した抗原または抗体を用い、これと特異的に反応
する抗体または抗原の有無を検出する方法である。しか
しながら、ＥＩＡ法、ＦＩＡ法、は感度が１０^-6からせ
いぜい１０^-10ｇであり、抗原抗体反応において特に有
用である抗原検査としては感度不足であり、実用上問題
があった。また、ＲＩＡ法は感度的には１０^-12ｇであ
り超微量分析、抗原検査が可能な測定法であるが、放射
物質を利用するため、特殊設備を必要とし、汎用性、価
格等の点で問題があった。

【０００３】そこで、本発明者らは抗原検査が可能な高
感度を有し、かつ汎用性の高い測定法として、レーザ磁
気免疫測定方法及びレーザ磁気免疫測定装置を提案して
きた。（特願昭６１−２２４５７、６１−２５２４２
７、６１−２５４１６４、６２−２２０６２、６２−２
２０６３、６２−１５２７９１、６２−１５２７９２、
６２−１８４９０２、６２−２６４３１９、６２−２６
７４８１、６３−６０５０、６３−１０２９１７、６３
−１０２９１８）。これらの新しい免疫測定法は、抗原
抗体反応後、標識材料に用いた磁性体微粒子を磁気力に
より集合させ、レーザ光を用いて集合体の大きさを測定
することに特徴をもち、アイソトープを用いないでＲＩ
Ａ法と同等、もしくはそれ以上のピコグラム以下の超微
量検出が可能である。

【０００４】以下にレーザ磁気測定方法について、図７
のレーザ磁気免疫測定方法（干渉型）の検出原理図を用
いて詳しく説明する。レーザ磁気免疫測定方法は、磁気
標識したウイルスを磁界中で局部濃縮することによっ
て、検出感度の向上を図っている。即ち、磁性微粒子に
抗体を結合させた磁気標識試薬と、ウイルスとを抗原抗
体反応させてウイルスを磁気標識し、未反応の磁気標識
試薬を除いた後、磁性微粒子の量を図７に示す方法で光
学的に測定する。例えば、磁性体微粒子としてマグネタ
イト（Ｆｅ₃Ｏ₄）微粒子あるいはマグネタイト微粒子表
面をデキストランなどの糖やプロテインＡなどの蛋白質
等の微粒子を用い、これにＩｇＧ抗体などの抗体（また
は抗原）を結合させて磁性体標識体を検体であるインフ
ルエンザのウイルスなどの抗原（または抗体）と抗原抗
体反応させて検体たる抗原（または抗体）を磁気標識化
して、磁性体標識体を作成する。次いで、図７に示すよ
うに、この磁性体標識体そして分散した液体を検査容器
１に入れ、この検査容器１を電磁石６と磁極片５で構成
された傾斜磁界発生装置にセットする。電磁石６を励磁
すると、磁極片５直下の液面の磁界が最も高いため、磁
性体標識体はこの部分に濃縮される。この部分の磁界が
数ｋＧ以上になると、磁性体標識体に対する垂直方向へ
の磁気吸引力と液体の表面張力によって、液面が微視的
に***する。この***部分２３に斜め方向からレーザ光
２４を入射し、その液面からの反射光２５をスクリーン
に受けると、干渉縞が現れる。この干渉縞の光強度を測
定することによって、磁性体標識体の量を知ることがで
きるのである。また、干渉光強度の測定のみでなく、干
渉縞の数や散乱光強度を計数することによっても、磁性
体標識体の定量が可能である。さらにまた、検出感度を
向上させるため電磁石に交流電流を印加し、変動磁場に
同期した干渉光、反射光、散乱光を測定することもでき
る。なお、このレーザ磁気免疫測定方法は、磁気濃縮効
果のため極めて高い感度（１×１０^-13ｇ／ｍｌ）で微
量のウイルスなどを検出しうる特徴を有する。

【０００５】このように、レーザ磁気免疫測定方法は、
非常に検出感度の高い方法であり、塵埃の影響を受け易
い欠点がある。即ち、レーザ光を照射する検体の濃縮位
置に例えば、空気中に浮遊している０．５μｍの塵埃が
１個、測定中に混入すれば、ウイルスが１個存在すると
誤診することにつながりかねないのである。

【０００６】さらに、この測定方法は、測定液面に磁性
体標識複合体を誘導し、液面上に集合した該複合体によ
る突起をレーザ光で計測するため、液面形状（メニスカ
ス）の安定性が定量性に大きく影響する。特に、特願昭
６２−１８４９０２において技術開示されている干渉法
については、干渉の生じるメカニズムにおいて、水面が
下向きに凸形状、即ち、メニスカスを形成することが不
可決であることが明らかになった。また、散乱光、透過
光等においても、水面上の形状が測定値の定量性、再現
性に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。

【０００７】よって、前述した塵埃等の妨害物の影響を
排除する方法として、濃縮した磁性体標識検体複合体を
磁力で交流的に駆動し、駆動周期に同期した信号成分を
選択的に検出する方法を先の特許出願（特願昭６２−１
５２７９２、６２−１８４９０２）で技術開示してい
る。さらに、特願昭６３−６０５０において、磁気標識
した検体の局部濃縮位置に気流を噴射することによっ
て、検出の妨げとなる塵埃などの浮遊物を排除する方法
についても技術開示している。

【０００８】また、再現性の良いメニスカスを得るため
に、本発明者による「レーザ磁気免疫測定法に用いられ
る検査容器」特願昭６３−１０２９１５が技術開示して
いる。そして、その後研究をさらに進めた結果、該検査
容器の性能を確実に引出すためには、該検査容器に過剰
の溶液を注入した後、所定の液面の高さになるまで過剰
の溶液を液面から吸引排除することによって、さらにメ
ニスカスの再現性を確実なものとし、また浮遊塵埃の排
除にも好ましい手段であることが明らかになったので本
願発明に到った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、先に出願した方法とは異る構
成により、検査容器の液面に浮遊する塵埃を排除、そし
て非磁性体溶媒中の磁気不純物の除去と安定したメニス
カスの形成と検査容器の液面の制御とを同時に実施する
ことによって、検出感度、測定値に対する信頼性、そし
て測定効率の著しい向上を図るものである。従って、本
発明の目的は、従来のＲＩＡ法以上の検出感度を有しな
がら、信頼性の高い、実施上の制限のない新規なレーザ
磁気免疫測定方法及びレーザ磁気免疫測定装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は前記課
題を解決するために、抗原抗体反応を利用して特異的に
磁気標識した検体にレーザ光を照射し、該検体からの出
射光を検出するレーザ磁気免疫測定装置において、非磁
性体媒体を検査容器に過剰に注入する第１工程と、メニ
スカス形成用排液管を該非磁性体溶媒の水面に接触させ
ながら該非磁性体媒体を吸引・排除し、下に凸のメニス
カスを形成する第２工程と、磁気標識された検体を注入
する第３工程と、該検体を局部濃縮する第４工程と、該
局部濃縮点にレーザ光線を導き、検体からの出射光を検
出する第５工程の全５工程を少なくとも含むことを特徴
とするレーザ磁気免疫測定方法である。

【００１１】請求項２の発明は前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の第２工程が、傾斜磁界中で行なわ
れ、非磁性体溶媒を磁気クリーニングすることを特徴と
する請求項１に記載のレーザ磁気免疫測定方法である。

【００１２】請求項３の発明は前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の第２工程と第３工程の間に、クリ
ーニングチェック工程が実施されることを特徴とする請
求項１に記載のレーザ磁気免疫測定方法である。

【００１３】請求項４の発明は前記課題を解決するため
に、磁気標識された検体を収容する検査容器と該検体を
検査容器水面の一点に誘導・濃縮する傾斜磁場発生装置
と、レーザ光源を該濃縮点へ導く入射光学系と、該検体
からの出射光を受光する光学系の、前記構成を少なくと
も含むレーザ磁気免疫測定装置において、溶媒吸引・排
除用ポンプと、メニスカス形成用排液管と、検査容器の
水平面内移動機構と、該検査容器の垂直方向移動機構
と、該垂直方向移動機構が該溶媒吸引・排除用ポンプと
協調して該検査容器水面に該メニスカス形成用排液管を
接触させ続ける水面接触調節機構と、を少なくとも具備
することを特徴とするレーザ磁気免疫測定装置である。

【００１４】請求項５の発明は前記課題を解決するため
に、請求項４に記載の傾斜磁界発生装置が、１つの電磁
石及び計測用とクリーニング用の２つの磁極片並びに該
電磁石と該磁極片の間の磁気回路を形成するための継鉄
とを具備する装置であって、該磁極片は上方に開口を有
する検査容器の上方に、該電磁石は該検査容器の下方に
該検査容器を挟むように配置され、計測用磁極片とクリ
ーニング用磁極片を該検査容器の直上に移動する機構を
具備することを特徴とする請求項４に記載のレーザ磁気
免疫測定装置である。

【００１５】請求項６の発明は前記課題を解決するため
に、請求項５に記載の計測用磁極片とクリーニング用磁
極片は継鉄で一体に固定され、該継鉄を水平面内で移動
する機構によって検査容器の直上の定められた位置に磁
極片が交換できることを特徴とする請求項５に記載のレ
ーザ磁気免疫測定装置である。

【００１６】請求項７の発明は前記課題を解決するため
に、請求項５に記載のクリーニング用磁極片にはその内
部を貫通するようにメニスカス形成用排液管が取り付け
られ、該排液管の先端は該クリーニング用磁極片の先端
よりも突起し、該排液管の他端は吸引ポンプに接続され
ていることを特徴とする請求項５に記載のレーザ磁気免
疫測定装置である。

【００１７】

【作用】よって、本発明によるレーザ磁気免疫測定方法
によれば、まず極微量の測定の際に問題となる、塵埃や
塵埃中並びに非磁性体媒体中にしばしば含まれる鉄錆等
の磁性微粒子等の影響を排除することができる。即ち、
検査容器に非磁性体溶媒を過剰に注入し、傾斜磁界中で
該非磁性体溶媒中の磁気不純物をクリーニング用磁極片
の直下に誘導した後、マイクロポンプによってメニスカ
ス形成用排液管を吸引しながら該検査容器を上方に移動
し、該メニスカス形成用排液管を該検査容器の液面に接
触させる。塵埃は通常、溶液の水面に浮遊しているか
ら、この工程によって、塵埃を該排液管中に吸引・排除
することができる。一方、溶液水面上の磁界分布はクリ
ーニング用磁極片の直下の磁界が最も高くなるように傾
斜磁界がかけられている。従って、磁気不純物は最も磁
界の高いところに誘導され、該磁極片の真下の水面近傍
に集められているから、該メニスカス形成用排液管をこ
の誘導位置に設置しておくと、該磁気不純物は塵埃と共
に吸引・排除される。該メニスカス形成用排液管の固定
と位置ぎめを確実にするに好ましい１つの方法として
は、該クリーニング用磁極片の真ん中を中空にして、こ
の貫通穴に該メニスカス形成用排液管を通して、該排液
管の先端を該磁極片よりも突出させて固定すれば良い。

【００１８】さらに、レーザ磁気免疫測定方法において
は測定液面に磁性体標識検体複合体を誘導し、液面上に
集合した該複合体による突起をレーザ光で計測するた
め、凹状検査槽水面形状（メニスカス）の安定性が定量
性に大きく影響する。特にレーザ磁気免疫測定中、検出
感度が優れた干渉法の場合には、この影響が顕著であ
る。よって、本発明によるレーザ磁気免疫測定方法に示
すように、検査容器に非磁性体溶媒を過剰に注入する工
程において、特に非磁性体媒体を検査容器の凹状検査槽
の容積以上に注入する方法が、メニスカスを再現よく形
成するために効果的である。つまり、検査容器の凹状検
査槽上端のエッジ位置からメニスカスを形成すること
が、メニスカスの形状の再現性を図る上で有利であり、
逆に液量が少なく凹状検査槽側壁の途中位置からメニス
カスが始まる場合、凹状検査槽側壁の濡れ性の微妙な変
化によりメニスカス形状の再現性が損なわれるのであ
る。故に、予め非磁性体溶媒を検査容器の凹状検査槽の
容積以上に注入した場合、該溶媒を徐々に吸引・排除し
ていけば、メニスカスは必ず凹状検査槽上端エッジから
始まり、その形状は凹状検査槽中の非磁性体溶媒の水面
の高さで自動的に決定されるのである。そして、検査容
器中の凹状検査槽水面の高さは、該検査容器あるいはメ
ニスカス形成用排液管の、移動距離によって任意に制御
できる。

【００１９】なお、検査容器としては、本発明者らが先
に特願昭６３−１０２９１５で発明した、新水性の内壁
面を有する検査容器を用いれば、過剰の非磁性体溶媒の
吸引・排除の工程で、下向きに凸形状のメニスカス形状
の再現性がより向上する。このようにして、所定の水面
よりも多めの非磁性体溶媒を注入し、傾斜磁界中でクリ
ーニングと同時に所定の水面の高さまで該溶媒を吸引・
排除する工程によって、再現性のあるメニスカスを容易
に得ることができる。また、メニスカス形成後、磁気標
識した検体を該検査容器に微少量、例えば、５０μｌ注
入し、先に本発明者らが発明した特願６２−１５２７９
２、６２−１８４９０２、６２−２６７４８１、６３−
１０２９１７等の測定方法及び測定装置に記載の方法を
適用することができる。

【００２０】よって、本発明によるレーザ磁気免疫測定
方法は、先に本発明者らが発明した干渉法に対して特に
効果が著しい。即ち、特願昭６２−１８４９０２で発明
した干渉法は、傾斜磁界によって水面に局部濃縮した検
体に斜めからレーザ光線を入射し、水面から反射光束を
スクリーンに受けると、該スクリーン上に干渉縞が現れ
る現象を利用する方法であって、この現象は本発明者ら
が初めて見出したものである。干渉縞の生じるメカニズ
ムは、磁気標識された検体が傾斜磁界によって局部濃縮
された後、上方の磁極片の方へ磁気吸引される力と、そ
れを阻止する下方へ働く溶液の表面張力との力の釣合に
よって生じる微小な突起が水面上に形成されるためであ
ることが明らかとなった。干渉縞の数と直径及び中心光
強度はこの突起の高さ、形状及び反射光量を直接反映し
たものであって、検体に抗原抗体反応で結合した磁性微
粒子の量とその磁気特性並びに印加磁界の強度と磁界分
布によって決まる。

【００２１】更に、先に特願昭６３−１０２９１５で説
明したように、干渉縞は水面がフラットでは生じず、下
向きに凸のメニスカスを形成させる必要があることが明
らかになった。なぜならば、干渉縞は上記微小突起から
の反射光（信号光）と周りの水面からの（参照光）が干
渉することによって初めて生じるわけであって、一本の
入射光で干渉が生じるためには。信号光と参照光とが混
合されねばならないからである。また、メニスカスの形
状によっては、例えばメニスカスの曲率半径が大きく、
平面に近いほど液面からの反射光は広がらないから、反
射光密度は高い。従って、液面からの反射光束をスクリ
ーン上に受け、該スクリーン上の干渉縞がテレビカメラ
等で観測する干渉法の場合、再現性のあるメニスカスの
形状及び水面の高さの調節が不可欠となる。さらに、微
小な塵埃が一つでも水面に存在すると疑似の干渉縞を生
じ、混入した磁気不純物は測定値の信頼性を損なうこと
になるから塵埃を排除することは非常に重要である。

【００２２】また、本発明の方法は、上述の干渉法のみ
ならず、散乱、透過、反射、回折光を検出する方法の場
合にも有効である。これら本発明の特徴的な構成によっ
て、レーザ光を利用しながら、ＲＩＡ法の検出感度を２
桁以上、上回る１０^-14ｇ台の検出感度が達成される。
また、このような特徴は、単に検出感度の向上のみなら
ず、測定の信頼性の向上、測定の自動化に寄与する。

【００２３】

【実施例】以下に図面を参照して本発明をより具体的に
詳述するが、以下に示すものは本発明の一実施例にすぎ
ず、本発明の技術的範囲を何等制限するものではない。

【００２４】（実施例１）図１〜図５は、本発明の第１
実施例を示したレーザ磁気免疫測定方法の工程概略図で
ある。図１は、非磁性体溶媒注入工程であって、図２
は、磁気不純物誘導工程であって、図３は、非磁性体溶
媒吸引・排除工程であって、図４は、検体注入工程であ
って、図５は測定工程である。そして、これら５工程の
内、図１〜図３に示すものが本発明の方法に特有のクリ
ーニング兼メニスカス形成工程である。以下に、各工程
を詳しく説明する。

【００２５】図１に示す非磁性体溶媒注入工程において
は、アクリル樹脂製の検査容器１に設けられた内容積４
００μｌの凹状検査槽２に純水５５０μｌを注入する。
水面は図１のように凸に盛り上がることになる。この時
凹状検査槽２中あるいは純水中に存在する塵埃３、磁気
不純物４が混入する場合がある。前記塵埃３は水面に浮
遊して存在することが多い。

【００２６】図２に示す磁気不純物誘導工程において
は、先端が尖ったクリーニング用磁極片５を電磁石６と
を対向する位置にセットし、該磁極片５の先端が前記凹
状検査槽２直上にくるように前記検査容器１を該電磁石
６と該クリーニング用磁極片５の間に挿入する。電磁石
６を励磁すると、電磁石６から放射された磁束は検査容
器１を貫通してクリーニング用磁極片５に収束され、継
鉄７、継鉄８を通って該電磁石６に戻る。この時、クリ
ーニング用磁極片５直下の凹状検査槽２水面の磁界が最
も高くなるような傾斜磁界が発生するから、凹状検査槽
２中の磁気不純物４はこの位置に誘導濃縮される。とこ
ろで、該クリーニング用磁極片５の中心軸は直径１．５
ｍｍの穴が貫通しており、この穴には非磁性のステンレ
ス管１０が貫通するように挿入され、該磁極片５の先端
から約１．５ｍｍ突き出している。該ステンレス管１０
の他方の端には排水チューブ１１が接続されている。一
方、計測用磁極片９は中実であって、先端が尖ってい
る。クリーニング用磁極片５と計測用磁極片９はモータ
１２で水平面内で回転でき、回転軸から等距離で継鉄７
に取り付けられ、前記濃縮時には、両磁極片５、９から
放射される磁束は干渉しないように配慮されている。

【００２７】図３に示す非磁性体溶媒吸引・排除工程に
おいては、電磁石６を励磁した状態で検査容器１を所定
の位置まで上方へ徐々に移動させながら、マイクロポン
プ１３によって、過剰の非磁性体溶媒を耐えず水面から
吸引・排除する。検査容器１の移動速度とマイクロポン
プ１３によって、過剰の非磁性体溶媒を絶えず水面から
吸引・排除する。検査容器１の移動速度とマイクロポン
プ１３による排水速度の関係は、ステンレス管１０の先
端が絶えず凹状検査槽２水面に接するように調節される
べきであり、水面に浮遊している塵埃３及び水面に誘導
・濃縮された磁気不純物４はこのような調整によって効
果的に排除される。次に検査容器１が所定の位置まで上
方へ移動した後、マイクロポンプ１３を停止し、図３に
は示していないが、再び元の位置まで検査容器１を下方
に移動させる。このような操作によって、塵埃３が排除
されるのみならず、凹状検査槽２水面の高さは勿論のこ
と、凹状検査槽２水面のメニスカスの再現性が著しく向
上する。即ち、予め非磁性体溶媒を過剰に加えることに
よって、凹状検査槽２上端のエッジが一様に非磁性体溶
媒と濡れることになるから、排水によって水面が該エッ
ジより低下した場合でも、エッジからメニスカスが発生
するようになる。従って、該メニスカスの曲率は常に一
定となる。なお、検査容器１を上下に移動する装置は、
図３には示していないが、本実施例では検査容器１を搭
載するステージをパルスモータで駆動する方法をとっ
た。

【００２８】図４に示す検体注入工程においては、モー
タ１２によって計測用磁極片９を前記工程の終わった凹
状検査槽２直上の位置に回転移動させた後、マイクロピ
ペット１４によって、２５μｌの調整済みの磁気標識検
体を凹状検査槽２に注入する。なお、磁気標識の方法は
本実施例では示していないが、本発明者らが先に発明し
た特願昭６３−１０２９１２「レーザ磁気免疫測定方法
を実施するための検体調整方法」に従った。

【００２９】図５に示す測定工程においては、先に発明
者らが発明した特願昭６２−１８４９０２の干渉法によ
って測定した。まず、計測用磁極片９と水面との距離が
所定の値になるように検査容器１を上方に移動する。続
いて、電磁石６を励起すると、磁気標識された検体は計
測用磁極片９の真下の水面に局部濃縮される。この局部
濃縮点にＨｅ−Ｎｅレーザ１５（波長６３３ｎｍ、出力
５ｍＷ、レーザビーム径約３ｍｍ）を入射角３０度で照
射し、水面からの反射光束１６をスクリーン１７に受け
ると、検体の量に応じた干渉縞１８が現れる。この干渉
縞１８をＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ７４で撮影し、
干渉縞１８の中心の光強度を計測する画像処理を実施し
た。

【００３０】また、エイズウイルスのコア抗原の検出に
本発明を適用したところ、０．１ｐｇ／ｍｌの検出感度
でエイズウイルスのコア抗原を検出することができた。
この値は、市販のＨＩＶ抗原検査キットよりも約１００
倍感度が高かった。なお、本発明のクリーニング兼メニ
スカス形成法を用いない場合、検出感度は同じである
が、塵埃３の浮遊物のため干渉縞１８が乱れ、測定値の
信頼性に悪影響を及ぼすのみにらず、測定のやり直しの
ため、測定効率が甚だしく低下した。

【００３１】（実施例２）実施例１の工程において、図
３に示す非磁性体溶媒吸引・排除工程と図４に示す検体
注入工程との間に、クリーニングチェック工程を実施し
た。即ち、非磁性体溶媒吸引・排除工程後、計測用磁極
片９を前記工程の終わった凹状検査槽２直上に位置に回
転移動させ、検体を加えない状態で、図５に示す測定工
程を実施し、浮遊塵埃３及び磁気不純物４が完全に除去
できたがどうかをチェックする。もし、クリーニングが
不完全な場合は、不完全の凹状検査槽２は使用しないよ
うにする。このようにして、全ての凹状検査槽２をチェ
ックした後、図４に示す検体注入工程５０に続いて図５
に示す測定工程を実施する。本実施例によれば、偶発的
に生じる磁気コンタミあるいは浮遊塵埃３による検出の
妨害を完全に回避できるから、測定の信頼性が極めて向
上する。

【００３２】（実施例３）図６は、本発明によるレーザ
磁気免疫測定装置の一実施例を示す概略図である。検査
容器１の（内容積４００μｌ）は、円盤状の容器ホルダ
ー２０の中に８個取り付けられていて、該容器ホルダー
２０は回転ステージ２１と上下移動ステージ２２によっ
て、水平面内での回転と上下移動が可能である。容器ホ
ルダー２０の周囲には、溶媒注入機構、溶媒吸引・
排除機構、検体注入機構、傾斜磁界発生装置及び、
検出光学系が取り付けられている。溶媒注入機構３０
は、細管３１、配管３２、マイクロポンプ３３、非磁性
体溶媒供給用容器３４から成り立っていて、該細管３１
は検査容器１の直上にセットされている。溶媒はマイク
ロポンプ３３によって検査容器１の容積よりも少し多く
注入される。

【００３３】溶媒吸引・排除機構４０は、同じく細管４
１、配管４２、マイクロポンプ４３、排液回収用容器４
４から成り立っていて、該細管４１は検査容器１の直上
にセットされている。溶媒吸引・排除は、該マイクロポ
ンプ４３と前記上下移動ステージ２２の動作を協調させ
て、常に該細管４１の先端が溶媒面に接触するように該
上下移動ステージ２２を上方に移動させて行なう。これ
らの協調動作は、図６に示さなかったがマイクロコンピ
ュータ制御でおこなった。所定の上方移動の動作後は該
容器ホルダー２０を一番低い位置（ホームポジション）
に下げる。検体注入機構５０は、磁気標識の調整の終わ
った検体をマイクロシリンジ５１で一定量該検査容器１
に注入する。該マイクロシリンジ５１は支柱５２によっ
て支持され、該支柱５２は回転できるようになってい
て、図６では示していないが、外部に設置された調整済
みの検体収容容器から検体を採取し、検査容器１に注入
できる。傾斜磁界発生装置６０は、電磁石６１、磁極片
６２、継鉄６３、６４から構成されている。これらの構
成は実施例１で示した磁極片５と同様である。検出光学
系７０は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ７１、ビームエクスパンダ
ー７２、スクリーン７３、ＣＣＤカメラ７４から構成さ
れている。なお、ビームエクスパンダー７２は干渉縞が
生じ易いようにレーザビームを直径約３ｍｍに広げるた
めである。

【００３４】次に、本発明のレーザ磁気免疫測定装置の
操作方法について説明する。まず、容器ホルダー２０を
ホームポジションの位置まで下げた後、該容器ホルダー
２０に新しい検査容器１を８個セットする。溶媒注入機
構３０によって、各検査容器１に純水５００μｌを順次
注入し、続いて、溶媒吸引・排除機構４０によって、水
面から浮遊塵埃３を吸引しながら３００μｌとする。こ
の時、水面は下に凸のメニスカスが凹状検査槽２エッジ
から形成される。全ての凹状検査槽２にメニスカスが形
成された後、検体注入機構５０によって、検体２５μｌ
を順次注入する。次に、傾斜磁界発生装置６０によっ
て、検体を凹状検査槽２水面の磁極片５直下の１点に３
０秒間濃縮し、検出光学系７０によって、検体から生じ
たスクリーン上の干渉縞を順次計測する。

【００３５】（実施例４）実施例３の装置を用いて、溶
媒吸引・排除工程後、実施例２で説明したクリーニング
チェック工程を実施した。即ち、メニスカス形成後の凹
状検査槽２を順次、傾斜磁界発生装置６０に送り、干渉
縞が生じると磁気コンタミが生じていることになる。干
渉縞が生じた凹状検査槽２は、引き続きクリーニング工
程を実施する。すなわち、上下移動ステージ２２によっ
て、容器ホルダー２０を上下移動し、傾斜磁界をかけた
ままで磁極片６２を該凹状検査槽２水面に５秒間接触さ
せる。磁気コンタミは前記磁極片６２に磁気吸引される
から、再び上下移動ステージ２２をホームポジションに
戻すと、磁気コンタミは前記磁極片６２に吸引され、凹
状検査槽２から排除されることになる。なお、実施例２
及び実施例３で述べたクリーニングチェック工程は、干
渉縞の有無をマイクロコンピュータによって、判定させ
ることによって、自動的に実施できる。

【００３６】本実施例のように、非磁性体溶媒吸引・排
除工程すなわち、メニスカス形成工程において、磁力を
併用しない場合は、磁気コンタミの排除が不完全な場合
があるが、このような場合に、前記クリーニングチェッ
ク工程を実施すると効果は顕著である。本実施例によれ
ば、このように偶発的に生じる磁気コンタミを確実に除
去できるから、測定の信頼性が極めて向上するととも
に、マイクロコンピュータによって、自動的にクリーニ
ングチェックとクリーニングが実施できるから、自動測
定にも適している。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に従うレー
ザ磁気免疫測定方法及びレーザ磁気免疫測定装置は、測
定の自動化の際に最も問題となる妨害不純物の効果的除
去と、データの信頼性の向上に極めて有効である。ま
た、本発明による特徴的な構成によって、レーザ光を利
用しながらＲＩＡ法の検出感度を２桁以上上回る１０
^-14ｇ台の検出感度が再現よく達成される。本発明に従
うレーザ磁気免疫測定装置は、抗原抗体反応のみに止ま
らず、従来のＲＩＡ法が適用されていたぺプチドホルモ
ン等のホルモンあるいは種々の酵素、ビタミン、薬剤な
どの測定にも応用することが可能である。従って、従来
は限定された施設でＲＩＡ法によらなければ実施できな
かった精密な測定を、一般的な環境で広く実施すること
が可能となる。集団検診のような一般的な状況で、各種
のウイルス、癌等のスクリーニング検査等の精密な測定
が広く実施できれば、癌あるいはウイルス性疾患等の早
期診断が可能となり、有効な早期治療を的確に実施する
ことが可能となる。このように、本発明が医学・医療の
分野で果たす効果は計りしれない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザ磁気免疫測定方法の一工程
である非磁性体溶媒注入工程概略図である。

【図２】本発明によるレーザ磁気免疫測定方法の一工程
である磁気不純物誘導工程の概略図である。

【図３】本発明によるレーザ磁気免疫測定方法の一工程
である非磁性体溶媒吸引・排除工程の概略図である。

【図４】本発明によるレーザ磁気免疫測定方法の一工程
である検体注入工程の概略図である。

【図５】本発明によるレーザ磁気免疫測定方法の一工程
である測定工程の概略図である。

【図６】本発明による一実施例のレーザ磁気免疫測定装
置を示す概略図である。

【図７】レーザ磁気免疫測定方法（干渉型）の検出原理
図である。

【符号の説明】

１検査容器２凹状検査槽３塵埃４磁気不純物５クリーニング用磁極片６電磁石７継鉄８継鉄９計測用磁極片１０ステンレス管１１排水チューブ１２モータ１３マイクロポンプ１４マイクロピペット１５Ｈｅ−Ｎｅレーザ１６反射光束１７スクリーン３０溶媒注入機構４０溶媒吸引・排除機構５０検体注入機構６０傾斜磁界発生装置７０検出光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者有島功一東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者水谷弘子東京都渋谷区宇田川町６番11号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抗原抗体反応を利用して特異的に磁気標
識した検体にレーザ光を照射し、該検体からの出射光を
検出するレーザ磁気免疫測定方法において、非磁性体溶
媒を検査容器に過剰に注入する第１工程と、メニスカス
形成用排液管を該非磁性体溶媒の水面に接触させながら
該非磁性体溶媒を吸収・排除し、下に凸のメニスカスを
形成する第２工程と、磁気標識された検体を注入する第
３工程と、該検体を局部濃縮する第４工程と、該局部濃
縮点にレーザ光線を導き、検体からの出射光を検出する
第５工程と、を少なくとも含むことを特徴とするレーザ
磁気免疫測定方法。
【請求項２】請求項１に記載の第２工程が、傾斜磁界
中で行なわれ、非磁性体媒体を磁気クリーニングするこ
とを特徴とする請求項１に記載のレーザ磁気免疫測定方
法。
【請求項３】請求項１に記載の第２工程と第３工程の
間に、クリーニングチェック工程が実施されることを特
徴とする請求項１に記載のレーザ磁気免疫測定方法。
【請求項４】磁気標識された検体を収容する検査容器
と、該検体を検査容器水面の１点に誘導・濃縮する傾斜
磁場発生装置と、レーザ光源を該濃縮点へ導く入射光学
系と、該検体からの出射光を受光する光学系と、を少な
くとも含むレーザ磁気免疫測定装置において、溶媒吸引
・排除用ポンプと、メニスカス形成用排液管と、検査容
器の水平面内移動機構と、該検査容器の垂直方向移動機
構と、該垂直方向移動機構が該溶媒吸引・排除用ポンプ
と協調して該検査容器水面に該メニスカス形成用排液管
を接触させ続ける水面接触調節機構と、を少なくとも具
備することを特徴とするレーザ磁気免疫測定装置。
【請求項５】請求項４に記載の傾斜磁界発生装置が、
１つの電磁石及び測定用とクリーニング用の２つの磁極
片並びに該電磁石と該磁極片の間の磁気回路を形成する
ための継鉄とを具備する装置であって、該磁極片は上方
に開口を有する検査容器の上方に、該電磁石は該検査容
器の下方に該検査容器を挟むように配置され、計測用磁
極片とクリーニング用磁極片を該検査容器の直上に移動
する機構を具備することを特徴とする請求項４に記載の
レーザ磁気免疫測定装置。
【請求項６】請求項５に記載の計測用磁極片とクリー
ニング用磁極片は継鉄で一体に固定され、該継鉄を水平
面内で移動する機構によって検査容器の直上に定められ
た位置に磁極片が交換できることを特徴とする請求項５
に記載のレーザ磁気免疫測定装置。
【請求項７】請求項５に記載のクリーニング用磁極片
にはその内部を貫通するようにメニスカス形成用排液管
が取り付けられ、該排液管の先端は該クリーニング用磁
極片の先端よりも突出し、該排液管の他端は吸引ポンプ
に接続されていることを特徴とする請求項５に記載のレ
ーザ磁気免疫測定装置。