JP4935424B2 - Immunoassay chip - Google Patents
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Description
本発明は、免疫分析チップに関し、詳しくは、遠心分離器への適用が容易な免疫分析チップおよび免疫分析キットに関する。 The present invention relates to an immunoassay chip, and more particularly to an immunoassay chip and an immunoassay kit that can be easily applied to a centrifuge.
検体中の微量の被検物質を分析するための免疫分析において、Lab−on−chip(μTAS)と呼ばれる小型のチップの利用が提案されている。近年、このような回転による遠心力を利用して送液させるチップに関する技術が開発されている。 In an immunoassay for analyzing a trace amount of a test substance in a specimen, use of a small chip called Lab-on-chip (μTAS) has been proposed. In recent years, a technique related to a chip for feeding liquid using centrifugal force due to such rotation has been developed.
例えば、特許文献1には、2つまたはそれ以上のマイクロチャンネル構造体の第1の集合を有し、マイクロチャンネル構造体それぞれが有する特定の構造ユニットが、マイクロ導路で接続されているマイクロ流体デバイスを、回転させることによって遠心力を利用して液体を流して、化学的、生物学的化学領域内の合成、分解準備などを行う技術が記載されている。さらに、特許文献2には、微細チャンネルを埋設した微量システムプラットホームを回転させて、これにより生じる向心力を利用してプラットホーム上の流体運動を誘導する技術が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a microfluidic device having a first set of two or more microchannel structures, and a specific structural unit of each microchannel structure connected by a microconducting path. A technique is described in which a liquid is caused to flow by utilizing centrifugal force by rotating a device to perform synthesis, preparation for decomposition, and the like in the chemical and biological chemical fields. Further, Patent Document 2 describes a technique for rotating a micro system platform in which a fine channel is embedded and inducing fluid motion on the platform by using centripetal force generated thereby.
しかし、上述の従来技術では、特別の送液装置を必要とし、そして一連の分析操作を迅速に進めることが困難であるという問題点があった。また、いずれも構造が複雑であることから、反応条件が制限され、ユーザーによるカスタマイズが困難であるという問題があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、短時間で操作を完了することができ、効率よい分析が可能な免疫分析チップの提供を目的とする。
However, the above-described conventional technique has a problem that a special liquid feeding device is required and it is difficult to proceed a series of analysis operations quickly. In addition, since the structures are complicated, there are problems that reaction conditions are limited and customization by the user is difficult.
In view of such a conventional problem, an object of the present invention is to provide an immunoassay chip capable of completing an operation in a short time and capable of efficient analysis.
本発明は、以下の〔1〕〜〔18〕を提供するものである。
〔1〕 抗原および/または抗体が結合した担体を収容する反応室を有し、反応室にて被検物質を検出する免疫分析チップであって、遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能である免疫分析チップ。
〔2〕 前記担体は、短径が10〜200μmである、〔1〕に記載の免疫分析チップ。
〔3〕 前記反応室に通じ、反応室と反対側に第1の開口部を有する試薬・検体リザーバを更に備える、〔1〕または〔2〕に記載の免疫分析チップ。
〔4〕 前記反応室は、前記試薬・検体リザーバと反対側に第2の開口部を備え、該第2の開口部に前記担体の堰き止め手段を有する、〔3〕に記載の免疫分析チップ。
〔5〕 前記試薬・検体リザーバの容積に比べ、反応室の容積が小さい〔3〕または〔4〕に記載の免疫分析チップ。
〔6〕 前記試薬・検体リザーバの前記反応室に対する容積比が100以上である、〔3〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔7〕 前記試薬・検体リザーバの前記反応室に対する容積比が100〜5×108である、〔3〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔8〕 前記試薬・検体リザーバの送液方向の投影断面積と、前記反応室の送液方向の投影断面積の比が、50以上である〔3〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔9〕 前記試薬・検体リザーバの送液方向に対して平行の最大断面積と、前記反応室の送液方向に対して平行の最大断面積の比が、2〜400である〔3〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔10〕 前記反応室の容積が1nL〜100μLである〔1〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔11〕 前記反応室の第2の開口部に通じ、前記試薬・検体リザーバと反対側に廃液槽を更に備える、〔4〕〜〔10〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔12〕 前記反応室と前記廃液槽が分離可能である〔11〕に記載の免疫分析チップ。
〔13〕 前記反応室の少なくとも一部が透明である、〔1〕〜〔12〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔14〕 遠沈管内部に嵌合し、遠沈管に嵌合させた状態で遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能である、〔1〕〜〔13〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔15〕 前記チップの外壁に突出部が更に設けられている、〔14〕に記載の免疫分析チップ。
〔16〕 被検物質がサイトカインおよび/またはケモカインである〔1〕〜〔15〕のいずれか一項に記載の免疫分析チップ。
〔17〕 抗原および/または抗体が結合した担体、および前記担体を収容し得る反応室を有し遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能なチップ本体、を少なくとも含むことを特徴とする免疫分析キット。
〔18〕 抗原および/または抗体を結合し得る担体、および前記担体を収容し得る反応室を有し遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能なチップ本体、を少なくとも含むことを特徴とする免疫分析キット。
The present invention provides the following [1] to [18].
[1] An immunoassay chip that has a reaction chamber containing a carrier to which an antigen and / or an antibody are bound, and detects a test substance in the reaction chamber. The chip is attached to an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge. An immunoassay chip that can be worn.
[2] The immunoassay chip according to [1], wherein the carrier has a minor axis of 10 to 200 μm.
[3] The immunoassay chip according to [1] or [2], further comprising a reagent / sample reservoir that communicates with the reaction chamber and has a first opening on the opposite side of the reaction chamber.
[4] The immunoassay chip according to [3], wherein the reaction chamber includes a second opening on a side opposite to the reagent / sample reservoir, and has a damming means for the carrier in the second opening. .
[5] The immunoassay chip according to [3] or [4], wherein the volume of the reaction chamber is smaller than the volume of the reagent / sample reservoir.
[6] The immunoassay chip according to any one of [3] to [5], wherein a volume ratio of the reagent / sample reservoir to the reaction chamber is 100 or more.
[7] The immunoassay chip according to any one of [3] to [5], wherein a volume ratio of the reagent / sample reservoir to the reaction chamber is 100 to 5 × 10 8 .
[8] The ratio of the projected sectional area of the reagent / specimen reservoir in the liquid feeding direction to the projected sectional area of the reaction chamber in the liquid feeding direction is 50 or more. [3] to [6] The immunoassay chip described.
[9] The ratio of the maximum cross-sectional area parallel to the liquid feeding direction of the reagent / sample reservoir to the maximum cross-sectional area parallel to the liquid feeding direction of the reaction chamber is 2 to 400. [7] The immunoassay chip according to any one of [7].
[10] The immunoassay chip according to any one of [1] to [9], wherein the reaction chamber has a volume of 1 nL to 100 μL.
[11] The immunoassay chip according to any one of [4] to [10], further including a waste tank on the opposite side of the reagent / sample reservoir through the second opening of the reaction chamber.
[12] The immunoassay chip according to [11], wherein the reaction chamber and the waste liquid tank are separable.
[13] The immunoassay chip according to any one of [1] to [12], wherein at least a part of the reaction chamber is transparent.
[14] The fitting according to any one of [1] to [13], which is fitted into the centrifuge tube and can be attached to the angle rotor and / or swing rotor of the centrifuge while being fitted to the centrifuge tube. The immunoassay chip described.
[15] The immunoassay chip according to [14], wherein a protrusion is further provided on the outer wall of the chip.
[16] The immunoassay chip according to any one of [1] to [15], wherein the test substance is a cytokine and / or a chemokine.
[17] It includes at least a carrier to which an antigen and / or an antibody are bound, and a chip body having a reaction chamber capable of accommodating the carrier and attachable to an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge. Immunoassay kit.
[18] It includes at least a carrier capable of binding an antigen and / or an antibody, and a chip body having a reaction chamber capable of accommodating the carrier and attachable to an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge. An immunoassay kit.
本発明の免疫分析チップによれば、抗原および/または抗体が結合した担体を収容する反応室において、特別な送液装置を必要とせず、検体中の被検物質を短時間で、高感度に、簡便に抗体および/または抗原と接触させることができる。特に、本発明の免疫分析チップは、遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能であるので、反応室から下流に放出された液体が、機器の停止時に重力の作用により反応室に逆流するリスクがないほか、逆流防止のための疎水バルブなどの機構が不要となる。
また、本発明の免疫分析キットは、ユーザーの抗体および/または抗原を選択して用いることができるので、ユーザーのニーズに合わせたカスタマイズが可能である。
According to the immunoassay chip of the present invention, in a reaction chamber containing a carrier to which an antigen and / or an antibody are bound, a special liquid feeding device is not required, and a test substance in a sample can be highly sensitive in a short time. It can be conveniently contacted with an antibody and / or an antigen. In particular, since the immunoassay chip of the present invention can be attached to an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge, the liquid discharged downstream from the reaction chamber enters the reaction chamber due to the action of gravity when the apparatus is stopped. There is no risk of backflow, and a mechanism such as a hydrophobic valve to prevent backflow is not required.
In addition, since the immunoassay kit of the present invention can select and use the user's antibody and / or antigen, it can be customized to meet the user's needs.
本発明の免疫分析チップは、検体の免疫分析を行うためのチップである。本発明において免疫分析とは、検体中の被検物質を、抗原抗体反応を利用して分析する手法を意味し、その代表的なものとしてELISA(Enzyme−Linked Immunosorbent Assay 固相酵素免疫検定法)、RIA(Radioimmunoassay 放射線免疫検定法)、FIA(Fluorescenceimmunoassay 蛍光免疫検定法)、FLISA(Fluorescence−Linked Immunosorbent Assay 固相蛍光免疫検定法)を挙げることができる。 The immunoassay chip of the present invention is a chip for performing immunoassay of a specimen. In the present invention, immunoassay means a technique for analyzing a test substance in a sample using an antigen-antibody reaction, and a representative example thereof is ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay solid phase enzyme immunoassay). , RIA (Radioimmunoassay radioimmunoassay), FIA (Fluorescence immunoassay fluorescent immunoassay), FLISA (Fluorescence-Linked Immunosorbent solid phase fluorescent immunoassay).
分析の方法としては
1)標識した抗体により目的とする物質を直接認識し検出する直接法、
2)目的とする物質を抗体により認識し、目的物質と結合した抗体を、標識した抗体により認識し検出する間接法、
3)競合法、
4)目的とする物質を固相化した抗体(1次抗体)により捕捉し、さらに別の標識した抗体(2次抗体)により検出する二抗体サンドイッチ法、
5)目的とする物質を固相化した抗体により捕捉し、さらに別の抗体により目的とする物質を認識し、目的とする物質を、認識した抗体を標識した抗体により検出する三抗体サンドイッチ法、
等が挙げられる。
また、ABC法などの、アビジン、ストレプトアビジン等を用いて、被検物質を検出する手法を利用しても良い。
The analysis method is as follows: 1) a direct method for directly recognizing and detecting the target substance with the labeled antibody;
2) An indirect method of recognizing a target substance with an antibody and recognizing and detecting an antibody bound to the target substance with a labeled antibody,
3) Competition method,
4) A two-antibody sandwich method in which a target substance is captured by an immobilized antibody (primary antibody) and further detected by another labeled antibody (secondary antibody),
5) A three-antibody sandwich method in which the target substance is captured by an immobilized antibody, the target substance is recognized by another antibody, and the target substance is detected by an antibody labeled with the recognized antibody.
Etc.
Further, a method of detecting a test substance using avidin, streptavidin or the like, such as ABC method, may be used.
免疫分析における被検物質は、タンパク質、糖、脂質、核酸、糖タンパク質、糖脂質、細胞など、抗原や抗体と特異的に結合する物質であればいずれであってもよい。例えばサイトカイン、ケモカイン、インターロイキン、アレルゲン、DNA、RNA、抗体、脂質、酵素、その他化学物質等を挙げることができる。特に、IL−6、IL−8、TNFが好ましい。被検物質の由来生物は問わない。被検物質は1種類であってもよく、また2種類以上であってもよい。 The test substance in the immunoassay may be any substance that specifically binds to an antigen or antibody, such as a protein, sugar, lipid, nucleic acid, glycoprotein, glycolipid, or cell. Examples include cytokines, chemokines, interleukins, allergens, DNA, RNA, antibodies, lipids, enzymes, and other chemical substances. In particular, IL-6, IL-8, and TNF are preferable. The organism from which the test substance is derived does not matter. The test substance may be one type or two or more types.
また、免疫分析の目的は特に限定されず、検体中の被検物質の有無の検出、被検物質の定量など特に限定されない。本発明における免疫分析は、臨床検査、食品検査、環境検査などにおける分析に用いることができる。 The purpose of immunoassay is not particularly limited, and there is no particular limitation such as detection of the presence or absence of a test substance in a sample, quantification of a test substance. The immunoassay in the present invention can be used for analysis in clinical tests, food tests, environmental tests and the like.
検体とは、前記被検物質を含む可能性がある試料をいい、液体であることが好ましい。例えば、血液、尿、髄液、唾液、痰、細胞懸濁液、細胞破砕液、土壌抽出液などの体液をはじめとする生体から採取される液体を挙げることができる。 The specimen refers to a sample that may contain the test substance, and is preferably a liquid. For example, liquids collected from a living body including body fluids such as blood, urine, spinal fluid, saliva, sputum, cell suspension, cell disruption fluid, and soil extract can be exemplified.
本発明の免疫分析チップは、免疫分析を行う際、チップ外の回転軸を公転する方向となるように回転させる必要がある。すなわち、回転軸は免疫分析チップの外側にあり、この回転軸を中心とした軌道に沿ってチップの、少なくとも反応室が回転する(公転する)よう調整することが必要である。軌道は略円形であればよく、楕円軌道などであってもよい。 When performing immunoassay, the immunoassay chip of the present invention needs to be rotated so that the rotation axis outside the chip is revolved. In other words, the rotation axis is outside the immunoassay chip, and it is necessary to adjust so that at least the reaction chamber of the chip rotates (revolves) along a trajectory centered on the rotation axis. The trajectory may be substantially circular, and may be an elliptical trajectory.
本発明の免疫分析チップは、遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能である。このような装着可能なチップのタイプとしては2つのタイプが挙げられる。 The immunoassay chip of the present invention can be attached to an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge. There are two types of chips that can be mounted.
本発明の免疫分析チップの第1のタイプとしては、遠沈管内部に挿入嵌合が可能なものを挙げることができる。すなわち、遠沈管内部に嵌合させた状態で遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能なタイプであってもよい。このタイプのチップの場合には、遠沈管内に本発明のチップを入れた場合に、遠沈管の内壁面にチップが固定される。言い換えれば、免疫分析チップの外側面のいずれかの点または面が遠沈管の内壁面の任意の点または面で固定される。代表的なものとしては、図1〜図4、図7のそれぞれに示す免疫分析チップA、B、C、D、Fを挙げることができる。これらのチップは、図8に示すように遠沈管に挿入し嵌合させて用いることができる。 As the first type of the immunoassay chip of the present invention, one that can be inserted and fitted into the centrifuge tube can be mentioned. That is, it may be a type that can be attached to the angle rotor and / or swing rotor of the centrifuge while being fitted inside the centrifuge tube. In the case of this type of tip, when the tip of the present invention is put in the centrifuge tube, the tip is fixed to the inner wall surface of the centrifuge tube. In other words, any point or surface on the outer surface of the immunoassay chip is fixed at an arbitrary point or surface on the inner wall surface of the centrifuge tube. Typical examples include immunoassay chips A, B, C, D, and F shown in FIGS. 1 to 4 and FIG. 7, respectively. These chips can be used by being inserted into and fitted into a centrifuge tube as shown in FIG.
一方、本発明の免疫分析チップの第2のタイプとしては、遠心分離機のアングルローターやスイングローターの遠沈管装着部位にそのまま装着できるタイプのものを挙げることができる。代表的なものとしては、図5や図6に示す免疫分析チップEを挙げることができる。 On the other hand, as a second type of the immunoassay chip of the present invention, there can be mentioned a type that can be directly mounted on a centrifuge tube mounting portion of an angle rotor or swing rotor of a centrifuge. A typical example is an immunoassay chip E shown in FIG. 5 or FIG.
ここで、本発明において遠沈管とは、遠心機に適用可能ないわゆる試験管(通常は、キャップのついたもの)を意味し、遠心チューブ、コニカルチューブ、エッペンドルフチューブなどと呼ばれるものをすべて含む。遠心機も遠沈管に対応するものであれば特に限定はなく、遠沈管を装着できるものであれば、小型の卓上型遠心機などでよい。 Here, the centrifuge tube in the present invention means a so-called test tube (usually a cap tube) that can be applied to a centrifuge, and includes all those called centrifuge tubes, conical tubes, Eppendorf tubes, and the like. The centrifuge is not particularly limited as long as it is compatible with a centrifuge tube, and a small desktop centrifuge may be used as long as the centrifuge tube can be attached.
本発明の免疫分析チップでは、反応室で検体の免疫分析が行われる。
反応室の形状およびサイズは、抗原および/または抗体が結合した担体を収容することができればよい。形状は管状であることが好ましく、管の横断面は円、多角形等特に限定されない。反応室のサイズは小さいほど、抗原および/または抗体が結合した担体の量を少なくしてコストダウンを図り、かつリザーバとの容積比を大きくすることを容易にし、市販の遠心機に装着可能なサイズでおおきな濃縮効果が得られる。反応室の容積は、通常は1nL〜100μL、好ましくは10nL〜10μLである。
In the immunoassay chip of the present invention, an immunoassay of a specimen is performed in a reaction chamber.
The shape and size of the reaction chamber need only be able to accommodate a carrier to which an antigen and / or antibody is bound. The shape is preferably tubular, and the cross section of the tube is not particularly limited, such as a circle or a polygon. The smaller the reaction chamber size, the smaller the amount of the carrier to which the antigen and / or antibody is bound, the cost can be reduced, the volume ratio with the reservoir can be easily increased, and it can be mounted on a commercially available centrifuge. A large concentration effect can be obtained by size. The volume of the reaction chamber is usually 1 nL to 100 μL, preferably 10 nL to 10 μL.
本発明の免疫分析チップにおける反応室について、図1、図5および図6に示す実施例に基づいて説明する。図1の免疫分析チップAは、反応室11が後述の試薬・検体リザーバ12に連結して設けられており、試薬・検体リザーバ12の開口部12Aと反対側に開口部11Aを有する。反応室11には、抗原および/または抗体を結合する担体13が収納されている。また、図5および図6の免疫分析チップEの反応室11は、免疫分析チップEの中部の管壁に隣接して設けられており、試薬・検体リザーバ12の開口部12Aと反対側に開口部11Aを有する。
The reaction chamber in the immunoassay chip of the present invention will be described based on the examples shown in FIGS. 1 has a
本発明の免疫分析チップにおいて、反応室は、開口部(第2の開口部)を備えることができる。開口部の位置は、後述の試薬・検体リザーバを設ける場合には該リザーバと反対側であることが望ましい。この開口部には、更に担体の堰き止め手段を設けることができ、これによりチップから担体が漏れないよう保持することができる。堰き止め手段としては、例えば金網やフィルタを用いることができる。金網の場合、適当なサイズの金網(例えば開口部分が20μm×20μmのもの)を開口部にプレスして堰き止め手段とすることができる。また、フィルタの場合はセルロース・アセテート製フィルタ等を開口部に圧入して得ることができる。尚、堰き止め手段は金網、フィルタには限定されず、キャップ等を用いることができる。 In the immunoassay chip of the present invention, the reaction chamber can include an opening (second opening). When the later-described reagent / sample reservoir is provided, the position of the opening is desirably opposite to the reservoir. The opening can be further provided with a carrier damming means, whereby the carrier can be held so as not to leak from the chip. As the damming means, for example, a wire mesh or a filter can be used. In the case of a wire mesh, a wire mesh of an appropriate size (for example, an opening having a size of 20 μm × 20 μm) can be pressed into the opening to form a damming means. In the case of a filter, it can be obtained by press-fitting a cellulose acetate filter or the like into the opening. The damming means is not limited to a wire mesh or a filter, and a cap or the like can be used.
反応室の開口部を堰き止め手段としてのフィルタで塞いだ場合を図2の実施例を例にとって説明する。図2は、本発明の実施例の免疫分析チップBの縦断面を模式的に示す図である。反応室11の開口部11A´は、反応室11よりも幅が広く取られており、この部分11A´にフィルタが圧入される。尚、堰き止め手段を設けるにあたり開口部の幅が広く取られている必要はなく、図1の免疫分析チップAなどの開口部11Aや、図5及び図6に示す免疫分析チップEの開口部11Aにおいて金網を開口部にプレスして堰き止め手段(図示せず)を設けることができる。
The case where the opening of the reaction chamber is closed with a filter as a blocking means will be described with reference to the embodiment of FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing a longitudinal section of the immunoassay chip B of the embodiment of the present invention. The
反応室には、抗原および/または抗体が結合した担体が収容される。担体の収容数は1つ以上であればよく、免疫分析の効率を上げる観点から、複数の担体を収容することが好ましい。また、複数の担体を反応室に収容することにより、液体に対して圧力損失を生じるため、試薬・検体リザーバに液体を注入しても重力による作用だけでは液体は反応室を通じて流出しないという効果もある。 The reaction chamber contains a carrier to which an antigen and / or an antibody is bound. The number of carriers to be accommodated is one or more, and it is preferable to accommodate a plurality of carriers from the viewpoint of increasing the efficiency of immunoassay. In addition, since a plurality of carriers are accommodated in the reaction chamber, a pressure loss occurs with respect to the liquid. Therefore, even if the liquid is injected into the reagent / specimen reservoir, the liquid does not flow out through the reaction chamber only by the action of gravity. is there.
担体の形状は、球状、楕円球状などのマイクロビーズのほか、円柱、多角柱などのいわゆるマイクロロッド、板状のマイクロプレートであってもよい。
担体のサイズは、反応室のサイズによるが、担体の形状にかかわらず、短径が1〜1000μm、好ましくは10〜200μmの範囲であることが好ましい。
The shape of the carrier may be a so-called microrod such as a cylinder or a polygonal column, or a plate-like microplate, in addition to spherical or elliptical microbeads.
The size of the carrier depends on the size of the reaction chamber, but the minor axis is preferably in the range of 1 to 1000 μm, preferably 10 to 200 μm, regardless of the shape of the carrier.
担体の材料は特に限定されず、ガラス、セラミック(例えばイットリウム部分安定化ジルコニア)、金属(例えば金、白金、ステンレス)、樹脂(例えばナイロンやポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド)、アガロース等を用いることができるが、この中でも樹脂、特にポリスチレンが好ましい。
反応室に複数の担体が収納される場合、各担体の形状、サイズ、素材は均一であってもよいし、多様であってもよい。また、反応室に格納する担体のすべてに抗原および/または抗体が結合されている必要はなく、何も結合しない担体が一部含まれていてもよい。
The material of the carrier is not particularly limited, and glass, ceramic (eg, yttrium partially stabilized zirconia), metal (eg, gold, platinum, stainless steel), resin (eg, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylamide), agarose Of these, resins, particularly polystyrene, are preferred.
When a plurality of carriers are stored in the reaction chamber, the shape, size, and material of each carrier may be uniform or varied. In addition, it is not necessary that antigens and / or antibodies are bound to all the carriers stored in the reaction chamber, and a part of the carriers that do not bind anything may be included.
担体に結合させる抗原および/または抗体は、種々の抗体、FabフラグメントやF(ab')2フラグメントのような抗体の抗原結合性断片、並びに種々の抗原などの中から、免疫分析における検体中の被検物質に特異的に結合する抗原や抗体を適宜選択することができ、1種類であっても、また複数であってもよい。抗原や抗体の担体への結合密度、結合数、結合様式などに特に制限はない。 Antigens and / or antibodies to be bound to the carrier can be selected from various antibodies, antigen-binding fragments of antibodies such as Fab fragments and F (ab ′) 2 fragments, various antigens, and the like in samples in immunoassays. Antigens and antibodies that specifically bind to the test substance can be appropriately selected, and may be one kind or plural. There are no particular restrictions on the binding density, number of bindings, binding mode, etc. of the antigen or antibody to the carrier.
担体に抗原および/または抗体を結合させる方法は、例えば、担体と抗原や抗体とを緩衝液等の溶液中で混合し接触し結合させる方法によることができる。接触による結合は、通常1時間〜24時間時間(日)、低温、一般には4〜37℃の条件で、必要に応じて攪拌しながら実施することができる。得られた担体は、使用前に緩衝液、洗浄液等で洗浄してもよい。尚、結合方法はこれに限定されず、例えば抗原や抗体と担体とを親水性ポリマー(ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリスルホン酸ナトリウム等)を含む架橋剤を使って化学的に結合させる方法などを利用することもできる。 The antigen and / or antibody can be bound to the carrier by, for example, a method in which the carrier and the antigen or antibody are mixed in a solution such as a buffer and contacted to bind. Bonding by contact can be carried out usually under conditions of 1 hour to 24 hours (day), low temperature, generally 4 to 37 ° C., with stirring as necessary. The obtained carrier may be washed with a buffer solution, a washing solution or the like before use. The binding method is not limited to this. For example, a method of chemically binding an antigen or antibody and a carrier using a crosslinking agent containing a hydrophilic polymer (polyethyleneimine, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, sodium polysulfonate, etc.). Etc. can also be used.
抗原および/または抗体が結合した担体を、チップ本体の反応室に収納する方法は、例えば以下のようにして行うことができる。すなわち、抗原および/または抗体が結合したビーズを界面活性剤および/またはブロッキング剤などを含有する緩衝液で懸濁し、この懸濁液を、チップ本体の検体・試薬リザーバに注いだ後に、チップ本体を遠沈管に挿入し遠心機にかけて10秒〜1分遠心する。 The method for accommodating the carrier to which the antigen and / or antibody are bound in the reaction chamber of the chip body can be performed, for example, as follows. That is, the beads to which antigens and / or antibodies are bound are suspended in a buffer containing a surfactant and / or a blocking agent, and this suspension is poured into the specimen / reagent reservoir of the chip body. Is inserted into a centrifuge tube and centrifuged in a centrifuge for 10 seconds to 1 minute.
反応室には、免疫分析のための検体や試薬が送り込まれる。検体についてはすでに説明したとおりである。試薬とは、免疫分析の際に用いられる検体以外の化学物質や薬剤を意味する。例えば、被検物質の検出等のための薬剤、物質、洗浄液などであり、更に具体的には、蛍光や酵素で標識された標識抗体(二次抗体)、抗原、洗浄液、蛍光もしくは発光基質等を挙げることができる。 Samples and reagents for immunoassay are sent into the reaction chamber. The specimen has already been described. A reagent means a chemical substance or a drug other than a specimen used in immunoassay. For example, drugs, substances, washing solutions, etc. for detection of test substances, and more specifically, labeled antibodies (secondary antibodies) labeled with fluorescence or enzymes, antigens, washing solutions, fluorescence or luminescent substrates, etc. Can be mentioned.
本発明の免疫分析チップは、試薬・検体リザーバを備えることができる。これにより、直接反応室に試薬や検体を送り込む場合に比べて操作が容易である。すなわち、試薬や検体を試薬・検体リザーバに保持してから遠心機にかけるだけで反応を行うことができ、かつ、反応室をより狭い管状として、担体の収納密度を向上させて免疫分析の効率を高めることができる。 The immunoassay chip of the present invention can comprise a reagent / sample reservoir. As a result, the operation is easier than in the case where the reagent or sample is directly fed into the reaction chamber. In other words, the reaction can be performed simply by holding the reagent or specimen in the reagent / specimen reservoir and then centrifuging, and the reaction chamber has a narrower tube shape, improving the storage density of the carrier and improving the efficiency of immunoassay Can be increased.
図1の免疫分析チップAは、反応室11に連結して試薬・検体リザーバ12が設けられており、試薬・検体リザーバ12は外部に開口部12Aを有する。また、図5及び図6の免疫分析チップEでも、同様に、試薬・検体リザーバ12が反応室11に連結して設けられている。
1 is provided with a reagent /
前記試薬・検体リザーバの容積(サイズ)は、前記反応室のそれよりも大きいことが好ましい。反応室がリザーバに比べて十分小さいことにより、被検物質の濃縮効果があるからであり、さらにリザーバに試薬や検体を保持させることが容易となるからである。具体的には例えば、試薬・検体リザーバの反応室に対する容積比が通常は100以上で、中でも100〜5×108の範囲で、特に100〜3000の範囲で、適宜定められることが好ましい。ディスク上に分析機構を集積化させた従来技術では約15倍程度が限界であることから、上述の範囲とすることにより、被検物質の濃縮効果が、従来技術と比較して非常に大きいものとなる。
尚、試薬・検体リザーバの容積は、一般には30μL〜500mLであり、好ましくは30μL〜1000μL(1mL)である。
The volume (size) of the reagent / sample reservoir is preferably larger than that of the reaction chamber. This is because the reaction chamber is sufficiently smaller than the reservoir to provide a concentration effect of the test substance, and it is easy to hold the reagent and specimen in the reservoir. Specifically, for example, the volume ratio of the reagent / sample reservoir to the reaction chamber is usually 100 or more, preferably in the range of 100 to 5 × 10 8 , particularly preferably in the range of 100 to 3000. In the conventional technology in which the analysis mechanism is integrated on the disk, the limit is about 15 times. By setting the above range, the concentration effect of the test substance is very large compared to the conventional technology. It becomes.
The volume of the reagent / sample reservoir is generally 30 μL to 500 mL, and preferably 30 μL to 1000 μL (1 mL).
一方、前記試薬・検体リザーバの送液方向の投影断面積(送液方向と垂直な面に投影したときの面積)と、前記反応室の送液方向の投影断面積の比は、通常は50以上であり、好ましくは100以上である。また、上限は、一般には10000以下とする。ディスク上に分析機構を集積化させた従来技術の場合、装置全体が2次元構造であるためにリザーバと反応室の送液方向の投影断面積比がせいぜい10数倍程度までしか差を着けられないが、立体構造である本発明のチップの場合には、同面積比を拡大し、被検物質の濃縮効率を著しく向上させることができる。 On the other hand, the ratio of the projected sectional area of the reagent / sample reservoir in the liquid feeding direction (area when projected onto a plane perpendicular to the liquid feeding direction) to the projected sectional area of the reaction chamber in the liquid feeding direction is usually 50. Or more, preferably 100 or more. Moreover, generally an upper limit shall be 10,000 or less. In the case of the conventional technology in which the analysis mechanism is integrated on the disk, the entire apparatus has a two-dimensional structure, so that the projected cross-sectional area ratio in the liquid feeding direction between the reservoir and the reaction chamber can only differ by a factor of about 10 times at most. However, in the case of the chip of the present invention having a three-dimensional structure, the area ratio can be increased and the concentration efficiency of the test substance can be remarkably improved.
さらに、前記試薬・検体リザーバの送液方向に対して平行の最大断面積と、前記反応室の送液方向に対して平行の最大断面積の比は、被検物質の濃縮効果を得る観点から、2〜400であることが好ましい。尚、試薬・検体リザーバの送液方向に対して平行の最大断面積は、10mm2〜200mm2とすることが好ましい。また、反応室の送液方向に対して平行の最大断面積は、0.5mm2〜5mm2とすることが好ましい。 Further, the ratio of the maximum cross-sectional area parallel to the liquid feeding direction of the reagent / sample reservoir and the maximum cross-sectional area parallel to the liquid feeding direction of the reaction chamber is determined from the viewpoint of obtaining the concentration effect of the test substance. 2 to 400 is preferable. The maximum cross-sectional area parallel to the liquid feeding direction of the reagent-analyte reservoir is preferably a 10 mm 2 to 200 mm 2. The maximum cross-sectional area parallel to the liquid feeding direction of the reaction chamber is preferably set to 0.5 mm 2 to 5 mm 2.
試薬・検体リザーバの形状は特に限定されず、円筒形、多角形などの各種形状から適宜選択することができるが、遠心力で試薬や検体を反応室へ円滑に送り込む観点から、横断面の面積が、反応室への接続側に向かってが徐々に狭くなる形状であることが好ましい。例えば、図1に示す免疫分析チップAにおける試薬・検体リザーバ12の形状は、基本的には直方体であり、反応室11側の4つの隅の角が丸みを帯びた形状となっている。一方、図2、図3および図4のそれぞれに示す免疫分析チップB,C,Dにおける試薬・検体リザーバ12の形状も、基本的には直方体であり、4つの側面が反応室側で反応室に向けて絞られている。図5および図6の免疫分析チップEの試薬・検体リザーバ12の形状も図2〜図4に示す実施例と同様である。
The shape of the reagent / sample reservoir is not particularly limited, and can be appropriately selected from various shapes such as a cylindrical shape and a polygonal shape. However, from the viewpoint of smoothly feeding the reagent or sample into the reaction chamber by centrifugal force, the area of the cross section However, it is preferable that the shape gradually narrows toward the side connected to the reaction chamber. For example, the shape of the reagent /
試薬・検体リザーバは反応室に直接接続しており、反応室と反対側に開口部(第1の開口部)を有する。外部への開口部の形状は特に問わないが、注入した試薬や検体が外に漏出しない程度の大きさで適宜定めることができる。例えば、短径が1mm〜100mm、好ましくは1〜20mmの範囲となるよう適宜定めることができる。 The reagent / sample reservoir is directly connected to the reaction chamber, and has an opening (first opening) on the side opposite to the reaction chamber. Although the shape of the opening to the outside is not particularly limited, it can be appropriately determined in such a size that the injected reagent or specimen does not leak out. For example, the minor axis can be appropriately determined to be in the range of 1 mm to 100 mm, preferably 1 to 20 mm.
本発明の免疫分析チップにおいては更に、廃液槽を備えるものであってもよい。廃液槽を備えることにより、遠心機に廃液が飛散することを防ぐことができる。廃液槽は、反応室と、その第2の開口部で接続される。前述のように第2の開口部に堰き止め手段を設ける場合には、廃液槽は堰き止め手段の先に接続される。
本発明において廃液槽は、廃液を蓄積できる空間であればよい。例えば、図1〜図4に示すような遠沈管内部に挿入嵌合が可能なタイプの免疫分析チップの場合、図8のように遠沈管に装着した際に遠沈管GとチップHとの間に形成される空間が廃液槽16となりうる。一方、図1〜4中には図示しないが、第2の開口部11Aに何らかの袋或いは容器を装着して廃液槽とすることも可能である。
また、図5および図6に示すような、アングルローターやスイングローターにそのまま装着できるタイプの免疫分析チップの場合には、チップ内に廃液槽16を設けることができる。
The immunoassay chip of the present invention may further comprise a waste liquid tank. By providing the waste liquid tank, it is possible to prevent the waste liquid from being scattered in the centrifuge. The waste liquid tank is connected to the reaction chamber at the second opening. As described above, when the damming means is provided in the second opening, the waste liquid tank is connected to the tip of the damming means.
In the present invention, the waste liquid tank may be a space where the waste liquid can be accumulated. For example, in the case of an immunoassay chip of the type that can be inserted and fitted into the centrifuge tube as shown in FIGS. 1 to 4, when the centrifuge tube is attached to the centrifuge tube as shown in FIG. The space formed in this can be the
In the case of an immunoassay chip of the type that can be directly mounted on an angle rotor or a swing rotor as shown in FIGS. 5 and 6, a
また、本発明の免疫分析チップのうち、遠沈管内部に挿入嵌合が可能なチップの場合には、その外壁に突出部が更に設けられていてもよい。突出部を設けることにより、チップを遠沈管に嵌合させる際に、遠沈管壁面に前記突出部が接触した状態で嵌合させて、遠沈管の底部に前述したような廃液槽としてのスペースを確保することができる。また、チップの遠沈管からの取り出しを容易にすることができる。さらに、チップを遠沈管から取り出す際に、廃液を遠沈管に残した状態でチップのみを取り出して分析することができるので、廃液由来の測定ノイズの影響を無くすことができる。 Moreover, in the case of the chip | tip which can be inserted and fitted in the centrifuge tube among the immunoassay chips of this invention, the protrusion part may be further provided in the outer wall. When the tip is fitted to the centrifuge tube by providing the protrusion, the tip is fitted with the protrusion in contact with the wall of the centrifuge tube, and a space as a waste liquid tank as described above is formed at the bottom of the centrifuge tube. Can be secured. In addition, the chip can be easily removed from the centrifuge tube. Furthermore, when the chip is taken out from the centrifuge tube, the chip can be taken out and analyzed in a state where the waste liquid remains in the centrifuge tube, so that the influence of measurement noise derived from the waste liquid can be eliminated.
突出部はチップの外壁に設けられるものであればよく、その形状や位置は特定されない。チップを遠沈管に納めた際に遠沈管の内壁面の任意の点又は面で固定されるような位置および形状を、適宜定めることができる。遠沈管の内壁面における固定の態様としては、例えばチップが懸垂して固定される態様、チップが遠沈管底部に足場を介して底上げされる態様が挙げられる。 The protrusion may be provided on the outer wall of the chip, and its shape and position are not specified. A position and shape that can be fixed at an arbitrary point or surface on the inner wall surface of the centrifuge tube when the tip is placed in the centrifuge tube can be appropriately determined. Examples of the manner of fixing on the inner wall surface of the centrifuge tube include a mode in which the tip is suspended and fixed, and a mode in which the tip is raised to the bottom of the centrifuge tube via a scaffold.
突出部はチップの側面に設けて、遠沈管の内壁面と突出部との接点又は接面によりチップを懸垂させて固定することができる。具体的には、前記試薬・検体リザーバの開口部の周囲に垂直方向に突出した耳を設けることができる。図4の免疫分析チップDでは、開口部12Aの周囲に耳14が設けられている。耳の形状及びサイズは、遠沈管のサイズとの関係で適宜定めることができる。
The protruding portion can be provided on the side surface of the tip, and the tip can be suspended and fixed by the contact or contact surface between the inner wall surface of the centrifuge tube and the protruding portion. Specifically, an ear protruding in the vertical direction can be provided around the opening of the reagent / sample reservoir. In the immunoassay chip D of FIG. 4, an ear 14 is provided around the
また、突出部をチップの底面に設けて、遠沈管の底面まで延伸させてチップを固定することができる。具体的には、前記試薬・検体リザーバの底面から延伸する足を設けることができる。図7の免疫分析チップFでは、チップ底面からチップの延伸する2本の足14Bが設けられている。遠沈管に免疫分析チップFを装着した場合、2本の足14Bにより底上げがなされ、遠沈管底面とチップとの間(主に足14Bの間の空間14C)が廃液槽として確保される。
Moreover, a protrusion can be provided on the bottom surface of the chip and extended to the bottom surface of the centrifuge tube to fix the chip. Specifically, a leg extending from the bottom surface of the reagent / sample reservoir can be provided. In the immunoassay chip F of FIG. 7, two
本発明の免疫分析チップのうち、遠沈管内部に嵌合するタイプのチップの場合には、その後の操作の便宜から、遠沈管から取り外し可能に嵌合することが好ましい。 Among the immunoassay chips of the present invention, in the case of a type that fits inside the centrifuge tube, it is preferable that the chip is detachably fitted from the centrifuge tube for the convenience of subsequent operations.
本発明の免疫分析チップの、チップ本体のサイズおよび形状は、そのタイプにより適切なサイズを定めることができる。
すなわち、遠沈管に着脱自在に嵌合するタイプのチップの場合、チップ本体のサイズは、上述したように遠沈管内部に挿入嵌合可能とすることを考慮して定めることができる。一般的に用いられる遠沈管のサイズは、短径8〜40mm、高さ5〜120mmであるので、これを考慮すると例えば、チップ本体の短径は通常6〜40mm、高さは通常5〜120mmの範囲で定めることが出来る。より小型であることから、遠沈管として好ましい、エッペンドルフチューブのように容積が0.5ml〜2.5mlの遠沈管は、そのサイズが、8〜10mmであるので、これを考慮すると、チップ本体のサイズは、短径は通常6〜10mm、高さは通常5〜30mm、より好ましくは5〜15mmの範囲で定めることができる。一方、遠心分離機のアングルローターやスイングローターの遠沈管装着部位にそのまま装着できるタイプのチップの場合には、装着先の遠心分離機のローターのサイズに合わせたサイズであればよい。
The size and shape of the chip body of the immunoassay chip of the present invention can be determined appropriately depending on the type.
That is, in the case of a chip that is detachably fitted to the centrifuge tube, the size of the chip body can be determined in consideration of the fact that it can be inserted and fitted into the centrifuge tube as described above. The size of the centrifuge tube generally used is 8 to 40 mm in short diameter and 5 to 120 mm in height. Therefore, for example, the short diameter of the chip body is usually 6 to 40 mm and the height is usually 5 to 120 mm. It can be determined within the range. Since a centrifuge tube having a volume of 0.5 ml to 2.5 ml, such as an Eppendorf tube, which is preferable as a centrifuge tube because of its smaller size, its size is 8 to 10 mm. The size can be determined in the range of 6 to 10 mm for the minor axis, 5 to 30 mm for the height, and more preferably 5 to 15 mm for the height. On the other hand, in the case of a chip of a type that can be mounted as it is on the centrifuge tube's angle rotor or the centrifuge tube mounting portion of the swing rotor, it may be a size that matches the size of the rotor of the mounting destination centrifuge.
また、本発明の免疫分析チップのチップ本体の形状も、成形の容易さも考慮して定めることができる。例えば遠沈管に着脱自在に嵌合するタイプのチップの場合、三角柱、四角柱などの多角柱形、円柱形、角錐形、円錐形などから選択することができる。図1〜図4に示す実施例においては、いずれも立方体形状である。一方、遠心分離機のアングルローターやスイングローターの遠沈管装着部位にそのまま装着できるタイプのチップの場合には、装着先の遠心分離機のローターのサイズに合わせた形状、すなわち遠沈管と同様の形状であればよい。 Further, the shape of the chip body of the immunoassay chip of the present invention can be determined in consideration of the ease of molding. For example, in the case of a chip that is detachably fitted to a centrifuge tube, it can be selected from a polygonal column shape such as a triangular column or a quadrangular column, a cylindrical shape, a pyramid shape, a conical shape, or the like. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, all are cubic. On the other hand, in the case of a type of chip that can be directly attached to the centrifuge tube's angle rotor or swing rotor's centrifuge tube mounting site, the shape is matched to the size of the rotor of the centrifuge at the mounting destination, that is, the same shape as the centrifuge tube If it is.
本発明の免疫分析チップの材料は特に限定されず、例えば、樹脂、ガラスなどが挙げられる。特に、反応室を外部から観察することが容易になる観点から、少なくとも反応室の一部が透明であることが好ましい。反応室の少なくとも一部が透明とすることにより、より濃縮された被検物質を容易に検出することができる。したがって、反応室の一部に透明材料を用いることが好ましく、特に全体を透明材料から形成することが好ましい。また、反応室の透明材料からなる部分の表面は、平面であってもよいし、レンズ状(凹面)であってもよい。 The material of the immunoassay chip of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include resin and glass. In particular, from the viewpoint of facilitating observation of the reaction chamber from the outside, it is preferable that at least a part of the reaction chamber is transparent. By making at least a part of the reaction chamber transparent, a more concentrated test substance can be easily detected. Therefore, it is preferable to use a transparent material for a part of the reaction chamber, and it is particularly preferable to form the whole from a transparent material. Further, the surface of the reaction chamber made of a transparent material may be a flat surface or a lens shape (concave surface).
透明材料としては、各種有機材料、無機材料を挙げることができ、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ABS樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコン等の樹脂、それらの高分子化合物を含む共重合体あるいは複合体;石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、ソーダガラス、ホウ酸ガラス、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス類およびその複合体;表面を絶縁材料で被覆した金属及びその複合体、セラミックス及びその複合体等が好ましく用いられる。このうち、ポリメチルメタクリル酸メチル(PMMA)が特に好ましく用いられる。 Examples of the transparent material include various organic materials and inorganic materials, such as polymethyl methyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, polystyrene, polytetrafluoroethylene, ABS resin, polydimethyl. Resins such as siloxane and silicon, copolymers or composites containing such polymer compounds; quartz glass, pyrex (registered trademark) glass, soda glass, borate glass, silicate glass, borosilicate glass, and the like; The composite; a metal whose surface is coated with an insulating material, a composite thereof, a ceramic, a composite thereof, and the like are preferably used. Of these, polymethyl methyl methacrylate (PMMA) is particularly preferably used.
また、本発明の免疫分析チップのうち、反応室、試薬・検体リザーバの被験物質の溶液が接触する表面は、被検物質の非特異的吸着を抑制する吸着抑制処理が施されていることが好ましい。吸着抑制処理の方法は、親水性高分子材料を静電的に表面に吸着させるコーティング処理、高エネルギー線を照射し、親水性高分子を樹脂表面に共有結合させて強固に固定化する方法などが用いられる。 In addition, in the immunoassay chip of the present invention, the surface of the reaction chamber, reagent / specimen reservoir, where the solution of the test substance comes into contact is subjected to an adsorption suppression process that suppresses nonspecific adsorption of the test substance. preferable. Adsorption suppression treatment methods include a coating treatment that electrostatically adsorbs hydrophilic polymer material to the surface, a method of irradiating high-energy rays and covalently bonding the hydrophilic polymer to the resin surface to immobilize it firmly. Is used.
以下、本発明の免疫分析チップの操作方法を、ELISA法によりサイトカインを分析する場合を例にとって図5を参照しつつ説明する。免疫分析チップの反応室には、サイトカインの1次抗体吸着ビーズが収納されている。 Hereinafter, the method for operating the immunoassay chip of the present invention will be described with reference to FIG. 5 taking as an example the case of analyzing cytokines by ELISA. In the reaction chamber of the immunoassay chip, primary antibody adsorption beads of cytokine are accommodated.
本発明の免疫分析チップの操作は、以下の各工程を少なくとも備える方法により実施することができる。
工程(a):前記免疫分析チップの前記試薬・検体リザーバに検体・試薬を導入した後、前記免疫分析チップを、前記免疫分析チップ外の回転軸を公転させる工程、および
工程(b):前記免疫分析チップの反応室における被検物質量を測定する工程
The operation of the immunoassay chip of the present invention can be performed by a method comprising at least the following steps.
Step (a): After introducing the sample / reagent into the reagent / sample reservoir of the immunoassay chip, the step of revolving the rotation axis outside the immune analysis chip with the immune analysis chip, and the step (b): The process of measuring the amount of the test substance in the reaction chamber of the immunoassay chip
上記工程を、例として図3の免疫分析チップCを利用して説明すると次の通りである。
工程(a)については、まず、検体・試薬リザーバに検体と二次抗体を注入(図9の(1))した後、検体を遠心力により反応室に移送し(図9の(2))ビーズ担体上の1次抗体と抗原抗体反応させる(図9の(3))。すなわち、検体注入後の免疫分析チップを遠沈管に挿入し、この遠沈管を遠心機にセットして、回転させる。この処理により、遠心力により検体が検体・試薬リザーバから反応室に移送されると同時に反応が行われる。尚、検体と二次抗体の注入は上記のように同時でなくともよく、検体を注入して遠心を行った後に二次抗体を注入して遠心するものであってもよい。
The above process will be described as follows using the immunoassay chip C of FIG. 3 as an example.
For step (a), first, a specimen and a secondary antibody are injected into the specimen / reagent reservoir ((1) in FIG. 9), and then the specimen is transferred to the reaction chamber by centrifugal force ((2) in FIG. 9). The primary antibody on the bead carrier is reacted with an antigen antibody ((3) in FIG. 9). That is, the immunoassay chip after sample injection is inserted into a centrifuge tube, and this centrifuge tube is set in a centrifuge and rotated. By this process, the sample is transferred from the sample / reagent reservoir to the reaction chamber by centrifugal force, and the reaction is performed at the same time. The sample and the secondary antibody may not be injected simultaneously as described above, and the sample may be injected and centrifuged, and then the secondary antibody may be injected and centrifuged.
続いて、蛍光基質を検体・試薬リザーバに注入した後(図9の(1))、この基質を同様に遠心力により反応室に移送し(図9の(2))、ビーズ担体上の二次抗体と反応させる(図9の(3))。すなわち、上記検体の移送において、検体を蛍光基質に代えたほかは同様にして遠心処理を行う。 Subsequently, after injecting the fluorescent substrate into the specimen / reagent reservoir ((1) in FIG. 9), the substrate is similarly transferred to the reaction chamber by centrifugal force ((2) in FIG. 9). It reacts with the next antibody ((3) in FIG. 9). That is, in the transfer of the sample, centrifugation is performed in the same manner except that the sample is replaced with a fluorescent substrate.
免疫分析チップの公転の速度や時間は、被検物質の種類や、測定濃度範囲に応じて適宜調整することができる。公転の速度については、例えば、10〜10000Gとすることが好ましく、100〜5000Gとすることがより好ましい。また、時間については、5秒〜120分とすることが好ましく、10秒〜60分とすることがより好ましい。 The revolution speed and time of the immunoassay chip can be appropriately adjusted according to the type of the test substance and the measurement concentration range. About the speed of revolution, it is preferable to set it as 10-10000G, for example, and it is more preferable to set it as 100-5000G. The time is preferably 5 seconds to 120 minutes, more preferably 10 seconds to 60 minutes.
工程(a)の具体例を挙げると、次の通りである。まず、抗原と二次抗体を必要に応じて緩衝液などに懸濁して150μLとしたものをチップの検体・試薬リザーバに注入した後、チップを遠心機にかけて500Gで3分間回転させる。続いて、PBS−Tを検体・試薬リザーバに注入してから再び遠心機にかけて1分間回転させる。次に、基質100μLを検体・試薬リザーバに注入してから再び遠心機にかけて20秒間回転させ、その後5分間静置して反応させる。 Specific examples of the step (a) are as follows. First, an antigen and a secondary antibody are suspended in a buffer solution or the like as needed to make 150 μL, and then injected into the sample / reagent reservoir of the chip. Then, the chip is centrifuged at 500 G for 3 minutes. Subsequently, PBS-T is injected into the specimen / reagent reservoir, and then centrifuged again for 1 minute. Next, 100 μL of the substrate is injected into the specimen / reagent reservoir and then centrifuged again for 20 seconds, and then left to react for 5 minutes.
続いて、工程(b)については、遠沈管からチップを取り出して、あるいはチップを遠沈管に挿入したまま、反応室内の蛍光強度を蛍光検出装置(蛍光顕微鏡など)により測定する。被検物質が検体中のサイトカインの有無検出の場合は、蛍光強度が測定可能な場合には、検体中にサイトカインが存在することが確認される。一方、検体中のサイトカインの定量を目的とした免疫分析の場合には、予めサイトカインの濃度を変えて同様に測定して作成しておいた検量線と比較して、サイトカインの濃度を特定する。 Subsequently, in step (b), the fluorescence intensity in the reaction chamber is measured with a fluorescence detection device (such as a fluorescence microscope) while the chip is taken out from the centrifuge tube or the chip is inserted into the centrifuge tube. In the case of detecting the presence or absence of a cytokine in a sample as a test substance, if the fluorescence intensity can be measured, it is confirmed that the cytokine is present in the sample. On the other hand, in the case of immunoassay for the purpose of quantifying cytokines in a sample, the concentration of cytokines is specified in comparison with a calibration curve prepared by measuring the concentrations of cytokines in advance in the same manner.
ここまで説明したように、本発明の免疫分析チップの操作は、図9に示すように(1)検体・試薬の導入、(2)遠心力による送液、(3)ビーズ担体部におけるELISAの各反応、の3工程を繰り返しにより進めることができる。尚、検体注入後、および基質注入後には、反応室洗浄のため、必要に応じて洗浄液や緩衝液をリザーバに注入し、同様に遠心処理を行ってもよい。また、被検物質は複数であってもよい。 As described so far, the operation of the immunoassay chip of the present invention includes (1) introduction of a sample / reagent, (2) liquid feeding by centrifugal force, and (3) ELISA in a bead carrier part as shown in FIG. The three steps of each reaction can be repeated. In addition, after the sample injection and the substrate injection, a washing solution or a buffer solution may be injected into the reservoir as necessary for washing the reaction chamber, and the centrifugal treatment may be similarly performed. A plurality of test substances may be provided.
本発明の免疫分析チップは、ユーザー側で使用の際個々の部材を組み立てる形のキットとして提供することもできる。
すなわち、本発明の免疫分析キットの第1の形態としては、抗原および/または抗体が結合した担体、および前記担体を収容する反応室を有し遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能なチップ本体、を少なくとも含むものが挙げられる。すなわち、抗原および/または抗体が予め結合している担体を含むキットである。
The immunoassay chip of the present invention can also be provided as a kit in which individual members are assembled when used on the user side.
That is, as a first form of the immunoassay kit of the present invention, an antigen and / or antibody-bound carrier and a reaction chamber containing the carrier are attached to an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge. Examples include at least a possible chip body. That is, the kit includes a carrier to which an antigen and / or an antibody is bound in advance.
また、本発明の免疫分析キットの第2の形態としては、抗原および/または抗体を結合し得る担体、および前記担体を収容し得る反応室を有し遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能なチップ本体、を少なくとも含むものが挙げられる。すなわち、抗原および/または抗体は結合していない担体を含むキットであり、ユーザー側で検出対象に対応する抗原および/抗体を選択して結合しうるものである。 In addition, as a second form of the immunoassay kit of the present invention, an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge having a carrier capable of binding an antigen and / or an antibody and a reaction chamber capable of accommodating the carrier. And at least a chip body that can be mounted on the chip. That is, it is a kit containing a carrier to which no antigen and / or antibody is bound, and the user can select and bind the antigen and / or antibody corresponding to the detection target.
本発明の2つの免疫分析キットにおける、担体に抗原および/または抗体を結合させる方法、および前記担体を反応室に挿入する方法については、既に具体例を挙げて説明したとおりである。 The method for binding the antigen and / or antibody to the carrier and the method for inserting the carrier into the reaction chamber in the two immunoassay kits of the present invention are as already described with specific examples.
11 反応室
11A、11A´ 開口部
12 検体・試薬リザーバ
12A 開口部
13 抗原および/または抗体が結合した担体
14A 耳
14B 足
14C 空間
15 免疫分析チップの側面の角
16 廃液槽
A〜D,E,F,H 免疫分析チップ
G 遠沈管
11
Claims (13)
前記反応室に通じ、反応室と反対側に第1の開口部を有する試薬・検体リザーバを更に備え、
前記担体の短径は10〜200μmであり、前記担体の形状は、マイクロビーズ、マイクロロッド及びマイクロプレートから選ばれる形状であり、
前記試薬・検体リザーバの反応室に対する容積比が100以上であり、
遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能である免疫分析チップ。 An immunoassay chip that has a reaction chamber containing a carrier to which an antigen and / or an antibody are bound, and detects a test substance in the reaction chamber,
A reagent / specimen reservoir that communicates with the reaction chamber and has a first opening on the opposite side of the reaction chamber;
The minor axis of the carrier is 10 to 200 μm, and the shape of the carrier is a shape selected from microbeads, microrods, and microplates,
The volume ratio of the reagent / sample reservoir to the reaction chamber is 100 or more,
An immunoassay chip that can be attached to an angle rotor and / or a swing rotor of a centrifuge.
前記担体を収容し得る反応室と、前記反応室に通じ、反応室と反対側に第1の開口部を有する試薬・検体リザーバとを有し、前記試薬・検体リザーバの反応室に対する容積比が100以上であり、遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能なチップ本体、
を少なくとも含むことを特徴とする免疫分析キット。 A carrier to which an antigen and / or an antibody binds and has a short diameter of 10 to 200 μm and is selected from microbeads, microrods and microplates; a reaction chamber capable of accommodating the carrier; and the reaction chamber And a reagent / sample reservoir having a first opening on the opposite side of the reaction chamber, the volume ratio of the reagent / sample reservoir to the reaction chamber being 100 or more, and an angle rotor and / or swing of the centrifuge Chip body that can be attached to the rotor,
An immunoassay kit comprising at least
前記担体を収容し得る反応室と、前記反応室に通じ、反応室と反対側に第1の開口部を有する試薬・検体リザーバとを有し、前記試薬・検体リザーバの反応室に対する容積比が100以上であり、遠心分離器のアングルローターおよび/またはスイングローターに装着可能なチップ本体、
を少なくとも含むことを特徴とする免疫分析キット。 A carrier capable of binding an antigen and / or antibody and having a short diameter of 10 to 200 μm and a shape selected from microbeads, microrods and microplates; a reaction chamber capable of accommodating the carrier; and the reaction chamber A reagent / sample reservoir having a first opening on the opposite side of the reaction chamber, the volume ratio of the reagent / sample reservoir to the reaction chamber being 100 or more, and an angle rotor of the centrifuge and / or Chip body that can be attached to the swing rotor,
An immunoassay kit comprising at least
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