JP6011246B2 - Fluorescence measurement method, fluorescence measurement kit, and fluorimeter - Google Patents
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Description
本願の発明は、蛍光強度を測定することで試料の同定又は定量を行う技術に関するものであり、特に抗体抗原反応を利用して蛍光測定により試料の同定又は定量を行う技術に関するものである。 The invention of the present application relates to a technique for identifying or quantifying a sample by measuring fluorescence intensity, and particularly relates to a technique for identifying or quantifying a sample by fluorescence measurement using an antibody antigen reaction.
光測定の一分野として、物質が発する蛍光を測定する蛍光測定の技術が知られている。蛍光測定による材料分析(蛍光分析法)は、吸光光度法などに比べて高感度で選択性が高いという特徴があり、試料の同定や定量などを行う際に有効である。
蛍光測定によって試料の同定や定量を行うには、目的物質が蛍光物質である場合に限られるので、汎用性に欠けるとも言える。しかしながら、近年、目的物質を蛍光色素より成る試薬(蛍光試薬)で標識する蛍光標識法が開発されており、様々な物質について各々蛍光試薬が市販されている。このため、様々な目的物質について蛍光測定による同定や定量が可能になってきており、新薬や新材料の研究開発、プラントにおけるプロセス監視、環境評価など、多くの分野での応用が検討されている。
As one field of light measurement, a fluorescence measurement technique for measuring fluorescence emitted from a substance is known. Material analysis by fluorescence measurement (fluorescence analysis method) is characterized by high sensitivity and high selectivity compared to absorptiometry and the like, and is effective when performing identification or quantification of a sample.
Sample identification and quantification by fluorescence measurement is limited to the case where the target substance is a fluorescent substance. However, in recent years, fluorescent labeling methods for labeling target substances with reagents (fluorescent reagents) made of fluorescent dyes have been developed, and fluorescent reagents are commercially available for various substances. For this reason, various target substances can be identified and quantified by fluorescence measurement, and their application in many fields such as research and development of new drugs and new materials, process monitoring in plants, and environmental evaluation are being studied. .
例えば、特許文献1は、臨床診断や基礎研究、環境調査などを応用分野としたもので、抗体を蛍光色素により標識し、クエンチングの解消による蛍光強度の変化を指標として液相状態で抗原の濃度を測定したり抗原を可視化したりする技術を開示している。また、特許文献2は、禁止薬物であるメタンフェタミンの定量を免疫反応を利用した蛍光測定によって行う技術を開示している。抗メタンフェタミン抗体の溶液中に試料(メタンフェタミンと疑われる物質)を投入し、投入前と投入後の蛍光強度の変化を測定することで試料のメタンフェタミン濃度を測定する技術が同公報に開示されている。尚、本明細書において「蛍光」とは一般より広い概念であり、燐光を含む。
For example,
このような蛍光測定による試料の定量や同定において注意しなければならないのは、蛍光は目的物質以外からも発せられる場合があるということである。目的物質以外から蛍光が一切発せられないのであれば、蛍光を捉える検出器の出力をそのまま目的物質の蛍光強度であるとすれば良い。しかしながら、目的物質だけが蛍光光度計に投入されることは通常はなく、緩衝液のような他の材料とともに蛍光光度計に投入される。この場合、当該他の材料が蛍光物質を含んでいると、目的物質からの蛍光と当該他の材料からの蛍光とが検出器に捉えられることになり、当該他の材料からの蛍光強度がノイズとなる。したがって、このようなノイズ(目的物質以外から発せられた蛍光)を測定結果から除去するようにしないと、測定精度が低下し、同定や定量を誤ってしまうことになる。
尚、目的物質以外からの蛍光は、フィルタにより除去できる場合がある。即ち、目的物質からの蛍光の波長の光のみを透過できるフィルタを検出器の手前の光路上に配置すれば、除去できる。しかしながら、目的物質からの蛍光の波長範囲と目的物質以外からの蛍光の波長範囲とが重なっている場合、フィルタでは十分に除去できない。
It should be noted in the quantification and identification of samples by such fluorescence measurement that fluorescence may be emitted from other than the target substance. If no fluorescence is emitted from anything other than the target substance, the output of the detector that captures the fluorescence may be the same as the fluorescence intensity of the target substance. However, it is not usual that only the target substance is put into the fluorometer, and it is put into the fluorometer together with other materials such as a buffer solution. In this case, if the other material contains a fluorescent substance, the fluorescence from the target substance and the fluorescence from the other material are captured by the detector, and the fluorescence intensity from the other material is noise. It becomes. Therefore, unless such noise (fluorescence emitted from a substance other than the target substance) is removed from the measurement result, the measurement accuracy is lowered, and identification and quantification are erroneous.
In some cases, fluorescence from other than the target substance can be removed by a filter. In other words, the filter can be removed by arranging a filter that can transmit only light having a fluorescence wavelength from the target substance on the optical path in front of the detector. However, when the wavelength range of fluorescence from the target substance and the wavelength range of fluorescence from other than the target substance overlap, it cannot be sufficiently removed by the filter.
その一方、高い測定精度を求めるあまり、測定作業や計器の動作が煩雑になると、蛍光測定の応用の足かせになってしまうことがあり得る。例えば、特許文献2に開示されたメタンフェタミンの測定は、税関などの禁止薬物の取締現場で行うことが予想される。このような現場で取締の係官が測定を行う場合、蛍光光度計の操作が煩雑であると、測定にミスが生じ易くなったり、あまりに煩雑であるために蛍光光度計の使用を諦めてしまったりすることが予想される。したがって、測定作業や蛍光光度計の動作が煩雑にならないようにすることも必要である。
本願の発明は、以上のような事情を考慮して為されたものであり、抗体反応を利用して試料の同定又は定量を行う蛍光測定において、測定作業や光度計の動作を煩雑にすることなく高い精度で同定又は定量を行えるようにすることを解決課題としている。
On the other hand, if the measurement work and the operation of the instrument become complicated due to excessive demand for high measurement accuracy, it may be a drag on the application of fluorescence measurement. For example, it is anticipated that the measurement of methamphetamine disclosed in
The invention of the present application has been made in consideration of the above-described circumstances, and complicates the measurement operation and the operation of the photometer in the fluorescence measurement that uses the antibody reaction to identify or quantify the sample. The problem to be solved is to enable identification or quantification with high accuracy.
上記課題を解決するため、本願の請求項1記載の発明は、抗原を含むと思われる試料について蛍光を測定する蛍光測定方法であって、
当該抗原に対する抗体を含む第一の検査液に対し、試料を投入していない状態で励起光を照射して当該第一の検査液からの蛍光の強度を測定する第一の測定ステップと、
第一の測定ステップの後、第一の検査液に試料を投入して得た液相対象物に励起光を照射して当該液相対象物からの蛍光の強度を測定する第二の測定ステップと、
第一第二の各測定ステップでの測定結果から試料の同定又は定量のための演算を行う演算ステップとを有しており、
演算ステップは、第一の検査液について予め取得されている相関比Rと、第一の測定ステップで測定された蛍光強度の値F1と、第二の測定ステップで測定された蛍光強度の値F2とに従って演算を行うステップであり、
相関比Rは、第一の検査液において、当該第一の検査液中の未反応の抗体により得られるであろう蛍光強度と、当該未反応の抗体以外の成分により得られるであろう蛍光強度の比であり、
演算ステップは、試料投入前の抗体による蛍光強度をQ1、試料投入後の抗体による蛍光強度をQ1 *としたとき、F1=Q1+R・Q1とし、これに基づいてF1とF2の値からQ1 */Q1を求めるステップであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、前記請求項1の構成において、前記第二の測定ステップは、前記試料を第二の検査液に混合してから前記第一の検査液に投入して前記蛍光の強度を測定するステップであり、第二の検査液は、前記第一の検査液中の抗体以外の成分のうち無視し得ない蛍光を発する成分が少なくとも共通しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、前記請求項1の構成において、前記第二の測定ステップは、前記試料を第二の検査液に混合してから前記第一の検査液に投入して前記蛍光の強度を測定するステップであり、前記抗体は蛍光試薬によって蛍光標識されており、第二の検査液は、前記第一の検査液中の抗体及び蛍光試薬以外の成分のうち無視し得ない蛍光を発する成分が少なくとも共通しているという構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
A first measurement step of measuring the intensity of fluorescence from the first test solution by irradiating the first test solution containing an antibody against the antigen with excitation light in a state where a sample is not charged;
After the first measurement step, a second measurement step for measuring the intensity of fluorescence from the liquid phase object by irradiating the liquid phase object obtained by putting the sample into the first test solution with excitation light. When,
A calculation step for performing calculation for identification or quantification of the sample from the measurement results in the first and second measurement steps,
Arithmetic step includes a correlation ratio R which is previously obtained for the first test solution, the value F 1 of the fluorescence intensity measured by the first measurement step, the measured value of fluorescence intensity in the second measurement step A step of performing an operation according to F 2 ,
The correlation ratio R is the fluorescence intensity that will be obtained from the unreacted antibody in the first test solution and the fluorescence intensity that will be obtained from components other than the unreacted antibody in the first test solution. The ratio of
Calculation steps, Q 1 fluorescence intensity with antibodies before sample loading, when the fluorescence intensity of antibodies after sample loading was Q 1 *, and F 1 = Q 1 + R ·
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、請求項1乃至3いずれかに記載の蛍光測定方法に使用される蛍光測定キットであって、前記相関比Rの表示部を有している。
また、上記課題を解決するため、請求項5記載の発明は、請求項2に記載の蛍光測定方法に使用される蛍光測定キットであって、前記第一の検査液と前記第二の検査液とを収容した試料容器を有しており、試料容器は、試料を前記第二の検査液に投入した後に当該第二の検査液を前記第一の検査液に混合させることが可能な構造を有しており、
収容されている前記第二の検査液は、収容されている前記第一の検査液中の抗体以外の成分のうち無視し得ない蛍光を発する成分が少なくとも共通しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、請求項3に記載の蛍光測定方法に使用される蛍光測定キットであって、前記第一の検査液と前記第二の検査液とを収容した試料容器を有しており、試料容器は、試料を前記第二の検査液に投入した後に当該第二の検査液を前記第一の検査液に混合させることが可能な構造を有しており、
収容されている前記第一の検査液中の抗体は蛍光試薬によって蛍光標識されており、
収容されている前記第二の検査液は、収容されている前記第一の検査液中の抗体及び蛍光試薬以外の成分のうち無視し得ない蛍光を発する成分が少なくとも共通しているという構成を有する。
In order to solve the above problems, the invention according to
Moreover, in order to solve the said subject, invention of
The stored second test solution has a configuration in which at least components that emit fluorescence that cannot be ignored among components other than antibodies in the stored first test solution are in common.
Moreover, in order to solve the said subject, invention of
The antibody in the first test solution accommodated is fluorescently labeled with a fluorescent reagent,
The stored second test solution has a configuration in which at least a component that emits fluorescence that cannot be ignored among components other than antibodies and fluorescent reagents in the stored first test solution is common. Have.
また、上記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、蛍光物質を励起する励起光を放射する光源と、
蛍光物質が放出した蛍光の強度を検出する検出器と、
試料容器内に収容された液相対象物に光源からの励起光を導き、液相対象物からの蛍光を検出器に導く光学系と、
検出器から出力される蛍光強度のデータを処理する演算処理部とを備えており、
演算処理部は、試料容器内に予め収容されている第一の検査液を液相対象物として蛍光強度を測定した結果である第一の蛍光強度測定値F1と、第一の検査液に試料に投入して得た液相対象物について蛍光測定した結果である第二の蛍光強度測定値F2と、第一の検査液について予め取得されている相関比Rと従って演算処理を行うものであり、
第一の検査液は、試料が含むと思われる抗原に対する抗体を含んでおり、
相関比Rは、第一の検査液において、当該第一の検査液中の未反応の抗体により得られるであろう蛍光強度と、当該未反応の抗体以外の成分により得られるであろう蛍光強度の比であり、
演算処理部は、試料投入前の抗体による蛍光強度をQ1、試料投入後の抗体による蛍光強度をQ1 *としたとき、F1=Q1+R・Q1とし、これに基づいてF1とF2の値からQ1 */Q1を求めるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項8記載の発明は、前記請求項7の構成において、前記試料容器は、蛍光測定キットに含まれるものとして提供されるものであって、この蛍光測定キットは、前記相関比Rを表示した表示部を有しており、
表示部に表示された前記相関比Rの読み取り手段を備えているという構成を有する。
In order to solve the above problems, the invention according to
A detector that detects the intensity of the fluorescence emitted by the fluorescent material;
An optical system that guides excitation light from the light source to the liquid phase object contained in the sample container and guides fluorescence from the liquid phase object to the detector;
An arithmetic processing unit that processes fluorescence intensity data output from the detector,
The arithmetic processing unit applies the first fluorescence intensity measurement value F 1 that is the result of measuring the fluorescence intensity using the first test solution previously stored in the sample container as a liquid phase object, and the first test solution. The second fluorescence intensity measurement value F 2 that is the result of fluorescence measurement on the liquid phase object obtained by putting it in the sample, and the correlation ratio R acquired in advance for the first test solution and performing the calculation process And
The first test solution contains antibodies against the antigen that the sample is supposed to contain,
The correlation ratio R is the fluorescence intensity that will be obtained from the unreacted antibody in the first test solution and the fluorescence intensity that will be obtained from components other than the unreacted antibody in the first test solution. The ratio of
The arithmetic processing unit assumes that F 1 = Q 1 + R · Q 1 when the fluorescence intensity due to the antibody before sample introduction is Q 1 and the fluorescence intensity due to the antibody after sample introduction is Q 1 *, and based on this F 1 And Q 2 * / Q 1 from the value of F 2 .
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
It has a configuration in which a means for reading the correlation ratio R displayed on the display unit is provided.
以下に説明する通り、本願の請求項1、4又は7記載の発明によれば、蛍光増強比Q1 */Q1を算出する際に、相関比Rを導入しているので、測定の煩雑化を回避しつつ十分な測定精度を得ることができる。
また、請求項2又は5記載の発明によれば、上記効果に加え、抗体以外の成分については蛍光発光量が多くてゼロとみなせない場合でも、精度低下を招くことなく測定作業を簡略化させることができるという効果が得られる。
また、請求項3又は6記載の発明によれば、上記効果に加え、抗体及び蛍光試薬以外の成分については蛍光発光量が多くてゼロとみなせない場合でも、精度低下を招くことなく測定作業を簡略化させることができるという効果が得られる。
また、請求項8記載の発明によれば、上記効果に加え、表示部に表示された相関比Rの読み取り手段を備えているので、相関比Rを読み取って手入力する手間がなく、簡便となるという効果が得られる。
As described below, according to the invention described in
Further, according to the invention described in
Further, according to the invention of
Further, according to the invention described in
次に、本願発明を実施するための形態(以下、実施形態)について説明する。
図1は、本願発明の実施形態の蛍光測定方法の概略図を示した図である。実施形態の方法は、抗体反応を利用して試料の同定又は定量を行う方法である。
この方法では、同定又は定量の目的物質は抗原であり、この抗体となる物質が試薬として使用される。試薬とは、測定に使用される材料という程度の意味である。抗体自体が蛍光物質である場合もなくはないが、本実施形態では、抗体を蛍光試薬で標識したものが使用される。この際、抗体分子と結合した蛍光色素の分子はクエンチング(消光)された状態であり、抗原との反応によりクエンチングが解消されて蛍光が生じる(又は蛍光が増強される)。このような性質を有する蛍光試薬及び抗体が使用される。
Next, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic diagram of a fluorescence measurement method according to an embodiment of the present invention. The method of the embodiment is a method for identifying or quantifying a sample using an antibody reaction.
In this method, the target substance for identification or quantification is an antigen, and the substance that becomes this antibody is used as a reagent. A reagent means a material used for measurement. The antibody itself is not necessarily a fluorescent substance, but in this embodiment, an antibody labeled with a fluorescent reagent is used. At this time, the molecule of the fluorescent dye bound to the antibody molecule is in a quenched state (quenched), and quenching is eliminated by the reaction with the antigen to generate fluorescence (or fluorescence is enhanced). A fluorescent reagent and an antibody having such properties are used.
一方、蛍光測定は、十分な強度の蛍光を安定して再現性良く得る観点から、液相状態の対象物として行うことが多い(本明細書において「対象物」とは蛍光強度測定の対象という意味である)。液相状態とする場合、抗体や蛍光試薬を溶かし込むことができる緩衝液を使用することが一般的である。本実施形態においても、上述した抗体や蛍光試薬は、適当な緩衝液に溶かし込まれて測定に供される。即ち、蛍光試薬により標識された抗体が緩衝液に溶かし込まれたものが、検査液として使用される。検査液とは、測定に使用される液相材料という程度の意味である。 On the other hand, fluorescence measurement is often performed as an object in a liquid phase state from the viewpoint of stably obtaining sufficient intensity of fluorescence with good reproducibility (in this specification, “object” is referred to as an object of fluorescence intensity measurement). Meaning). In a liquid phase state, it is common to use a buffer solution in which an antibody or a fluorescent reagent can be dissolved. Also in this embodiment, the above-described antibody or fluorescent reagent is dissolved in an appropriate buffer and used for measurement. That is, an antibody labeled with a fluorescent reagent dissolved in a buffer is used as a test solution. The test liquid means a liquid phase material used for measurement.
本実施形態では、このように蛍光試薬により標識された抗体が溶かし込まれた検査液(以下、第一の検査液)81を使用し、第一の測定ステップとして、まず試料を投入しない状態で蛍光測定を行う(図1(1))。蛍光測定は、図1(1)に示すように、第一の検査液81に対して光源1によって励起光を照射し、励起によって発生した蛍光を検出器3で捉えることにより行う。励起光の波長は、抗体を標識した蛍光色素の特性に応じて選定される。市販されている蛍光試薬は、励起光の波長が定められており、それに応じてフィルタなどを使用して光源1からの光の波長を選択して第一の検査液81に照射するようにする。
In the present embodiment, a test solution (hereinafter referred to as a first test solution) 81 in which an antibody labeled with a fluorescent reagent is dissolved is used, and as a first measurement step, first, a sample is not put in. Fluorescence measurement is performed (FIG. 1 (1)). As shown in FIG. 1 (1), the fluorescence measurement is performed by irradiating the
次に、図1(2)に示すように、試料Sを第一の検査液81に投入する。この際、試料Sをそのまま第一の検査液81に投入する場合もあるが、第一の検査液81中でなるべく試料Sを均一な状態とする必要があること、またph値などの特性を所定に調整してから投入する必要があることなどから、試料Sは検査液(以下、第二の検査液)82に溶解されてから第一の検査液81に投入される。
その上で、図1(3)に示すように、第二の測定ステップが行われる。第二の測定ステップは、試料Sが投入された状態の第一の検査液83を対象物として蛍光測定を行うステップである(試料投入後の第一の検査液を、試料未投入の第一の検査液と区別するため、以下、液相対象物と言い換える)。同様に光源1により液相対象物83に励起光が照射され、液相対象物83からの蛍光が検出器3で捉えられる。
Next, as shown in FIG. 1 (2), the sample S is put into the
Then, as shown in FIG. 1 (3), a second measurement step is performed. The second measurement step is a step in which fluorescence measurement is performed using the
このようにして第一第二の測定ステップを行った後、本実施形態の方法は、各測定結果から試料の同定又は定量のための演算処理を行う(図1(4))。この演算処理は、図1(4)に示すように、第一の測定ステップで測定された蛍光強度F1と、第二の蛍光強度F2とをパラメータとし、所定の関係式に従って最終的にQ1 */Q1を求める演算処理である。ここでのQ1とは、試料Sが投入される前の第一の検査液81における抗体分の蛍光強度である。また、Q1 *は、試料Sが投入された後の(反応後の)抗体分の蛍光強度である。抗体分とは、蛍光試薬により標識された抗体が発生した分の蛍光ということである。試料に抗原が含まれている場合、上記のように抗体との反応によりクエンチングの解消が生じるから、Q1 *>Q1となる。Q1に対するQ1 *の増強比について、適当な閾値を設定すれば、試料Sに抗原が含まれていたと判断できる(即ち、同定できる)。また、蛍光の増強率と抗原の量との相関関係について予め調べて較正用データを作っておき、Q1 */Q1にそれを適用することで試料S中の抗原の定量が行える。
After performing the first and second measurement steps in this way, the method of the present embodiment performs a calculation process for identifying or quantifying a sample from each measurement result (FIG. 1 (4)). This calculation process as shown in FIG. 1 (4), the fluorescence intensity F 1 measured at the first measuring step, and a second fluorescence intensity F 2 as parameters, ultimately according to a predetermined relationship This is a calculation process for obtaining Q 1 * / Q 1 . Here, Q 1 is the fluorescence intensity of the antibody in the
本実施形態の方法が特徴的なのは、上記のようにF1とF2とからQ1 */Q1を求める際、第一の検査液81の特性値である相関比Rを導入している点である。以下、この点について詳説する。
F1とF2とからQ1 */Q1を求める際、単純にQ1=F1、Q1 *=F2であるとすることはできない。前述した「目的物質以外からの蛍光」の問題があるからである。具体的に説明すると、例えばF1については、試料Sが投入されていない第一の検査液81においては、蛍光色素により標識された抗体からの蛍光(目的物質からの蛍光)以外に、緩衝液が蛍光を発する場合がある。また、特定の目的のために緩衝液に添加されている材料が蛍光を発する場合もある。
The method of this embodiment is characterized by introducing a correlation ratio R, which is a characteristic value of the
When Q 1 * / Q 1 is obtained from F 1 and F 2 , it cannot simply be assumed that Q 1 = F 1 and Q 1 * = F 2 . This is because there is a problem of “fluorescence from other than the target substance” described above. Specifically, for example, for F 1 , in the
例えば、蛍光色素が適正に機能するためにはph値が所定の範囲内である必要があったり、抗体抗原反応が適正に生じるにはph値が所定の範囲内である必要があったりする場合がある。このような場合には検査液のph値の調整が必要であり、ph調整剤が添加される。また、抗体が容器の壁面に付着してしまうことを防止する添加剤(一例としてBSA,ウシ血清アルブミン)が添加されることもある。さらには、抗体や蛍光色素はタンパク質である場合が多く、このため防腐剤が添加されることも多い。このような各種添加剤が蛍光を発する場合があり、しかもその蛍光の波長が抗体からの蛍光と波長が重なっていたり、近い波長であったりする場合がある。このため、Q1=F1とすることができない。 For example, the ph value needs to be within a predetermined range for the fluorescent dye to function properly, or the ph value needs to be within a predetermined range for an antibody-antigen reaction to occur properly. There is. In such a case, it is necessary to adjust the ph value of the test solution, and a ph adjusting agent is added. In addition, an additive (for example, BSA, bovine serum albumin) that prevents the antibody from adhering to the wall surface of the container may be added. Furthermore, antibodies and fluorescent dyes are often proteins, and thus preservatives are often added. Such various additives may emit fluorescence, and the fluorescence wavelength may overlap with the fluorescence from the antibody or may be close to the wavelength. For this reason, Q 1 cannot be set to F 1 .
一方、F2についても、同様に第一の検査液81の成分である緩衝液や添加剤が蛍光物質である場合、それらが値に含まれており、そのままQ1 *とすることはできない。本実施形態では、さらに第二の検査液82を使用しており、第二の検査液82中の成分が蛍光を発する場合もある。
ここで、測定された蛍光強度F1について、蛍光標識された抗体(ここでの目的物質)以外の物質から発せられた分の蛍光強度をQ2とすると、F1は、以下の式1で表される。
また、測定された蛍光強度F2をF1とともに扱う場合、蛍光強度としての光度は単位体積当たりの発光強度であるため、第一の検査液と試料投入済みの第二の検査液との混合比k(0<k<1)を導入する必要がある。第二の測定ステップでの液相対象物における単位体積において、第一の検査液81がkの量で存在していれば、試料投入済みの第二の検査液92は1−kの量で存在しているから、測定された蛍光強度F2は、以下の式で表される。
式2で、Q3やQ4は、液相対象物83における「目的物質以外からの蛍光」の強度に相当しており、Q3は試料が蛍光物質を含んでいる場合(例えば抗原が蛍光物質である場合)の当該蛍光物質からの蛍光強度、Q4は第二の検査液が蛍光物質を含んでいる場合の当該蛍光物質からの蛍光強度である。
On the other hand, for F 2 as well, when the buffer solution or additive that is a component of the
Here, with respect to the measured fluorescence intensity F 1 , if the fluorescence intensity of a part emitted from a substance other than the fluorescently labeled antibody (the target substance here) is Q 2 , F 1 is expressed by the following
Further, when the measured fluorescence intensity F 2 is handled together with F 1 , the luminous intensity as the fluorescence intensity is the emission intensity per unit volume, so that the first test solution and the second test solution that has been loaded with the sample are mixed. It is necessary to introduce the ratio k (0 <k <1). If the
In
さて、上記式1や式2において、本実施形態では相関比Rを導入する。相関比Rとは、第一の検査液81において、蛍光標識された抗体分の蛍光強度Q1に対するそれ以外の成分の蛍光強度Q2の比である。相関比Rは、第一の検査液81の製造の際などに予め調べられ、定数として式1や式2に適用される。
相関比Rの求め方としては、第一の検査液81について、蛍光試薬及び抗体以外の材料についてまず蛍光強度を測定する。例えば、ph調整剤や器壁付着防止剤、防腐剤等の所定の各添加剤と緩衝液に添加し、蛍光試薬と抗体は投入しない状態で蛍光強度を求める。次に、蛍光試薬と抗体とを所定量投入した上で蛍光強度を再度測定し、これらの結果から相関比Rを求めることができる。尚、蛍光試薬及び抗体以外の材料のうち、蛍光物質であるものが特定されているのであれば、その材料だけの蛍光強度を測って相関値Rとしても良い。例えば、緩衝液だけが蛍光物質であるのであれば、添加剤無しで緩衝液だけの蛍光強度を測り、その結果から相関値Rを求めれば良い。
Now, in the
As a method for obtaining the correlation ratio R, the fluorescence intensity of the
相関比Rを導入すると、式1及び式2は以下の式3及び式4ようになる。
式4において、kを0.7〜0.8程度の大きな値とすると、第2項(1−k)(Q3+Q4)は、ゼロと見なし得る場合がある。抗体が蛍光物質でない場合やあっても少ない場合、(1−k)Q3はゼロであるとみなして良い。特に、試料Sについては第二の検査液82に対して微量投入すれば良い場合が多いから、試料Sからの蛍光は無視できる場合が多い。また、Q4についても、第二の検査液82が蛍光物質でなかったり、蛍光の発光が少ないものであったりする場合、ゼロとみなし得る。各々ゼロとみなし得るとすると、式4は、以下の式5となる。
In
よって、式3及び式5から、以下のようにQ1 */Q1を導出することができる。
即ち、第一の測定ステップでの測定結果F1と、第二の測定ステップでの測定結果F2と、各常数k及びRから、式6に従い、目的とする蛍光増強比Q1 */Q1が求められることになる。
Therefore, Q 1 * / Q 1 can be derived from
That is, from the measurement result F 1 in the first measurement step, the measurement result F 2 in the second measurement step, and the constants k and R, the target fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q according to
仮に、式4の右辺第二項全体がゼロとみなせない場合でも、第二の検査液82の成分と共通にしておくことで、精度の高いQ1 */Q1の導出が可能となる。例えば、第一の検査液81から抗体と蛍光試薬とを除いた成分のものを第二の検査液82として使用するようにする。全てを共通にしなくとも、蛍光成分だけ共通にしても良い。例えば、第一第二の検査液81,82において、抗体及び蛍光試薬以外としては器壁付着防止剤(例えばBSA)だけが蛍光物質なのであれば、同じ器壁付着防止剤を共通して使用するようにする。このようにすると、第二の検査液82の分の蛍光強度Q4は、第一の検査液におけるQ2と一致することになり、R・Q1ということになる。したがって、式4は、以下の式7となる。
よって、式3及び式7から、以下のようにQ1 */Q1を導出することができる。
Therefore, Q 1 * / Q 1 can be derived from
次に、このような本実施形態の蛍光測定方法に好適に使用される蛍光光度計について説明する。以下の説明は、蛍光光度計の発明の実施形態の説明でもある。
図2は、図1に示す蛍光測定方法に好適に使用される蛍光光度計を示した図であり、図2は斜視概略図、図3は正面断面概略図である。
図2及び図3に示す蛍光光度計は、前述したように様々な場所での蛍光測定を考慮し、携帯型となっている。図2に示すように、本実施形態の蛍光光度計は、全体としては扁平なほぼ直方体の箱状のものである。携帯型であるので、大きさとしては人の手のひらサイズかそれよりも少し大きい程度である。
この蛍光光度計は、図3に示すように、光源1と、光学系2と、検出器3と、容器装着部4などを備えている。光源1や光学系2、検出器3などは、図2に示すような扁平なほぼ直方体状のケーシング5内に収められている。
Next, a fluorometer that is preferably used in the fluorescence measurement method of the present embodiment will be described. The following description is also a description of an embodiment of the fluorometer invention.
2 is a diagram showing a fluorometer suitably used in the fluorescence measuring method shown in FIG. 1, FIG. 2 is a schematic perspective view, and FIG. 3 is a schematic front sectional view.
The fluorometer shown in FIGS. 2 and 3 is a portable type in consideration of fluorescence measurement at various places as described above. As shown in FIG. 2, the fluorometer of the present embodiment is a flat, substantially rectangular parallelepiped box shape as a whole. Since it is portable, its size is about the size of a person's palm or slightly larger.
As shown in FIG. 3, the fluorometer includes a
この蛍光光度計は、専用の容器に試料を入れて蛍光を測定するようになっている。以下、この容器を試料容器と呼ぶ。試料容器には、予め各検査液が収容されており、蛍光測定キットとして測定者に提供されるようになっている。
図4は、図2及び図3に示す実施形態の蛍光光度計に使用される蛍光測定キットの概略図、図5は図4の蛍光測定キットに含まれる試料容器の斜視概略図である。
蛍光測定キットは、汚損や異物の混入がないよう個装袋90に試料容器91を封入したものとなっている。試料容器91は、図5に示すような縦長の細長い容器である。個装袋90内は、キットの劣化防止のため、減圧脱気されたり、又は窒素充填されたりする場合がある。
This fluorometer is designed to measure fluorescence by putting a sample in a dedicated container. Hereinafter, this container is referred to as a sample container. Each test solution is stored in the sample container in advance, and is provided to the measurer as a fluorescence measurement kit.
4 is a schematic view of a fluorescence measurement kit used in the fluorometer of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, and FIG. 5 is a schematic perspective view of a sample container included in the fluorescence measurement kit of FIG.
In the fluorescence measurement kit, a
試料容器91は、本体部911と、本体部911の下側に設けられた第一のセル部912と、本体部911内に設けられた第二のセル部913などから成っている。第一のセル部912内には、第一の検査液81が予め収容されている。第二のセル部913内には、第二の検査液82が予め収容されている。
第二のセル部913は、第一のセル部912を含む下側の空間に対して隔壁914によって仕切られている。隔壁914は、不図示の治具によって破断可能となっており、第二の検査液82を第一の検査液81に混合する際、隔壁914は破断される。試料容器91の上端には、容器蓋95が設けられている。試料を投入する際には容器蓋95が開けられ、試料はまず最初に第二のセル部913内の第二の検査液82に投入されて混合される。その後、隔壁914が破断されて試料は第二の検査液82とともに第一の検査液81に投入される。
The
The
このような試料容器91(特に第一のセル部912)は、励起光や蛍光を十分に透過する材料で形成されている。具体的には、硼珪酸ガラスや石英、サファイアのようなガラス製、PMMA(アクリル樹脂)、ポリスチレン、COC(環状オレフィン・コポリマー)のような樹脂製のものが試料容器91として使用される。尚、励起光を照射した際に試料容器91自体から多くの蛍光が放出されると、液相対象物からの蛍光との見分けが難しくなるので、試料容器91の材料としては、蛍光の自家発光(自ら放出する蛍光)が少ないものが選定される。
尚、コンタミネーションによる測定精度低下の防止の観点から、試料容器91は使い捨て(1回限りの測定で使用されるもの)とされることが好ましい。この観点から、試料容器91の材質としては、PMMAのような樹脂製の方がコスト面で好ましい。
Such a sample container 91 (particularly the first cell portion 912) is formed of a material that sufficiently transmits excitation light and fluorescence. Specifically, a glass container such as borosilicate glass, quartz, or sapphire, or a resin such as PMMA (acrylic resin), polystyrene, or COC (cyclic olefin copolymer) is used as the
In addition, from the viewpoint of preventing measurement accuracy from being deteriorated due to contamination, the
一方、図2及び図3に示すように、ケーシング5は、上面部の一部が開閉蓋51となっている。開閉蓋51を開くと、図1に示すように、挿入孔40が露出するようになっている。挿入孔40は、容器装着部4の上端開口である。容器装着部4は、開閉蓋51の開閉箇所から下方に延びるようにして、ケーシング5内に配置されている。
図2に示すように、挿入孔40は、試料容器91の本体部911の断面形状に適合したものとなっており、円周状の部分と直線状の部分(以下、直線状部)401とから成っている。
試料容器91を蛍光光度計に装着する場合、図1に示すように開閉蓋51を開け、試料容器91を挿入孔40に挿入する。この際、本体部911の側面の平坦面部92を挿入孔40の直線状部401に合わせた状態にする。この状態で、試料容器91は、そのまま下方に押し下げられて容器装着部4に装着される。その後、開閉蓋51は閉じられる。
尚、この蛍光光度計では、試料容器91を容器装着部に装着した状態で試料を投入することができるようになっている。即ち、容器装着部4に試料容器91を装着した状態で容器蓋95が開けられるので、この状態で試料を投入し、不図示の治具で隔壁914を破断させた後、容器蓋95及び開閉蓋51を閉じれば良い。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIG. 2, the
When the
In this fluorometer, the sample can be loaded with the
光源1は、液相対象物中の蛍光物質を励起して蛍光を放出させることができる光(励起光)を放射するものである。本実施形態では、LEDランプが光源1として使用されている。励起光を含む光を放射するものであれば特に制限なく使用可能であるが、本実施形態では、コスト上の優位性や省消費電力を考慮し、LEDランプが使用されている。例えば、波長525nmの緑色光を放射するLEDが各社から市販されており、レンズを備えた出力2mW程度のものが好適に採用できる。
光学系2は、光源1からの励起光を試料容器91の第一のセル部912内に導くとともに第一のセル部912内の液相対象物からの蛍光を検出器3に導くものである。本実施形態では、光学系2は、光源1からの光を集光する集光レンズ21と、光路の折り曲げと光の選択を行うためのダイクロイックミラー22と、光路上に配置されたフィルタ23,24等から構成されている。
The
The
図3に示すように、ダイクロイックミラー22は、容器装着部4に装着された試料容器91の第一のセル部912とほぼ同じ高さの位置に配置されている。ダイクロイックミラー22は、斜め45°の角度で配置されており、その上方に光源1が配置されている。光源1は、下方に向けて光を放出する姿勢となっている。ダイクロイックミラー22は、励起光の波長の光を反射し、測定する蛍光の波長の光を透過するものである。
また、ダイクロイックミラー22を挟んで容器装着部4とは反対側の位置に、検出器3が配置されている。容器装着部4に装着された試料容器91の第一のセル部912と、ダイクロイックミラー22と、検出器3とは、同じ高さに位置しており、水平な光軸(検出用光軸)上に配置されている。一方、光源1から下方に延びる光軸(励起用光軸)は、ダイクロイックミラー22により垂直に折り曲げられ、第一のセル部912に達している。尚、容器装着部4は、励起光や蛍光を遮らないよう開口を有する。
As shown in FIG. 3, the
Further, the
フィルタとしては、励起光用フィルタ23と、蛍光用フィルタ24とが配置されている。励起光用フィルタ23は、励起光となる波長の光を選択的に透過するものであり、光源1とダイクロイックミラー22との間の光路上に配置されている。例えば前述したように525nmの緑色光が励起光として使用される場合、510〜545nm程度の波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を反射するものが励起光用フィルタ23として使用される。
蛍光用フィルタ24は、測定する蛍光の波長の光を選択的に透過するものであり、ダイクロイックミラー22と検出器3との間に配置されている。例えば、蛍光の波長が550〜630nmの場合、570〜610nm程度の波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を反射するものが蛍光用フィルタ24として使用される。
As the filter, an
The
尚、このように励起光用と蛍光用とでそれぞれにフィルタ23,24が用いられているので、ダイクロイックミラー22ではなく、波長選択性のないハーフミラーを使用しても良い。但し、ハーフミラーの場合には光量が半減するので、ダイクロイックミラー22の方が有利である。励起光用フィルタ23と蛍光用フィルタ24の透過波長域が前述した例である場合、ダイクロイックミラー22としては、例えば570nm以上の波長域の光を透過し、545nm以下の波長域の光を反射する特性(45°入射の場合)のものが使用できる。
Since the
また、集光レンズ21は、光源1からの光を細いビームにして第一のセル部912内の液相対象物に照射するためのものである。光源1としてのLEDランプは、ビームの広がり角が小さいものが好適に使用されるが、それでも小さな第一のセル部912に照射するものとしては広がりが大きいので、集光レンズ21で絞ってから照射するようにしている。集光レンズ21の開口数NAは、それほど大きいものは必要ではなく、0.5程度で良い。
集光レンズ21による集光位置(最もビームが細くなる位置)は、第一のセル部912の中央である。尚、ビーム径は最も細い位置で0.5〜1.5mm程度である。尚、集光レンズ21は、液相対象物中の蛍光物質から発せられた蛍光を集めて検出器3に入射させる目的でも配置されている。
The condensing
The condensing position by the condensing lens 21 (the position where the beam becomes the thinnest) is the center of the
検出器3は、フォトダイオードを使用したものや光電管などの中から適宜選択される。本実施形態では、シリコンフォトダイオードを使用したものが採用されている。
また、図2に示すように、ケーシング5の前面には、光度計の動作状態や測定結果を表示するディスプレイ52と、幾つかの操作ボタン531〜536が設けられている。操作ボタン531〜536のうちの一つが、測定ボタン(光源1を動作させて検出器3の出力を取得するボタン)である。ディスプレイ52としては、液晶ディスプレイが採用でき、タッチパネルが採用されることもあり得る。この他、ケーシング5の側面には、不図示の電源スイッチが設けられている。
The
As shown in FIG. 2, a
次に、図2及び図3に示す蛍光光度計の信号処理系について説明する。図6は、図2及び図3に示す蛍光光度計のブロック図である。
図3に示すように、ケーシング5内には、制御ボックス60が設けられている。制御ボックス60内には、各部の制御や信号処理を行う制御部6が設けられている。制御部6は、図6に示すように、演算処理を行うプロセッサ61や、データやプログラムを記憶するためのメモリ62などを有している。
検出器3は、蛍光を受光する光電変換部(この例ではシリコンフォトダイオード)31と、光電変換部31の出力信号を増幅する増幅器32と、増幅された信号に基づいて蛍光強度の信号として出力する出力回路33とを含んでいる。出力回路33は、光度(蛍光強度)を絶対値で表示するための校正回路を必要に応じて含む。
Next, the signal processing system of the fluorometer shown in FIGS. 2 and 3 will be described. FIG. 6 is a block diagram of the fluorometer shown in FIGS. 2 and 3.
As shown in FIG. 3, a
The
制御部6には、検出器3からの出力の他、各操作ボタン531〜536からの操作信号や電源スイッチからの信号が入力されるようになっている。また、制御部6には、不図示のインターフェースを介してディスプレイ52が接続されている。
尚、図2に示すように、ケーシング5内には、電池ケース8が設けられている。電池ケース8には、光源1や検出器3、制御部6などに必要な電圧を供給する電池が装着される。
また、図3には不図示であるが、蛍光光度計は、温度センサ64を内蔵している。図6に示すように、温度センサ64は制御部6に接続されており、ケーシング5内の雰囲気温度の信号を制御部6に常時送信している。
In addition to the output from the
As shown in FIG. 2, a
Although not shown in FIG. 3, the fluorometer includes a
このような蛍光光度計は、試料容器91内に予め収容されている検査液81,82の情報を取得し、この情報を利用して測定を最適化するようになっている。この情報の中に、前述した相関比Rが含まれる。
まず、図5に示すように、蛍光測定キットに含まれる試料容器91には、収容された検査液81,82の情報をコード化した液情報コード部93が設けられている。本実施形態では、液情報コード部93は、図5に示すようにバーコードとなっている。液情報コード部93は、試料容器91の側面の平坦面部92に液情報コード部93が設けられている。例えば、バーコードをシールに印刷し、平坦面部92に貼り付けることで液情報コード部93とすることができる。
Such a fluorometer obtains information on the
First, as shown in FIG. 5, the
一方、蛍光光度計は、このような液情報コード部93を読み取るコードリーダ7を備えている。液情報コード部93はバーコードであるので、コードリーダ7はバーコードリーダである。図3に示すように、コードリーダ7は、容器装着部4に取り付けられている。
容器装着部4は、途中の高さの位置に読み取り用開口41を有している。読み取り用開口41の縁から斜め上方に突出するようにしてリーダ取付部42が形成されている。リーダ取付部42は短い筒状の部位である。コードリーダ7は、このリーダ取付部42内に嵌め込まれて保持されており、読み取り用開口41を通して光照射したり受光したりすることが可能となっている。
On the other hand, the fluorimeter includes a
The
尚、図3に示すように、読み取り用開口41及びリーダ取付部42は、中央側の側面に形成されている。「中央側」とは、蛍光光度計の中央側ということである。したがって、コードリーダ7も中央側から読み取りを行うようになっている。
図7は、図3に示すコードリーダ7の概略構成及びその動作原理を示した図である。図7の(1)は、コードリーダ7が液情報コード部93を読み取っている状態を示し、(2)は試料容器91の装着を検知するセンサとして動作している状態を示している。図7に示すように、コードリーダ7は、液情報コード部93に光を照射する発光器71と、液情報コード部93からの光を受光する受光器72と、受光器72からの出力信号を処理してデジタル信号を得る二値化素子73とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the
前述したように、試料容器91はケーシング5の挿入孔40から挿入される。この際、挿入孔40の直線状部401が平坦面部92に合わせられるので、挿入の際、平坦面部92は中央側を向くことになる。この状態で試料容器91が押し下げられると、図2及び図3から解るように、液情報コード部93が読み取り用開口41の前を通り過ぎる状態となり、その際に、コードリーダ7によって液情報コード部93が読み取られる。
As described above, the
より具体的に説明すると、本実施形態ではコードリーダ7の位置は固定されており、この位置に対して液情報コード部93が相対的に移動する。発光器71は、一定の領域に光照射しており、この光照射領域を液情報コード部93が通り過ぎることになる。したがって、液情報コード部93は、下端箇所が光照射領域に達して光照射がされ、移動に伴って順次上側の箇所が光照射される。そして、移動終了時(装着完了時)には、上端箇所まで光照射が終了していることになる。つまり、試料容器91の移動によって光照射領域が相対的に走査(スキャン)される。
More specifically, in the present embodiment, the position of the
図7(1)に示すように、走査の際、受光器72には光照射された液情報コード部93からの光が入射し、その出力を二値化素子73が処理する。受光器72に入る光は、バーコードの明暗を反映したものとなり、それに従って二値化素子73がデジタル信号を出力する。尚、図3に示すように本実施形態のコードリーダ7は斜めから光照射するものであるが、液情報コード部93の表面で光は拡散又は散乱され、その光が受光器72で捉えられることになる。受光器72は、発光器71からの強い反射光が入射しないようにすることが推奨される場合が多く、本実施形態でもこれを考慮してコードリーダ7を斜めに取り付けている。
このようなコードリーダ7としては、例えば岡谷電機産業(株)製のRPU813Tなどを使用することができる。また、発光器71にレーザーを使用したものでも良く、例えばHonewell社のH0A6480などを使用することができる。
As shown in FIG. 7A, during scanning, light from the liquid
As such a
また、本実施形態において、コードリーダ7は、試料容器91の装着完了を検知する容器センサの役割も果たすようになっている。即ち、図7に示すように、液情報コード部93は、検査液情報をバーコードにした部分に続き、白色の比較的大きな矩形部分(以下、矩形部)94を有している。矩形部92は、試料容器91の装着完了を検知するためにコードリーダ7が読み取る部分(以下、装着検知用識別部)として設けられている。即ち、矩形部94は、反射率の高い部分であり、試料容器が装着位置に正しく位置した際、図7(2)に示すようにコードリーダ7が光を照射して反射光を受光する位置となっている。尚、装着検知用識別部は、黒色のパターンでも良く、矩形以外のパターンでも良い。
In the present embodiment, the
図6に示すように、制御部6は、試料容器91の装着状態の確認している旨の情報を保持する装着確認部63を備えている。コードリーダ7が矩形部94を読み取ることで出力される信号は、装着確認部63に送られる。装着確認部63は、情報をソフトウェア的に保持する場合には、装着確認部63はメモリの特定の記憶領域ということなるが、ハードウェア的に保持しても良く、例えば保持回路やフォトカプラ等によって装着確認がオンであることを保持しても良い。
As shown in FIG. 6, the
次に、このような蛍光光度計を使用した具体的な蛍光測定について説明する。以下の説明は、図1に示す蛍光測定方法の実施形態のより具体的な説明でもある。
図8は、図7に示す液情報コード部のフォーマットの一例について示した概略図である。図8に示すように、この例では、10桁の数字がバーコード化されている。このうち、最初の1桁が検査液特定情報、次の6桁が使用期限情報、次の3桁がR値となっている。
Next, specific fluorescence measurement using such a fluorometer will be described. The following description is also a more specific description of the embodiment of the fluorescence measurement method shown in FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the format of the liquid information code portion shown in FIG. As shown in FIG. 8, in this example, a 10-digit number is barcoded. Among these, the first one digit is the test solution specifying information, the next six digits are the expiration date information, and the next three digits are the R value.
本実施形態では、第一第二の二つの検査液が使用されるので、検査液特定情報は、二つの検査液の組合せを特定するものとなっている。同定や定量を行う目的物質に合わせて最適な検査液が第一第二の検査液として選定され、その組合せを示すID番号が検査液特定情報としてコーディングされる。この蛍光光度計が例えば4個程度の異なる目的物質の同定又は定量が可能であるとすると、それぞれの目的物質について最適な検査液の組み合わせが設定され、それぞれの検査液組合せについて0〜3の検査液IDが付与される。 In the present embodiment, since the first and second two test solutions are used, the test solution specifying information specifies a combination of the two test solutions. The optimal test liquid is selected as the first and second test liquids according to the target substance to be identified and quantified, and the ID number indicating the combination is coded as the test liquid specifying information. If this fluorometer is capable of identifying or quantifying, for example, about four different target substances, an optimal combination of test liquids is set for each target substance, and 0 to 3 tests are performed for each test liquid combination. Liquid ID is given.
使用期限情報については、最初の二桁が西暦の略記(2013年なら13)であり、その次の二桁が月、その次の二桁が日を意味するようになっている。130420なら、2013年4月20日が使用期限という意味である。尚、第一の検査液と第二の検査液について使用期限が異なる場合、どちらか短い方の使用期限が選択され、使用期限情報としてコーディングされる。 Regarding the expiration date information, the first two digits are abbreviations of the Western calendar (13 in 2013), the next two digits are the month, and the next two digits are the day. If it is 130420, it means that April 20, 2013 is the expiration date. When the expiration dates are different for the first and second test solutions, the shorter expiration date is selected and coded as expiration date information.
R値は、前述したように第一の検査液における相関比Rを意味するものとなっている。本実施形態では、R値として3桁の数字があてがわれている。この例では、R値の最初の数字は一の位、後の二つの数字は小数点以下を意味するものとなっている。即ち、図8に示すように“124”がR値であれば、相関比Rが1.24であることを意味する。 As described above, the R value means the correlation ratio R in the first test solution. In the present embodiment, a three-digit number is assigned as the R value. In this example, the first number of the R value means the one's place and the last two numbers mean the decimal point. That is, as shown in FIG. 8, if “124” is an R value, it means that the correlation ratio R is 1.24.
このようなフォーマットでコーディングされる検査液情報は、上述したようにコードリーダ7で読み取られ、制御部6に送られる。そして、制御部6で実行される測定プログラムに利用される。この際、直接扱えるデータの形で検査液情報をコーディングするのは難しく、読み取ったデータを別のデータに変換して利用する。メモリ62には、そのような変換を行うためのテーブル(対応表)が記憶されている。図9は、このテーブルの一例について示した概略図である。
図9に示すように、テーブルは、各検出液IDについて、目的物質名、算出式ID、参照データ等が対応づけられている。目的物質名は、検査液IDで特定される検査液組合せによって同定又は定量が行える目的物質の名称である。算出式IDは、前述した蛍光増強比Q1 */Q1を算出する際の式を特定するものである。本実施形態では、前述した式6又は式8に従って算出がされる。算出式IDが“1”が式6、“2”が式8を意味している。
The test solution information coded in such a format is read by the
As shown in FIG. 9, in the table, a target substance name, a calculation formula ID, reference data, and the like are associated with each detection liquid ID. The target substance name is the name of the target substance that can be identified or quantified by the test liquid combination specified by the test liquid ID. The calculation formula ID specifies the formula for calculating the above-described fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 . In the present embodiment, calculation is performed according to the above-described
参照データは、算出した蛍光増強比Q1 */Q1から同定又は定量を行う際に参照するデータである。同定の場合には、ある蛍光増強比Q1 */Q1がある閾値を超えているかで試料が目的物質を含むかどうか判断するので、当該閾値が参照データということになる。定量の場合、蛍光増強比Q1 */Q1に対応した目的物質の量の対応表であったり、蛍光増強比Q1 */Q1から目的物質の量を算出する算出式であったりする。 The reference data is data that is referred to when identification or quantification is performed from the calculated fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 . In the case of identification, it is determined whether or not the sample contains the target substance depending on whether a certain fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 exceeds a certain threshold value. Therefore, the threshold value is referred to as reference data. For quantification, or a correspondence table of the amount of the target substance corresponding to the fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1, or a calculation formula for calculating the amount of the target substance from the fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 .
次に、読み取った検査液情報及び図8に示すテーブルを用いる測定プログラムについて説明する。図10は、図1に示す蛍光測定方法を実施する測定プログラムの概略を示したフローチャートである。
蛍光光度計の電源スイッチがオンされるとメインプログラムが自動で起動し、ディスプレイ52に各操作メニューが表示される。ここで測定メニューを選択すると、図10に示す測定プログラムが起動する。
Next, a measurement program using the read test solution information and the table shown in FIG. 8 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing an outline of a measurement program for implementing the fluorescence measurement method shown in FIG.
When the power switch of the fluorometer is turned on, the main program is automatically started and each operation menu is displayed on the
測定プログラムは、まず、試料容器91の装着を確認する。通常は試料容器91が装着されていないので、装着確認部63の出力信号はオフであり、容器無しの旨の信号が制御部6に入力されている。メインプログラムは、容器無しの信号を確認した後、試料容器91の装着を促す初期画面をディスプレイ52に表示する。「試料容器を装着して下さい。」というようなメッセージを表示した画面である。
例外的に、コードリーダ7から容器有りの信号が送られる場合がある。試料容器91が既に装着されていて、コードリーダ7が矩形部94を読み取っている場合である。前回の測定で使用した試料容器91が装着されたままとなっているか、又は試料容器91を装着した後に電源スイッチをオンしたかである。いずれの場合も、測定に必要な検査液情報が取得できていない状態であるので、測定プログラムは、試料容器91の装着をし直させる画面を表示する。「試料容器が装着されたままとなっています。試料容器の装着をし直して下さい。」というような画面である。
The measurement program first confirms the mounting of the
As an exception, a signal indicating that there is a container may be sent from the
試料容器91が挿入孔40から挿入され、容器装着部4に正しく装着されると、前述したようにその際の移動を利用して液情報コード部93がコードリーダ7によって読み取られ、検査液情報が制御部6に送られる。制御部6は、メモリ62の所定の領域に検査液情報を格納する。
When the
測定プログラムは、メモリ62を参照し、検査液情報が取得できたかどうか確認する。取得できていなければ、上記画面(試料容器の装着を促す画面)の表示状態を維持する。また、測定プログラムは、装着確認部63の出力を参照し、試料容器91が正しく装着されているかどうかチェックする。確認できていなければ、同様に上記画面の表示状態を維持する。
検査液情報が取得でき、試料容器91の装着が確認されたら、図9に示すように、測定プログラムは、検査液情報を処理し、図8に示すフォーマットに従って検査液ID、使用期限情報、R値をそれぞれ取得する。
The measurement program refers to the
When the test liquid information can be acquired and the mounting of the
次に、測定プログラムは、図8に示すテーブルをメモリ62から呼び出し、検出液IDに従って当該検出液組合せについての目的物質名を取得する。そして、目的物質名をディスプレイ52に確認のために表示する。例えば、「試料容器の装着を確認しました。目的物質は○○です。」というような表示である。この際、OKボタンとキャンセルボタンがディスプレイ52に表示される。OKボタンが押されるとそのままプログラムが続行され、キャンセルボタンが押されると、プログラムが中止される。キャンセルボタンは、誤って違う目的物質の蛍光測定キットを使用してしまったときのためである。
Next, the measurement program calls the table shown in FIG. 8 from the
次に、測定プログラムは、システム時刻(プロセッサが内部情報として保有しているリアルタイムクロック)を呼び出し、使用期限情報と比較し、使用期限が過ぎていないかどうか判断する。使用期限が過ぎていれば、エラー処理を行う。即ち、図9では図示が省略されているが、その旨のエラーメッセージをディスプレイ52に表示する。この際、測定を続行するかどうかを尋ねる画面を表示し、続行ボタンかキャンセルボタンかのいずれかを押させるようにする。そして、この画面で続行ボタンが押された場合、測定プログラムは次のステップに進み、キャンセルボタンが押された場合、測定を行わずに測定プログラムが終了される。
Next, the measurement program calls the system time (the real-time clock held by the processor as internal information), compares it with the expiration date information, and determines whether the expiration date has passed. If the expiration date has passed, error processing is performed. That is, although not shown in FIG. 9, an error message to that effect is displayed on the
使用期限のチェックの後、測定プログラムは、第一の測定ステップを行わせる画面をディスプレイ52に表示する。即ち、測定プログラムは、「まず、試料を投入しない状態で測定ボタンを押して下さい。」というようなメッセージをディスプレイ52に表示する。測定ボタンの押下により光源1が動作し、検出器3が蛍光を捉えて蛍光強度を出力すると、測定プログラムはその値をメモリ変数に格納する。この値は、前述した式6又は式8におけるF1である。
After the expiration date check, the measurement program displays on the display 52 a screen for performing the first measurement step. That is, the measurement program displays on the display 52 a message such as “Please press the measurement button without first loading the sample”. When the
これが完了すると、測定プログラムは、「試料容器を取り出し、試料を投入して下さい。試料投入の際には、容器を軽く振った後、隔壁を破断して第一の検査液を第二の検査液に混合して下さい。その後、容器を再装着して測定ボタンを押して下さい。」というようなメッセージを表示する。そして、次に、測定ボタンの押下がされ、同様に検出器3から蛍光強度が出力されると、測定プログラムはその値を別のメモリ変数に格納する。この値は、前述した式6や式8におけるF2である。
When this is completed, the measurement program reads “Remove the sample container and load the sample. When loading the sample, shake the container lightly, then break the partition wall and use the first test solution for the second test. The message “Please mix with the liquid. Then, reload the container and press the measurement button.” Is displayed. Next, when the measurement button is pressed and the fluorescence intensity is similarly output from the
次に、測定プログラムは、取得した算出式IDを参照し、算出式IDに従って式6又は式8のどちらかの式で蛍光増強比Q1 */Q1の算出を行う。次に、参照データを参照し、最終的な測定結果を取得し、それをディスプレイ52に表示する。図9に示す例は同定を行う測定プログラムとなっており、参照データを適用して閾値を超えているかどうか判断する。そして、越えている場合には、「判定結果:Yes(試料は目的物質○○を含んでいます)」というような表示をする。越えていない場合には、「判定結果:No(試料は目的物質○○を含んでいません)」というような表示をする。
Next, the measurement program refers to the obtained calculation formula ID, and calculates the fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 using either
定量の場合には、参照データを適用して液相対象物中の目的物質の濃度が算出される。そして、混合比kと、第二の検査液に投入した試料の量とに従って、試料中の目的物質の含有量が求められる。尚、第二の検査液に投入する試料の量は、例えば規定の薬さじ1杯分というように共通した量として規定される。また、混合比kも定数として予め定められ、これらの数値を代入しつつ定量が行われる。 In the case of quantification, the reference data is applied to calculate the concentration of the target substance in the liquid phase object. Then, the content of the target substance in the sample is determined according to the mixing ratio k and the amount of the sample put into the second test solution. In addition, the amount of the sample put into the second test solution is defined as a common amount, for example, one cup of prescribed medicine. Further, the mixing ratio k is also determined in advance as a constant, and quantitative determination is performed while substituting these numerical values.
尚、測定プログラムは、上記測定の際、図10では図示が省略されているが、一回目の測定ボタンが押された後、装着確認部63の出力の監視を開始する。そして、二回目の測定ボタンが押される前に装着確認部63の出力がオフになったのが確認された場合、測定プログラムは、エラーメッセージを表示する。このエラーメッセージは、「試料投入状態の測定の前に試料容器が取り出されました。試料未投入の状態から測定をやり直して下さい。」というようなメッセージである。このエラーメッセージが表示されると、測定プログラムは、測定プログラムが起動した直後の状態に戻り、試料未投入の試料容器91の装着を促す画面がディスプレイ52に再度表示される。
二回目の測定ボタンが押されるまで、装着確認部63の出力がオフにならなければ、測定プログラムは、上記の通り算出式を選択し、参照データを適用して同定又は定量を行う。
Although the measurement program is not shown in FIG. 10 at the time of the measurement, monitoring of the output of the
If the output of the
尚、図8では図示が省略されているが、テーブルには、検査液IDで特定される各検査液組合せについて、使用可能温度範囲の情報が登録されている。図9に示す測定プログラムは、検査液情報を処理して検査液IDを取得した際、テーブルを参照してその検査液IDについての使用可能温度範囲の情報を取得する。そして、温度センサ64から送られる温度データを参照し、雰囲気温度が使用可能範囲に入っているかどうか判断する。使用可能範囲に入っていれば測定プログラムは続行され、入っていなければ、続行ボタンとキャンセルボタンとを表示するエラー動作を行うようになっている。ここで続行ボタンが押されれば測定プログラムは続行され、キャンセルボタンが押されれば測定プログラムは中止される。
Although not shown in FIG. 8, information on the usable temperature range is registered in the table for each test liquid combination specified by the test liquid ID. When the measurement program shown in FIG. 9 processes the test liquid information and acquires the test liquid ID, the measurement program refers to the table and acquires information on the usable temperature range for the test liquid ID. Then, with reference to the temperature data sent from the
このような蛍光測定方法について、より具体的な例を採り上げて説明する。より具体的な例として、前述したような禁止薬物の取締のために蛍光測定が行われることを想定する。例えば、上述した蛍光光度計が、コカイン、ヘロイン、覚醒剤、大麻の四つを検出可能なものであるとする。したがって、検査液としては、コカイン用、ヘロイン用、覚醒剤用、大麻用のいずれかが使用されることが予定される。 Such a fluorescence measurement method will be described using a more specific example. As a more specific example, it is assumed that fluorescence measurement is performed for the control of prohibited drugs as described above. For example, it is assumed that the above-described fluorometer can detect four of cocaine, heroin, stimulant and cannabis. Therefore, it is planned that any one of cocaine, heroin, stimulant, and cannabis is used as the test solution.
例えば、税関の検査において荷物に禁止薬物らしい白色の粉が付着していたとする。係員は、検査が必要だと判断し、荷物を一時的に取り置いた上で、粉を採取する。そして、まず、コカイン用の蛍光測定キットを使用し、試料を投入しないで蛍光測定した後、粉の一部を試料容器91に投入してもう一度蛍光測定を行う。測定の結果、コカインではないと判断されると、それがディスプレイ52に表示されるので、次に、ヘロイン用の蛍光測定キットを使用し、同様に測定を行う。そして、同様にヘロインではないとの結果が表示された場合、次に覚醒剤用の蛍光測定キットを使用し、同様に測定を行う。覚醒剤ではないとの結果であったら、さらに大麻用の蛍光測定キットを使用して測定を行う。このように、それぞれ専用の蛍光測定キットを順次使用することで、試料が特定の禁止薬物であるかどうか各々同定することができる。
For example, suppose that white powder, which seems to be a prohibited drug, is attached to a package during customs inspection. The clerk decides that an inspection is necessary and temporarily collects the baggage before collecting the powder. First, a fluorescence measurement kit for cocaine is used and fluorescence measurement is performed without introducing a sample, and then a part of the powder is introduced into the
税関での禁止薬物の取締以外にも、本実施形態の蛍光光度計を用いることができる。例えば、犯罪捜査の現場で禁止薬物を検出したり、犯行現場に残された化学物質を同定して証拠としたりする場合などである。これらの他にも、例えばスポーツ競技において行われるドーピング検査でも、本実施形態の蛍光光度計を使用することができる。この場合、被検者の尿を微量採取して試料とすることがあり得る。 Besides the control of prohibited drugs at customs, the fluorometer of this embodiment can be used. For example, when a prohibited drug is detected at a crime investigation site, a chemical substance left at the crime scene is identified and used as evidence. In addition to these, the fluorometer of the present embodiment can also be used in a doping test performed in, for example, a sports competition. In this case, a small amount of urine from the subject may be collected and used as a sample.
材料の面でより具体的な例を示すと、例えば代表的な覚醒剤として知られるメタンフェタミンについては、動物に免疫して得られた細胞株を培養することによってモノクローナル抗体を抗メタンフェタミン抗体として製造する技術が開示されている(特開平1−96198号公報,特開平5−7497号公報,特開平6−261784号公報等)。また、メタンフェタミンの蛍光標識色素としては、ペンタメチンシアニン誘導体からなるもの(特開平6−66725号公報)やメロシアニン誘導体からなるもの(特開平8−92211号公報)が知られている。
したがって、メタンフェタミン用の検査液としては、適宜選択された抗メタンフェタミン抗体に対して、適宜選択された蛍光標識色素を結合させて標識し、それを緩衝液としてのPBS溶液(リン酸生理延生理食塩水)に溶かしたものを用いることができる。
As a more specific example in terms of materials, for example, for methamphetamine known as a typical stimulant, a technique for producing a monoclonal antibody as an anti-methamphetamine antibody by culturing a cell line obtained by immunizing an animal Are disclosed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 1-96198, 5-7497, 6-261784, etc.). Further, as fluorescent dyes for methamphetamine, those composed of a pentamethine cyanine derivative (JP-A-6-66725) and those composed of a merocyanine derivative (JP-A-8-92211) are known.
Therefore, as a test solution for methamphetamine, an appropriately selected anti-methamphetamine antibody is labeled by binding an appropriately selected fluorescent labeling dye, and this is used as a PBS solution (phosphate physiological saline). What was dissolved in water) can be used.
実施形態の蛍光測定方法及び実施形態の蛍光光度計によれば、蛍光増強比Q1 */Q1を算出する際に、相関比Rを導入しているので、測定の煩雑化を回避しつつ十分な測定精度を得ることができる。相関比Rを導入しない場合、「目的物質以外からの蛍光」(ここでは、蛍光標識された抗体以外の物質からの蛍光)の強度を予め把握する手段がないので、それが無視し得ない大きさである場合、個別に測定する他ない。具体的には、蛍光試薬及び抗体を投入しない状態の検査液(ph調整剤などの添加剤が添加されただけの緩衝液)についてまず測定を行って蛍光強度を得た後、蛍光試薬及び抗体を投入して第一の検査液の状態としてもう一度測定して蛍光強度を得る。そして、第一の検査液に対して試料を投入した後にさらにもう一度測定し、その上で各値を算出式に代入して蛍光増強比Q1 */Q1を求めることになるので、結局、三回測定を繰り返すことになる。一方、実施形態の方法によれば、上記の通り二回の測定で済む。 According to the fluorescence measurement method of the embodiment and the fluorometer of the embodiment, since the correlation ratio R is introduced when calculating the fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 , avoiding complication of measurement. Sufficient measurement accuracy can be obtained. When the correlation ratio R is not introduced, there is no means for grasping in advance the intensity of “fluorescence from a substance other than the target substance” (here, fluorescence from a substance other than the fluorescently labeled antibody). If this is the case, there is no choice but to measure them individually. Specifically, the fluorescence reagent and the antibody are obtained by first measuring the test solution in a state where the fluorescent reagent and the antibody are not added (a buffer solution in which an additive such as a ph adjusting agent is added) to obtain the fluorescence intensity. And measure again as the state of the first test solution to obtain the fluorescence intensity. Then, after the sample is added to the first test solution, measurement is performed again, and then the values are substituted into the calculation formula to obtain the fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 . The measurement will be repeated three times. On the other hand, according to the method of the embodiment, two measurements are sufficient as described above.
また、本実施形態では、第二の検査液の混合比1−kが0.2〜0.4程度の値に設定されているので、試料や第二の検査液に蛍光物質が含まれる場合でも、目的物質であるクエンチング解消状態の抗体からの蛍光強度に比べてかなり小さくなり、無視し得る(ゼロとみなし得る)場合が多くなる。このため、式6によって蛍光増強比Q1 */Q1を求めた場合でも精度低下が問題になることが少なくなる。尚、混合比1−kを0.2よりも小さくするようにするとさらに効果的であるが、試料の量が少なすぎる結果、抗原が存在していたとしても十分な抗体反応が生じず、クエンチング解消作用が十分に生じない可能性がある。したがって、混合比1−kは0.2以上であることが好ましい。また、混合比1−kが0.4以上であると、試料や第二の検査液に蛍光物質が含まれている場合、無視し得なくなる場合が多く、問題が生じ得る。
In the present embodiment, since the mixing ratio 1-k of the second test solution is set to a value of about 0.2 to 0.4, a fluorescent material is contained in the sample or the second test solution. However, it is considerably smaller than the fluorescence intensity from the quenching-dissolved antibody as the target substance and can be ignored (can be regarded as zero) in many cases. For this reason, even when the fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 is obtained by
また、前述したように、第一の検査液から蛍光試薬と抗原とを除いた成分と第二の検査液の成分において、少なくとも蛍光物質である成分を一致させておけば、式8に従うことができる。このため、抗体及び蛍光試薬以外の成分については蛍光発光量が多くてゼロとみなせない場合でも、精度低下を招くことなく測定作業を簡略化させる効果が同様に得られることになる。
Further, as described above, if at least the component that is a fluorescent substance is matched between the component obtained by removing the fluorescent reagent and the antigen from the first test solution and the component of the second test solution, the
尚、殆どの蛍光物質において、発生する蛍光の量は温度が上昇すると強くなる。しかしながら、この上昇の仕方は多くの蛍光物質で一定であり、したがって、相関比Rは、温度によらずほぼ一定である場合が多い。相関比Rが温度によらず一定であれば、各検査液の使用温度範囲内のどの温度で測定を行っても結果が異なってしまうことはない。
仮に、相関比Rが使用温度範囲内の温度で大きく異なる場合には、その変化率を予め測定しておき、それを参照データの一つとしてメモリ62に記憶しておけば良い。液情報コード部93から取得した相関値Rを、温度センサ63から送られる温度データとメモリ62から読み取った変化率のデータに従って補正し、補正後の相関値Rを適用して蛍光増強比Q1 */Q1の算出を行えば良い。
In most fluorescent materials, the amount of fluorescence generated increases as the temperature increases. However, the manner of increase is constant for many fluorescent materials, and therefore the correlation ratio R is often almost constant regardless of temperature. As long as the correlation ratio R is constant regardless of the temperature, the result does not differ regardless of the temperature within the operating temperature range of each test solution.
If the correlation ratio R varies greatly depending on the temperature within the operating temperature range, the rate of change may be measured in advance and stored in the
上述したような測定作業の簡略化は、専門の技術者が実験室で測定を行うのではなく、禁止薬物の取締現場のように、技術者以外の者が実験室以外で簡易測定する場合に特に意義がある。専門的知識を持たない非技術者に煩雑な作業を行わせることは、測定ミスの原因になり易いし、測定作業が繁雑で時間がかかってしまうと、禁止薬物の取締といった目的にそぐわないものになってしまう。本実施形態の方法は、煩雑化を招くことなく十分な精度が確保されるので、非技術者が実験室外で簡易的に測定する場合等に好適であり、禁止薬物の取締といった、迅速性、簡便性が要求される現場に非常に適した方法となっている。 The simplification of the measurement work as described above is not performed by a specialized engineer in the laboratory, but when a person other than the engineer performs a simple measurement outside the laboratory, such as a prohibited drug enforcement site. Of particular significance. Making a non-technical person who does not have specialized knowledge perform complicated work is likely to cause measurement errors, and if the measurement work is complicated and time consuming, it is not suitable for the purpose of controlling prohibited drugs. turn into. Since the method of the present embodiment ensures sufficient accuracy without incurring complications, it is suitable for a case where a non-technical person simply measures outside the laboratory, etc. This method is very suitable for the field where simplicity is required.
また、実施形態の蛍光光度計によれば、試料容器91に設けられた液情報コード部93でコード化された情報に相関比Rが含まれており、それを読み取って算出式に代入するので、この点でも簡便な方法となっている。例えば、試料容器91には第一の検査液81の名称だけが表示されているような場合もあり得る。この場合、第一の検査液81についての相関比Rの対応表を印刷した紙を蛍光測定キットに含めておき、測定者が測定の際にその紙を見ながら相関比Rを蛍光光度計に手入力するような構成も考えられる。しかしながら、このような作業は非常に面倒であって測定を煩雑にしてしまうし、ミスも生じやすい。また、検査液の製造ロットにより相関比にばらつきがある場合、それを補償して測定を行うことは殆ど不可能である。
Further, according to the fluorometer of the embodiment, the information encoded by the liquid
実施形態の蛍光光度計がコードリーダ7を備えている点も、より測定を簡便にしている。液情報コード部93が前述したようにバーコードである場合、蛍光光度計がコードリーダを内蔵せず、汎用のバーコードリーダを接続して使用する構成であっても実施は可能である。しかしながら、測定の現場に蛍光光度計とバーコードリーダとを用意しなければならず、また測定のたびにバーコードを蛍光光度計に接続してデータを取得する必要で、煩雑この上ない。実施形態に蛍光光度計は、このような煩雑さとは無縁である。
尚、相関比Rについては、試料容器91に表示されている場合の他、図4に示す個装袋90に表示されていても良い。試料容器91に表示する場合も、相関比Rをそのまま数値で表示しても良いし、QRコード((株)デンソーウェーブ社の登録商標)のような他の情報コードで表示するようにし、それを読み取る手段を蛍光光度計が備えるようにしても良い。
The point that the fluorometer of the embodiment includes the
The correlation ratio R may be displayed on the
また、専門家ではない者が測定するという点では、実施形態の方法及び蛍光光度計は、別の意義ある構成を有している。即ち、前述したように、測定プログラムは、第一の測定ステップが終了した後、試料容器91が装着されたままであることを監視し、万が一、装着確認部63の出力がオフになった場合、試料容器91が取り出されたとして第一の測定ステップを再度行わせるようにしている。この点は、試料容器91の取り違えによる測定ミス、試料容器91を取り出すことによる測定条件の変化などを考慮したものである。
In addition, the method and the fluorometer of the embodiment have another meaningful configuration in that measurement is performed by a person who is not an expert. That is, as described above, the measurement program monitors that the
前述したように、実施形態の方法では、同定や定量の目的物質毎に蛍光測定キットが用意される。したがって、禁止薬物の取締のような測定現場では、試料容器91が何本も用意されていることが想定される。実施形態の蛍光光度計では、第一の測定ステップを行った後、試料容器91を取り出し、光度計から取り外した状態で試料の投入を行った後、試料容器91を再装着して第二の測定ステップを行うことも可能である。しかしながら、このようにすると、試料容器91の取り違えが生じ易い。物質A用の試料容器91を蛍光光度計に最初に装着して第一の測定ステップを行った後、近くにあった物質B用の試料容器91に取り違えてしまい物質B用の試料容器91に(物質Aだと疑われる)試料を投入してこの試料容器91を装着して第二の測定ステップを行った場合、各検査液が物質A用のものではないので当然ながら測定を誤ることになる。この場合、試料容器91が第一の測定ステップの後に取り外されたことを検知してエラーメッセージを表示し、第一の測定ステップからもう一度やり直させるようにすれば、液情報コード部93が再度読み取られ、目的物質がディスプレイ52に再度表示されるので、取り違えに気がつく。このため、誤った測定結果を得てしまうことが防止される。
As described above, in the method of the embodiment, a fluorescence measurement kit is prepared for each target substance for identification and quantification. Therefore, it is assumed that
上記のような問題は、多くの異なる試料について測定しなければならない場合にも生じ得る。例えば、事件捜査において犯行現場で発見された幾つかの物質について同定を行うような場合や、環境調査において異なる幾つかの場所で採取された試料を定量する場合、
採取ポイントを取り違えないように蛍光測定を行う必要がある。例えば、A,B,C三つのポイントで採取された試料A,B,Cがあり、それぞれについて蛍光測定キットが用意されたとする(目的物質は同じとする)。この場合、試料容器Aを装着して第一の測定ステップを行った後、試料容器Aを取り外して試料を投入するようなことをしていると、試料Bを投入した試料容器Bを取り違えて装着してしまい、この状態で第二の測定ステップを行うようなミスが生じ易い。この場合、第一の測定ステップにおいて蛍光強度F1を取得した第一の検査液と、第二の測定ステップで試料が投入されている第一の検査液とは、違うものである。つまり、同じ抗体について抗原との反応の前後での蛍光増強比を測定したことにならない。このため、測定結果の信頼性が低下する。
The above problems can also arise when many different samples have to be measured. For example, when identifying some substances discovered at the crime scene in an incident investigation, or when quantifying samples collected at several different places in an environmental investigation,
It is necessary to perform fluorescence measurement so that the sampling points are not mistaken. For example, it is assumed that there are samples A, B, and C collected at three points A, B, and C, and a fluorescence measurement kit is prepared for each sample (the target substances are the same). In this case, after the sample container A is mounted and the first measurement step is performed, if the sample container A is removed and the sample is loaded, the sample container B loaded with the sample B is mistaken. It is easy to make a mistake that the second measurement step is performed in this state. In this case, the first test solution that has acquired the fluorescence intensity F1 in the first measurement step is different from the first test solution in which the sample is introduced in the second measurement step. That is, the fluorescence enhancement ratio before and after the reaction with the antigen is not measured for the same antibody. For this reason, the reliability of a measurement result falls.
また、本実施形態の蛍光光度計は携帯型であるため、蛍光光度計が幾つもある状況が想定でき、このような状況では、光度計の取り違えも発生し易い。最初に光度計Aを使用して第一の測定ステップを行った後、試料を投入して試料容器を再装着する際、誤って光度計Bに装着してしまったとする。この場合、検査液は同じでも、光度計が異なるので、光源による励起光の強度とか、検出器の感度とかいった測定条件が異なってくる場合がある。また、経時使用により光学系に汚れ(曇り)があった場合も測定条件が大きく異なってくる。したがって、光度計の取り違えは測定精度の低下、測定結果の信頼性低下に直結し易い。 In addition, since the fluorometer of this embodiment is portable, it can be assumed that there are several fluorometers. In such a situation, the photometers are likely to be mixed up. It is assumed that after the first measurement step is first performed using the photometer A, when the sample is loaded and the sample container is remounted, the photometer B is erroneously mounted. In this case, even if the test solution is the same, since the photometers are different, measurement conditions such as the intensity of excitation light from the light source and the sensitivity of the detector may differ. Also, when the optical system is soiled (cloudy) due to use over time, the measurement conditions vary greatly. Therefore, a mistake in the photometer tends to directly lead to a decrease in measurement accuracy and a decrease in reliability of measurement results.
このような測定ミスは、専門の技術者が測定を行う専門の測定機関では生じにくいが、税関の職員のような専門外の者が行うと生じやすい。また、第一の測定ステップの後、試料容器が取り外されると、試料容器が直射日光や強い室内光に晒される結果、内部の検査液に変性や劣化が生じ、これが原因で測定精度が低下する場合もある。本実施形態では、このような点を考慮し、前述したように第一の測定ステップの後に試料容器91が取り外されるとエラー動作となるようにしている。
尚、試料容器91を装着した状態で試料の投入が可能な構造になっており、第一の測定ステップの後、第二の測定ステップの前に試料容器91が取り外されるとエラー表示(警告)を行ったり、測定を中止させたりする点は、相関比Rの導入とは別個の独立した意義を有しており、別個の独立した発明と観念することも可能である。
Such measurement mistakes are unlikely to occur in specialized measuring institutions that are measured by specialized engineers, but are more likely to occur when a non-specialist, such as a customs officer. In addition, if the sample container is removed after the first measurement step, the sample container is exposed to direct sunlight or strong room light, resulting in denaturation or deterioration of the internal test solution, which reduces the measurement accuracy. In some cases. In the present embodiment, in consideration of such points, as described above, when the
It should be noted that the structure is such that the sample can be loaded with the
また、測定条件の変化防止という観点では、第一の測定ステップが行われてから第二の測定ステップを行うまでの時間を制限することも有効である。例えば、検査液が空気に触れると少しずつ変性してしまう性質のものである場合、試料容器91は脱気された個装袋90に入れて提供される。この場合、試料容器91を個装袋90から取り出した後、短時間に測定を終了させる必要がある。検査液の変性以外にも、例えば電池の消耗で光源の出力が僅かに低下するとか、何らかの要因で雰囲気温度が変化するとかいった測定条件の変化があり得る。したがって、第一の測定ステップが終了した後、ある一定以上の時間が経過したら、測定を中止させるとか、エラーメッセージを表示するようにすると好適である。ある一定以上とは、例えば5分程度である。
From the viewpoint of preventing changes in measurement conditions, it is also effective to limit the time from the first measurement step to the second measurement step. For example, when the test solution is of a nature that gradually denatures when it comes into contact with air, the
尚、前述した測定動作において、検出器3の出力値からバックグラウンドノイズを除去するため、最初は試料容器91が無い状態で測定を行う場合がある。例えば、電源スイッチがオンされた際、試料容器の装着を促す画面を表示する前に自動で光源を動作させて検出器3の出力をモニタし、この値をバックグラウンドノイズとして各測定値から差し引くようにする。この場合のバックグラウンドノイズとしては、例えば励起光の波長と測定する蛍光の波長が一部重なっている場合、励起光が迷光となって蛍光用フィルタを透過して検出器3に入射してしまうことによるノイズがあり得る。
In the above-described measurement operation, in order to remove background noise from the output value of the
尚、本願発明において、第二の検査液を使用することは必須要件ではない。試料を第一の検査液に直接投入して測定する場合もあり得る。特に、第一の検査液における蛍光試薬及び抗体以外の成分が第二の検査液と同じである場合、第二の検査液を使用しない場合があり得る。試料自体が液相のものである場合、それをそのまま計量して第一の検査液に投入する場合もある。これらの場合も、相関比Rの導入の効果は同様に得られる。
また、第二の検査液を使用する場合も、第二の検査液が第一の検査液と同じ試料容器に予め収容されていなくても良い。即ち、蛍光測定キットは、第一の検査液を収容した試料容器と、第二の検査液を収容した別の試料容器を有するものであっても良い。
In the present invention, it is not essential to use the second test solution. In some cases, the sample is directly put into the first test solution for measurement. In particular, when the components other than the fluorescent reagent and the antibody in the first test solution are the same as those in the second test solution, the second test solution may not be used. When the sample itself is in a liquid phase, it may be weighed as it is and put into the first test solution. In these cases, the effect of introducing the correlation ratio R can be obtained in the same manner.
Also, when the second test solution is used, the second test solution may not be stored in advance in the same sample container as the first test solution. That is, the fluorescence measurement kit may have a sample container containing the first test solution and another sample container containing the second test solution.
次に、上述した実施形態の方法に即して蛍光増強比Q1 */Q1を実際に求めたより具体的な例について説明する。
この例では、モルヒネが目的物質(抗原)とされた。第一の検査液としては、モルヒネ用抗体を蛍光試薬で標識し、緩衝液に溶解して使用した。蛍光試薬としては、TAMRAが使用された。緩衝液としては、ph調整作用のあるPBS(リン酸塩生理食塩水)に、器壁付着防止剤としてのBSAを1vol%、たんぱく質安定剤としてTween20を0.05vol%で添加したものが使用された。第一の検査液におけるモルヒネ用抗体の濃度は、8nM(ナノモル)程度である。
Next, a more specific example in which the fluorescence enhancement ratio Q 1 * / Q 1 is actually obtained in accordance with the method of the above-described embodiment will be described.
In this example, morphine was the target substance (antigen). As the first test solution, a morphine antibody was labeled with a fluorescent reagent and dissolved in a buffer solution. TAMRA was used as the fluorescent reagent. As the buffer solution, PBS (phosphate physiological saline) having a ph-adjusting action added with 1 vol% BSA as a vessel wall adhesion inhibitor and 0.05 vol% Tween 20 as a protein stabilizer is used. It was. The concentration of the morphine antibody in the first test solution is about 8 nM (nanomol).
このような第一の検査液について、相関比Rを求めるための実験を行った。まず、モルヒネ用抗原及び蛍光試薬を投入しない状態で蛍光強度を測定したところ、5.3(任意単位)であった。次に、モルヒネ用抗原及び蛍光試薬を投入して蛍光強度を測定したところ、7.1であった。したがって、モルヒネ用抗原及び蛍光試薬の分の蛍光強度は1.8になり、相関比Rは5.3/1.8=2.94となった。7.1の蛍光強度は、前述したF1である。
一方、第二の検査液は、第一の検査液における緩衝液と全く同じ成分とした。即ち、PBSにBSAを1vol%、Tween20を0.05vol%で添加したものを使用した。この第二の検査液に試料であるモルヒネを投入し、濃度が100nM程度になるようにした。
An experiment for obtaining the correlation ratio R was performed on such a first test solution. First, the fluorescence intensity was measured in a state where no morphine antigen and fluorescent reagent were added, and it was 5.3 (arbitrary unit). Next, when the morphine antigen and the fluorescent reagent were added and the fluorescence intensity was measured, it was 7.1. Therefore, the fluorescence intensity of the morphine antigen and the fluorescent reagent was 1.8, and the correlation ratio R was 5.3 / 1.8 = 2.94. The fluorescence intensity of 7.1 is F 1 described above.
On the other hand, the second test solution was exactly the same component as the buffer solution in the first test solution. That is, PBS with 1 vol% BSA and 0.05 vol% Tween 20 was used. The second test solution was charged with morphine as a sample so that the concentration was about 100 nM.
このような試料(モルヒネ)入りの第二の検査液0.25ミリリットルを、0.75ミリリットルの第一の検査液に混合し、全体として1ミリリットルの液相対象物を得た。したがって、混合比kは、0.75である。このような液相対象物について、同様に蛍光測定したところ、蛍光強度(前述したF2)は23.7であった。モルヒネ用抗原からの蛍光発光は無視できるので、得られたF1及びF2を式8に適用して算出したところ、光増強比Q1 */Q1は13.6(単位なし)であった。即ち、蛍光強度が13.6倍に増強しており、抗原抗体反応に伴うクエンチングの解消により蛍光強度が大幅に増強されたことが確認された。
0.25 ml of the second test solution containing such a sample (morphine) was mixed with 0.75 ml of the first test solution to obtain 1 ml of a liquid phase object as a whole. Therefore, the mixing ratio k is 0.75. When such a liquid phase object was measured for fluorescence in the same manner, the fluorescence intensity (F 2 described above) was 23.7. Since the fluorescence emission from the antigen for morphine is negligible, the light enhancement ratio Q 1 * / Q 1 was 13.6 (no unit) when calculated by applying the obtained F 1 and F 2 to
1 光源
2 光学系
3 検出器
4 容器装着部
5 ケーシング
52 ディスプレイ
6 制御部
7 コードリーダ
81 第一の検査液
82 第二の検査液
91 試料容器
912 第一のセル部
913 第二のセル部
93 液情報コード部
S 試料
DESCRIPTION OF
Claims (8)
当該抗原に対する抗体を含む第一の検査液に対し、試料を投入していない状態で励起光を照射して当該第一の検査液からの蛍光の強度を測定する第一の測定ステップと、
第一の測定ステップの後、第一の検査液に試料を投入して得た液相対象物に励起光を照射して当該液相対象物からの蛍光の強度を測定する第二の測定ステップと、
第一第二の各測定ステップでの測定結果から試料の同定又は定量のための演算を行う演算ステップとを有しており、
演算ステップは、第一の検査液について予め取得されている相関比Rと、第一の測定ステップで測定された蛍光強度の値F1と、第二の測定ステップで測定された蛍光強度の値F2とに従って演算を行うステップであり、
相関比Rは、第一の検査液において、当該第一の検査液中の未反応の抗体により得られるであろう蛍光強度と、当該未反応の抗体以外の成分により得られるであろう蛍光強度の比であり、
演算ステップは、試料投入前の抗体による蛍光強度をQ1、試料投入後の抗体による蛍光強度をQ1 *としたとき、F1=Q1+R・Q1とし、これに基づいてF1とF2の値からQ1 */Q1を求めるステップであることを特徴とする蛍光測定方法。 A fluorescence measurement method for measuring fluorescence of a sample that seems to contain an antigen,
A first measurement step of measuring the intensity of fluorescence from the first test solution by irradiating the first test solution containing an antibody against the antigen with excitation light in a state where a sample is not charged;
After the first measurement step, a second measurement step for measuring the intensity of fluorescence from the liquid phase object by irradiating the liquid phase object obtained by putting the sample into the first test solution with excitation light. When,
A calculation step for performing calculation for identification or quantification of the sample from the measurement results in the first and second measurement steps,
Arithmetic step includes a correlation ratio R which is previously obtained for the first test solution, the value F 1 of the fluorescence intensity measured by the first measurement step, the measured value of fluorescence intensity in the second measurement step A step of performing an operation according to F 2 ,
The correlation ratio R is the fluorescence intensity that will be obtained from the unreacted antibody in the first test solution and the fluorescence intensity that will be obtained from components other than the unreacted antibody in the first test solution. The ratio of
Calculation steps, Q 1 fluorescence intensity with antibodies before sample loading, when the fluorescence intensity of antibodies after sample loading was Q 1 *, and F 1 = Q 1 + R · Q 1, and F 1 on the basis of this A fluorescence measurement method, which is a step of obtaining Q 1 * / Q 1 from the value of F 2 .
収容されている前記第二の検査液は、収容されている前記第一の検査液中の抗体以外の成分のうち無視し得ない蛍光を発する成分が少なくとも共通していることを特徴とする蛍光測定キット。 A fluorescence measurement kit used in the fluorescence measurement method according to claim 2, comprising a sample container containing the first test solution and the second test solution, wherein the sample container is a sample And the second test solution after mixing the second test solution with the first test solution,
The second test solution contained in the first test solution contains at least a component that emits fluorescence that cannot be ignored among components other than antibodies in the first test solution contained therein. Measurement kit.
収容されている前記第一の検査液中の抗体は蛍光試薬によって蛍光標識されており、
収容されている前記第二の検査液は、収容されている前記第一の検査液中の抗体及び蛍光試薬以外の成分のうち無視し得ない蛍光を発する成分が少なくとも共通していることを特徴とする蛍光測定キット。 A fluorescence measurement kit used in the fluorescence measurement method according to claim 3, comprising a sample container containing the first test solution and the second test solution, wherein the sample container is a sample And the second test solution after mixing the second test solution with the first test solution,
The antibody in the first test solution accommodated is fluorescently labeled with a fluorescent reagent,
The second test solution contained is at least a component that emits fluorescence that cannot be ignored among components other than the antibody and the fluorescent reagent in the first test solution contained. A fluorescence measurement kit.
蛍光物質が放出した蛍光の強度を検出する検出器と、
試料容器内に収容された液相対象物に光源からの励起光を導き、液相対象物からの蛍光を検出器に導く光学系と、
検出器から出力される蛍光強度のデータを処理する演算処理部とを備えており、
演算処理部は、試料容器内に予め収容されている第一の検査液を液相対象物として蛍光強度を測定した結果である第一の蛍光強度測定値F1と、第一の検査液に試料に投入して得た液相対象物について蛍光測定した結果である第二の蛍光強度測定値F2と、第一の検査液について予め取得されている相関比Rと従って演算処理を行うものであり、
第一の検査液は、試料が含むと思われる抗原に対する抗体を含んでおり、
相関比Rは、第一の検査液において、当該第一の検査液中の未反応の抗体により得られるであろう蛍光強度と、当該未反応の抗体以外の成分により得られるであろう蛍光強度の比であり、
演算処理部は、試料投入前の抗体による蛍光強度をQ1、試料投入後の抗体による蛍光強度をQ1 *としたとき、F1=Q1+R・Q1とし、これに基づいてF1とF2の値からQ1 */Q1を求めるものであることを特徴とする蛍光光度計。 A light source that emits excitation light to excite the fluorescent material;
A detector that detects the intensity of the fluorescence emitted by the fluorescent material;
An optical system that guides excitation light from the light source to the liquid phase object contained in the sample container and guides fluorescence from the liquid phase object to the detector;
An arithmetic processing unit that processes fluorescence intensity data output from the detector,
The arithmetic processing unit applies the first fluorescence intensity measurement value F 1 that is the result of measuring the fluorescence intensity using the first test solution previously stored in the sample container as a liquid phase object, and the first test solution. The second fluorescence intensity measurement value F 2 that is the result of fluorescence measurement on the liquid phase object obtained by putting it in the sample, and the correlation ratio R acquired in advance for the first test solution and performing the calculation process And
The first test solution contains antibodies against the antigen that the sample is supposed to contain,
The correlation ratio R is the fluorescence intensity that will be obtained from the unreacted antibody in the first test solution and the fluorescence intensity that will be obtained from components other than the unreacted antibody in the first test solution. The ratio of
The arithmetic processing unit assumes that F 1 = Q 1 + R · Q 1 when the fluorescence intensity due to the antibody before sample introduction is Q 1 and the fluorescence intensity due to the antibody after sample introduction is Q 1 *, and based on this F 1 Q 1 * / Q 1 is obtained from the values of F 2 and F 2 .
表示部に表示された前記相関比Rの読み取り手段を備えていることを特徴とする請求項7記載の蛍光光度計。 The sample container is provided as included in a fluorescence measurement kit, and the fluorescence measurement kit has a display unit displaying the correlation ratio R,
8. The fluorometer according to claim 7, further comprising means for reading the correlation ratio R displayed on the display unit.
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JP2014085294A (en) | 2014-05-12 |
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