Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2012233860A - Assay method of object to be analyzed in biological specimen and poct apparatus used therefor - Google Patents

Assay method of object to be analyzed in biological specimen and poct apparatus used therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2012233860A
JP2012233860A JP2011104566A JP2011104566A JP2012233860A JP 2012233860 A JP2012233860 A JP 2012233860A JP 2011104566 A JP2011104566 A JP 2011104566A JP 2011104566 A JP2011104566 A JP 2011104566A JP 2012233860 A JP2012233860 A JP 2012233860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor chip
light
binding partner
specific binding
metal film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011104566A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Iwata
博夫 岩田
Yusuke Arima
祐介 有馬
Mitsuaki Toda
満秋 戸田
Mai Kataoka
麻衣 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkray Inc
Kyoto University NUC
Original Assignee
Arkray Inc
Kyoto University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arkray Inc, Kyoto University NUC filed Critical Arkray Inc
Priority to JP2011104566A priority Critical patent/JP2012233860A/en
Publication of JP2012233860A publication Critical patent/JP2012233860A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/648Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel assay method of an object to be analyzed in a biological specimen applicable as a measuring method for a POCT apparatus.SOLUTION: The assay method of an object to be analyzed in a biological specimen includes the steps of: bringing a biological specimen, a specific binding partner A that specifically binds to an object to be analyzed in the biological specimen and a fluorescent substance into contact with a sensor chip, wherein the fluorescent substance is bound to the specific binding partner A or is capable of specifically binding to the specific binding partner A, the sensor chip includes a base plate, a metal film formed on the surface of the base plate and a specific binding partner B fixed on the metal film, the specific binding partner B is specifically bound to a portion of the object to be analyzed different from a bound portion of the specific binding partner A; irradiating the sensor chip with focused incident light from the opposite surface of the base plate formed with the metal film through a prism so as to generate a surface plasmon resonance on the metal film; and receiving fluorescent from the fluorescent substance excited by the surface plasmon resonance.

Description

本発明は、生体試料中の分析対象物のアッセイ方法及びそれに用いたPOCT装置に関する。   The present invention relates to an assay method for an analyte in a biological sample and a POCT apparatus used therefor.

病気の発見や予防のために、血液又は尿等といった生体試料を用いた様々な検査が行われている。この検査は、計測が正確でかつ多種の計測が一度にできるという利点から、通常、臨床検査センターといった専門機関において集中して行われることが多い。しかしながら、このように専門機関にて集中して検査を行う場合、病院等で採取された検体の集配等といった作業が必要となることから、検査結果が得られるまでに時間を要するというデメリットや、検査に必要となる試料の量が多くなるというデメリットがある。このため、近年、POC(Point of Care)の有効活用が求められている。POCとは、診療現場において患者のそばで行う臨床検査のことをいい、POCT(Point of Care Testing)機器によって、患者のそばで様々な検査を行うことができれば、医師による迅速な診断及び/又は治療が可能になり、診療・治療の効率化及びスピード化が期待できる。   Various tests using biological samples such as blood or urine are performed for the detection and prevention of diseases. This test is usually performed in a concentrated manner in a specialized organization such as a clinical laboratory center because of the advantages that the measurement is accurate and various measurements can be performed at once. However, when performing examinations in such a concentrated manner at specialized institutions, work such as collection and delivery of samples collected at hospitals, etc. is required, so the demerit that it takes time to obtain test results, There is a demerit that the amount of the sample required for inspection increases. For this reason, in recent years, effective utilization of POC (Point of Care) has been demanded. POC refers to a clinical test performed by a patient in a clinical setting. If various tests can be performed by a patient using a POCT (Point of Care Testing) device, a quick diagnosis by a doctor and / or The treatment is possible, and the efficiency and speed of medical care and treatment can be expected.

POCでは、簡易で迅速な測定が求められることから、患者から採取した試料を、例えば、分離・精製等することなくそのまま使用することが望まれている。このため、POCT機器を用いた測定では、分離・精製等を行わない試料であっても、操作性が容易で、かつ高速・高感度での検出が可能となる方法が求められている。   In POC, since simple and quick measurement is required, it is desired to use a sample collected from a patient as it is without separation / purification, for example. For this reason, in a measurement using a POCT instrument, there is a demand for a method that is easy to operate and can be detected at high speed and high sensitivity even for a sample that is not subjected to separation / purification.

一方、表面プラズモン共鳴(SPR)を用いたバイオセンシングが注目されている。SPRは、金属膜表面に生じた表面プラズモン(弾性波)と、全反射した電磁波によって発生するエバネッセント波(光波)との間で生じる相互作用である。このSPRを利用することによって、金属膜近傍における屈折率の微小変化を検出できることから、抗原抗体反応を利用したイムノアッセイによる被検試料中の微量成分の定量が可能になる。SPRを利用したその他の方法として、例えば、表面プラズモン励起蛍光法(SPFS)がある。SPFSは、SPR発生時に金属膜表面に生じる増強電場を用いて蛍光物質を高効率に励起させる方法である。このように、SPFSは、高効率に励起させて蛍光検出をすることから、極微量及び/又は極低濃度の分析対象物を検出することができ、例えば、血液や尿等の検体中に含有される腫瘍マーカーや核酸等の検出を行うことが試みられている(特許文献1等)。   On the other hand, biosensing using surface plasmon resonance (SPR) has attracted attention. SPR is an interaction that occurs between a surface plasmon (elastic wave) generated on the surface of a metal film and an evanescent wave (light wave) generated by a totally reflected electromagnetic wave. By using this SPR, a minute change in the refractive index in the vicinity of the metal film can be detected, so that it is possible to quantify a trace component in a test sample by an immunoassay utilizing an antigen-antibody reaction. As another method using SPR, for example, there is a surface plasmon excitation fluorescence method (SPFS). SPFS is a method for exciting a fluorescent substance with high efficiency using an enhanced electric field generated on the surface of a metal film when SPR occurs. Thus, since SPFS is excited and excited to detect fluorescence, it can detect a trace amount and / or a very low concentration of an analyte, for example, contained in a sample such as blood or urine. Attempts have been made to detect such tumor markers and nucleic acids (Patent Document 1, etc.).

特開2010−271124号公報JP 2010-271124 A

本発明者らは、腫瘍マーカー等のバイオマーカーを診療現場ですぐに測定できれば、医師による迅速な診断及び/又は治療が可能になり、診療・治療の効率化及びスピード化が期待できることに着目し、SPFSの測定原理を用いた、POCT機器として利用可能な新たな測定方法の開発を試みた。SPFSの測定には、金属膜表面に生じる表面プラズモンとエバネッセント波との共鳴条件が満たされた角度で光が金属膜に入射されることが重要になる。しかしながら、患者から採取した試料を分離・精製等なしでそのまま使用した場合、被検試料ごとに含まれるタンパク質や塩の濃度等が異なる結果、被検試料ごとに試料の屈折率が異なる。この屈折率の変化が共鳴条件に影響を与え、ひいては測定シグナルに大きく影響を及ぼす。このため、高感度での検出を行うには被検試料ごとの共鳴条件の確認・調整を要することになり操作が極めて煩雑になるとともに、測定に時間を要する。一方、POCT機器は診療現場で使用されるため、迅速な測定、小型化及び易操作性が求められている。   The inventors of the present invention pay attention to the fact that if a biomarker such as a tumor marker can be measured immediately in a clinical setting, a rapid diagnosis and / or treatment by a doctor will be possible, and the efficiency and speed of medical treatment / treatment can be expected. We have attempted to develop a new measurement method that can be used as a POCT instrument using the SPFS measurement principle. For the measurement of SPFS, it is important that light is incident on the metal film at an angle satisfying the resonance condition between the surface plasmon generated on the metal film surface and the evanescent wave. However, when a sample collected from a patient is used as it is without separation / purification, the refractive index of the sample is different for each test sample as a result of the concentration of the protein or salt contained in the test sample being different. This change in refractive index affects the resonance conditions and thus greatly affects the measurement signal. For this reason, in order to perform detection with high sensitivity, it is necessary to confirm and adjust the resonance conditions for each test sample, which makes the operation extremely complicated and requires time for measurement. On the other hand, since a POCT device is used in a clinical setting, rapid measurement, downsizing, and easy operation are required.

そこで、本発明は、POCT機器における測定方法として利用可能な、生体試料中の分析対象物の新たなアッセイ方法を提供する。   Therefore, the present invention provides a new assay method for an analyte in a biological sample that can be used as a measurement method in a POCT instrument.

本発明は、生体試料中の分析対象物のアッセイ方法であって、生体試料、前記生体試料中の分析対象物に特異的に結合する特異的結合パートナーA、及び蛍光物質をセンサチップに接触させること、ここで、前記蛍光物質は、前記特異的結合パートナーAに結合しているか、又は前記特異的結合パートナーAに特異的に結合可能であり、前記センサチップは、基板と金属膜と特異的結合パートナーBとを含み、前記金属膜は前記基板表面に形成され、前記特異的結合パートナーBは前記特異的結合パートナーAの結合部位とは異なる前記分析対象物の部位に特異的に結合する特異的結合パートナーであって、前記金属膜上に固定化され; 前記センサチップに、前記基板の前記金属膜の形成面とは反対側の面からプリズムを経由して、前記金属膜において表面プラズモン共鳴が発生するように入射光を集光させて照射すること;及び、 前記表面プラズモン共鳴によって励起された前記蛍光物質の蛍光を受光することを含むアッセイ方法に関する。   The present invention relates to a method for assaying an analyte in a biological sample, wherein a biological sample, a specific binding partner A that specifically binds to the analyte in the biological sample, and a fluorescent substance are contacted with a sensor chip. Here, the fluorescent substance is bound to the specific binding partner A or can be specifically bound to the specific binding partner A, and the sensor chip is specific to the substrate and the metal film. A binding partner B, wherein the metal film is formed on the substrate surface, and the specific binding partner B specifically binds to a site of the analyte different from a binding site of the specific binding partner A. A binding partner, which is immobilized on the metal film; the gold on the sensor chip from the surface of the substrate opposite to the surface on which the metal film is formed via a prism. The surface plasmon resonance in the film is irradiated by converging the incident light to generate; and relates to an assay method comprising receiving fluorescence of the fluorescent substance excited by the surface plasmon resonance.

本発明によれば、POCT機器における測定方法として利用可能な、生体試料中の分析対象物の新たなアッセイ方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the new assay method of the analysis target substance in a biological sample which can be utilized as a measuring method in a POCT apparatus can be provided.

図1は、本発明の一実施の形態におけるSPFS装置の一例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of an SPFS apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施の形態における測定方法の一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of a measurement method according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施の形態におけるSPFS装置のその他の例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating another example of the SPFS apparatus according to the embodiment of the present invention. 図4は、実施例1及び比較例1の結果の一例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of the results of Example 1 and Comparative Example 1. 図5は、比較例2の結果の一例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an example of the result of Comparative Example 2. 図6は、実施例2の結果の一例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of the result of Example 2.

本発明は、特異的結合パートナーBが金属膜上に固定化されたセンサチップに、生体試料、生体試料中の分析対象物に特異的に結合する特異的結合パートナーA、及び蛍光物質を接触させた後、前記センサチップに異なる入射角の光を集光させて照射することにより、被検試料ごとに含まれるタンパク質や塩の濃度等が異なる場合であっても、入射角の調整等を行わなくても安定した測定が可能になり、さらには、操作性が優れ、迅速な測定及び装置の小型化が可能になりうるとの知見に基づく。また、本発明は、上記方法であれば、操作性が優れ、迅速な測定及び装置の小型化が可能になりうることから、POCT装置の測定原理として利用可能であるとの知見に基づく。   In the present invention, a biological sample, a specific binding partner A that specifically binds to an analyte in the biological sample, and a fluorescent substance are brought into contact with a sensor chip in which the specific binding partner B is immobilized on a metal film. After that, by condensing and irradiating light with different incident angles on the sensor chip, the incident angle is adjusted even when the concentrations of proteins and salts contained in each test sample are different. This is based on the knowledge that stable measurement is possible even without this, and that operability is excellent and rapid measurement and downsizing of the apparatus can be possible. In addition, the present invention is based on the knowledge that the above method can be used as the measurement principle of the POCT apparatus because it is excellent in operability and can enable rapid measurement and downsizing of the apparatus.

本発明のアッセイ方法によれば、金属膜においてSPRが発生するように様々な入射角の光を集光させてセンサチップに照射することから、被検試料ごとに入射角を調整するといった操作が不要となる。このため、本発明のアッセイ方法によれば、被検試料に含まれるタンパク質や塩濃度の違いに伴い被検試料ごとに屈折率が異なる場合であっても、簡易な操作性で、安定して高感度の測定が可能になるという効果を奏する。また、本発明のアッセイ方法によれば、入射角の調整等が不要であるため、迅速な測定が可能になるとともに、入射角調整のためのゴニオメータ等が不要となり装置の小型化及び軽量化が可能になるという効果を奏する。   According to the assay method of the present invention, since light of various incident angles is condensed and irradiated to the sensor chip so that SPR occurs in the metal film, an operation of adjusting the incident angle for each test sample is performed. It becomes unnecessary. For this reason, according to the assay method of the present invention, even if the refractive index differs for each test sample due to the difference in protein or salt concentration contained in the test sample, it is stable with simple operability. There is an effect that measurement with high sensitivity becomes possible. In addition, according to the assay method of the present invention, it is not necessary to adjust the incident angle, so that quick measurement is possible, and a goniometer or the like for adjusting the incident angle is not required, thereby reducing the size and weight of the apparatus. There is an effect that it becomes possible.

本明細書において「入射光を集光させる」とは、光源から出射された光束をスポット状に集めて照射することを含む。このように入射光を集光させて照射することによって、複数の入射角を有する光を入射光としてセンサチップに照射することができるため、被検試料ごとに入射角を調整するといった操作が不要となるとともに、安定な測定が可能になる。本明細書において「表面プラズモン共鳴(SPR)が生じるように入射光を集光させる」とは、SPRが生じる条件を満たす入射角を少なくとも含むように集光させることをいい、好ましくはSPR条件を満たす入射角を含む所定の範囲の入射角を有するように光を入射させることをいう。本明細書において「入射角」とは、光軸とセンサチップの主面の法線との間の角度であって、例えば、図1にてθで示す角度のことをいう。   In this specification, “condensing incident light” includes collecting and irradiating light beams emitted from a light source in a spot shape. By condensing and irradiating incident light in this way, it is possible to irradiate the sensor chip with light having a plurality of incident angles as incident light, which eliminates the need to adjust the incident angle for each test sample. In addition, stable measurement is possible. In this specification, “to collect incident light so that surface plasmon resonance (SPR) occurs” means to collect light so as to include at least an incident angle that satisfies the condition for generating SPR. It means that light is incident so as to have an incident angle within a predetermined range including the incident angle to be satisfied. In this specification, the “incident angle” is an angle between the optical axis and the normal line of the main surface of the sensor chip, for example, an angle indicated by θ in FIG.

本明細書において「生体試料」とは、被検体から採取された生体由来成分を含むものであって、特に限定されるものではないが、例えば、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液及び唾液等が挙げられる。生体試料は、易操作性及び迅速な測定を行う点からは、分離及び/又は精製されていないことが好ましく、より好ましくは被検体から採取したそのままの状態であることが好ましい。本明細書において「採取したそのままの状態」とは、被検体から採取後、分離及び/又は精製処理がなされていない状態のことをいう、例えば、被検体から採取した後、稀釈したものを含んでいてもよい。被検体としては、例えば、ヒト及び/又はヒト以外の哺乳類が挙げられる。   In the present specification, the “biological sample” includes a biological component collected from a subject and is not particularly limited. For example, blood, serum, plasma, urine, nasal fluid and saliva Etc. The biological sample is preferably not separated and / or purified from the viewpoint of easy operability and quick measurement, and more preferably as it is collected from the subject. As used herein, “as-collected state” refers to a state in which separation and / or purification treatment has not been performed after collection from a specimen, including, for example, diluted after being collected from a specimen. You may go out. Examples of the subject include humans and / or mammals other than humans.

本明細書において「分析対象物」とは、生体試料に含まれるものであって、特に限定されるものではないが、例えば、核酸(例えば、DNA、RNA、及びポリヌクレオチド等)、タンパク質(ポリペプチド、オリゴペプチド等)、アミノ酸、糖質、及び脂質等が挙げられ、具体的には、腫瘍マーカー、炎症マーカー及びシグナル伝達物質等が挙げられる。腫瘍マーカーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、α−フェトプロテイン(AFP)、癌胎児性抗原(CEA)、及び前立腺特異抗原(PSA)等が挙げられる。炎症マーカーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、C反応性タンパク質(CRP)等が挙げられる。   In the present specification, the “analytical object” is contained in a biological sample and is not particularly limited. For example, a nucleic acid (for example, DNA, RNA, polynucleotide, etc.), a protein (poly Peptides, oligopeptides, etc.), amino acids, carbohydrates, lipids, and the like, and specifically include tumor markers, inflammation markers, signal transduction substances, and the like. Although it does not specifically limit as a tumor marker, For example, (alpha) -fetoprotein (AFP), carcinoembryonic antigen (CEA), a prostate specific antigen (PSA) etc. are mentioned. The inflammation marker is not particularly limited, and examples thereof include C-reactive protein (CRP).

本明細書において「蛍光物質」とは、特異的結合パートナーAに結合しているか、又は特異的結合パートナーAに結合可能な蛍光標識であって、表面プラズモンによって励起させることによって蛍光を発光する物質のことをいう。また、本明細書において、蛍光物質は、特異的結合パートナーAそのものであってもよく、すなわち、特異的結合パートナーAが生体試料中の分析対象物に特異的に結合するとともに、蛍光を発光する物質であってもよい。   In the present specification, the “fluorescent substance” is a fluorescent label that binds to the specific binding partner A or can bind to the specific binding partner A, and emits fluorescence when excited by surface plasmons. I mean. In the present specification, the fluorescent substance may be the specific binding partner A itself, that is, the specific binding partner A specifically binds to the analyte in the biological sample and emits fluorescence. It may be a substance.

本明細書において「特異的結合パートナーA」とは、生体試料中の分析対象物に特異的に結合する結合パートナーをいう。特異的結合パートナーAとしては、特に限定されるものではないが、例えば、核酸(例えば、DNA、RNA、及びポリヌクレオチド等)、タンパク質(ポリペプチド、オリゴペプチド等)、アミノ酸、糖質、及び脂質等が挙げられる。タンパク質としては、特に限定されるものではないが、例えば、分析対象物を特異的に認識する抗体等が挙げられる。抗体としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、及び抗体断片等を含む。特異的結合パートナーAは、抗原抗体反応に使用できるもので好ましく、より好ましくはサンドイッチ型イムノアッセイに用いるものである。   As used herein, “specific binding partner A” refers to a binding partner that specifically binds to an analyte in a biological sample. Specific binding partner A is not particularly limited, and examples thereof include nucleic acids (for example, DNA, RNA, and polynucleotide), proteins (polypeptide, oligopeptide, and the like), amino acids, carbohydrates, and lipids. Etc. Although it does not specifically limit as protein, For example, the antibody etc. which recognize an analysis object specifically are mentioned. Although it does not specifically limit as an antibody, For example, a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, an antibody fragment, etc. are included. Specific binding partner A is preferably one that can be used for antigen-antibody reaction, and more preferably one that is used for sandwich immunoassay.

本明細書において「特異的結合パートナーB」とは、特異的結合パートナーAの結合部位とは異なる分析対象物の部位に特異的に結合するパートナーをいう。特異的結合パートナーBとしては、例えば、特異的結合パートナーAと同様のものが挙げられる。   As used herein, “specific binding partner B” refers to a partner that specifically binds to a site of an analyte different from the binding site of specific binding partner A. Examples of the specific binding partner B include those similar to the specific binding partner A.

本明細書において「センサチップ」とは、基板と、基板表面に形成された金属膜と、金属膜上に固定化された特異的結合パートナーBとを少なくとも含むチップをいう。センサチップは、例えば、抗原抗体反応を用いて、金属膜上に固定化された特異的結合パートナーBによって分析対象物をトラップすることができる。本明細書において「金属膜上に固定化された特異的結合パートナーB」とは、特異的結合パートナーBが金属膜表面に形成された金属膜以外の層を介して固定化されていること、及び特異的結合パートナーBが金属膜表面に直接固定化されていることを含み得る。金属膜以外の層としては、特に制限されるものではないが、例えば、後述する自己組織化単分子膜、及び高分子膜等のスペーサ層等が挙げられる。基板は、表面に金属膜を形成可能な平面状の支持体であることが好ましい。また、基板は、透明であることが好ましい。基板の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、石英ガラス、及びプラスチック等が挙げられる。プラスチックとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。基板は、高屈折率のものが好ましい。基板の屈折率は、例えば、1.5以上が好ましく、より好ましくは1.5〜2.2である。金属膜は、金、銀、アルミニウム、銅、及び白金からなる群から選択される少なくとも1種の金属から形成されることが好ましい。金属膜は、1種類の金属膜で形成されていてもよいし、材質の異なる複数の金属膜が積層されたものであってもよい。金属膜は、その他の金属で形成された接着層を介して基板上に形成されていてもよい。接着層の材質としては、例えば、クロム、及びチタン等が挙げられる。センサチップは、SPR又はSPFSに用いられる公知のセンサチップを使用してもよい。また、センサチップは、後述するプリズムと一体化したプリズム一体型センサチップであってもよい。   In this specification, the “sensor chip” refers to a chip including at least a substrate, a metal film formed on the substrate surface, and a specific binding partner B immobilized on the metal film. The sensor chip can trap the analyte by the specific binding partner B immobilized on the metal film, for example, using an antigen-antibody reaction. In the present specification, “specific binding partner B immobilized on a metal film” means that the specific binding partner B is immobilized via a layer other than the metal film formed on the surface of the metal film, And the specific binding partner B may be directly immobilized on the metal film surface. The layer other than the metal film is not particularly limited, and examples thereof include a self-assembled monomolecular film described later and a spacer layer such as a polymer film. The substrate is preferably a planar support capable of forming a metal film on the surface. The substrate is preferably transparent. The material of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include glass, quartz glass, and plastic. Although it does not specifically limit as a plastic, For example, a polycarbonate, a cycloolefin polymer, a polyethylene terephthalate etc. are mentioned. The substrate preferably has a high refractive index. For example, the refractive index of the substrate is preferably 1.5 or more, and more preferably 1.5 to 2.2. The metal film is preferably formed of at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, aluminum, copper, and platinum. The metal film may be formed of one type of metal film, or may be a laminate of a plurality of metal films of different materials. The metal film may be formed on the substrate through an adhesive layer formed of another metal. Examples of the material for the adhesive layer include chromium and titanium. As the sensor chip, a known sensor chip used for SPR or SPFS may be used. The sensor chip may be a prism integrated sensor chip integrated with a prism described later.

センサチップは、さらに、金属膜表面に自己組織化単分子膜及び/又は高分子膜が形成されていてもよい。この場合、特異的結合パートナーBは、自己組織化単分子膜又は高分子膜に固定化されていることが好ましい。自己組織化単分子膜を形成する分子としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルカンチオール等が挙げられる。自己組織化単分子膜としては、例えば、反応性官能基を有するアルカンチオールの単分子膜が挙げられる。反応性官能基としては、例えば、カルボキシル基、アミノ基、アルデヒド基、イミド基、酸クロライド、エポキシ基、及びイソシアネート基等が挙げられる。   The sensor chip may further have a self-assembled monomolecular film and / or polymer film formed on the surface of the metal film. In this case, the specific binding partner B is preferably immobilized on a self-assembled monolayer or polymer membrane. Although it does not specifically limit as a molecule | numerator which forms a self-assembled monolayer, For example, alkanethiol etc. are mentioned. Examples of the self-assembled monolayer include alkanethiol monolayers having reactive functional groups. Examples of the reactive functional group include a carboxyl group, an amino group, an aldehyde group, an imide group, an acid chloride, an epoxy group, and an isocyanate group.

[アッセイ方法]
本発明は、一つの態様として、生体試料、前記生体試料中の分析対象物に特異的に結合する特異的結合パートナーA及び蛍光物質をセンサチップに接触させること、前記センサチップに、前記基板の前記金属膜の形成面とは反対側の面からプリズムを経由して、前記金属膜においてSPRが発生するように入射光を集光させて照射すること、及び、前記SPRによって励起された前記蛍光物質の蛍光を受光することを含む生体試料中の分析対象物のアッセイ方法に関する。ここで、前記蛍光物質は、前記特異的結合パートナーAに結合しているか、又は前記特異的結合パートナーAに特異的に結合可能である。前記センサチップは、基板と金属膜と特異的結合パートナーBとを含み、前記金属膜は、前記基板表面に形成され、前記特異的結合パートナーBは、前記特異的結合パートナーAの結合部位とは異なる前記分析対象物の部位に特異的に結合する特異的結合パートナーであって、前記金属膜上に固定化されている。
[Assay Method]
One aspect of the present invention is that a biological sample, a specific binding partner A that specifically binds to an analyte in the biological sample, and a fluorescent substance are brought into contact with the sensor chip. Condensing and irradiating incident light so that SPR is generated in the metal film from a surface opposite to the surface on which the metal film is formed, and the fluorescence excited by the SPR The present invention relates to a method for assaying an analyte in a biological sample, which comprises receiving fluorescence of a substance. Here, the fluorescent substance is bound to the specific binding partner A or can specifically bind to the specific binding partner A. The sensor chip includes a substrate, a metal film, and a specific binding partner B. The metal film is formed on the surface of the substrate, and the specific binding partner B is a binding site of the specific binding partner A. A specific binding partner that specifically binds to a different site of the analyte, and is immobilized on the metal film.

生体試料、前記生体試料中の分析対象物に特異的に結合する特異的結合パートナーA及び蛍光物質と、センサチップとを接触させる順番は特に制限されず、例えば、蛍光物質を結合させた特異的結合パートナーAと生体試料とを接触させた後、センサチップと接触させてもよいし、まず生体試料をセンサチップと接触させた後、蛍光物質を結合させた特異的結合パートナーAをセンサチップに接触させてもよい。   The order in which the biological chip, the specific binding partner A that specifically binds to the analyte in the biological sample and the fluorescent substance, and the sensor chip are brought into contact with each other is not particularly limited. The binding partner A and the biological sample may be contacted and then contacted with the sensor chip. First, the biological sample is contacted with the sensor chip, and then the specific binding partner A to which the fluorescent substance is bound is used as the sensor chip. You may make it contact.

前記生体試料は、被検体から採取した生体試料を分離及び/又は精製処理を行うことなく使用することが好ましい。すなわち、被検体から採取した生体試料を分離及び/又は精製処理を行うことなく前記センサチップに接触させることが好ましい。   The biological sample is preferably used without separating and / or purifying the biological sample collected from the subject. That is, it is preferable that a biological sample collected from a subject is brought into contact with the sensor chip without performing separation and / or purification treatment.

入射光の照射は、異なる入射角の光線をセンサチップに集束させることを含むことが好ましい。入射光は、光束中心軸と光束外側との間の角度(図1のθ’)が10度以下の範囲の光を含むことが好ましく、十分な蛍光強度が得られるとともに、装置を小型化する点からは、5度以下の範囲の光を含むことがより好ましい。また、入射光は、より安定な測定を行う点から、光束中心軸と光束外側との間の角度(θ’)が3度以上の光を含むことが好ましく、より好ましくは4度以上の光を含む。入射光は、50〜70度の範囲の入射角(図1のθ)を有する光束を含むことが好ましく、十分な蛍光強度を得る点からは、55〜65度の範囲の入射角を有する光束を含むことが好ましい。   The irradiation of incident light preferably includes focusing light rays having different incident angles on the sensor chip. The incident light preferably includes light having an angle between the central axis of the light beam and the outside of the light beam (θ ′ in FIG. 1) in the range of 10 degrees or less, so that sufficient fluorescence intensity can be obtained and the apparatus can be downsized. From the point, it is more preferable to include light in a range of 5 degrees or less. In addition, the incident light preferably includes light having an angle (θ ′) between the light beam central axis and the light beam outer side of 3 degrees or more, more preferably light of 4 degrees or more from the viewpoint of performing more stable measurement. including. The incident light preferably includes a light beam having an incident angle (θ in FIG. 1) in the range of 50 to 70 degrees. From the viewpoint of obtaining sufficient fluorescence intensity, the light beam having an incident angle in the range of 55 to 65 degrees. It is preferable to contain.

本発明のアッセイ方法は、受光した蛍光強度に基づき、分析対象物の定量を行うことを含むことが好ましい。   The assay method of the present invention preferably includes quantifying the analyte based on the received fluorescence intensity.

本発明のアッセイ方法は、異なる被検体から採取された生体試料を用いて分析対象物のアッセイを行うことを含んでいてもよい。異なる被検体から採取された複数の生体試料を用いてアッセイを行った場合、試料ごとに屈折率が変動することがあるが、本発明のアッセイ方法は、様々な入射角の光を集光させて照射することから、そのような場合でも安定した測定を簡便な操作で行うことができる。   The assay method of the present invention may include assaying an analyte using biological samples collected from different subjects. When an assay is performed using a plurality of biological samples collected from different subjects, the refractive index may vary from sample to sample. However, the assay method of the present invention collects light of various incident angles. Therefore, stable measurement can be performed with a simple operation even in such a case.

[POCT装置]
本発明は、その他の態様として、本発明のアッセイ方法を行うための装置であって、SPRを生じさせるための光源と、前記光源からの光をセンサチップに集光させる集光部と、前記集光部にて集光された光が照射されることによって生じたSPRにより励起された蛍光を受光する蛍光受光部とを備えるPOCT装置に関する。
[POCT equipment]
In another aspect, the present invention is an apparatus for performing the assay method of the present invention, a light source for generating SPR, a light collecting unit for condensing light from the light source on a sensor chip, The present invention relates to a POCT apparatus including a fluorescence light receiving unit that receives fluorescence excited by SPR generated by irradiation of light condensed by a light collecting unit.

本発明のPOCT装置は、さらに、センサチップからの反射光を受光する反射光受光部を備えることが好ましい。   The POCT apparatus of the present invention preferably further includes a reflected light receiving unit that receives reflected light from the sensor chip.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。但し、以下の説明は一例に過ぎず、本発明はこれに限定されないことはいうまでもない。   Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. However, the following description is merely an example, and it goes without saying that the present invention is not limited to this.

[第1の実施形態]
図1に、第1の実施形態におけるSPFS装置の一例を示す。第1の実施形態におけるSPFS装置は、光源1、平行光作成部7、偏光光学素子8、集光部(集光レンズ)2、プリズム4、及び蛍光受光部3を備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an example of an SPFS apparatus in the first embodiment. The SPFS apparatus according to the first embodiment includes a light source 1, a parallel light creating unit 7, a polarizing optical element 8, a condensing unit (condensing lens) 2, a prism 4, and a fluorescence light receiving unit 3.

光源1は、センサチップに形成された金属膜においてSPRを発生させて蛍光物質を励起させるための光を照射するものである。光源1の波長は、センサチップに形成された金属膜に応じて適宜決定でき、金属膜が金膜である場合、例えば、600nm以上であり、好ましくは600〜700nmである。光源1としては、特に制限されず、例えば、点光源LED、及びLDレーザー等が使用できる。   The light source 1 emits light for generating SPR in a metal film formed on the sensor chip to excite a fluorescent substance. The wavelength of the light source 1 can be appropriately determined according to the metal film formed on the sensor chip. When the metal film is a gold film, it is, for example, 600 nm or more, preferably 600 to 700 nm. The light source 1 is not particularly limited, and for example, a point light source LED and an LD laser can be used.

平行光作成部7は、光源1からの光を平行光にするものである。図1に示す構成では、平行光作成部7は、絞り71及びレンズ72によって構成されているが、これに限定されるものではない。   The parallel light creation unit 7 converts the light from the light source 1 into parallel light. In the configuration shown in FIG. 1, the parallel light creating unit 7 is configured by the diaphragm 71 and the lens 72, but is not limited thereto.

偏光光学素子8は、光源1からの光のうち、SPRを効率よく発生させるp偏光を透過させるためのものである。偏光光学素子8としては、例えば、p偏光を透過可能な光学素子を使用できる。   The polarizing optical element 8 is for transmitting p-polarized light that efficiently generates SPR out of the light from the light source 1. As the polarizing optical element 8, for example, an optical element capable of transmitting p-polarized light can be used.

集光部2は、平行光作成部7により形成された平行光束を集光させるためのものであって、好ましくは光束中心軸上の1点に集光させるものである。集光部2としては、公知の集光光学系が使用できる。集光部2は、光束中心軸と光束外側との角度(図1のθ’)が3度以上、10度以下の範囲の光が照射可能なように配置されていることが好ましく、蛍光をより効率よく励起させる点からは、5度以下の範囲の光を照射可能なように配置されることがより好ましい。   The condensing unit 2 is for condensing the parallel light beam formed by the parallel light generating unit 7, and is preferably for condensing at one point on the central axis of the light beam. As the condensing part 2, a well-known condensing optical system can be used. The condensing unit 2 is preferably arranged so that light with an angle between the central axis of the light beam and the outside of the light beam (θ ′ in FIG. 1) in a range of 3 degrees to 10 degrees can be emitted. From the viewpoint of more efficient excitation, it is more preferable that the light source is disposed so as to be able to irradiate light in a range of 5 degrees or less.

プリズム4は、集光部2で集光された光を効率よくセンサチップに照射させるためのものである。また、プリズム4上には、センサチップ5を配置可能である。プリズム4としては、特に制限されず、例えば、三角プリズム、及び半円プリズム等が挙げられる。プリズム4の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、上述のセンサチップと同様の材質が挙げられる。   The prism 4 is for efficiently irradiating the sensor chip with the light collected by the light collecting unit 2. A sensor chip 5 can be disposed on the prism 4. The prism 4 is not particularly limited, and examples thereof include a triangular prism and a semicircular prism. The material of the prism 4 is not particularly limited, and examples thereof include the same material as that of the sensor chip described above.

蛍光受光部3は、表面プラズモンによって励起した蛍光を受光するものである。蛍光受光部3は、励起した蛍光を受光可能なように、プリズム4上に配置されたセンサチップ5の上部に配置されている。蛍光受光部3としては、特に制限されず、例えば、CCDカメラ、及び光電子倍増管等の微弱光を検出できるものが挙げられる。蛍光受光部3は、さらにセンサチップ5からの蛍光を受光するための光学系をさらに備えていてもよい。蛍光受光部3は、例えば、図1に示すように、対物レンズ33、蛍光フィルター32及びCCDカメラ31によって構成されていてもよい。   The fluorescence light receiver 3 receives fluorescence excited by surface plasmons. The fluorescence light receiving unit 3 is arranged on the upper part of the sensor chip 5 arranged on the prism 4 so that the excited fluorescence can be received. The fluorescent light receiving unit 3 is not particularly limited, and examples thereof include those capable of detecting weak light such as a CCD camera and a photomultiplier tube. The fluorescence light receiving unit 3 may further include an optical system for receiving fluorescence from the sensor chip 5. For example, as shown in FIG. 1, the fluorescence light receiving unit 3 may include an objective lens 33, a fluorescence filter 32, and a CCD camera 31.

蛍光受光部3は、図1に示すように、コンピュータ9と接続されていてもよい。これにより、受光部3によって検出された蛍光の出力、得られた蛍光強度に基づく分析対象物の定量等を行うことができる。   The fluorescence light receiving unit 3 may be connected to a computer 9 as shown in FIG. Thereby, the output of the fluorescence detected by the light receiving unit 3 and the determination of the analysis object based on the obtained fluorescence intensity can be performed.

図1に示すSPFS装置を用いたアッセイについて、図1及び2を用いて説明する。図2は、本発明のアッセイ方法の一実施形態を示す概略図である。図2において図1と同じ部材には同じ番号を付す。   An assay using the SPFS apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of the assay method of the present invention. In FIG. 2, the same members as those in FIG.

まず、図2(a)に示すように、センサチップ5を準備し、センサチップ5をプリズム4上に配置する。センサチップ5は、基板(図示せず)表面に金属膜(図示せず)が形成され、その金属膜上に特異的結合パートナーB 11が結合されているものであれば特に制限されず、例えば、SPR又はSPFSに使用されうる公知のセンサチップができる。基板の厚みは、特に限定されるものではなく、例えば、0.01〜10mmであり、好ましくは0.5〜5mmである。金属膜の厚みは、金属膜に含まれる材質等に応じて適宜決定でき、特に限定されるものではなく、例えば、70nm以下であり、好ましくは20〜70nm、より好ましくは30nm〜60nmである。センサチップにおいて、蛍光が生じないという現象(金属消光)を回避する点から、特異的結合パートナーB 11は、スペーサ層(図示せず)を介して金属膜上に固定化されていることが好ましい。スペーサ層の厚みは、金属膜の厚み等に応じて適宜決定できるが、上記金属消光を回避させる点から、例えば、20nm以上であることが好ましく、より好ましくは25nm以上、さらに好ましくは30nm以上である。特異的結合パートナーB 11は、測定対象となる分析対象物に応じて適宜決定できる。   First, as shown in FIG. 2A, the sensor chip 5 is prepared, and the sensor chip 5 is arranged on the prism 4. The sensor chip 5 is not particularly limited as long as a metal film (not shown) is formed on the surface of a substrate (not shown) and a specific binding partner B11 is bound on the metal film. , Known sensor chips that can be used for SPR or SPFS are available. The thickness of a board | substrate is not specifically limited, For example, it is 0.01-10 mm, Preferably it is 0.5-5 mm. The thickness of the metal film can be appropriately determined according to the material contained in the metal film, and is not particularly limited. For example, the thickness is 70 nm or less, preferably 20 to 70 nm, and more preferably 30 to 60 nm. In the sensor chip, the specific binding partner B11 is preferably immobilized on the metal film via a spacer layer (not shown) from the viewpoint of avoiding the phenomenon that the fluorescence does not occur (metal quenching). . The thickness of the spacer layer can be appropriately determined according to the thickness of the metal film, etc., but is preferably, for example, 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, and further preferably 30 nm or more from the viewpoint of avoiding the above-described metal quenching. is there. Specific binding partner B11 can be suitably determined according to the analyte to be measured.

センサチップ5には、流路6が形成されていてもよい。微量な薬液の送達の効率化及び反応促進の点からは、センサチップ5は流路6を備えることが好ましく、装置の小型化の点からは、センサチップ5は流路6を備えていないことが好ましい。   A flow path 6 may be formed in the sensor chip 5. The sensor chip 5 is preferably provided with a flow path 6 from the viewpoint of efficient delivery of a small amount of chemical solution and reaction promotion, and the sensor chip 5 is not provided with the flow path 6 from the viewpoint of miniaturization of the apparatus. Is preferred.

ついで、特異的結合パートナーAと、蛍光物質と、生体試料とを混合する。これにより、特異的結合パートナーAを生体試料中の分析対象物に結合させる。予め、測定時間の短縮及び易操作性の点からは、蛍光物質を特異的結合パートナーAに結合させておくことが好ましい。混合温度は、特に制限されず、例えば、4〜50℃であり、好ましくは10〜40℃である。混合時間は、特に制限されず、例えば、0.5〜30分間であり、好ましくは1〜20分間である。   Next, the specific binding partner A, the fluorescent substance, and the biological sample are mixed. As a result, the specific binding partner A is bound to the analyte in the biological sample. From the viewpoint of shortening the measurement time and easy operability, it is preferable to bind the fluorescent substance to the specific binding partner A in advance. The mixing temperature is not particularly limited, and is, for example, 4 to 50 ° C., preferably 10 to 40 ° C. The mixing time is not particularly limited, and is, for example, 0.5 to 30 minutes, preferably 1 to 20 minutes.

図2(b)に示すように、分析対象物12と、蛍光物質14を結合させた特異的結合パートナーA 13とを含む混合液をセンサチップ5に導入し、センサチップ5に、特異的結合パートナーA 13を介して蛍光標識された分析対象物を接触させる。これにより、図2(c)に示すように、センサチップ5上に固定化された特異的結合パートナーB 11に、上記分析対象物12を結合させる。接触温度は、特に制限されず、例えば、4〜50℃であり、好ましくは10〜40℃である。接触時間は、特に制限されず、例えば、0.5〜60分間であり、好ましくは5〜30分間である。   As shown in FIG. 2 (b), a mixed solution containing the analyte 12 and the specific binding partner A 13 to which the fluorescent substance 14 is bound is introduced into the sensor chip 5, and specific binding is performed on the sensor chip 5. The fluorescently labeled analyte is brought into contact via partner A13. As a result, as shown in FIG. 2 (c), the analyte 12 is bound to the specific binding partner B 11 immobilized on the sensor chip 5. The contact temperature is not particularly limited, and is, for example, 4 to 50 ° C., preferably 10 to 40 ° C. The contact time is not particularly limited, and is, for example, 0.5 to 60 minutes, preferably 5 to 30 minutes.

ついで、図2(d)に示すように、光源1からプリズム4を経由してセンサチップ5に向けて光を出射する。光源1からの光は、平行光作成部7及び偏光光学素子8を経て、平行光のp偏光となり、集光部2において、SPR条件となる入射角を含む異なる入射角でセンサチップ5に入射する成分を含むように集光される。集光された光は、センサチップ5の金属膜において表面プラズモン共鳴が生じるように、プリズム4を経由してセンサチップ5に照射され、表面プラズモン共鳴が発生する。この表面プラズモン共鳴によって、特異的結合パートナーB 11、分析対象物12及び特異的結合パートナーA 13を介して金属膜上に固定化された蛍光物質14が励起され、蛍光を発する。   Next, as shown in FIG. 2 (d), light is emitted from the light source 1 to the sensor chip 5 via the prism 4. The light from the light source 1 passes through the parallel light creating unit 7 and the polarizing optical element 8 to become p-polarized light of the parallel light, and enters the sensor chip 5 at the condensing unit 2 at different incident angles including an incident angle that is an SPR condition. The light is condensed so as to include a component that does. The condensed light is irradiated to the sensor chip 5 via the prism 4 so that surface plasmon resonance occurs in the metal film of the sensor chip 5, and surface plasmon resonance occurs. By this surface plasmon resonance, the fluorescent substance 14 immobilized on the metal film is excited through the specific binding partner B 11, the analyte 12 and the specific binding partner A 13 to emit fluorescence.

そして、励起された蛍光を、蛍光受光部3において測定する。上記のように、センサチップ5には、SPR条件となる入射角を含む複数の入射角を有する光が照射されることから、タンパク質や塩濃度の変化によりセンサチップ5に導入される混合液の屈折率が変動した場合であっても、安定して蛍光を測定することができる。   Then, the excited fluorescence is measured in the fluorescence light receiving unit 3. As described above, since the sensor chip 5 is irradiated with light having a plurality of incident angles including the incident angle that is the SPR condition, the liquid mixture introduced into the sensor chip 5 due to a change in protein or salt concentration. Even when the refractive index fluctuates, fluorescence can be measured stably.

蛍光受光部3で受光した蛍光強度に基づき、例えば、生体試料中の分析対象物を定量分析することができる。   Based on the fluorescence intensity received by the fluorescence light receiver 3, for example, an analysis object in a biological sample can be quantitatively analyzed.

[第2の実施形態]
図3に、第2の実施形態におけるSPR−SPFS装置の一例を示す。図3において、図1と同じ部材には同じ番号を付す。第2の実施形態におけるSPR−SPFS装置の構成は、反射光受光部10を備える以外は、第1の実施形態のSPFS装置の構成と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows an example of the SPR-SPFS apparatus in the second embodiment. In FIG. 3, the same members as those in FIG. The configuration of the SPR-SPFS apparatus in the second embodiment is the same as that of the SPFS apparatus of the first embodiment except that the reflected light receiving unit 10 is provided.

反射光受光部10は、センサチップ5とプリズム4との界面で反射した光を受光するものであって、センサチップ5の下部、すなわちプリズム4側に配置されている。反射光受光部10としては、特に制限されず、例えば、CCDカメラ、及びラインセンサー等が挙げられる。反射光受光部10は、センサチップ5とプリズム4との界面で反射した光を集光させるために集光光学系102をさらに備えていてもよい。反射光受光部10は、例えば、図3に示すように、集光レンズ102及びCCDカメラ101によって構成されていてもよい。反射光受光部10は、図3に示すように、PC9と接続されていてもよい。これにより、反射光受光部10によって検出がされた蛍光を出力することができる。   The reflected light receiving unit 10 receives light reflected at the interface between the sensor chip 5 and the prism 4, and is disposed below the sensor chip 5, that is, on the prism 4 side. The reflected light receiving unit 10 is not particularly limited, and examples thereof include a CCD camera and a line sensor. The reflected light receiving unit 10 may further include a condensing optical system 102 for condensing the light reflected at the interface between the sensor chip 5 and the prism 4. The reflected light receiving unit 10 may be constituted by, for example, a condenser lens 102 and a CCD camera 101 as shown in FIG. The reflected light receiving unit 10 may be connected to the PC 9 as shown in FIG. Thereby, the fluorescence detected by the reflected light receiving unit 10 can be output.

第2の実施形態におけるSPR−SPFS装置は、蛍光受光部3に加えて、反射光受光部10を備えることから、蛍光測定と合わせて反射光の測定を行うことができる。   Since the SPR-SPFS apparatus in the second embodiment includes the reflected light receiving unit 10 in addition to the fluorescence receiving unit 3, the reflected light can be measured together with the fluorescence measurement.

以下、実施例及び比較例を示して本発明についてさらに詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
本発明の方法を用いて、被検試料中の分析対象物のアッセイを行った。被検試料としては、異なる濃度(3%、7%及び10%)のウシ血清アルブミン(BSA)と分析対象物とを含む生理食塩水を準備した。分析対象物として肝細胞癌マーカーであるα−フェトプロテイン(AFP)を使用し、特異的結合パートナーAとして抗AFP抗体(ミクリ免疫研究所:クローン6D2)を使用し、蛍光物質としてAlexa647(Invitrogen)を使用し、特異的結合パートナーB(AFPと結合する一次抗体)として抗AFP抗体(ミクリ免疫研究所:クローン1D5)を使用した。
Example 1
The analyte in the test sample was assayed using the method of the present invention. As test samples, physiological saline containing bovine serum albumin (BSA) at different concentrations (3%, 7% and 10%) and the analyte was prepared. Α-fetoprotein (AFP), which is a hepatocellular carcinoma marker, is used as an analysis target, an anti-AFP antibody (Mikuri Immuno Laboratory: Clone 6D2) is used as a specific binding partner A, and Alexa647 (Invitrogen) is used as a fluorescent substance. The anti-AFP antibody (Mikuri Immuno Laboratory: Clone 1D5) was used as the specific binding partner B (primary antibody that binds to AFP).

[センサチップの作製]
ガラス基板(光学ガラス:S−LAL10、0.5mm)の片面にクロムを蒸着させてクロム膜(厚み:1nm)を形成し、その上に金を蒸着させて金膜(厚み:49nm)を形成した。ついで、金膜上に、11-Mercaptoundecanonc acid(HS(CH2)10COOH)を用いてカルボン酸を末端に有する自己組織化単分子膜(COOH−SAM、厚み:2nm)を形成した。カルボジイミド法を用いて、COOH−SAMが形成された基板に活性エステルを導入し、特異的結合パートナーB(10μg/mL)を固定化した。
[Fabrication of sensor chip]
Chromium is vapor-deposited on one side of a glass substrate (optical glass: S-LAL10, 0.5 mm) to form a chromium film (thickness: 1 nm), and gold is vapor-deposited thereon to form a gold film (thickness: 49 nm). did. Subsequently, a self-assembled monomolecular film (COOH-SAM, thickness: 2 nm) having a carboxylic acid at the terminal was formed on the gold film using 11-Mercaptoundecanonc acid (HS (CH 2 ) 10 COOH). The active ester was introduced into the substrate on which COOH-SAM was formed using the carbodiimide method, and the specific binding partner B (10 μg / mL) was immobilized.

[SPFS装置の構成]
本実施例では、図1に示すSPFS装置を使用した。図1に示すように、SPFS装置は、光源1、平行光作成部7、偏光光学素子8、集光部(集光レンズ)2、プリズム4、受光部3、及びコンピュータ9を備える。プリズム4上には、流路6を備えるセンサチップ5を配置可能である。平行光作成部7は、絞り71及びレンズ72により形成されている。受光部3は、対物レンズ(×20)33、蛍光フィルター32及びCCDカメラ31によって構成され、CCDカメラ31はコンピュータ9と接続している。光源1からの光は、平行光作成部7によって平行光となり、ついで集光部2にて集光された後、プリズム4とセンサチップ5との界面に照射される。光源1、平行光作成部7、偏光光学素子8、及び集光部2は、光源1からプリズム4とセンサチップ5との界面に照射される入射光束がセンサチップ5に対して55〜65度となるように配置されている。光源1は、点光源LED(波長650nm)を使用した。プリズム4は、三角プリズム(光学ガラス:S−LAL10、屈折率=1.72)を使用した。
[Configuration of SPFS device]
In this example, the SPFS apparatus shown in FIG. 1 was used. As shown in FIG. 1, the SPFS device includes a light source 1, a parallel light creating unit 7, a polarizing optical element 8, a condensing unit (condensing lens) 2, a prism 4, a light receiving unit 3, and a computer 9. A sensor chip 5 including a flow path 6 can be disposed on the prism 4. The parallel light generator 7 is formed by a diaphragm 71 and a lens 72. The light receiving unit 3 includes an objective lens (× 20) 33, a fluorescent filter 32, and a CCD camera 31, and the CCD camera 31 is connected to the computer 9. The light from the light source 1 is converted into parallel light by the parallel light creating unit 7, and then collected by the light collecting unit 2 and then irradiated to the interface between the prism 4 and the sensor chip 5. In the light source 1, the parallel light creating unit 7, the polarizing optical element 8, and the light collecting unit 2, the incident light beam irradiated from the light source 1 to the interface between the prism 4 and the sensor chip 5 is 55 to 65 degrees with respect to the sensor chip 5. It is arranged to become. As the light source 1, a point light source LED (wavelength 650 nm) was used. As the prism 4, a triangular prism (optical glass: S-LAL10, refractive index = 1.72) was used.

[分析対象物のアッセイ]
被検試料に、蛍光物質で標識した特異的結合パートナーA(蛍光標識化抗AFP抗体)を添加して検体とした(検体中のAFPの終濃度:5ng/mL)。蛍光標識化抗AFP抗体としては、センサチップに固定した抗体とは異なるエピトープを認識するモノクローナル抗体を使用した。流路6を備えるセンサチップ5をSPFS装置のプリズム4に配置した後、調製した各検体を流路6に導入し、光源1からプリズム4とセンサチップ5との界面に光を照射して蛍光を測定した。その結果を、7%BSAの結果を1とした相対値として図3に示す。
[Analysis of analyte]
A specific binding partner A (fluorescent labeled anti-AFP antibody) labeled with a fluorescent substance was added to the test sample to prepare a sample (final concentration of AFP in the sample: 5 ng / mL). As the fluorescently labeled anti-AFP antibody, a monoclonal antibody that recognizes an epitope different from the antibody immobilized on the sensor chip was used. After the sensor chip 5 including the flow path 6 is arranged on the prism 4 of the SPFS apparatus, each prepared specimen is introduced into the flow path 6 and light is irradiated from the light source 1 to the interface between the prism 4 and the sensor chip 5 to fluoresce. Was measured. The result is shown in FIG. 3 as a relative value where the result of 7% BSA is 1.

(比較例1)
センサチップに照射される光の入射角を60度(1点)にした以外は、実施例1と同様に蛍光測定を行った。その結果を、実施例1の結果と合わせて図4に示す。
(Comparative Example 1)
Fluorescence measurement was performed in the same manner as in Example 1 except that the incident angle of light applied to the sensor chip was set to 60 degrees (one point). The results are shown in FIG. 4 together with the results of Example 1.

図4は蛍光強度の上昇速度比を示すグラフであって、図4(a)は実施例1のグラフであり、図4(b)は比較例1のグラフである。図4(b)に示すように、入射角を1点に固定して単一の入射角を入射した比較例1では、BSAの濃度によって蛍光シグナルの上昇速度が大きく変化した。これに対して、図4(a)に示すように、異なる入射角を有する光束を集光させて照射した実施例1は、比較例1と比較して、BSAの濃度の変化に伴う蛍光シグナルの上昇速度の変動がほとんど見られなかった。したがって、異なる入射角を有する光束を集光させて照射することによって、含まれるタンパク質や塩の濃度等が被検試料によって変動した場合であっても、安定した測定を行うことができることが確認できた。   FIG. 4 is a graph showing the rate of increase in fluorescence intensity. FIG. 4 (a) is a graph of Example 1, and FIG. 4 (b) is a graph of Comparative Example 1. As shown in FIG. 4B, in Comparative Example 1 in which the incident angle was fixed at one point and a single incident angle was incident, the rate of increase in the fluorescence signal greatly changed depending on the concentration of BSA. On the other hand, as shown in FIG. 4A, in Example 1 in which light beams having different incident angles are condensed and irradiated, the fluorescence signal accompanying the change in the concentration of BSA is compared with Comparative Example 1. There was almost no fluctuation in the ascent rate. Therefore, by collecting and irradiating light beams having different incident angles, it can be confirmed that stable measurement can be performed even when the concentration of contained protein or salt varies depending on the test sample. It was.

なお、この単一の入射角を入射した場合に試料に含まれるタンパク質の濃度によって蛍光シグナルの上昇速度が大きく変化することは、共存タンパク質がBSA以外の場合でも確認されている。その結果を、比較例2に示す。   It has been confirmed that when the single incident angle is incident, the rate of increase in the fluorescence signal greatly varies depending on the concentration of the protein contained in the sample even when the coexisting protein is other than BSA. The results are shown in Comparative Example 2.

(比較例2)
BSAに替えてヒト血清アルブミン(HSA)(シグマ製、A1653)を使用し、分析対象物としてCRP、特異的結合パートナーAとしてCRPモノクローナル抗体(イムノプローブ製、クローンNo.8、L/N080317)、特異的結合パートナーBとしてCRPモノクローナル抗体(イムノプローブ製、クローンNo.7、L/N030700)を使用し、センサチップに照射される光の入射角を59度(1点)にした以外は、実施例1と同様に蛍光測定を行った。その結果を、7%HSAの結果を1とした相対値として図5に示す。図5に示すとおり、HSAの濃度によって蛍光シグナルの上昇速度が大きく変化した。
(Comparative Example 2)
Human serum albumin (HSA) (Sigma, A1653) was used instead of BSA, CRP as the analyte, CRP monoclonal antibody as the specific binding partner A (Immunoprobe, clone No. 8, L / N080317), Except for using CRP monoclonal antibody (Clone No.7, L / N030700, manufactured by Immunoprobe) as specific binding partner B and setting the incident angle of light irradiated to the sensor chip to 59 degrees (one point) Fluorescence measurement was performed in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG. 5 as a relative value with the result of 7% HSA being 1. As shown in FIG. 5, the increase rate of the fluorescence signal greatly changed depending on the concentration of HSA.

(実施例2)
被検試料として種々の濃度のAFPを含む市販のウシ胎児血清(FBS)を用いた以外は、実施例1と同様の条件及び装置を用いて測定を行った。その結果の一例を図6に示す。図6に示すように、入射光を集光させて照射することによって、高濃度のタンパク質が共存する血清中であっても臨床的カットオフ値(10ng/mL)以下でAFPの定量が可能であることが示された。
(Example 2)
Measurements were performed using the same conditions and apparatus as in Example 1 except that commercially available fetal bovine serum (FBS) containing various concentrations of AFP was used as the test sample. An example of the result is shown in FIG. As shown in FIG. 6, AFP can be quantified at a clinical cut-off value (10 ng / mL) or less even in serum in which a high concentration of protein coexists by condensing and irradiating incident light. It was shown that there is.

以上の結果より、本発明のアッセイ方法によれば、被検試料ごとに含まれるタンパク質や塩の濃度等が異なる場合であっても、簡単な操作で、かつ安定な測定が可能であることから、POCT機器における測定方法として有用であることが示唆された。   From the above results, according to the assay method of the present invention, even when the concentration of protein or salt contained in each test sample is different, it is possible to perform a stable measurement with a simple operation. It was suggested that it is useful as a measurement method in a POCT instrument.

本発明は、例えば、医療分野、臨床検査の分野等の様々な分野に有用である。   The present invention is useful in various fields, such as the medical field and the field of clinical examination.

Claims (10)

生体試料中の分析対象物のアッセイ方法であって、
生体試料、前記生体試料中の分析対象物に特異的に結合する特異的結合パートナーA、及び蛍光物質をセンサチップに接触させること、ここで、前記蛍光物質は、前記特異的結合パートナーAに結合しているか、又は前記特異的結合パートナーAに特異的に結合可能であり、前記センサチップは、基板と金属膜と特異的結合パートナーBとを含み、前記金属膜は前記基板表面に形成され、前記特異的結合パートナーBは前記特異的結合パートナーAの結合部位とは異なる前記分析対象物の部位に特異的に結合する特異的結合パートナーであって、前記金属膜上に固定化され、
前記センサチップに、前記基板の前記金属膜の形成面とは反対側の面からプリズムを経由して、前記金属膜において表面プラズモン共鳴が発生するように入射光を集光させて照射すること、及び、
前記表面プラズモン共鳴によって励起された前記蛍光物質の蛍光を受光すること、を含む、アッセイ方法。
An assay method for an analyte in a biological sample, comprising:
Contacting a biological sample, a specific binding partner A that specifically binds to an analyte in the biological sample, and a fluorescent substance with a sensor chip, wherein the fluorescent substance binds to the specific binding partner A Or is capable of specifically binding to the specific binding partner A, the sensor chip includes a substrate, a metal film, and a specific binding partner B, and the metal film is formed on the substrate surface, The specific binding partner B is a specific binding partner that specifically binds to a site of the analyte different from the binding site of the specific binding partner A, and is immobilized on the metal film,
Irradiating the sensor chip by collecting incident light so that surface plasmon resonance occurs in the metal film via a prism from a surface opposite to the surface on which the metal film is formed on the substrate; as well as,
Receiving the fluorescence of the fluorescent material excited by the surface plasmon resonance.
前記入射光の照射は、異なる入射角の光線を前記センサチップに集束させることを含む、請求項1記載のアッセイ方法。 The assay method according to claim 1, wherein the irradiation of the incident light includes focusing light beams having different incident angles on the sensor chip. 前記入射光の照射は、50〜70度の範囲の入射角を有する光束を前記センサチップに集光させることを含む、請求項1又は2に記載のアッセイ方法。 The assay method according to claim 1 or 2, wherein the irradiation of the incident light includes condensing a light beam having an incident angle in a range of 50 to 70 degrees on the sensor chip. 前記受光した蛍光強度に基づき、分析対象物の定量を行うことを含む、請求項1から3のいずれかに記載のアッセイ方法。 The assay method according to any one of claims 1 to 3, comprising quantifying the analyte based on the received fluorescence intensity. 前記生体試料は、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液及び唾液からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1から4のいずれかに記載のアッセイ方法。 The assay method according to any one of claims 1 to 4, wherein the biological sample includes at least one selected from the group consisting of blood, serum, plasma, urine, nasal fluid and saliva. 被検体から採取した生体試料を分離及び/又は精製処理を行うことなく前記センサチップに接触させることを含む、請求項1から5のいずれかに記載のアッセイ方法。 The assay method according to any one of claims 1 to 5, comprising bringing a biological sample collected from a subject into contact with the sensor chip without performing separation and / or purification treatment. 異なる被検体から採取された生体試料に対して分析対象物のアッセイを行うことを含む、請求項1から6のいずれかに記載のアッセイ方法。 The assay method according to any one of claims 1 to 6, comprising assaying an analyte on biological samples collected from different subjects. 前記金属膜は、金、銀、アルミニウム、銅、及び白金からなる群から選択される少なくとも1種の金属から形成される、請求項1から7のいずれかに記載のアッセイ方法。 The assay method according to claim 1, wherein the metal film is formed of at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, aluminum, copper, and platinum. 請求項1から8のいずれかに記載のアッセイ方法を行うための装置であって、
表面プラズモン共鳴を生じさせるための光源と、
前記光源からの光をセンサチップに集光させる集光部と、
前記集光部にて集光された光が照射されることによって生じた表面プラズモン共鳴により励起された蛍光を受光する蛍光受光部と、を備えるPOCT装置。
An apparatus for performing the assay method according to any one of claims 1 to 8, comprising:
A light source for generating surface plasmon resonance;
A condensing unit for condensing light from the light source on a sensor chip;
A POCT apparatus comprising: a fluorescence light receiving unit that receives fluorescence excited by surface plasmon resonance generated by irradiation of light collected by the light collecting unit.
さらに、前記センサチップからの反射光を受光する反射光受光部を備える、請求項9記載のPOCT装置。 The POCT apparatus according to claim 9, further comprising a reflected light receiving unit that receives reflected light from the sensor chip.
JP2011104566A 2011-05-09 2011-05-09 Assay method of object to be analyzed in biological specimen and poct apparatus used therefor Pending JP2012233860A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011104566A JP2012233860A (en) 2011-05-09 2011-05-09 Assay method of object to be analyzed in biological specimen and poct apparatus used therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011104566A JP2012233860A (en) 2011-05-09 2011-05-09 Assay method of object to be analyzed in biological specimen and poct apparatus used therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012233860A true JP2012233860A (en) 2012-11-29

Family

ID=47434294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011104566A Pending JP2012233860A (en) 2011-05-09 2011-05-09 Assay method of object to be analyzed in biological specimen and poct apparatus used therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012233860A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680258A (en) * 2017-02-09 2017-05-17 重庆科技学院 Total internal reflection detection workbench
WO2021076604A1 (en) 2019-10-15 2021-04-22 Lacrisciences, Llc Multiplexed surface plasmon resonance sensing of analytes in liquid sample

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04501462A (en) * 1988-11-10 1992-03-12 バイアコア・アクチエボラーグ optical biosensor device
JP2004061211A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Shimadzu Corp Method and device for detecting fluorescence
JP2004317295A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Fuji Photo Film Co Ltd Biosensor
JP2007024883A (en) * 2005-07-11 2007-02-01 Agilent Technol Inc Method of improving sensitivity of poct device using gold and silver nanoparticle by substrate containing nanostructure or nanoparticles interacting with labeled particles
JP2007527278A (en) * 2004-01-08 2007-09-27 アンソニー, ピー. カッポ, Surface plasmon resonance type nanoliter osmometer
WO2008143110A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Andes Electric Co., Ltd. Sensor chip for detection of antigen, method for production of the sensor chip, and sensor for detection of antigen
JP2010048756A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Fujifilm Corp Detection method, detection device, detecting sample cell and kit
WO2010140616A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 株式会社カネカ Structure, chip for localized surface plasmon resonance sensor, and localized surface plasmon resonance sensor
JP2011080935A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Konica Minolta Holdings Inc Measuring method and surface plasmon field-enhanced fluorescence measuring device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04501462A (en) * 1988-11-10 1992-03-12 バイアコア・アクチエボラーグ optical biosensor device
JP2004061211A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Shimadzu Corp Method and device for detecting fluorescence
JP2004317295A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Fuji Photo Film Co Ltd Biosensor
JP2007527278A (en) * 2004-01-08 2007-09-27 アンソニー, ピー. カッポ, Surface plasmon resonance type nanoliter osmometer
JP2007024883A (en) * 2005-07-11 2007-02-01 Agilent Technol Inc Method of improving sensitivity of poct device using gold and silver nanoparticle by substrate containing nanostructure or nanoparticles interacting with labeled particles
WO2008143110A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Andes Electric Co., Ltd. Sensor chip for detection of antigen, method for production of the sensor chip, and sensor for detection of antigen
JP2010048756A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Fujifilm Corp Detection method, detection device, detecting sample cell and kit
WO2010140616A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 株式会社カネカ Structure, chip for localized surface plasmon resonance sensor, and localized surface plasmon resonance sensor
JP2011080935A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Konica Minolta Holdings Inc Measuring method and surface plasmon field-enhanced fluorescence measuring device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680258A (en) * 2017-02-09 2017-05-17 重庆科技学院 Total internal reflection detection workbench
WO2021076604A1 (en) 2019-10-15 2021-04-22 Lacrisciences, Llc Multiplexed surface plasmon resonance sensing of analytes in liquid sample
EP4045895A4 (en) * 2019-10-15 2023-11-22 LacriSciences, LLC Multiplexed surface plasmon resonance sensing of analytes in liquid sample
US11971353B2 (en) 2019-10-15 2024-04-30 Lacrisciences, Llc Multiplexed surface plasmon resonance sensing of analytes in liquid sample

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7738107B2 (en) Surface plasmon enhanced fluorescence sensor and fluorescence detecting method
JP5152917B2 (en) Detection method, detection sample cell and detection kit
JP5180703B2 (en) Detection method, detection sample cell and detection kit
JP5295149B2 (en) Biological material analysis method and biological material analysis cell, chip and apparatus used therefor
JP2010071693A (en) Sensing method, sensing device, inspection chip, and inspection kit
US10690596B2 (en) Surface plasmon-enhanced fluorescence measurement device and surface plasmon-enhanced fluorescence measurement method
WO2014097877A1 (en) Sensor chip and spfs immunofluorescence measurement system
JP2013515956A (en) Sample measuring apparatus and method
JP2009258034A (en) Method and apparatus for detecting radiation light from surface plasmon, sample cell for detecting radiation light from surface plasmon and kit
US10895535B2 (en) Measurement method, and measuring chip and measuring kit used for the same
US10677732B2 (en) Detection chip, detection kit, detection system, and method for detecting detection target substance
JP2011257216A (en) Surface plasmon enhanced fluorescence sensor, and chip structure unit used for surface plasmon enhanced fluorescence sensor
JP7177913B2 (en) High-sensitivity biosensor chip, measurement system, and measurement method using high-extinction-coefficient marker and dielectric substrate
JP2012233860A (en) Assay method of object to be analyzed in biological specimen and poct apparatus used therefor
JP6627778B2 (en) Detection device and detection method
JP6414205B2 (en) Surface plasmon enhanced fluorescence measuring apparatus and surface plasmon enhanced fluorescence measuring method
JP2010185738A (en) Method for measuring concentration of substance to be examined, and instrument for measuring concentration of substance to be examined using the same
JP6481371B2 (en) Detection method and detection kit
JP6586884B2 (en) Chip and surface plasmon enhanced fluorescence measurement method
Hasan et al. Plasmonic Grating Based Biosensors for Multiplexed Detection
JP6213160B2 (en) Analysis chip
TW200427976A (en) Scattering surface plasma and its detecting slide with nano-particls
JP2008241347A (en) Surface plasmon resonance sensor and surface plasmon resonance sensor apparatus
JP2014122916A (en) Surface plasmon enhanced fluorescence sensor, and chip structure unit used in surface plasmon enhanced fluorescence sensor
JP2008139244A (en) Method of measuring specimen

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130710

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140717

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140904

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20141209