JPH01321361A - 乾式免疫分析要素 - Google Patents

乾式免疫分析要素

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JPH01321361A
JPH01321361A JP63155030A JP15503088A JPH01321361A JP H01321361 A JPH01321361 A JP H01321361A JP 63155030 A JP63155030 A JP 63155030A JP 15503088 A JP15503088 A JP 15503088A JP H01321361 A JPH01321361 A JP H01321361A
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Toshihiro Hiraoka
平岡 俊景
Isao Nishizono
西薗 功
Shigeki Kageyama
茂樹 景山
Tetsuji Tanimoto
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は抗原−抗体反応を利用する酵素免疫分析法によ
る免疫学的に有用な乾式免疫分析要素に関する。
〔従来の技術〕
体液などに含有されている生化学物質を定量する方法と
して種々の方法が知られているが、比較的感度よく測れ
る方法として酵素免疫測定法が知られている。一方、簡
便さ、迅速性の観点から乾式分析要素を用いる方法が開
発されている(例えば、特開昭49−53888、特開
昭55−164356、特開昭59−102388)。
両技術を結合することにより乾式分析要素及び酵素免疫
測定法の欠点を互いに克服した乾式免疫分析要素の開発
が望まれていた。そこで、本発明者らは特開昭61−8
0049、特開昭61−80050に記載の酵素抗体結
合物の基質として、水に不溶性の高分子物質を使用する
酵素免疫測定法を乾式分析要素に組込むことを試み鋭意
努力した結果、基質である水に不溶性の高分子物質と酵
素抗体結合物を組込んだ乾式免疫分析要素を作製するこ
とに成功した。そして、この乾式免疫分析要素が、遠心
分離や予備反応などの繁雑な操作のない簡便で迅速な分
析要素であることを見出し、本発明に到達した。
〔発明の目的〕
本発明の目的は簡便な操作で高感度の酵素免疫分析法を
実施することができる乾式免疫分析要素を提供すること
である。
〔発明の構成〕
本発明の前記目的は、少なくとも1つの水浸透性層を有
する、検体中のリガンドの測定のための酵素免疫分析法
による乾式免疫分析要素であって、前記水浸透性層中に
、 (A)水不溶性高分子物質、及び、 (B)検体中のリガンドと反応する抗体と前記水不溶性
高分子物質に作用しうる酵素との結合物であるところの
酵素抗体結合物、 を含有することを特徴とする乾式免疫分析要素により達
成することができた。
〔発明の構成の詳細な説明] 本発明の乾式免疫分析要素の測定対象は検体に含まれる
抗原決定基を有するリガンドである。検体の種類は限定
されないが、例えば血液(全血、血漿、血清)、リンパ
液、尿などである。血漿、血清、尿などの場合には、通
常特別な前処理を必要とせず、検体そのままについて測
定を行うことができる。
リガンドは抗原決定基を1又は2以上有しているもので
あり、例としては各種内分泌腺に由来するホルモン類、
免疫グロブリン、アルブミン、フェリチン等の血漿蛋白
質、HB抗原等のウィルス、バクテリア類、α−フェト
プロティン、癌関連性抗原等の各種臓器あるいは血中、
尿中に存在する抗原などである。本発明の乾式免疫分析
要素は特に高分子量のリガンド、例えば分子量約2万以
上のものの測定に威力を発揮する。
また、本発明に用いる抗体と前記水不溶性高分子物質に
作用しうる酵素との結合物のその抗体はリガンドの抗原
決定基と反応するものである。この抗体にはF(ab’
)z、Fab’、Fabなとのフラグメントも含まれる
抗体の製造方法としてはリガンドと蛋白との結合物を兎
、山羊、馬、モルモット、ニワトリなどの温血動物に体
重1 kgあたり0.3〜2mgを1〜数回背中皮下、
フットパッド、大腿筋等にアジュバントとともに注射し
て当該動物の体内に形成させる。この抗体は血清をその
まま用いてもよく、血清から抗体すなわち免疫グロブリ
ンを採取する公知の方法によって精製してから用いても
よい。
一方、この抗体はモノクローナル抗体として取得するこ
ともできる。その場合にはマウスに前記のいずれかの抗
原をアジュバントとともに数回腹腔等に注射し肺臓細胞
を取り出してポリエチレングリコール等を用いてマウス
ミエローマ細胞と融合させる。そして、この融合細胞の
なかから当該抗体を産生ずるものをクローニングによっ
てモノクローン細胞として増殖させ、マウス腹腔中で増
殖させることによって単一抗体、すなわちモノクローナ
ル抗体を大量に製造することができる。
一方、この結合物を構成している酵素は水工)容性高分
子物質に作用しうるちのである。使用するにあたっては
活性の測定方法が容易なものがよく、例えばこのような
酵素としてはアミラーゼ、デキストラナーゼ、セルラー
ゼ、コラ−ゲナーゼ、マンナーゼ、プロテアーゼ、エラ
スターゼ、リパーゼ、グルコアミラーゼなどである。
これらの酵素の作用する水不溶性高分子物質としては例
えば澱粉、アミロース、アミロペクチン、ペプチド、セ
ルロース等をあげることができ、詳しくは丸尾、田宮、
監修「酵素ハンドブック](朝食書店、1982年)、
日本生化学会編「生化学ハンドブック](丸善、198
0年)に記載されている。
また、上記水不溶性高分子物質には直接または間接に検
出できる官能基又は化合物がついていてもよい。
前記直接または間接に検出できる官能基又は化合物とし
ては、色素部を有する化合物、蛍光、発光を生じる化合
物等をあげることができる。また、特公昭57−300
00、特開昭59−30063等に記載されているよう
な色素形成化合物(例、カプラー)などであってもよい
前記物質の検出の為には、極大吸収波長における透過又
は反射による光学的測定が適しているが、目的や必要精
度によっては目視により判定してもよい。発光、蛍光等
の測定には発光、蛍光等の主波長付近における光学的測
定が適している。
水不溶性高分子物質に前記官能基を結合させる方法とし
ては、例えばに、Venkatarman 4Q rT
beChemistry of 5ynthetic 
Dyes、1第6巻(Acade−mic Press
社、1972年発行)に記載の反応性染料を用いる方法
、特公昭57−30000、特開昭59−30063等
に記載の方法等の公知の方法から適宜に選択することが
できる。
水不溶性高分子物質に検出できる官能基又は化合物を結
合させたものの好ましい具体例として、色素を結合させ
た澱粉(ダイスターチ)がある。
酵素と抗体との結合方法は双方の官能基を考慮して決定
すればよい。官能基は、アミノ基、カルボキシル基、水
酸基、チオール基、イミダゾール基、フェニル基などを
利用することができる。例えばアミノ基相互間を結合さ
せる場合には、ジイソシアネート法、グルタルアルデヒ
ド法、ジフルオロベンゼン法、ベンゾキノン決算数多く
知られている。また、アミノ基とカルボキシル基との間
を結合させる方法としては、カルボキシル基をサクシン
イミドエステル化する方法のほかカルボジイミド法、ウ
ッドワード試薬法等が知られており、アミノ基とIJ!
鎖を架橋する過ヨウ素酸酸化法(Na−kane法)も
ある。チオール基を利用する場合には、例えば一方の側
のカルボキシル基をサクシンイミドエステル化してこれ
にシスティンを反応させてチオール基を導入し、チオー
ル基反応性二価架橋試薬を用いて双方を結合することが
できる。フェニル基を利用する方法としてはジアゾ化法
、アルキル化法などがある。結合方法はこれらの例示に
限られるものではなく、このほか例えばrMethod
in Immunology and Im+wuno
chemistryJあるいは石川、河合、宮井編「酵
素免疫測定法」(医学書院、1978年発行)等の底置
に記載されている方法のなかから適宜選択して利用する
ことができる。反応後はゲル濾過法、イオン交換クロマ
トグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーなど
を適宜組み合せて精製を行い、必要により凍結乾燥法等
で乾燥する。
一方、結合物の酵素と同種の酵素が検体に含まれている
場合には、この検体中の酵素を阻害する程度が前記の結
合物に結合されている酵素の活性を阻害する程度より大
きい酵素阻害物質を接触させるのがよい。
この酵素阻害物質は検体に含まれている酵素を完全に失
活させかつ結合物に結合されている酵素を全く阻害しな
いものが最も望ましいことはいうまでもないが、実用上
は単に測定時においてブランク値を上昇させなければよ
く、測定後に酵素阻害物質が失活するなどしてこの酵素
活性が回復してもよい。この酵素阻害物質の作用が問題
になるもう一方の酵素は、抗体に結合されている状態の
ものであり、遊離状態では酵素阻害物によって失活する
ものであってもよい。この酵素阻害物質にはこのような
特異性を有する公知の酵素阻害物質を利用すればよいが
、そのほか、検体に含まれている酵素を温血動物に投与
してその抗体を取得し、これを酵素阻害物質として用い
ることもできる。
抗体の取得方法は前述のリガンドに対する抗体の取得方
法と同様である。
本発明は更にリガンドによる酵素活性の低下が不充分な
場合には、リガンドの他の決定基を認識し得る第2抗体
の使用が好ましい。第2抗体としては例えば、抗原をマ
ウス免疫して、モノクローナル抗体を取得し、その中で
お互いに異なる2種以上の抗原決定基に反応する抗体を
得、この異なる一方の抗体を第2抗体として用いること
もできる。
本発明の乾式免疫分析要素は公知の多種の乾式分析要素
と同様の層構成とすることができる。分析要素は多孔性
層、後述する試薬層のほか、支持体、展開層、検出層、
光遮蔽層、接着層、濾過層、吸水層、下塗り層その他の
層を含む多重層の構成を有してもよい。かような分析要
素として、米国特許第3,992.158号、同4,0
42,335号および特開昭55−164356号各明
細書に開示されたものがある。
光透過性水不透過性支持体を用いる場合、本発明の乾式
免疫分析要素は、実用的に次のような構成を採りうる。
もちろん本発明はこれに限定されるわけではない。
(1)支持体上に試薬層、その上に展開層を有するもの
(2)支持体上に検出層、試薬層、展開層をこの順に有
するもの。
(3)支持体上に試薬層、光反射層、展開層をこの順に
有するもの。
(4)支持体上に検出層、試薬層、光反射層、展開層を
この順に有するもの。
(5)支持体上に検出層、光反射層、試薬層、展開層を
この順に有するもの。
(6)支持体上に第二試薬層、光反射層、第一試薬層、
展開層をこの順に有するもの。
(7)支持体上に検出層、第二試薬層、光反射層、第一
試薬層、展開層をこの順に有するもの。
(8)支持体上に検出層、免疫反応試薬含有展開層をこ
の順に有するもの。
(9)支持体上に検出層、光反射層、免疫反応試薬含有
展開層をこの順に有するもの。
上記(1)ないしく5)において試薬層は異なる複数の
層から成ってもよい。また、試薬層は免疫反応しうる成
分を含む免疫試薬層であってもよい。支持体と試薬層ま
たは検出層との間には吸水層を設けてもよい。上記(1
)ないしく3)と(6)において試薬層と検出層または
展開層の間に濾過層を設けてもよい。
上記(3)ないしく7)において光反射層と検出層、試
薬層または展開層との間、試薬層と検出層との間または
試薬層と展開層との間に、さらに濾過層を設けてもよい
。試薬層が複数層から成る場合に、試薬層と試薬層の間
にさらに濾過層を設けてもよい。試薬層、検出層は後述
する多孔性と同様な多孔性試薬層、多孔性検出層であっ
てもよい。
光透過性水不透過性支持体の材料として好ましいものは
ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンである。親
水性層を強固に接着させるため通常、下塗り層を設ける
か、親水化処理を施すことが好ましい。
支持体としては光反射性又は光不透過性(不透明)で水
不透過性の支持体も用いることができる。
光反射性又は不透明支持体の例として、二酸化チタン微
粒子又は硫酸バリウム微粒子を分散含有させた白色又は
乳白色不透明ポリエチレンテレフタレートがある。
本発明の乾式分析要素の水浸透性層としては、親水性ポ
リマーを結合剤とする実質的に均一の層のほか、例えば
特開昭58−701635号、特開昭61−4959号
、特願昭60−256408号、同60−279859
号、同60−279860号、同60−279861号
等に記載されているような多孔性層も好適である。親水
性ポリマーとして例えば、ゼラチンおよびこれらの誘導
体(例えばフタル化ゼラチン)、セルロース誘導体(例
えばヒドロキシメチルセルロース)、アガロース、アク
リルアミド共重体、メタアクリルアミド共重体、アクリ
ルアミドまたはメタアクリルアミドと各種ビニル性七ツ
マ−との共重合体等が利用できる。
多孔性層を構成する材料としては、例えば濾紙、不織布
、織物布地(例えば平織布地)、編物生地(例えば、ト
リコット編布地)、ガラス繊維濾紙等を用いることがで
きる。展開層としては、これらのうち織物、編物等が好
ましい。織物等は特開昭57−66359号に記載され
たようなグロー放電処理をしてもよい。展開層には、展
開面積、展開速度等を調節するため、特開昭60−22
277.0号、特願昭61−122875号、61−1
22876号、61−143754号に記載したような
親水性高分子あるいは界面活性剤を含有してもよい。
免疫反応試薬層は、本発明の分析要素の主要な免疫反応
試薬組成物の成分である (A)水不溶性高分子物質、及び、 (8)検体中のリガンドと反応する抗体と前記水不溶性
高分子物質に作用しうる酵素との結合物であるところの
酵素抗体結合物、所望により更には第2抗体の一部又は
全部を含有する水浸透性層である。水不溶性高分子物質
の含有量は約1.0■/rrt〜約100mg/rr?
、好ましくは約1.0mg/rrr 〜約10■/rr
f、そして酵素抗体結合物の含有量は約0.1mg/r
rr〜約100■/ボ、好ましくは約1.0mg/n(
〜約10mg/ボが適当である。
免疫反応試薬層は、複数の層からなりたっていてもよい
。この場合、上記の各成分は複数の層にわかれて含有さ
れていてもよい。
さらに詳しくは、本発明の乾式分析要素において、酵素
抗体結合物(L)、水不溶性高分子物質(S)は下表に
記載のような組合せで乾式免疫分析要素に含有されても
よい。
○の中の数字は分析要素の態様を示す番号である。
■ いずれの態様においても、試薬層の支持体と反対側に展
開層を設けてもよいし、試薬層が展開層をかねていても
よい。また上記■〜■において、L、S以外の試薬(例
、呈色試薬)を含有する試薬層をさらに設けてもよい。
本発明の分析要素の試薬層に含有させることができる緩
衡剤の例としては、炭酸塩、ホウ酸塩、燐酸塩やr B
iochemis tryJ 、 5 (2) 、 4
67−477 (1966)に記載されているGood
の緩衡剤などを挙げることができる。これらの緩衝剤は
「蛋白質・酵素の基礎実験法J(堀尾武−ほか著、南江
堂、1981年)、前記r Bioche+n1str
y 」等の文献を参考にして選択することができる。
多孔性層を展開層として利用する場合、液体計量作用(
メータリング作用)を有する層であることが好ましい。
液体計量作用とは、その表面に点着供給された液体試料
を、その中に含有している成分を実質的に偏在させるこ
となく面の方向上に単位面積当たりほぼ一定量の割合で
広げる作用である。
多孔性層を接着し積層するための接着層を試薬層、光反
射層、濾過層、吸水層、検出層等の層の上に設けてもよ
い。接着層は水で膨潤したときに多孔性層を接着するこ
とができるような親水性ポリマー、例えばゼラチン、ゼ
ラチン誘導体、ポリアクリルアミド、澱粉等からなるこ
とが好ましい。
光反射層は、検出層、試薬層等に生じた検出可能な変化
(色変化、発色等)を光透過性を有する支持体側から反
射測定する際に、展開層に点着供給された被検液の色、
特に試料が全血である場合のヘモグロビンの赤色等を遮
蔽するとともに背景層としても機能する。光反射層は、
親水性ポリマーをバインダーとして、二酸化チタン、硫
酸バリウム等の光反射性微粒子が分散された水浸透性の
層であることが好ましい。バインダーとしてはゼラチン
、ゼラチン誘導体、ポリアクリルアミド、澱粉等からな
ることが好ましい。
分析要素には、光反射層を設ける代わりに、またはそれ
と同時に、展開層、試薬層、検出層等に二酸化チタン等
の光反射粒子を含有させてもよい。
本発明の乾式免疫分析要素は前述の諸特許明細書に記載
の公知の方法により調製することができる。
本発明の分析要素は一辺約15Mから約30InI11
の正方形またはほぼ同サイズの円形等の小片に裁断し、
特公昭57−28331、実開昭56−142454、
特開昭57−63452、実開昭58−32350、特
表昭58−501144等に記載のスライド枠に収めて
免疫スライドとして用いることが、製造、包装、輸送、
保存、測定操作等諸種の観点で好ましい。使用目的によ
っては、長いテープ状でカセットまたはマガジンに収め
て用いること、または小片を開口のあるカードに添付ま
たは収めて用いることなどもできる。
本発明の分析要素は前述の諸特許明細書等に記載の操作
により液体試料中のアナライトであるリガンドの分析を
実施できる。例えば、約5μeから約30pe、好まし
くは約8 peから約15pgの範囲の全血、血漿、血
清、リンパ液、尿等の水性液体試料滴を展開層に点着し
1分から10分の範囲で、約2゜°Cから約40°Cの
岐囲の実質的に一定の温度で、好ましくは37°C近傍
の実質的に一定の温度でインクベーションし、要素内の
発色又は変色を可視光又は紫外光の吸収極大波長または
その近傍の波長の光を用いて光透過性支持体から反射測
光し、予め作成した検量線を用いて比色測定法の原理に
より液体試料中のリガンドの含有量を求めることができ
る。あるいは、要素内の蛍光の強度を測定し、予め作成
した検量線を用いて液体試料中のリガンド含有量を求め
ることができる。点着する液体試料の量、インクベーシ
ョン時間及び温度を一定にすることによりリガンドの定
量分析を高精度で実施できる。光反射性又は不透明支持
体を用いる態様においては、分析要素内の発色又は変色
を支持体と反対側の最外層側から反射測定する。
測定操作は特開昭60−125543、特開昭60−2
20862、特開昭61−294367、特開昭58−
161867等に記載の化学分析装置により極めて容易
な操作で高精度の定量分析を実施できる。
(合成例) (1)酵素抗体結合物の合成 ■CHM化アミラーゼの作製 バチルス・サブチリスアミラーゼ5 mgをpH6,3
の0.1Mグリセロ燐酸1 mlに溶かし、C8M32
■/dのDMF溶液100μeを加えて室温で1時間放
置して反応させた。この反応液をセファデックスG−2
5のカラムに入れ、pH6,3の0.1Mグリセロ燐酸
を流してゲル濾過を行ない、素通り分画を分取した。
■抗ヒトフェリチンヤギIgC;F(ab”)2の作製
抗ヒトフェリチンヤギIgG10■(0,1M酢酸緩衝
液(pH4,2)  2 mlにペプシン0.5mgを
加え、37°C−夜撹拌し、0.IN−NAOHを加え
てpl+を7.0に調節した。この反応液を予め0.1
M燐酸緩衡1mMEDTA溶液(pH7,0)で平衡化
したAcA −44分子量約lO万付近に溶出されたピ
ークの部分を集めて1 mlに濃縮し、目的の抗ヒトフ
ェリチンヤギl gG F (ab’)zを得た。
■α−アミラーゼー抗ヒトフェリチンヤギFab’結合
物の作製 抗ヒトフェリチンヤギF(ab’)z6■を含む1mM
EDTA含有0.1M燐酸緩衝液(pl+7.0) d
に0.1M 2−メルカプトエチルアミン塩酸塩水溶液
100μeを加え、37°Cで2時間インキュベーショ
ンした。
この反応液を予め0.1Mグリセロ燐酸水溶液(pH7
,0)で平衡化したセファデックスG−25のカラムで
分離しFab’−5H5■を分取した。このFab’−
5it溶液に上記08Mアミラーゼ0.62mg加え、
4°C2−夜装置した。P E G−2000で1 m
lに濃縮後、予め0.1M酢酸緩衝液(5mM塩化カル
シウム含有pH7,0)で平衡化したセファクリルS−
300カラムでゲル濾過し、分子120−30万ダルト
ン前後の蛋白分画を分取し、目的の結合物を得た。
(2)水不溶性ダイスターチの調製 40gのカルボキシメチルスターチ(木材産業社製、製
品名工クスプロクプ)を1500dの蒸留水に懸濁させ
て、これに8gのダイアミラーブリリアントブルー(D
iamira Br1lliant Blue) R(
C,INumber 61200 ;三菱化成工業社製
)を加え、室温で30分間撹拌した。その後、この懸濁
液に150gの無水硫酸ナトリウムを加えて、さらに室
温で30分間撹拌した後45gの炭酸ナトリウムを添加
し、45゛Cで一夜撹拌した。それから、このQi液を
遠心し上滑を除いて沈澱物に蒸留水を加え、再び懸濁し
た後遠心した。この懸濁、遠心の操作を上清の着色がな
くなるまで繰り返した。最後に沈澱をエタノールで洗っ
て乾燥した。
実施例1 ゼラチン下塗層が設けられている厚さ180μmの無色
透明ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(支
持体)の上に下記の被覆量になるように架橋剤含有吸水
層を水溶液を用いて塗布し、乾燥して設けた。
アルカリ処理ゼラチン       lOg/rdノニ
ルフェノキシポリグリシドール (平均10グリシド一ル単位含有)   330mg/
n?ビス〔(ビニルスルホニルメチルカルボニル)アミ
ノ]メタン         400mg/r+’f吸
水層の上に下記の被覆量で乾燥層厚5μlになるように
して接着層を水分散液を用いて塗布し、乾燥して設けた
アルカリ処理ゼラチン      6.1g/rriノ
ニルフェノキシポリグリシドール (平均10グリシド一ル単位含有)600mg/rdつ
いで、接着層の表面に水を30g/nfの割合ではぼ−
様に供給して湿潤させ、その上に公称孔径3.Oum、
Nさ約140μmのセルロースアセテートメンブランフ
ィルタ−をラミネート接着し、多孔性検出層とした。
ついで多孔性検出層の上に、下記組成の免疫反応用試薬
組成物を含有させた、50デニール相当のPET!fj
5績糸36ゲージ編した厚さ約250即のトリコツl−
編物布地をラミネート接着して多孔性展開層を設けた。
α−アミラーゼ−抗ヒトフェリチンヤギFab”結合物
(合成例(1))          2■/ボツニル
フエノキシポリエトキシエタノール(平均10オキシ工
チレン単位含有)  500+++g/rr?ダイスタ
ーチ(合成例(2))      7.2 g / r
riこれを一辺15価の正方形チップに裁断し、特開昭
58−32350記載のスライドの枠に収めてフェリチ
ン分析用多層分析スライドとした。
性能評価実験 前記のフェリチン分析用多層免疫スライドの展開層に、
既知量のフェリチンを含有するpH7の50mMグリセ
ロ燐酸緩衝溶液20μ2滴下した。37°Cで30分間
反応後、支持体側より640nmの反射光学濃度を測定
した。結果は第1図に示す。
第1図の検量線より、本発明のフェリチン分析用乾式免
疫分析要素はフェリチンの定量が精度よ〈実施できるこ
とがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1のテオフィリン分析用乾式免疫分析要
素の検量線を示す図である。 特許出願人  富士写真フィルム株式会社同    冨
士レビオ株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1つの水浸透性層を有する、検体中の
    リガンドの測定のための酵素免疫分析法による乾式免疫
    分析要素であって、前記水浸透性層中に、 (A)水不溶性高分子物質、及び、 (B)検体中のリガンドと反応する抗体と前記水不溶性
    高分子物質に作用しうる酵素との結合物であるところの
    酵素抗体結合物、 を含有することを特徴とする乾式免疫分析要素
  2. (2)一体化された少なくとも2つの水浸透性層を有し
    、そのうちの少なくとも1層が多孔性層である請求項(
    1)に記載の免疫分析要素
  3. (3)他の決定基を認識し得る第2抗体を用いることか
    らなる請求項(1)に記載の免疫分析要素
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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