JPH028270B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は免疫試験法、とくに免疫反応の定性的
および定量的決定法に関する。もつと詳しくは、
本発明は免疫反応系で起こる凝集の程度の定量に
電気光学的映像法を用いること、および免疫反応
系において凝集を起こさせる免疫反応成分の濃度
の決定に関する。本発明はまたこの方法を実施す
る装置に関する。 生物学的流体中における薬剤の効力検定は近年
かなり注目され、薬剤の治療上の監視はかなりの
臨床的意義を獲得し、新しい効力検定装置と方法
の開発に寄与した。酵素で標識した抗原、ハプテ
ン、または抗体を用いる効力検定装置は種々の生
物学的流体中の物質の測定に用いられた。 G.Brian Wisdom、“Enzyme−
Immunoassay”、Clinical Chemistry、22巻、８
号1976年、1243−55頁を見られたい。これらの検
定装置はふつうEIAと略記される酵素免疫効力検
定（enzyme immunoassay）およびELISAと略
記される酵素結合免疫効力検定（enzyme−
linked immunoassay）として知られている。他
の方法はハプテン−プロテイン結合体を生成し、
薬剤分子の特定の位置に放射能標識をつける放射
線免疫試験（radio−immunoassay（RIA））を含
む。Alan BroughtonおよびJames E.Strong
“Radio immunoassay of Antibiotics and
Chemotherapeutic Agents”Clinical
Chemistry、22巻、６号、1976年、726−32頁お
よびR.Cleeland他“Detection of Drugs of
Abuse by Radio Immunoassay：Ａ
Summary of Published Data and Some New
Information”Clinical Chemistry、22巻、６号、
1976年、713−25頁を見られたい。 種々の最近の試験法が開発される前には抗原／
抗体複合体の存在は通常肉眼により検出された。
しかし肉眼は限界の、しかし臨床的に意味のある
反応を検出ないし識別できないので、結果はしば
しば限られた臨床的意味しかない。顕微鏡による
検査でも、定量的な結果を得ることができないの
で、限らた臨床的情報しか得られない。 EIA法は一般に広範囲の物質の特殊の高感度の
特定および定量法であるが、それらにはいくつか
の欠点と制限がある。これらの方法は一般にRIA
法より感度が劣り、干渉を受けやすい。さらに、
末端点（酵素反応の初速度）の決定はRIA法より
困難で、均質EIA法以外のすべてのEIA法は自由
標識分子からの結合分子の分離を必要とする。し
かしながら用いることのできる分離法の数は通常
制限されている。 他方RIA法は特定の抗体の生成と適当な放射能
で標識された合成物の発生を必要とする。放射線
の危険によりこの方法の使用には細心の注意と熟
練した技術とが必要であり、放射線損傷が標識物
質の免疫化学反応性に悪影響を及ぼしさえする。 他の既知の試験法はスピン免疫試験を含む。こ
れは検出すべき薬剤に対する既知量の抗体を窒素
酸化物で標識（スピン標識）したその薬剤の類似
体と混合し、それに生物学的流体の試料を加える
ものである。未知の試験中の薬剤の濃度は電子ス
ピン測定で決定する。Simon L.Sharpe
“Quantitative Enzyme Immunoassay：Current
Status”Clinical Chemistry、22巻、６号、1976
年、733−38頁を見られたい。 さらに他の試験法は、特定の波長の光で励起す
ると発光する螢光化合物に抗体を付着させること
と、ラテツクス球、ガラスおよびセラミツク球、
カオリン、炭素および木炭粒子、および動物血液
成分、典型的には赤血球、のような不透明のコロ
イド粒子を使用することと、抗原／抗体をそれに
付着させることとを含む。 上述の免疫試験法においては、抗原／抗体反応
の標識された成分はその相補的位置に結合する。
結合した量は他の成分の濃度に依存する。これら
の濃度の１つが変化すると、標識された成分の分
布が結合および非結合部分の間でそれと一緒に変
化する。標識の性質がその分布を決定し、変化す
る（標識されない）成分の濃度を標識された成分
に関係させて検量線をつくることができる。現在
は試験管またはプラスチツクビード中の固相吸
収、遠心分離、反復再懸濁、および洗浄による結
合または非結合部分の除去によつてこれを行な
う。これらの方法によつて結合および不結合部分
間の関係をあらわす曲線が得られるけれども、そ
れらは退屈でめんどうで複雑な装置を必要とす
る。さらに、EIA、RIA、およびスピン免疫試験
は、標識として利用することができる化学または
放射能作用によつて免疫反応性ではない反応系の
免疫反応性に悪影響を及ぼす標識物質を反応系に
導入することを通常必要とする。 免疫反応性の古典的な視覚的指示物質は相分離
および免疫反応系からの成分の除去を必要とせ
ず、また反応系の免疫反応性を妨害または変更す
る標識物質の導入を必要としないので、この指示
物質はEIA、RIAおよびスピン免疫試験法の欠点
の影響を受けない。むしろそれらは不透明粒子の
一様な非凝集状態から凝集状態への再分布に基づ
く。各粒子は多くの免疫反応性プロテイン分子の
標識の作用をするので、いくつかの標識された粒
子は凝集して特徴的なミクロの凝集組識を形成す
る。これは視覚的検査によつて定性的に観察され
る。しかしこの方法は定量的な測定には役に立た
ないので、同様にきわめて限られた臨床的意味し
かない。 また凝集反応の種々の検出法に関する多くの特
許がある。米国特許3074853号には固体の対照色
の不透明面上の試験班点内における抗原／抗体反
応のために細分した前記固体と試験すべき２つの
液体の混合物をつくつて広げることによつて免疫
反応を行なわせる方法と装置が示されている。そ
れから試験班点を視覚的に検査する。 米国特許3520609号には試料をエネルギー源
（たとえば光または電子）のビームで走査するこ
とを含む凝集反応を検出する方法が示されてい
る。実質的な凝集によつて走査領域に凝集した細
胞とその周囲の領域との間に有意な境界線がで
き、これらの境界は走査ビームを変調する。ビー
ムが境界を横切ると発生する信号の割合が変化す
る。光のビームによつて発生される信号の変化の
割合から第２信号を取り出し、所定時間の間それ
を積分し、積分値を実質的な凝集に対応する所定
の標準値と比較して反応領域において凝集が起こ
つたかどうかを決定する。 米国特許3819271号には担体液体中における細
胞の凝集を測定する方法と装置が示されている。
この方法によると中に細胞が懸濁した担体液体を
容器に入れ、円形路を動かして光ビームを懸濁液
に透照する。細胞の凝集の程度は懸濁液の透過に
際して散乱された光の量によつて決定する。 米国特許3984533号は抗原／抗体反応を検出す
る電気泳動法を示しており、米国特許第3990851
号は反応混合物にレーザ光を透過させて前方に散
乱された光を測定することによつて抗原／抗体反
応を測定する方法と装置を示している。 米国特許第3905767号には沈殿物がつくられる
抗原／抗体反応によつて抗原または抗体を定性的
または定量的に測定する方法が示されている。こ
の特許も光ビームが沈殿物を透過するとき散乱さ
れる光の量を測定する。 上記および他の特許の方法と装置はすべて光の
散乱の測定、濁り度測定、または不透明度測定の
ような測光手段による凝集反応の検出を必要とす
る。したがつてこれらの測定には検査している生
物学的流体の色または固有のくもりによる臨床的
に有意な誤差がある。さらに、米国特許第
3819271号を除く上記のすべての特許の方法では、
反応指示物質の分布が一様でなくなつて自動装置
による検査に統計的な誤差が生じ、手動技術によ
る解釈が困難になる。 したがつて、実施がもつと簡単でもつと手早
く、現在行なわれている免疫試験法に固有のまた
はそれに付随した困難や制限なしに臨床的にもつ
と意味のある情報が得られる、免疫反応の検出と
定量のための試験法の必要性が永い間感じられて
いた。 したがつて本発明の目的は、免疫反応の検出と
定量のための、免疫試験法およびそれを実施する
装置を得ることである。 本発明の他の目的は、現在行なわれている免疫
試験法および装置によつて得られるものよりも臨
床的にもつと意味のある情報が得られる免疫試験
法を得ることである。 本発明のさらに他の目的は従来の方法や装置よ
りもつと手早くもつと正確に免疫反応の検出と定
量を行なう免疫試験と装置を得ることである。 本発明のさらに他の目的は、非侵入性で、非結
合部分から結合部分を分離する必要のない免疫試
験法を得ることである。 本発明のさらに他の目的は、標識された成分か
らより多くの情報を取り出すことができる免疫試
験法と装置を得ることである。 本発明のさらに他の目的は、中で免疫反応が行
なわれる、独特の設計の、使い捨ての、平らな反
応映像セルを得ることである。 本発明のさらに他の目的は、映像セル内の反応
物質の映像解析の間、本発明の装置内において反
応映像セルを保持するケースを得ることである。 本発明によれば免疫反応系の免疫反応成分の検
出と定量を行なう独特の装置と新規な方法が得ら
れる。本装置は、側壁と前後壁とでつくられた保
持ケースと、側壁の間の、間隔をとつた、軸方向
に並んだ複数の区画を含む。本発明を実施する独
特の設計の映像セルを各区画にそう入して保持す
る。各映像セルは１対の対向した、平行で平らな
面でつくる。これらの面のおのおのにはだいたい
円形のくぼみがあり、これらの面を結合して一体
にしたとき、この円形のへこみは反応セルをつく
る。これらの円形のへこみの１つには物を入れる
口があつて、ここから流体試料と反応物質（試
薬）とを反応セルに入れる。 本装置にはまたキヤリパー部材のような装置が
あつて、それは前記区画にそう入されて映像セル
を途中まで持ち上げて単色光源から投射される放
射エネルギービームのような光路内に入れるよう
になつている。映像セルを透過した光ビームは結
像レンズで電荷結合装置（Charge−Coupled
Device）のような映像検出器の表面に焦合させ
る。 本方法においてはピペツトで生物学的流体試験
試料と試薬（たとえばラテツクス球のような実質
的に不透明なコロイド粒子）とを投入口から反応
セルに入れ、一様に混合し、反応混合物を培養し
て（反応を進行させて）凝集した粒子をつくり、
反応セルの内容物を透照する。透過した光は映像
検出器の表面に結像させ、反応セル中の凝集した
粒子に対応する暗黒領域をつくる。それから好ま
しくは電子装置で全暗黒映像領域を測定する。 この手順を既知の抗体濃度を持つ試験試料に対
して繰り返し、得られた暗黒領域をこれらの濃度
に対してプロツトする。そうすると未知の試験試
料の免疫反応成分の濃度がプロツトから得られ
る。 本発明によれば、免疫反応を行ない、反応系の
免疫成分の定性的および定量的決定を行なう独特
の方法と装置が得られる。本発明の独特の方法
は、免疫反応系のサンプルに対する電気光学的映
像法の適用と、映像検出器上につくられた光学像
の地図製作法的解析とを特徴とする。したがつて
免疫反応媒質中の凝集の程度が定量され、凝集を
起こす免疫反応成分（すなわち抗原と抗体）の濃
度に関係される。 次の図を用いて本発明の実施例を説明する。 第１図に本発明の光電装置に用いる独特の設計
の、免疫反応を行なう映像セル１を示す。映像セ
ル１は２つの対向した平行で平らな面３，５を含
んでいて、これらの面は好ましくは超音波装置で
適当に接着して、側辺７，９と上下辺１１，１３
とで画定される一体構造とする。側辺７，９はわ
ずかにテーパさせ、側辺９の下端は面取り１５し
て映像セルを第３図の保持ケース１９のそれぞれ
の区画１７にそう入しやすくする。 映像セルの側辺７，９には１対の切に欠き２
１，２３，２５，２７があり、映像セルを区画１
７に差し込んだとき区画１７の壁またはチヤンネ
ル３１のつくられた弾性突起２９と係合するよう
になつている。 第３図に示すように、保持ケース１９は前後パ
ネルまたは壁３３，３５および側パネルまたは壁
３７，３９でつくられている。複数のだいたいみ
ぞ（Ｕ）形の仕切り壁４１が保持ケース１９の主
軸に沿つて間隔をとつて並んでおり、それらは側
壁３７，３９に適当に取り付けられてそれぞれの
区画１７をつくつている。 側壁３９は各区画の高さの半分よりわずかに高
い位置まで延びた部分的な壁である。側壁３７の
下端は内部が肩つき４３になつており、映像セル
を区画にいつぱいに差し込むと、映像セルの底辺
１３につくられた耳部４５が肩４３の上に載る。
この構成と、切り欠き２１，２３，２５，２７と
チヤンネル３１内の突起との係合とによつて映像
セルは区画から抜け出さない。 さらに第３，４図に示してあるように、保持ケ
ース１９には、それを指の間につまんで本発明の
装置の保持ケースに出し入れするのに便利な横方
向のフランジ部材４７，４９がある。 再び第１図において、２つの平面３，５の対向
面のおのおのには、上記のように２面を結合した
ときに中で免疫反応が行なわれる反応セル５１を
つくるだいたい円形の溝がある。平面３の溝には
反応セルに試薬と生物学的流体とを入れる穴５３
をあける。光学系が反応セルの中間に焦点を結ぶ
ように反応セル５１の平面５の内面上の丸いみぞ
上に焦点合わせ用のターゲツト５５、たとえば円
柱を成型する。 ２平面３，５はガラスかポリスチレンのような
適当なプラスチツク材料でつくる。これら両面は
透明材料でつくることができるが、一方を透明、
他方を半透明としてもよい。後者のばあいは平面
３は透明材料、平面５は半透明材料でつくる。 第３，４図を参照して、試薬と生物学的流体試
料を反応セルに入れるために、映像セルの側辺
７，９を指の間につまんで切に欠き２１，２５が
チヤンネル３１内の対応する突起に係合するまで
区画から引き出す。それからピペツトまたは他の
適当な手段で穴５３から反応セル５１内に試薬と
生物学的流体を順次入れる。それから映像セルを
区画内にいつぱいに押し込み、次の映像セルに上
記のようにして試薬と生物学的流体を入れる。こ
うして複数の反応セルに試薬と検査すべき所望の
生物学的流体が入れられる。 上記のように試薬と生物学的流体を反応セルに
入れた後、保持ケースをその回転軸のまわりにゆ
つくり回転させて混合して一様に分布させる。第
６ａ−６ｄ図は保持ケースの回転中の映像セルの
それぞれの位置を示す。回転の間穴５３のまわり
にいわゆるトロイド形のメニスカスができるので
（第７図）、流体が反応セル５１から漏れることは
ない。 本発明の装置は所望の程度の混合と一様性に達
するまで自動回転するように設計されているが、
保持装置１９は手で回転してもよい。しかし、各
反応セル中の流体の遠心力が液体メニスカスの表
面張力を越えなければ、保持ケースの回転速度を
変えてもよい。実際問題として、数分間保持ケー
スをゆつくり回転させるのが反応セル中の反応物
質の適正な混合と一様な分布に適当である。 以下説明する映像操作の前に、適当な培養条件
下に反応セルの内容物を培養する（反応を進行さ
せる）。培養条件は試薬と生物学的流体によつて
変る。一般に培養中の反応セル中の流体の温度は
約25℃−50℃に約５分−15分間保つ。培養は、映
像セルを本発明の装置の適当なチヤンバ内の保持
ケースに入れたまま、またはそれがよいなら別の
チヤンバ内に入れて行なう。 本発明の実施に適した試薬は、約１ミクロン−
５ミクロンまたはこれより幾分大きい粒度のたと
えば木炭、ラテツクス球、ガラスまたはセラミツ
ク球、カオリン土、ポリスチレンビーズ、哺乳類
の赤血球等のような実際的に不透明なコロイド状
物質である。ラテツクスと木炭の粒子は不透明度
が高くしかも容易に得られるので、ラテツクスの
方がよいが、本発明の実施には試薬として一般に
これらを使う。 第８，９図において、保持ケース１９をモータ
６１で駆動される滑車５９にかけたコンベヤベル
ト５７に載せる。コンベヤベルト５７にはラグ６
３があつて、各映像操作の後保持ケースを順次所
定位置に進めるとき保持ケースの突起６５に係合
する。 映像セルを区画から持ち上げて光路内に入れる
ために、本発明の装置には上側キヤリパー部６９
と下側キヤリパー部７１とを含むキヤリパー部材
６７がある。下側キヤリパー部７１にはそれと一
体となつた鉛直に突き出たアーム７３があり、保
持ケースの区画内にそう入されて映像セルを光路
内に持ち上げるようになつている。下側キヤリパ
ー部にはモータ８０で駆動される滑車７９にかけ
たベルト７７に固定した横部７５がある。 上側および下側キヤリパー部は案内ロツド８１
に取り付けてあり、ばね部材８５，８７を含むば
ね負荷部材８３に通常固定されて偏圧される。上
側キヤリパー部６９は案内ロツドに設けた止め部
材８９によつて映像セルの上方に維持されてい
る。 映像セルを光路に入れるために、モータ８０を
スイツチ（図示しない）で駆動してベルト７７を
鉛直上向きに動かす。こうすると下側キヤリパー
部の鉛直に突き出たアーム７３が映像セルの下辺
に係合し、ベルトが動き続けると、映像セルを押
し上げて上側カリパス部６９に押し当て、第９図
に示すように保持ケーから部分的に押し出して光
路中に入れる。 反応セルの内容物の映像処理の後、ベルト７７
の運動方向を逆にして映像セルを区画内の元の位
置にもどす。その後モータ６１を駆動してベルト
５７を第８図の矢印の方向に動かす。ラグ６３が
次の区画に相当する保持ケースの次の突起に係合
すると、モータ６１は自動的に切れてモータ８０
が駆動されて次の映像セルを映像処理のため光路
に入れる。この操作を続行して所望の数の映像セ
ルの映像処理をする。 第１０，１１図に示すように、本発明の装置の
電気光学的装置は単色光源９３のような放射エネ
ルギ源を含む。光源９３から単色光ビームが映像
セル１に入射し、反応セル５１の内容物５２を透
照する。光ビームで透照した領域は、反応セル内
の全反応媒体をあらわす標識されたラテツクス粒
子の多分散一様分布を含む。 反応セル５１の深さは、実質的に不透明なコロ
イド粒子の大きな割合を、すべての情報を引き出
す映像面と符合させられる光学系の焦点面に集中
するために、最小でなければならない。 光源９３から発射される光ビームは平行ビーム
にし、コンデンサレンズ（図示しない）で集め、
反応セル５１を透過した光を適正なジオプトルの
結像レンズ９５に通す。結像レンズ９５は、結像
レンズ調節用のラツクピニオン装置９９，１０１
によつて機能的に連結された結像装置９７内に装
着する。結像レンズ９５を透過した光ビームは映
像検出器１０３の面に入射して凝集した実質的に
不透明なコロイド粒子の像を形成する。 映像検出器１０３は商業上C.C.D.と略記される
電荷結合装置（Charge−Coupled Device）であ
つて、Gilbert F.Amalio“Charge−Coupled
Device”、Scientific American、1974年２月、
23−33頁に述べられた型のものでよい。C.C.D.は
100×100の方形に並べた10000個の感光素子でで
きたシリコングリツドと、金属コネクタに接続す
るためのグリツドの周縁のまわりの金属接触とを
含む。シリコングリツドの面上に光が入射する
と、光は吸収されて入射光量に比例した量の電子
が自由にされる。 こうして、本発明によれば、反応セル５１内の
生物学的流体中の実質的に不透明なコロイド粒子
は透照されてC.C.D.の感光面上に結像される。光
学系の倍率は、非凝集粒子の像の大きさが各感光
素子（映像素子またはピクセル（pixel））の面積
より小さくなるように調節する。感光素子からの
電気出力はそれらの面に入射する光量に比例する
ので、非凝集粒子像が１ピクセルより小さいな
ら、その電気出力は完全に陰となつたピクセルに
相当する電気出力より小さい。したがつて、電気
出力が非凝集粒子、すなわち互いに近接している
が全く接触していないで或る程度の光が透過する
ことのできる粒子のような所定のしきい値レベル
より小さいすべての映像領域を捨てるように限界
拒絶基準を決めることができる。 いくつかの実質的に不透明なコロイド粒子が凝
集して大きなかたまりになると、その映像は第１
２図のようにいくつかのピクセルをおおい、凝集
した粒子はきつちりとかたまつているので、１つ
の粒子より暗く見える。上述のように凝集した粒
子の像をつくつた後に、C.C.D.を列ごとに電子的
に走査する。しきい値レベルより暗い映像部分に
はいるピクセルは、凝集した粒子の映像密度の関
数である電気（電圧）出力を発生する。第１３図
は第１２図のC.C.D.の感光面上の凝集した粒に対
応する電気出力を示す。 本発明の方法は梅毒、肝炎等のような疾病状態
を決定するのにとくに適している。一般に本方法
では実質的に不透明なコロイド粒子（ラテツクス
粒子）を病気に関連した抗原で被覆する。抗原は
吸収、吸着、キレート化、その他の公知の従来技
術によつてラテツクスの表面につける。これに適
合した免疫反応成分が被分析物、すなわち生物学
的試験試料、たとえば血清中にある。被分析物を
ラテツクス被覆粒子に加えると、抗原と抗体間の
反応がラテツクス粒子の凝集を起こす物理化学的
複合体をつくるものと信じられる。凝集の程度は
適合位置の数に依存し、反応はすべての抗原位置
が被分析物中の抗体と結合するまで進行する。 こうしてかたまり、すなわち寸法の異なる凝集
した粒子が反応媒質中につくられる。その数と寸
法は被分析分中の抗原／抗体と実質的に不透明な
コロイド粒子との相対的濃度に比例する。反応セ
ルを透照して凝集粒子の映像をつくつた後に映像
面積（映像領域）を（電子的に）定量し、全面積
を得る。これは被分析分中の抗体の濃度の関数で
ある。 上記の方法は未知の試料の定性的決定に用いる
ことができる。上記の方法を基準試料に対して繰
り返して全暗黒映像面積を比較して未知の試料の
性質を決定する。 未知の生物学的試料中の免疫成分の濃度を決定
するために、上記の方法を既知ではあるが異なる
抗体濃度の少くとも２つの対照試料に対して繰り
返す。対照試料の１つは負対照（抗体を含まない
血清）である。それから対照試料の全暗黒映像領
域をそれぞれの濃度に関係づける。未知の試料の
抗体濃度は未知の試料に対して得られる全暗黒映
像領域と、対照試料の全暗黒映像領域とその濃度
との関係とから得られる。 本発明の光電装置を第１４図に示されるブロツ
ク図を用いて説明する。図示のように反応セル５
１を光源９３からの単色光ビームで透照する。映
像セルを透過した光ビームを結像レンズ９５でC.
C.D.１０３上に焦合する。C.C.D.の出力を２つに
分ける。一方１０５は強度フイードバツク制御装
置１０６に平均化したデータを供給する。他方１
０７は粒度と発生頻度との決定のためにデータを
供給する。 第２径路１０７は強度と粒度の両方から非凝集
粒子を除外するしきい値（限界）比較器および粒
子計数器１０９に通じる。比較器１０９は非凝集
粒子のうすい映像に対してC.C.D.１０３上にきわ
めて暗い映像を発生するきつちりとかたまつた粒
子（すなわち凝集した粒子）を通すとともに焦点
をはずれた粒子のカウントを除外する。 表示用ブラウン管１１１はC.C.D１０３からの
逐次出力データを反応場の映像に組み立てて試験
試料の画像として表示し、系の動作を決定する視
覚的なフイードバツクを提供する。 温度制御装置１１３は映像セルの内容物の温度
を所定の最適レベルに監視し制御する。 第１４図の装置にはまたデジタル計算機１１５
と、装置のおもな機能を監視制御する制御論理装
置１１７とがある。記憶装置１１９は計算の出力
を記憶し、印刷装置１２１は計算機の出力を印刷
する。 次に本発明の実施例を２つ示す。ただしこれら
の実施例は本発明の範囲を限定したり本発明の他
の疾病状態への適用を限定するものではないこと
に注意されたい。 例 この実施例は梅毒への本発明の方法と装置の適
用性を示す。 Venereal Disease Reagent Laboratoryが製
造した政府供給の試薬であるRPR（Rapid
Plasma Reagent）木炭抗原懸濁液（HWD）を
60マイクロリツトル上記の３つの保持ケースに入
れた30個の映像セルのおのおのにピペツトで入れ
た。さらに40マイクロリツトルの下記の対照血清
（梅毒患者から採つた）をセル１−４のおのおの
に入れた。

【表】 残りの26の映像セルのおのおのにさらに40マイ
クロリツトルの疑わしい患者の血清を入れ、これ
らの映像セルは保持ケースを30℃の温度で８分間
ゆつくり回転して培養した。それから各セル中の
凝集の程度を上記の方法と装置で決定した。その
結果を表に示す。

【表】

【表】 表に示すように、試験試料の疾病の程度を決
定するために種々のスコアを対照試料と比較する
ことができる。たとえば第５セルは弱反応状態を
示し、したがつて弱い疾病状態を示す。６−10番
セルは梅毒がないこを示す。11番セルは中程度の
状態を示し、20、28番セルは高度な疾病状態を示
す。さらに、得られた結果は次のように正対照の
パーセントで定量することができる。 機械スコア／1500×100 たとえば10番セルの機械スコア998は疑がわし
い試料濃度は１番セルの正対照の998／1500×100すな わち66.53パーセントであることを意味する。し
たがつて正対照の濃度がわかると、試験試料の疾
病状態の程度は本発明の方法と装置によつて決定
することができる。 例 これは人間の絨毛ゴナドトロピン（Human
Chorionic Gonadotropin、HCG）の検査によつ
て妊娠を決定する例である。 75マイクロリツトルの抗HCG／ラテツクスビ
ーズ試薬懸濁液（HWD）を保持ケースに装填し
た10個の映像セルに入れた。２つのセルは25マイ
クロリツトルの尿を加えて対照として用いた。一
方は既知の反応性、他方は未知の反応性である。
残りの映像セルには25マイクロリツトルの検査試
料を入れた。保持ケースを28℃の温度で８分間ゆ
つくり回転して培養し、本明細書に説明した装置
と方法で評価した。結果を表に示す。

【表】

【表】 上述の本発明の方法と装置には多くの変化変形
ができるが、それらは本発明の範囲にはいること
を理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる反応映像セルの
斜視図、第２図は第１図の線２−２に沿つた断面
図、第３図は本発明の映像セル用保持ケースの斜
視図、第４図は第３図の線４−４に沿つた断面
図、第５図は第４図の線５−５に沿つた断面図、
第６ａ−６ｄ図は反応物の混合と一様分布を行な
うために中心軸のまわりに回転中の映像セル中の
反応セルの各位置を示す図、第７図は回転中の反
応映像セルの充てん用の穴につくられたトロイド
状メニスカスを示す、第６ａ図の線７−７に沿つ
た断面図、第８図は本発明の方法にしたがつて各
映像セルの鉛直変位と保持ケースの横方向変位と
の両方を示す程度に本発明の装置を示す図、第９
図は第８図の線９−９に沿つた断面図、第１０，
１１図は反応セル内の懸濁液中の凝集した標識粒
子の映像をつくる過程を示す図、第１２図は凝集
粒子の映像がつくられる映像検出器の前面図、第
１３図は映像検出器上の凝集領域に対応した電子
信号のグラフ、第１４図は本発明の実施に用いる
光電装置の組立図である。 １……映像セル、１９……保持ケース、５１…
…反応セル、５３……充てん用の穴、５５……焦
点合わせ用標的、６１……モータ、６７……キヤ
リパー、８０……モータ、８１……案内ロツド、
９３……光源、１０３……映像検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生物学的流体試験資料（検体）の免疫反応成
   分の迅速で正確な定性的決定法であつて、 (a) 前記検体を、実質的に不透明なコロイド粒子
   に抗原を被覆した検体用試薬とともに反応領域
   に導入することと、 (b) 前記反応領域において前記検体と前記試薬と
   を一様に混合し、そして培養することと (c) 前記反応領域の内容物を放射エネルギーで透
   照し、透過した光ビームを映像検出器の面上に
   結像させて前記反応領域内の凝集した粒子に対
   応する暗黒領域を形成することと、 (d) 前記映像検出器の面上の全暗黒領域の面積を
   測定することと、 (e) 前記工程(a)−(d)を基準資料に対して繰り返す
   ことと、 (f) 前記検体の全暗黒映像領域の面積と前記基準
   資料の全暗黒映像領域の面積とを比較すること とを含む方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の方法であつて、前記
   試薬は木炭粒子である方法。 ３ 特許請求の範囲第１項の方法であつて、前記
   試薬はラテツクス球である方法。 ４ 特許請求の範囲第１項の方法であつて、前記
   培養は約25℃−50℃の温度において約５分−15分
   間行なう方法。 ５ 特許請求の範囲第２項の方法であつて、前記
   培養は約25℃−50℃の温度において約５分−15分
   間行なう方法。 ６ 特許請求の範囲第３項の方法であつて、前記
   培養は約25℃−50℃の温度において約５分−15分
   間行なう方法。 ７ 特許請求の範囲第１項の方法であつて、前記
   凝集した粒子に対応する領域の面積は電子装置に
   よつて測定する方法。 ８ 特許請求の範囲第２項の方法であつて、前記
   凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装置に
   よつて測定する方法。 ９ 特許請求の範囲第３項の方法であつて、前記
   凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装置に
   よつて測定する方法。 １０ 特許請求の範囲第４項の方法であつて、前
   記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装置
   によつて測定する方法。 １１ 特許請求の範囲第５項の方法であつて、前
   記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装置
   によつて測定する方法。 １２ 特許請求の範囲第６項の方法であつて、前
   記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装置
   によつて測定する方法。 １３ 生物学的流体試験資料（検体）の免疫反応
   成分の濃度を迅速で正確に決定する方法であつ
   て、 (a) 前記検体を、実質的に不透明なコロイド粒子
   に抗原を被覆した検体用試薬とともに反応領域
   に導入することと、 (b) 前記反応領域において前記検体と前記試薬と
   を一様に混合し、そして培養することと、 (c) 前記反応領域の内容物を放射エネルギーで透
   照し、透過した光ビームを映像検出器の面上に
   結像させて前記反応領域内の凝集した粒子に対
   応する暗黒領域を形成することと、 (d) 前記映像検出器の面上の全暗黒領域の面積を
   測定することと、 (e) 前記工程(a)−(d)を既知であるが異なる抗体濃
   度の少なくとも２つの対照資料に対して繰り返
   すことと、 (f) 前記対照資料の全暗黒領域の面積をそれらの
   それぞれの抗体濃度と関係づけることと、 (g) 前記工程(f)から得られる関係から前記検体の
   抗体濃度を決定すること とを含む方法。 １４ 特許請求の範囲第１３項の方法であつて、
   前記試薬は木炭である方法。 １５ 特許請求の範囲第１３項の方法であつて、
   前記試薬はラテツクス球である方法。 １６ 特許請求の範囲第１３項の方法であつて、
   前記培養は約25℃−50℃の温度において約５分−
   15分間行なう方法。 １７ 特許請求の範囲第１４項の方法であつて、
   前記培養は約25℃−50℃の温度において約５分−
   15分間行なう方法。 １８ 特許請求の範囲第１５項の方法であつて、
   前記培養は約25℃−50℃の温度において約５分−
   15分間行なう方法。 １９ 特許請求の範囲第１３項の方法であつて、
   前記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装
   置によつて測定する方法。 ２０ 特許請求の範囲第１４項の方法であつて、
   前記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装
   置によつて測定する方法。 ２１ 特許請求の範囲第１５項の方法であつて、
   前記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装
   置によつて測定する方法。 ２２ 特許請求の範囲第１６項の方法であつて、
   前記凝集した粒子に対応する領域の面積は電子装
   置によつて測定する方法。 ２３ 特許請求の範囲第１７項の方法であつて、
   前記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装
   置によつて測定する方法。 ２４ 特許請求の範囲第１８項の方法であつて、
   前記凝集した粒子に対応した領域の面積は電子装
   置によつて測定する方法。 ２５ (a) 前後壁と側壁とでできた、前記側壁の
   間に複数の、間隔をとつて軸方向に並んだ区画
   のある保持ケースと、 (b) ２つの対向した平行な平面で形成され、各前
   記面にはだいたい円形の溝があつて前記面が互
   いに結合されると前￥円形の溝は反応セルを形
   成し、前記溝には前記反応セルに生物学的流体
   （検体）と検体用試薬を入れる１つの開口があ
   る、各前記区画内の映像セルと、 (c) 各前記映像セルに係合してそれぞれの区画か
   ら部分的に押し出して光路内に入れるように偏
   圧する装置と、 (d) 前記反応セルに光ビームを透照する光源と、 (e) 感光素子でできた感光面を持つ映像検出器
   と、 (f) 前記反応セルを透過した光ビームを前記映像
   検出器上に集合させて前記反応セル内の凝集し
   た粒子に対応する暗黒映像を形成する結像レン
   ズと、 (g) 前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面
   積を測定する装置 とを備えた、免疫反応に関して用いる装置。 ２６ 特許請求の範囲第２５項の装置であつて、
   前記保持ケースが前後壁と１対の対向して間隔を
   とつた側壁とで形成された上の開いた底なしチヤ
   ンバと、前記側壁の複数の間隔をとつた、軸方向
   の、だいたい長方形の区画と、前記側壁の一方に
   取り付けた第１横方向フランジと、前記側壁の他
   方に取り付けた第２横方向フランジとを備えてい
   る装置。 ２７ 特許請求の範囲第２５項又は第２６項の装
   置であつて、前記保持ケースの前記側壁の１つは
   部分的な壁である装置。 ２８ 特許請求の範囲第２５項乃至第２７項のい
   ずれか１項の装置であつて、前記保持ケースが少
   なくとも２つの区画を含む装置。 ２９ 特許請求の範囲第２５項乃至第２８項のい
   ずれか１項の装置であつて、前記映像セルの両前
   記面が透明な材料でできている装置。 ３０ 特許請求の範囲第２５項乃至第２８項のい
   ずれか１項の装置であつて、前記映像セルの前記
   面の一方は透明材料でつくられ、他方の面は半透
   明の材料でつくられる装置。 ３１ 特許請求の範囲第２５項乃至第３０項の装
   置であつて、前記映像セルが、光学系が前記反応
   セル内の中間面上に焦点を合わせるように前記円
   形の溝の１つの内面上に取り付けただいたい円柱
   状の部材を備えている装置。 ３２ 特許請求の範囲第２５項の装置であつて、
   前記映像セルに係合して偏圧する装置はキヤリパ
   ー（caliper）装置である装置。 ３３ 特許請求の範囲第２６項の装置であつて、
   前記映像セルに係合して偏圧する装置はキヤリパ
   ー装置である装置。 ３４ 特許請求の範囲第２７項の装置であつて、
   前記映像セルに係合して偏圧する装置はキヤリパ
   ー装置である装置。 ３５ 特許請求の範囲第２８項の装置であつて、
   前記映像セルに係合して偏圧する装置はキヤリパ
   ー装置である装置。 ３６ 特許請求の範囲第２９項の装置であつて、
   前記映像セルに係合して偏圧する装置はキヤリパ
   ー装置である装置。 ３７ 特許請求の範囲第３０項の装置であつて、
   前記映像セルに係合して偏圧する装置はキヤリパ
   ー装置である装置。 ３８ 特許請求の範囲第３１項の装置であつて、
   前記映像セルに係合して偏圧する装置はキヤリパ
   ー装置である装置。 ３９ 特許請求の範囲第２５項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４０ 特許請求の範囲第２６項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４１ 特許請求の範囲第２７項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４２ 特許請求の範囲第２８項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４３ 特許請求の範囲第２９項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４４ 特許請求の範囲第３０項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４５ 特許請求の範囲第３１項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４６ 特許請求の範囲第３２項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４７ 特許請求の範囲第３３項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４８ 特許請求の範囲第３４項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒領映像域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ４９ 特許請求の範囲第３５項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ５０ 特許請求の範囲第３６項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ５１ 特許請求の範囲第３７項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ５２ 特許請求の範囲第３８項の装置であつて、
   前記映像検出器の面上の全暗黒映像領域の面積を
   測定する装置は電子装置である装置。 ５３ (a) 生物学的流体資料（検体）と検体用試
   薬とを含む映像セルと、 (b) 放射エネルギーのビームを前記映像セルに投
   影する光源と、 (c) 感光素子でできた感光面をもつ映像検出器
   と、 (d) 前記映像セルを透過した光を前記映像検出器
   の面上に焦合させて前記映像セル内の凝集した
   粒子に対応する暗黒映像領域をつくる結像レン
   ズと、 (e) 所定のしきい値より小さい暗黒映像領域を除
   いて前記しきい値より大きい暗黒映像領域の面
   積を計数するしきい値比較器と を備えた、免疫反応を評価するのに用いる光電装
   置。 ５４ 特許請求の範囲第５３項の光電装置であつ
   て、前記映像セルの内容物の温度を制御する温度
   制御装置を備えた光電装置。 ５５ 特許請求の範囲第５３項の光電装置であつ
   て、前記映像セルの内容物を視覚的に表示する、
   前記映像検出器と機能的に連係した表示スクリー
   ンを備えた光電装置。 ５６ 特許請求の範囲第５４項の光電装置であつ
   て、前記映像セルの内容物を視覚的に表示する、
   前記映像検出器と機能的に連係した表示スクリー
   ンを含む光電装置。 ５７ 特許請求の範囲第５３項の光電装置であつ
   て、前記しきい値比較器と連係するデジタル計算
   機と、前記計算機の出力を記憶する装置と、前記
   計算機の出力を印刷する装置とを含む光電装置。 ５８ 特許請求の範囲第５４項の光電装置であつ
   て、前記しきい値比較器と連係するデジタル計算
   機と、前記計算機の出力を記憶する装置と、前記
   計算機の出力を印刷する装置とを含む光電装置。 ５９ 特許請求の範囲第５５項の光電装置であつ
   て、前記しきい値比較器と連係したデジタル計算
   機と、前記計算機の出力を記憶する装置と、前記
   計算機の出力を印刷する装置とを含む光電装置。 ６０ 特許請求の範囲第５６項の光電装置であつ
   て、前記しきい値比較器と連係したデジタル計算
   機と、前記計算機の出力を記憶する装置と、前記
   計算機の出力を印刷する装置とを含む光電装置。