JPH0572206A - 磁界を用いた凝集反応の検出方法 - Google Patents

磁界を用いた凝集反応の検出方法

Info

Publication number
JPH0572206A
JPH0572206A JP18412391A JP18412391A JPH0572206A JP H0572206 A JPH0572206 A JP H0572206A JP 18412391 A JP18412391 A JP 18412391A JP 18412391 A JP18412391 A JP 18412391A JP H0572206 A JPH0572206 A JP H0572206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
reaction
agglutination reaction
particles
agglutination
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.)
Withdrawn
Application number
JP18412391A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Nanba
昭宏 南波
Toshimitsu Musha
利光 武者
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP18412391A priority Critical patent/JPH0572206A/ja
Publication of JPH0572206A publication Critical patent/JPH0572206A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凝集反応を迅速かつ高感度で検出できる磁界
を用いた凝集反応の検出方法を提供する。 【構成】 被検液と抗体または抗原を固定した磁性粒子
とを直流磁界(4)を印加して凝集反応させた後、該反
応液に半波整流磁界(4)を印加しながら、その磁界の
方向とは異なる方向の直線偏光(1,2)を入射させ
て、前記反応液での散乱光を入射直線偏光と直交する偏
光面を有する検光子5を経て受光(6)し、その受光出
力のパワースペクトル密度に基づいて凝集反応を検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、抗原−抗体反応に基
づく凝集反応を、抗体または抗原を固定した磁性体から
成る微粒子の磁界による変位に基づく散乱光を利用して
検出する磁界を用いた凝集反応の検出方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】磁界を用いた凝集反応の検出方法とし
て、従来、特開昭62−118255号公報に開示され
たものがある。この検出方法においては、抗体または抗
原を固定した磁性粒子を交番磁界により変位させ、その
変位に基づく散乱光を利用して凝集反応を検出するよう
にしている。すなわち、磁性粒子に交番磁界を作用させ
ると、磁性粒子は誘導磁化と交番磁界との相互作用によ
り、交番磁界の周波数f0 と同じ周波数f0 で回転す
る。このように、磁性粒子が周波数f0 で回転すると、
凝集した粒子は球形でないために、その光学的異方性が
2f0 で変化して、散乱光のパワースペクトル密度が粒
子の凝集に応じて変化することになる。したがって、こ
のパワースペクトル密度の2f0 成分の強度あるいは2
0 近傍のパワースペクトル密度の形状から、抗原−抗
体反応が起こったか否かを検出して抗原の有無を同定し
たり、抗原濃度を定量することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の検出方法にあっては、懸濁液の粘性等の影響で
磁性粒子を速い速度で回転させることができず、例えば
0.1Hz 程度の非常に低い周波数f0 の交番磁界しか印加
できないため、測定に時間がかかるという問題があっ
た。
【0004】この発明はこのような従来の問題点に着目
してなされたもので、凝集反応を迅速かつ高感度で検出
できる磁界を用いた凝集反応の検出方法を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、被検液と抗体または抗原を固定した
磁性粒子とを直流磁界を印加して凝集反応させた後、該
反応液に半波整流磁界を印加しながら、その磁界の方向
とは異なる方向の直線偏光を入射させて、前記反応液で
の散乱光を入射直線偏光と直交する偏光面を有する検光
子を経て受光し、その受光出力のパワースペクトル密度
に基づいて凝集反応を検出する。
【0006】
【作用】図1はこの発明を実施する凝集反応検出装置の
一例の構成を示すものである。光源1からの光は、偏光
プリズム2に入射させて水平面に対して45°の方向の振
動成分を有する直線偏光を取り出し、この直線偏光を磁
性粒子を含む液体を収容する試料セル3に入射させる。
また、試料セル3の近傍には、外部磁界発生装置4を配
置し、これにより試料セル3内の液体に水平面方向の所
要の磁界を印加するようにする。試料セル3内の液体に
よる散乱光は、偏光プリズム5に入射させ、ここで試料
セル3への入射直線偏光成分と直交する偏光成分の光を
取り出して光電子増倍管6で受光する。上記の光源1か
ら光電子増倍管6に到る光路中に配置される偏光プリズ
ム2の偏光面E1の方向、外部磁界発生装置4での磁界H
の方向および偏光プリズム5の偏光面E2の方向の関係を
図2に示す。
【0007】図1において、光電子増倍管5の出力は、
低雑音増幅器7で増幅してローパスフィルタ8に供給
し、ここで高周波数の雑音やエイリアスを除去した後、
増幅器9に供給して増幅する。増幅器9の出力は、A/
D変換器10に供給してデジタルの電圧信号に変換し、
このデジタル信号をコンピュータ11に供給して高速フ
ーリエ変換(FFT)等の演算を行いパワースペクトル
密度を測定する。
【0008】ここで、磁性粒子として酸化鉄を含む直径
0.7μmのラテックス粒子(商品名;エスタポール,
ローヌプーラン社製)を用い、このラテックス粒子を緩
衝液とともに試料セル3内に収容して、外部磁界発生装
置4から50Oeの均一磁界を印加すると、ラテックス
粒子はこの外部磁界の影響によって外部磁界の方向に連
結して並ぶことが知られている(参考文献;R,W,Chantr
ell etal. J.Phys.D:Appl,Phys,13(1980)L119 〜122
)。なお、このように粒子が磁界の方向に並ぶのは、
外部磁界の印加によって粒子に磁気モーメントが発生
し、これによる磁気的吸引相互作用によって粒子が互い
に引きつけ合うからである。一方、上記のラテックス粒
子および緩衝液からなる粒子懸濁液に、電解質として塩
化ナトリウムを加えると、溶液内の電解イオン強度の変
化によりラテックス粒子の表面電荷による反発力が減少
して互いに凝集し、その凝集は電解質濃度が高い程大き
くなる。
【0009】そこで、上記の粒子懸濁液に塩化ナトリウ
ムを添加して粒子の凝集を起こさせる際に、外部磁界発
生装置4から50Oeの均一磁界を印加してラテックス
粒子を数珠状に連結させ、これにより凝集の確率を高め
る。この均一磁界の印加を2分間続けて数珠状の粒子が
できたところで、次に外部磁界発生装置4から試料セル
3内の溶液に図3に示すような、一定周期で磁界がオン
−オフを繰り返す正弦波状の半波整流磁界を印加する。
このように、半波整流磁界を印加すると、それに同期し
て磁界がオンの状態では、図4Aに示すようにラテック
ス粒子は磁界の方向に沿って並び、磁界がオフの状態で
は、図4Bに示すように磁気的吸引力が解除されてブラ
ウン運動を開始する。ここで、偏光プリズム2および5
の偏光面が直交し、半波整流磁界の印加方向が試料セル
3への入射直線偏光に対して45°となっているので、連
結した粒子は並んだ方向に対してcosine成分の前方散乱
光を発し、この前方散乱光が偏光プリズム5を経て光電
子増倍管6に入射する。一方、凝集を起こしていない未
反応の粒子からの余計な散乱光は、互いに垂直となって
いる偏光プリズム2および5の組合せによりカットされ
る。
【0010】図5は上記のようにして半波整流磁界を印
加したときの凝集反応によるパワースペクトル密度を示
すもので、破線は 0.17mol/lの塩化ナトリウムを添加
した後の凝集粒子による散乱光強度ゆらぎのパワースペ
クトル密度を、実線は水を添加した後のパワースペクト
ル密度をそれぞれ示す。なお、半波整流磁界は、粒子が
最も並び易く、かつ散乱強度を最も大きくとれる3O
e、1Hzとした。図5から明らかなように、いずれの
パワースペクトル密度も、いくつかの周波数にピークを
持っているが、最も大きなピークは半波整流磁界の周波
数1Hzに同調する成分で、それよりも小さいピークは
高調波成分と考えられる。ここで、塩化ナトリウムを添
加したときのパワースペクトル密度の方がレベルが高
く、かつピークも大きく出ているのは、粒子が良く凝集
し、長い連結をして半波整流磁界の変化に追従している
からである。なお、水を加えた場合でも、スペクトルに
ピークが現れているのは、以前から幾分凝集を起こして
いる粒子が既に存在しているためと考えられる。
【0011】このように、偏光プリズム2および5の偏
光面を直交させて、偏光プリズム2の偏光面に対して45
°の方向に外部磁界を印加することにより、前方散乱光
を最も効率良く検出することができる。なお、上記構成
において偏光プリズム2の偏光面を水平面に対して垂直
方向に設定すると、粒子の連結方向が入射光の偏光方向
に対して垂直となってしまい、散乱光が検出されなくな
る。一方、直線偏光を球形粒子に照射すると、図6Aに
示すように球形粒子内に入射光の偏光成分と同じ振動成
分を持つ電気双極子が誘起され、外部磁界の印加により
粒子が連結すると、図6Bに示すように散乱光の振動成
分は粒子の連結方向にほぼ一致し、その散乱光強度は粒
子の連結長が長い程強くなる。
【0012】以上のことから、スペクトルのピーク比を
下記のように定義すれば、このピーク比から凝集反応を
定量的に測定することが可能となる。 なお、緩衝液(水)導入によるパワースペクトル密度の
ピーク値を分母としたのは、反応前に既に凝集を起こし
ている粒子による影響を打ち消すためである。
【0013】図7は添加した塩化ナトリウム濃度とピー
ク比との関係を示すもので、●印は粒子の重量濃度が0.
05mg/cm3 、○印は粒子の重量濃度が 0.1mg/cm3 、△
印は粒子の重量濃度が 0.5mg/cm3 の場合をそれぞれ示
す。図7から明らかなように、重量濃度が0.05mg/cm3
および0.1mg /cm3 の場合においては、塩化ナトリウム
濃度が0.03〜0.17mol /l 程度の範囲で、ピーク比が10
3 以上も急激に上昇する。また、ピーク比が大きく変化
する範囲に対応する塩化ナトリウム濃度の範囲も、粒子
濃度依存性を示し、粒子の重量濃度が大きいと測定でき
る塩化ナトリウム濃度も高い方にずれる。
【0014】したがって、磁性粒子の表面に抗体または
抗原を固定し、抗原または抗体濃度が既知の標準液を用
いて、予めピーク比と濃度との関係を示す検量線を作成
しておけば、未知濃度のサンプルのピーク比を測定する
ことによりその抗原または抗体濃度を高感度で定量的に
測定することが可能となる。しかも、従来の検出方法に
おいては0.1Hz 程度の非常に低い周波数の交番磁界を印
加するのに対して、この発明では1Hz程度の非常に高い
周波数の半波整流磁界を印加することができるので、迅
速な検出が可能となる。
【0015】
【実施例】この発明の実施例においては、図1に示した
凝集反応検出装置において、光源1として波長632.8nm
の He-Neレーザを用い、外部磁界発生装置4としてHelm
holtz コイルを用いる。先ず、試料セル3内に、表面に
抗体または抗原を結合した磁性体より成る球形の微粒
子、例えば表面に免疫グロブリンG(IgG)を固定した
粒径 0.1μm〜0.05μmのNi,Coあるいはそれらの
合金より成る強磁性体で自発磁化のないものを分散させ
た緩衝液を加える。次に、この粒子懸濁液に外部磁界発
生装置4から50Oeの均一磁界を2分間印加し、これ
により磁性粒子を数珠状に連結させて凝集の確率を高め
た後、外部磁界を3Oe,1Hzの正弦波状の半波整流
磁界に切り換え、この半波整流磁界印加中の前方散乱光
の強度ゆらぎのパワースペクトル密度のピーク値を求め
る。
【0016】その後、試料セル3内に抗原または抗体を
含む被検液を加えて抗原−抗体反応を開始させる。この
抗原−抗体反応の間、上記と同様にして外部磁界発生装
置4から50Oeの均一磁界を2分間印加し、これによ
り磁性粒子を数珠状に連結させて抗原−抗体反応による
凝集の確率を高めた後、外部磁界を3Oe,1Hzの正
弦波状の半波整流磁界に切り換え、この半波整流磁界印
加中の前方散乱光の強度ゆらぎのパワースペクトル密度
のピーク値を求める。次に、最初に求めた被検液注入前
のパワースペクトル密度のピーク値と、その後被検液を
注入して抗原−抗体反応を起こさせて求めたパワースペ
クトル密度のピーク値との比を求め、このピーク比に基
づいて予め作成された検量線から被検液の抗原または抗
体濃度を定量する。
【0017】なお、この発明は上述した実施例にのみ限
定されるものではなく幾多の変更または変形が可能であ
る。例えば、上述した実施例では、被検液注入前の緩衝
液を加えたときのパワースペクトル密度のピーク値と、
被検液を注入して抗原−抗体反応を起こさせた反応後の
パワースペクトル密度のピーク値との比に基づいて被検
液中の抗原または抗体濃度を定量するようにしたが、反
応後のパワースペクトル密度のピーク値のみを求め、そ
のピーク値に基づいて被検液の抗原または抗体濃度を定
量したり、凝集の有無を検知することもできる。
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、反応
の間は直流磁界を印加し、測定時は半波整流磁界を印加
しながら、その磁界の方向とは異なる方向の直線偏光を
用い、その反応液での散乱光のみを入射直線偏光と直交
する偏光面を有する検光子を経て受光してパワースペク
トル密度を求めるようにしたので、従来の交番磁界を印
加する検出方法に比べて、半波整流磁界の周波数を非常
に高くできると共に、凝集反応によるパワースペクトル
密度の変化量も大きく取れる。したがって、凝集反応を
迅速かつ高精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を実施する凝集反応検出装置の一例の
構成を示す図である。
【図2】図1に示す2個の偏光プリズムの偏光面の方向
と外部磁界発生装置による磁界の方向との関係を示す図
である。
【図3】反応液に印加する半波整流磁界の波形を示す図
である。
【図4】半波整流磁界による磁性粒子の動作を示す図で
ある。
【図5】半波整流磁界を印加したときの凝集反応による
パワースペクトル密度を示す図である。
【図6】直線偏光の照射により磁性粒子内に生じる電気
双極子の磁界による変位を示す図である。
【図7】塩化ナトリウム濃度と凝集反応前後のパワース
ペクトル密度のピーク比との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 光源 2 偏光プリズム 3 試料セル 4 外部磁界発生装置 5 偏光プリズム 6 光電子増倍管 7 低雑音増幅器 8 ローパスフィルタ 9 増幅器 10 A/D変換器 11 コンピュータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【図6】
【図1】
【図3】
【図4】
【図5】
【図7】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検液と抗体または抗原を固定した磁性
    粒子とを直流磁界を印加して凝集反応させた後、該反応
    液に半波整流磁界を印加しながら、その磁界の方向とは
    異なる方向の直線偏光を入射させて、前記反応液での散
    乱光を入射直線偏光と直交する偏光面を有する検光子を
    経て受光し、その受光出力のパワースペクトル密度に基
    づいて凝集反応を検出することを特徴とする磁界を用い
    た凝集反応の検出方法。
  2. 【請求項2】 前記パワースペクトル密度のピーク値の
    凝集反応による変化量を求め、その変化量に基づいて凝
    集反応を定量的に検出することを特徴とする請求項1記
    載の磁界を用いた凝集反応の検出方法。
JP18412391A 1991-06-28 1991-06-28 磁界を用いた凝集反応の検出方法 Withdrawn JPH0572206A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18412391A JPH0572206A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 磁界を用いた凝集反応の検出方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18412391A JPH0572206A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 磁界を用いた凝集反応の検出方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0572206A true JPH0572206A (ja) 1993-03-23

Family

ID=16147781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18412391A Withdrawn JPH0572206A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 磁界を用いた凝集反応の検出方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0572206A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014062901A (ja) * 2012-08-31 2014-04-10 Toshiba Corp 検体検査装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014062901A (ja) * 2012-08-31 2014-04-10 Toshiba Corp 検体検査装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4725140A (en) Method of measuring specific binding reaction with the aid of polarized light beam and magnetic field
US7639359B2 (en) Magneto-optic biosensor using bio-functionalized magnetized nanoparticles
US8071027B2 (en) Method and device for selectively detecting ferromagnetic or superparamagnetic particles
Bevington et al. Enhanced material defect imaging with a radio-frequency atomic magnetometer
JPS62233711A (ja) 材料の表面状態を光学的に検出する方法および装置
CN103336151A (zh) 一种磁力显微镜及其测量方法
Arnold et al. Magnetic susceptibility measurements of ultrathin films using the surface magneto-optic Kerr effect: optimization of the signal-to-noise ratio
Gubbiotti et al. Perpendicular and in-plane magnetic anisotropy in epitaxial Cu/Ni/Cu/Si (111) ultrathin films
JP7525117B2 (ja) 材料応答を検出する方法およびシステム
Tam et al. Optimization of optoacoustic cell for depth profiling studies of semiconductor surfaces
US4528506A (en) Ferromagnetic resonance probe liftoff suppression apparatus
JP2021530709A5 (ja)
JP6258076B2 (ja) 磁気信号測定装置及び磁気信号測定方法
JPH0572206A (ja) 磁界を用いた凝集反応の検出方法
CN104034857B (zh) 非磁性金属薄板磁声电成像无损检测装置及检测方法
CN115683968B (zh) 磁性粒子溶液浓度测量装置
CN202393900U (zh) 一种巨磁阻薄膜的力电磁耦合行为的检测装置
JP6528334B2 (ja) 磁気力顕微鏡用探針の評価装置および評価方法、ならびに磁気力顕微鏡および磁気力顕微鏡の制御用磁場調整方法
JP4095932B2 (ja) 屈折率測定装置及び屈折率測定方法
CN120778869A (zh) 一种基于nv色心无微波量子传感的涡流无损检测装置
JP2938918B2 (ja) 磁気微粒子の粒度測定方法
JPS63210773A (ja) 特異結合反応の促進方法
JP2003194780A (ja) 鉄酸化皮膜検査装置および鉄酸化皮膜検査方法
JP2912003B2 (ja) 超電導体の磁気特性測定方法
Pelzl et al. Locally resolved magnetic resonance in ferromagnetic layers and films

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980903