JPH09189701A - 質量感受性バイオセンサー - Google Patents

質量感受性バイオセンサー

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JPH09189701A
JPH09189701A JP8346799A JP34679996A JPH09189701A JP H09189701 A JPH09189701 A JP H09189701A JP 8346799 A JP8346799 A JP 8346799A JP 34679996 A JP34679996 A JP 34679996A JP H09189701 A JPH09189701 A JP H09189701A
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アンドレーアス・ヴイーガント
Madry Norbert
ノルベルト・マドリー
Carsten Dr Schelp
カルステン・シエルプ
Paul Meller
パウル・メラー
Paul Dr Meller
ミヒヤエル・メーレン
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    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 診断および分析方法に使用する、特に診断的
に関連する特異的結合パートナーの免疫化学的検出方法
の提供。 【解決手段】 生物学的流体の試料中の被分析物質の免
疫化学的検出方法であって、第一の特異的結合パートナ
ーが圧電センサーである固相に直接結合しており、そし
て使用するセンサーの表面が測定後適当な溶媒を使用す
る処理により固相が再生されることができるようにコー
トされていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は診断及び分析の過程において、特
に診断に関連する特異的結合パートナーの免疫化学的検
出のために使用する圧電センサーに関する。圧電センサ
ー自体は例えばDickert等の記述(Chemie in unserer Z
eit(今日の化学)(1994年),28巻(3号),147〜15
2ページ)から既知である。そのようなバイオセンサー
は例えば米国特許第4,236,893号及び4,735,
906号にも記述されている。
【0002】診断的に関連する分子(被分析物質)の検
出に使用することができるようなバイオセンサーは、一
般に検出される分子に特異的な結合パートナーでコート
されており、それによりこれらの分子を選択的に結合す
ることができる表面を持つ変換器からなる。圧電石英結
晶が通常変換器として使用される。石英結晶が対応する
電子回路に組み込まれると、それは特定の共振周波数で
共振する。そこで検出される分子が蓄積されると、共振
周波数は変化する。そのような電子回路は例えばDE−
A 39 20 052の記述から当業者に知られてい
る。
【0003】これらの既知のバイオセンサーは既に上に
述べた目的を部分的には達成している。しかしながら、
使用される方法例えば抗体がシラン誘導体により石英表
面に結合される方法の場合、一方で、抗体を石英表面に
結合する方法は極めて手がかかり且つ再現性に乏しく、
他方、検出される抗原と抗体との間の結合を破壊し、そ
して結合した抗原を分離する意図で反応物溶液で処理す
ることによりセンサー表面を再使用可能にするための方
法はそれ自体再現性に乏しく、そしてセンサー表面上で
抗体の抑制されない破壊という結果になることが分かっ
ている。
【0004】Davis等の報告書(Anal.Chem.(1989年),6
1巻(11号),1227〜1230ページ)は変換器に金をコー
トし、この層にプロテインAを結合することが可能であ
ると説明している。これにより、プロテインAは診断的
に関連する分子の検出のため抗体と可逆的に結合するこ
とができる。著者自身が説明しているように、プロテイ
ンAコーティングはシグナルを強く変更し、測定を全部
にわたって妨害する。 従って、本発明の目的は特異的結合パートナーでコート
することが簡単であり、同時に特異的反応が起こった後
簡単で信頼性をもって再生することができる分析及び診
断の過程に使用するバイオセンサーを提案することであ
る。
【0005】本発明により、この目的はセンサーを貴金
属好ましくは金でコートし、そして特異的結合パートナ
ーをこのコーティングに結合しうることによって達成さ
れる。特異的結合パートナーはこのようにコートしたバ
イオセンサーから、例えばDE 44 36 910に開
示された試薬を使用して分離することができる。
【0006】変換器の態様又は被分析物質の蓄積による
変化が測定シグナルに変換される仕方は本発明にとって
本質的なことではない。本発明は二つの手動的方法、例
えばセンサーを試料に浸漬する方法、及び自動分析器に
よる方法に使用することができる。
【0007】原則として、本発明の方法は次のように実
行することができる。すなわち、適当な電子回路(例え
ば Sensotec 社が販売する)に組み込まれた市販の金を
コートした圧電結晶に測定する被分析物質に特異的な結
合パートナーをコートする。そのような特異的結合パー
トナーは、例えばモノクローナル又はポリクローナル抗
体又は抗体断片、レクチン又は抗原でよい。コーティン
グ時間は5分〜数時間、好ましくは10〜120分であ
る。コーティング後、センサー表面を洗浄用緩衝液で洗
いすすぐ。洗浄用緩衝液は好ましくは洗浄剤を含有す
る。この特異的コーティングには、非特異的結合を防ぐ
ため、場合により、さらに非特異的コーティング例えば
BSA又は不活性化PODをコートしてよい。このよう
な方法はそれ自体当業者に既知である。洗浄操作はその
ような非特異的コーティングの後に行ってもよい。
【0008】コートしたセンサーは試料と一緒にインキ
ュベートするが、これは例えば試料に浸漬するか又はセ
ンサー表面に塗布して実行することが可能である。さら
に別の有利な実施態様は測定を連続的流動条件下で実行
しうるようにセンサー表面が設計されているそれであ
る。それぞれのセンサーについてその適用に対してどの
設計にすべきかの決定は当業者にとって容易なことであ
る。
【0009】被分析物質が特異的結合パートナーと反応
した結果である測定される量例えば共振周波数は電子回
路を変更することにより測定される。結合した被分析物
質の量は、例えば参照曲線との対比により得られる測定
される量の変化から導き出すことができる。この手順は
集団単位で直接測定するためにも適している。測定され
る量の変化を求めるため、例えば特異的結合パートナー
でコートされていない参照電極を使用することができ
る。試料とのインキュベーション終了後、さらに洗浄操
作を置くのが好都合である。試料とのインキュベーショ
ンは1〜100分、特に5〜60分間実行するのが有利
であり、そして10〜30分がもっとも有利である。
【0010】再生はDE 44 36 910に記述され
ているように実行することができる。固相として貴金属
特に金を使用する場合のこの操作は、特定の還元剤又は
酸化剤例えば水素化ホウ素ナトリウム又はテトラブチル
アンモニウムヒドロキシドを固相として、洗浄剤を添加
するか又はしないで再生のために使用する。次の例証的
具体例は本発明を説明するためであって、それに何らの
制限を加えようとするものではない。
【0011】実施例 ヒトIgEの定量的測定 支持体:テフロン環(外径36mm)の中にはめこんだSe
nsotec社から入手の金をコートした圧電結晶。金表面直
径:9mm,金表面積:14mm2 。 コーティング:抗ヒトIgE(ウサギ)ポリクローナル
抗体の50μlをセンサーに塗布する。抗体濃度は5μg
/mlである。この溶液はその他にリン酸ナトリウム75
mM,NaCl 75mM,Na2SO4 100g/lを含有する。pH
は6.0である。抗体溶液は37℃で1時間又は室温で
一晩静置する。 洗浄段階:上清を除き、センサーをそれぞれ250μl
の洗浄用緩衝液で5回洗いすすぐ。この洗浄用緩衝液は
トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)
50mM及びクエン酸50mMからなるpH7.4の溶液であ
る。
【0012】後続するコーティング:不活性化したペル
オキシダーゼ(POD)50μlをセンサーに塗布す
る。POD濃度は1g/lである。この溶液はその他に
リン酸ナトリウム75mM,NaCl75mM,Na2SO4 100
g/lを含有する。pHは6.0である。POD溶液は3
7℃で1時間又は室温で一晩静置する。 洗浄段階:上清を除き、センサーをそれぞれ250μl
の洗浄用緩衝液で5回洗いすすぐ。この洗浄用緩衝液は
トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)
50mM及びクエン酸50mMからなるpH7.4の溶液であ
る。
【0013】試料のインキュベーション:所定量のIg
Eを含有するヒト血清50μlをセンサーに塗布し、3
7℃で30分間インキュベートする。 洗浄段階:上清を除き、センサーをそれぞれ250μl
の洗浄用緩衝液(リン酸ナトリウム5mM,NaCl 85m
M,ツイーン201g/l,フェノール0.5g/l,pH
6.5)で5回洗いすすぐ。
【0014】固相の再生:20重量%テトラブチルアン
モニウムヒドロキシド溶液250μlをセンサーに塗布
し、37℃で1時間インキュベートする。 洗浄段階:上清を除いた後、センサーを脱イオン水で5
回洗いすすぐ。
【0015】2回目の再生:1重量%NaBH4溶液250
μlをセンサー上で、室温で15分間インキュベートす
る。この溶液はその他に2−(シクロ−ヘキサアミノ)
エタンスルホン酸(CHES)50mMを含有する。pHは
10.0である。 洗浄段階:上清を除いた後、センサーを脱イオン水で3
回そしてリン酸緩衝生理食塩水(pH7.2)で3回洗い
すすぐ。
【0016】結果1): 1.100IU/mlのヒトIgEの測定=829aU2) 2.100IU/mlのヒトIgEの測定=576aU 3.100IU/mlのヒトIgEの測定=623aU 4. 0IU/mlのヒトIgEの測定=19aU 5.100IU/mlのヒトIgEの測定=767aU 6.100IU/mlのヒトIgEの測定(対照=非特異的コー
ティング抗体)=14aU 1) n=2の平均 2) 任意の単位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノルベルト・マドリー ドイツ連邦共和国35041マルブルク.ヘー エンヴエーク68 (72)発明者 カルステン・シエルプ ドイツ連邦共和国35041マルブルク.リン デンヴエーク39 (72)発明者 パウル・メラー ドイツ連邦共和国35041マルブルク.ヴエ ーアアカー4 (72)発明者 ミヒヤエル・メーレン ドイツ連邦共和国35041ヴエーアスハウゼ ン.ツム・プフアフエングルント7

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生物学的流体の試料中の被分析物質の免
    疫化学的検出方法であって、第一の特異的結合パートナ
    ーが圧電センサーである固相に直接結合しており、そし
    て使用するセンサーの測定表面が測定後適当な溶媒を使
    用する処理により固相が再生されることができるように
    コートされている前記方法。
  2. 【請求項2】 固相が貴金属好ましくは金でコートされ
    ている請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 第一の特異的結合パートナーが免疫グロ
    ブリン又は免疫グロブリンの断片である請求項1又は2
    に記載の方法。
  4. 【請求項4】 固相が、反応が起こった後第一の特異的
    結合パートナーを試薬により固相から分離することによ
    り再生される請求項1〜3の少なくとも一項記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 試薬が還元剤を含有する請求項4記載の
    方法。
  6. 【請求項6】 試薬が酸化剤を含有する請求項4記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 試薬がNaBH4を含有する請求項4記
    載の方法。
  8. 【請求項8】 試薬がテトラブチルアンモニウムヒドロ
    キシドを含有する請求項4記載の方法。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の方法において、貴金属か
    らなる再生可能な固相の使用。
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