JPH09506172A - 汎用的な抗ハプテン抗体を使用するイムノアッセイ及び該イムノアッセイで使用される材料 - Google Patents

汎用的な抗ハプテン抗体を使用するイムノアッセイ及び該イムノアッセイで使用される材料

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JPH09506172A JP7515661A JP51566195A JPH09506172A JP H09506172 A JPH09506172 A JP H09506172A JP 7515661 A JP7515661 A JP 7515661A JP 51566195 A JP51566195 A JP 51566195A JP H09506172 A JPH09506172 A JP H09506172A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、汎用的な抗ハプテン抗体により試料中の被分析物質を検出してその量を測定するためのイムノアッセイ法に関する。多被分析物質イムノアッセイ法も開示する。抗ハプテン抗体を用いる試薬、装置及びキットも開示する。本発明は更に、二抗体方式により試料中の被分析物質を検出してその量を測定するためのイムノアッセイ法に関する。本発明は更に、抗体で被覆し、好ましくは固着した染色赤血球に関する。試料中の被分析物質の存在を検出して測定するための凝集アッセイでの上記染色赤血球の使用も開示する。被分析物質はハプテン、抗原又は抗体であり得る。染色して被覆した上記赤血球を用いる凝集アッセイ、組成物及びキットも包含される。

Description

【発明の詳細な説明】 汎用的な抗ハプテン抗体を使用するイムノアッセイ及び該イムノアッセイで使用 される材料発明の分野 本発明はイムノアッセイの分野に関する。発明の背景 イムノアッセイによるin−vitro診断試験は通常、問題の被分析物質に 対して特異結合親和性を示す抗体を包含する。このような試験方式では、抗原性 被分析物質は抗体と直接結合するか又はハプテン−ラベル接合体と競合する(競 合アッセイ)。 前者の場合、凝集アッセイでのように抗体抗原複合体が成長し得る。あるいは 、サンドイッチアッセイでは、抗原に対して親和性を有する他の抗体をシグナル ラベルと接合して、一次抗体抗原複合体に結合することができる。シグナル応答 は被分析物質濃度に正比例する。 競合アッセイでは、被分析物質(通常は小さな分子)とハプテン−ラベル接合 体との間で競合が生ずる。シグナル応答は被分析物質濃度に反比例する。 大半の標的被分析物質は一般に、競合アッセイ又はサンドイッチアッセイ方式 を用いて検出することができる。上 記方法が目的に十分適う実例は多数あるが、一アッセイが一種の被分析物質のみ に有効であるという点でこれらのアプローチの有用性は幾分限定されていた。多 被分析物質アッセイは困難である。 使用可能な種々のイムノアッセイ方式を以下で説明する。Mochida等の 米国特許第4,185,084号は、洗浄及び分離ステップを用いる不均一相ア ッセイを開示している。不溶化した抗被分析物質抗体は、ハプテンに接合した被 分析物質(ハプテン−被分析物質接合体)用の一次捕捉相として作用する。洗浄 後、可溶性の標識した抗ハプテン抗体を加え、(抗被分析物質抗体/ハプテン− 被分析物質接合体/抗ハプテン抗体)の複合体を検出する。Sadeh等の米国 特許第4,243,749号は他の同様のサンドイッチアッセイ方式を開示して いる。Sadeh等は特に、低分子量(ハプテン)抗原の測定に着目している。 未知の被分析物質及びハプテン−被分析物質接合体を、競合アッセイ方式で不溶 性抗被分析物質抗体と共にインキュベートする。洗浄ステップの後に、可溶性の 標識した抗ハプテン抗体を加えて系を再度洗浄し、(抗被分析物質抗体/ハプテ ン−被分析物質接合体/抗ハプテン抗体)の標識 複合体を検出する。 Kang等(Clin.Chem.,32(9):1682−1686(19 86))は2通りのアッセイ方式を記載している。第1のアッセイ方式は、抗ハ プテン抗体で被覆した微粒子(共通の捕捉粒子)、ハプテンに接合した抗被分析 物質抗体(ハプテン−抗被分析物質抗体接合体)、及び標識した抗被分析物質抗 体を使用する酵素イムノアッセイを示す。試料中に被分析物質が存在すれば、( 抗ハプテン抗体で被覆した微粒子/ハプテン−抗被分析物質抗体接合体/被分析 物質/抗被分析物質抗体)の複合体が生成し、これを検出する。フルオレセンは 捕捉ハプテンとして機能する。微粒子はラテックス粒子である。 Kang等の第2のアッセイ方式はBuntingの米国特許第4,271, 140号のアッセイ方式に類似している。このアッセイ方式は、固相に結合した 抗ハプテン抗体、抗被分析物質抗体に接合したハプテン(ハプテン−抗被分析物 質抗体)及び標識した被分析物質からなる。3種全ての成分の複合体を検出する 。 凝集アッセイでは、抗体又は抗原(もしくはハプテン)が小さな分子に結合し 得る。凝集性キャリヤーとして使用 されていた粒子にはラテックス、木炭、カオリナイト、ベントナイト、無機コロ イド状粒子、微生物細胞及び赤血球が含まれる。Mochidaの米国特許第4 ,308,026号を参照されたい。(抗体又は抗原で被覆した)これらの被覆 粒子を、抗原又は抗体を含む試料と混合すると、被覆粒子が肉眼で検出可能な凝 集を生ずる。凝集は、それ以外はスムースな懸濁液からのラテックポリマー粒子 の固まりを特徴とする。機器を使用せずとも、単にスライド上で定量ラテックス 凝集試験を実施することができる。それぞれ特異性の異なる抗体で感作し、次い で混合した着色の異なるラテックス粒子によって、2種以上の抗原を同時に検出 することができる。Hadfield,S.G.等,J. Immunol M ethods, 97 : 153−8(1987)。Hadfield等の米国 特許第4,745,075号(1988年5月17日)。米国特許第4,419 ,453号は更に、Amocidイエロー、ブリリアントクロセイン3BA赤色 色素、及びCalcoOil Blue N Dyeで染色したラテックス粒子 を開示している。米国特許第4,745,075号は、赤色又は青色に染まった 死滅Staphylococcus aureus 細胞の懸濁液を固相とする試薬を含む、β−Haemolytic Streptococciの分類用試験キットも市販されていることを開示し ている。 Hillyard等の米国特許第5,086,002号は、凝集試薬が、少な くとも1個の特異被分析物質結合分子に結合した少なくとも1個の赤血球結合分 子を含み、該赤血球結合分子を被分析物質(直接アッセイの場合)又は被分析物 質結合試薬(間接アッセイの場合)の不在下で赤血球と共にインキュベートする と凝集を生じない赤血球凝集アッセイを開示している。赤血球は試験すべき血液 試料中に内在することが好ましい。被分析物質類似体と赤血球結合分子との接合 体や、接合体の混合物を凝集試薬として使用してもよい。Changの米国特許 第4,433,059号は、2個の抗体がその特異性を変えないように「尾−尾 」共有結合している凝集イムノアッセイ試薬を開示している。一方の抗体が、赤 血球のような指示物質によって担持された抗原に特異的である。 イムノアッセイで使用される抗体又は抗血清は時折、対応する抗体が産生した 抗原とは別の化合物に対して反応性を示す。交差反応性と称するこの反応性は通 常、構造的に 一次抗原と関連する化合物に対するものである。この交差反応性は、構造的には 類似しているが関連のない分子が抗体によって認識されるため望ましくないもの であり得る。このため、抗体の見掛け特異性が低下し、従ってこの抗体を使用す る診断試験の特異性が低下する。診断試験では、各々が異なる交差反応性パター ンを示す2種以上の抗体(抗血清)を混合して、元のいずれの抗体の交差反応性 も示さない共通の抗体プールを作る方法を教示することはできない。発明の要約 本発明の一態様で、被分析物質(A)のイムノアッセイを提供する。このイム ノアッセイは、抗ハプテン抗体(αH)、被分析物質に接合したハプテン(H− A)、及び抗被分析物質抗体(αA)を使用する。試料中に被分析物質が存在し なければ、複合体{(αH)(H−A)(αA)}が生成する。試料中に被分析 物質が存在すれば、被分析物質が(αA)に対して(H−A)と競合して、複合 体{(αA)(A)}が生成する。適切な時間インキュベートした後に、{(α H)(H−A)(αA)}又は{(αA)(A)}の存在を検出又は測定する。 {(αH)(H−A)(αA)} の量は試料中の被分析物質の量に反比例し、{(αA)(A)}の量は試料中の 被分析物質の存在に正比例する。 上記アッセイを、粒子、好ましくは微粒子を抗ハプテン抗体で被覆する凝集ア ッセイ方式で提供することができる。この場合、分離ステップは不要である。被 覆した粒子の凝集で、複合体{(αH)(H−A)(αA)}の生成を肉眼で検 出することができる。 本発明の他の実施態様により、二抗体方式を用いる改良されたイムノアッセイ 法を提供する。二抗体方式では、被分析物質(A)に対する特異性が異なる少な くとも1種の他の抗体(αB)を用いて、試験試料中の被分析物質(A)の存在 を試験する。二抗体方式では、試験試料中に妨害物質(X)が存在しても被分析 物質(A)の量を検出又は測定することができる。被分析物質又は被分析物質類 似体(A)を固相(例えば微粒子)に直接又は間接的に結合することができる。 複合体{(P−A)(αA)}、{(P−A)(αB)}もしくは{(P−A) (αA)(αB)}、又はこれら3種の複合体が組み合わさったものの量は、試 験試料中の被分析物質(A)の量に反比例する。 本発明の他の実施態様は、微粒子に結合した抗ハプテン 抗体(αH)、被分析物質に接合したハプテン(H−A)、及び2種以上の抗被 分析物質(A)抗体(αA)、(αB)を使用する。複合体{(αH)(H−A )(αA)}、{(αH)(H−A)(αB)}もしくは{(αH)(H−A) (αA)(αB)}又はこれら3種の複合体が組み合わさったものの量は、試験 試料中の被分析物質(A)の量に反比例する。 本発明の他の態様で、抗ハプテン抗体で被覆していない粒子を添加することを 含み、被覆粒子及び非被覆粒子が凝集の有無を視認しやすい色になっている上記 凝集アッセイを提供する。 本発明の他の態様で、粒子であることが好ましい固相に結合した抗ハプテン抗 体を使用する多被分析物質アッセイを提供する。多被分析物質アッセイは競合凝 集アッセイ方式で実施することができる。 本発明の他の態様で、上記アッセイを実施するための試薬及びキットを提供す る。 本発明の他の態様で、各々が特異被分析物質用試薬を含んでいる種々のチャン バーを備え、上記試薬が分析すべき特異被分析物質に結合したハプテンである多 被分析物質ア ッセイ装置を提供する。 本発明の他の態様で、抗ハプテン抗体で被覆し、凝集アッセイで使用すること のできる染色して、好ましくは固着した赤血球を提供する。更には、染色して被 覆した赤血球を含む凝集アッセイキット、及び染色して被覆した赤血球を含み凝 集アッセイで使用される組成物を提供する。図面の簡単な説明 図1は被分析物質の不在下での抗ハプテン微粒子の凝集を図示する。 図2は被分析物質の存在下での凝集阻害を図示する。 図3A及び図3Bは多被分析物質アッセイ装置の一例を示す。 図4は抗体試験用のサンドイッチアッセイ方式を図示する。 図5は薬物アッセイでの陰性反応、閾値及び陽性反応の写真を示す。 図6−9で二抗体方式を説明する: 図6は二抗体方式で被分析物質が存在しない状況を示す。 従って、二抗体方式の両抗体は凝集反応を生起する。 図7は、試験試料中に存在する構造的な関連物質が二抗 体方式の一方の抗体と結合して、尚凝集を生じ得る状況を示す。 図8は、異なる構造的な関連物質が二抗体方式の他方の抗体と結合して、尚凝 集を生じ得る状況を示す。 図9は、被分析物質が試験試料中に存在する状況を示す。 二抗体方式の両抗体は被分析物質と結合し、凝集は生じない。発明の詳細な説明 本発明は被分析物質(A)のイムノアッセイを提供する。イムノアッセイは、 抗ハプテン抗体(αH)、被分析物質に接合したハプテン(H−A)、及び抗被 分析物質抗体(αA)を使用する。(αA)を標識して、検出することができる 。試料中に被分析物質が存在しなければ、複合体{(αH)(H−A)(αA) }が生成する。試料中に被分析物質が存在すれば、被分析物質が(αA)に対し て(H−A)と競合して、複合体{(αA)(A)}が生成する。適切な時間イ ンキュベートした後に複合体{(αH)(H−A)(αA)}が存在すれば、複 合していない(H−A)や(αA)又は複合体{(αA)(A)}と分離する。 次いで、{(αH)(H−A)(αA)}又は{(αA)(A)} の存在を検出又は測定する。{(αH)(H−A)(αA)}の量は試料中の被 分析物質の量に反比例し、{(αA)(A)}の量は試料中の被分析物質の存在 に正比例する。 上記アッセイを、抗ハプテン抗体を固相に結合できる競合アッセイ方式で実施 することができる。 上記アッセイは、粒子、好ましくは微粒子上を抗ハプテン抗体で被覆する凝集 アッセイ方式で実施することもできる。凝集アッセイでは、分離ステップは不要 である。被覆した粒子の凝集で、複合体{(αH)(H−A)(αA)}の生成 を肉眼で検出することができる。 本発明は更に、妨害物質(X)の存在下で、被分析物質(A)に対する特異性 が異なる他の少なくとも1種の抗体(αB)を用いる被分析物質(A)用の改良 されたイムノアッセイ法を提供する。他の少なくとも1種の抗体(αB)を使用 すると、試験試料中、妨害物質の存在下で被分析物質(A)の存在を検出するか 又はその量を測定する二抗体方式となる。上記妨害物質は、二抗体方式の抗体が ある程度の交差反応性を示す構造的な関連物質であり得る。二抗体方式は更に、 抗ハプテン抗体(αH)、被分析物質に接合したハプテン(H−A)、及び少な くとも2種の抗被分 析物質(A)抗体(αA)、(αB)を使用し得る。 二抗体方式の一実施態様によれば、被分析物質(A)に対する特異性が異なる 少なくとも2種の抗体(αA及びαB)を用いる方法を使用する。試験試料中に 被分析物質(A)が存在しなければ、抗ハプテン抗体(αH)と、ハプテン−被 分析物質接合体(H−A)と、被分析物質(A)に対する特異性が異なる抗体( αA及びαB)とが相互作用するために、凝集反応が生起する。被分析物質(A )に特異的な抗体(αA及びαB)は接合体内の被分析物質と結合し、従って生 成した複合体は、{(αH)(H−A)(αA)}、{(αH)(H−A)(α B)}もしくは{(αH)(H−A)(αA)(αB)}又はこれら3種の複合 体が組み合わさったものである。複合体の量は試験試料中の被分析物質(A)の 量に反比例する。 二抗体方式の他の実施態様によれば、試験試料中に被分析物質(A)が存在す るときにこれを検出する。被分析物質(A)は(αA)及び(αB)に対して( H−A)と競合して、複合体{(αA)(A)}及び{(αB)(A)}を生成 する。{(αH)(H−A)(αA)}、{(αH)(H−A)(αB)}もし くは{(αH)(H−A)(α A)(αB)}又はこれら3種の複合体が組み合わさったものの存在を検出又は 測定する。{(αH)(H−A)(αA)}、{(αH)(H−A)(αB)} もしくは{(αH)(H−A)(αA)(αB)}又はこれら3種の複合体が組 み合わさったものの量は試料中の被分析物質(A)の量に反比例し、{(αA) (A)}及び{(αB)(A)}の量は試料中の被分析物質(A)の存在に正比 例する。試料中に十分な量の被分析物質(A)が存在すれば、適当な時間インキ ュベートした後に、被分析物質(A)が抗被分析物質(A)抗体と結合するよう 十分に競合して複合体{(αA)(A)}及び{(αB)(A)}が得られ、複 合体{(αH)(H−A)(αA)}、{(αH)(H−A)(αB)}又は{ (αH)(H−A)(αA)(αB)}の生成は制限される。 二抗体方式の他の実施態様によれば、試験試料中に被分析物質(A)は存在し ない。被分析物質(A)と構造的に関連し、(αB)は特異性を示すが(αA) は特異性を示さない物質(X)が存在し得る。このような方法では、構造的な関 連物質(X)は(αB)と結合し、(αA)は複合体{(αH)(H−A)(α A)}を生成する。その後、 複合体を分離して検出することができる。 二抗体方式の他の実施態様によれば、試験試料中に被分析物質(A)は存在し ない。被分析物質(A)と構造的に関連し、(αA)は特異性を示すが(αB) は特異性を示さない物質(X)が存在し得る。このような方法では、構造的な関 連物質(X)は(αA)と結合し、(αB)は複合体{(αH)(H−A)(α B)}を生成する。その後、複合体を分離して検出することができる。 二抗体方式での上記アッセイは、上述したような競合アッセイ方式で実施する ことができる。上記アッセイは凝集アッセイ方式で実施することもできる。抗ハ プテン抗体(αH)を粒子、好ましくは微粒子に被覆又は結合できる競合アッセ イ方式及び凝集アッセイ方式の両方を行うことができる。凝集アッセイでは、分 離ステップは不要である。被覆した粒子の凝集で、複合体{(αH)(H−A) (αA)}、{(αH)(H−A)(αB)}、{(αH)(H−A)(αA) (αB)}又はこれら3種の複合体が組み合わさったものの生成を肉眼で検出す ることができる。更には、アッセイに(αB)を加えて、妨害物質(X)を含み 、抗被分析物質抗体(αA)、(αB)の一方がこの妨害物質 (X)に対して交差反応性を示す試験試料中で被分析物質(A)の量を検出又は 測定し、偽陽性を排除してアッセイの完全性を保持することができる。 抗ハプテン抗体で被覆した粒子(P−αH)、ハプテンと被分析物質に対する 抗体との接合体(H−αA)を用いた、多重エピトープを有する被分析物質用の 直接凝集アッセイも開示されており、被覆した粒子の凝集度は試料中の被分析物 質の存在に正比例する。 試料を、抗ハプテン抗体(αH)、抗体の結合する抗原に接合したハプテン( H−Ag)及び標識抗体(αA*)に暴露することからなる、試料中の抗体(α A)の検出及び測定用イムノアッセイ法も本明細書に開示する。複合体{(αH )(H−Ag)(αA*)}が得られるとすれば、これは試料中の抗体(αA) の量に反比例し、残りの(αA*)の量は試料中の(αA)の量に正比例する。 試料を、抗ハプテン抗体で被覆した粒子(P−αH)、並びにハプテン及び抗 体に対する抗原を含んでなる接合体(H−Ag)に暴露することからなる試料中 の抗体(αA)用直接凝集アッセイも本明細書に開示する。被覆した粒子の凝集 は試料中の抗体量に正比例する。 抗ハプテン抗体を使用する多被分析物質アッセイ及びアッセイ装置も本明細書 に開示する。上記の全てのアッセイを実施するための試薬及びキット、例えば抗 ハプテン抗体で被覆した染色固着赤血球も本明細書に開示する。アッセイ方式 本発明は、ホモジニアス、サンドイッチ、競合及び凝集アッセイ方式のような 方式で実施することができる。サンドイッチ又は競合アッセイ方式では、抗ハプ テン抗体を固相に結合させて、固相を汎用的な固相とし、これを使用して種々の 被分析物質を分析することができる。固相用材料はイムノアッセイに使用される ものであれば何でもよい。天然材料、合成材料又は合成的に改変される天然材料 が使用され得る。材料には、多糖[紙、セルロース及びセルロース誘導体(酢酸 セルロース及びニトロセルロース)を含むセルロース材料]、シリカ、ガラス繊 維、無機材料[例えば失活アルミン、珪藻土又はポリマー(例えば塩化ビニル、 塩化ビニル−プロピレンコポリマー及び塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー)か らなる多孔質ポリマーマトリックス中に均一に分散した無機微粉材料]、天然布 (例えば綿)及び合成布(ナイロン)、多孔質ゲル(例えばシリカ ゲル、アガロース、デキストラン及びゼラチン)、ポリマーフィルム(例えばポ リアクリルアミド)、磁気粒子、マイクロタイタープレート、ポリスチレン管、 タンパク質結合膜、アガロース、Sephadex(Pharmacia Fi ne Chemicals,Inc.,Piscataway,N.J.)、T risacryl(Pointet−Girard,France)、シリコン 粒子、多孔質繊維マトリックス等が含まれる。 本発明の一態様により、分析すべき被分析物質を含む試料を、ハプテン−被分 析物質接合体(H−A)、及び分析すべき特異被分析物質に対する抗体(抗被分 析物質抗体、αA)と混合する競合アッセイ方式を提供する。抗被分析物質抗体 を検出のために例えば酵素、放射性ラベル、蛍光ラベル又は化学ラベルで標識す る。次いで、抗ハプテン抗体が結合した固相上に混合物を通し、複合体{(αH )(H−A)(αA)}が生成するのに十分な時間インキュベートする。次いで 、未結合試薬を分離し、例えば未結合試薬を水性媒質中に溶解し、洗浄して固相 から除去し、標識(αA)を検出することによって固相上の複合体{(αH)( H−A)(αA)}の生成を検出する。被分析物質が存在し なければ、複合体が存在する。試料が被分析物質を含んでいれば、被分析物質は 標識した抗被分析物質抗体と結合し、複合体は存在しないか又は複合体の量が低 下する。従って、複合体の存在は試料中の被分析物質濃度に反比例する。あるい は、水性媒質中の残留未結合標識(αA)の存在を分析することができる。洗浄 ステップを含む競合アッセイの実施方法は当業界ではよく知られ、例えばMoc hida等の米国特許第4,185,084号を参照されたい。競合アッセイ方 式の一例を以下の実施例13に示す。 本発明の他の実施態様で、被分析物質(A)の存在を検出するか又はその量を 測定するための二抗体方式を提供する。二抗体方式は、被分析物質(A)に対す る特異性が異なる2種以上の抗体(αA及びαB)を使用する方法を包含する。 この検出又は測定は妨害物質(X)の存在下で行うことができる。このような妨 害物質(X)は、二抗体方式の抗体(αA、αB)の一方がある程度の交差反応 性を示し得る構造的な関連物質であり得る。この実施態様では、被分析物質(A )を粒子(例えば微粒子)に直接又は間接的に結合して、微粒子−被分析物質( P−A)を生成する。被分析物質(A)及び構造的な関連被分析物質(X)が試 験試料中に存在しなければ、微粒子−被分析物質接合体(P−A)と抗体(αA 及びαB)との間で複合体が生成するために、凝集反応が生起する。被分析物質 は微粒子に直接結合しても間接的に結合してもよい。微粒子被覆の技術及び手順 は当業者には公知である。 二抗体方式の他の実施態様によれば、被分析物質(A)が試験試料中に存在す るときにこれを検出する。被分析物質(A)は(αA)及び(αB)に対して( P−A)と競合して、複合体{(αA)(A)}、{(αB)(A)}を生成す る。適当な時間インキュベートした後に、複合体{(P−A)(αA)}、{( P−A)(αB)}もしくは{(P−A)(αA)(αB)}又はこれら3種の 複合体が組み合わさったものが存在すれば、これを複合体{(αA)(A)}、 {(αB)(A)}と分離する。次いで、これらの複合体のいずれかが存在すれ ば、これを検出又は測定することができる。{(P−A)(αA)}、{(P− A)(αB)}もしくは{(P−A)(αA)(αB)}又はこれら3種の複合 体が組み合わさったものの量は試験試料中の被分析物質(A)の量に反比例し、 {(αA)(A)}及び{(αB)(A)}の量は試験試料中の被分析物質(A ) の存在に正比例する。試験試料中に十分な量の被分析物質(A)が存在すれば、 適当な時間インキュベートした後に、被分析物質を抗被分析物質抗体(αA及び αB)と結合するよう十分に競合させて複合体{(αA)(A)}及び{(αB )(A)}を生成し、複合体{(P−A)(αA)}、{(P−A)(αB)} もしくは{(P−A)(αA)(αB)}又はこれら3種の複合体が組み合わさ ったものの十分な生成が効果的に阻止される。 二抗体方式の他の実施態様は、試験試料中に被分析物質(A)が存在しない状 況を包含する。(αA)は特異性を示すが(αB)は特異性を示さない構造的な 関連物質(X)が存在し得る。このような例では、構造的な関連物質(X)が( αA)と結合して複合体{(αA)(X)}を生成し、(αB)は複合体{(P −A)(αB)}を生成する。全ての抗体(αA)と結合するのに十分な量の構 造的な関連被分析物質(X)が存在しても、抗体(αB)は(P−A)と複合体 を生成する。その後複合体を分離して、反応を検出すると、被分析物質(A)に ついては陰性反応が得られる。 二アッセイ方式の他の実施態様によれば、試料中に被分 析物質(A)は存在しない。(αB)は交差反応性を示すが(αA)は示さない 構造的な関連物質(X)が存在し得る。抗体(αB)は構造的な関連物質(X) と交差反応し、(αA)は複合体{(P−A)(αA)}を生成する。 本発明の他の実施態様では、被分析物質(A)の存在を検出する又はその量を 測定するための二抗体方式を提供する。二抗体方式は、被分析物質(A)に対す る特異性が異なる2種以上の抗体(αA及びαB)を使用する方法を包含する。 この検出又は測定は妨害物質(X)の存在下で行うことができる。このような妨 害物質(X)は、二抗体方式の抗体(αA、αB)の一方がある程度の交差反応 性を示し得る構造的な関連物質であり得る。試料中に被分析物質(A)及び構造 的な関連被分析物質(X)が存在しなければ、抗ハプテン抗体(αH)とハプテ ン−被分析物質接合体(H−A)と抗体(αA及びαB)との間で複合体が生成 するので凝集反応が生起する。被分析物質(A)に特異的な抗体が接合体の被分 析物質と結合して、複合体が凝集し得る。従って、凝集反応で生成した複合体は 、{(αH)(H−A)(αA)}、{(αH)(H−A)(αB)}もしくは {(αH)(H−A)(αA)(αB)}又はこ れら3種の複合体が組み合わさったものである。抗被分析物質抗体(αA及びα B)の一方又は両方を検出のために酵素、放射性ラベル、蛍光ラベル又は化学ラ ベルで標識することができる。 二抗体方式の抗体はモノクローナルであってもポリクローナルであってもよい 。好ましい実施態様では、第2抗体がモノクローナルである。被分析物質(A) に対する特異性が異なる3種以上の抗体が使用できることも理解されよう。例え ば、被分析物質(A)に対する特異性が異なる第3抗体(αC)をアッセイに加 えて、特異性を改善してもよい。このような一例では、抗体(αA及びαB)が 交差反応性を示す2種以上の妨害物質(X)が試験試料中に存在するため、複合 体{(αH)(H−A)(αC)}を凝集させるには第3抗体(αC)が必要と なろう。更には、妨害物質が一方又は両方の抗体(αA、αB)による複合体の 凝集を妨げないとしても、第3抗体(αC)を加えて、妨害物質(X)と結合さ せてもよい。その上、二抗体方式で加える任意の付加的抗体(例えば(αC)) はポリクローナルであってもモノクローナルであってもよく、より好ましくはモ ノクローナルである。 二抗体方式の他の実施態様によれば、被分析物質(A)が試験試料中に存在す るときにこれを検出する。被分析物質(A)は(αA)及び(αB)に対して( H−A)と競合して、複合体{(αA)(A)}及び{(αB)(A)}を生成 する。適当な時間インキュベートした後に、複合体{(αH)(H−A)(αA )}、{(αH)(H−A)(αB)}もしくは{(αH)(H−A)(αA) (αB)}又はこれら3種の複合体が組み合わさったものが存在すれば、これを 複合体{(αA)(A)}及び{(αB)(A)}と分離する。次いで、これら の複合体のいずれかが存在すれば、これを検出又は測定することができる。{( αH)(H−A)(αA)}、{(αH)(H−A)(αB)}もしくは{(α H)(H−A)(αA)(αB)}又はこれら3種の複合体が組み合わさったも のの量は試験試料中の被分析物質(A)の量に反比例し、{(αA)(A)}及 び{(αB)(A)}の量は試験試料中の被分析物質(A)の存在に正比例する 。試験試料中に十分な量の被分析物質(A)が存在すれば、適当な時間インキュ ベートした後に、被分析物質を抗被分析物質抗体(αA及びαB)と結合するよ う十分に競合させて複合体{(αA)(A)}及び{(α B)(A)}を生成し、複合体{(αH)(H−A)(αA)}、{(αH)( H−A)(αB)}もしくは{(αH)(H−A)(αA)(αB)}又はこれ ら3種の複合体が組み合わさったものの十分な生成は効果的に阻止される。従っ て、このような例では、このアッセイで検出すると陽性結果が得られる。例えば 、フェンシクリジン(PCP)が被分析物質(A)ならば、抗体(αA)は(α PCP1)で、(αB)は(αPCP2)である。両抗体(αPCP1及びαP CP2)はPCPに対する特異性が異なる。従って、両抗体はPCPと結合し、 複合体{(αH)(H−PCP)(αPCP1)}、{(αH)(H−PCP) (αPCP2)}もしくは{(αH)(H−PCP)(αPCP1)(αPCP 2)}又はこれら3種の複合体が組み合わさったものの存在は試料中のPCPの 量に反比例し、{(αPCP1)(PCP)}及び/又は{(αPCP2)(P CP)}の量は試験試料中のPCPの量に正比例する。 二抗体方式の他の実施態様は、試験試料中に被分析物質(A)が存在しない状 況を包含する。(αA)は特異性を示すが(αB)は特異性を示さない構造的な 関連物質(X) が存在し得る。このような例では、構造的な関連物質(X)は(αA)と結合し て複合体{(αA)(X)}を生成し、(αB)は複合体{(αH)(H−A) (αB)}を生成する。全ての抗体(αA)と結合するのに十分な量の構造的な 関連被分析物質(X)が存在しても、抗体(αB)は(H−A)及び(αH)と 複合体を生成する。その後複合体を分離して、反応を検出すると、被分析物質( A)については陰性反応が得られる。例えば、構造的な関連物質(X)はメタド ン代謝物質の2−エチリデン−1,5−ジメチル−3,3−ジフェニルピロジリ ン(EDDP)であり、被分析物質(A)はPCPであり得る。両抗体(αA抗 体はαPCP1であり、αBはαPCP2である)は被分析物質(PCP)に対 する特異性が異なり、(αPCP1)は構造的な関連物質(EDDP)に対し交 差反応性を示す。従って、試験試料中に(EDDP)が存在すれば、(αPCP 1)がEDDPと結合し、残りの(αPCP2)が複合体{(αH)(H−PC P)(αPCP2)}を生成する。生成した複合体{(αH)(H−PCP)( αPCP2)}の量は試験試料中の被分析物質(PCP)の量に反比例する。 二アッセイ方式の他の実施態様によれば、試料中に被分析物質(A)は存在し ない。(αB)は交差反応性を示すが(αA)は示さない構造的な関連物質(X )が存在し得る。抗体(αB)は構造的な関連物質(X)と交差反応し、(αA )は複合体{(αH)(H−A)(αA)}を生成する。例えば、構造的な関連 物質(X)はデキストロメトルファンであり、被分析物質(A)はPCPであり 得る。両抗体(αA抗体はαPCP1であり、αBはαPCP2である)は被分 析物質(PCP)に対する特異性が異なり、(αPCP2)は構造的な関連物質 (デキストロメトファン)に対し交差反応性を示す。従って、試験試料中にデキ ストロメトルファンが存在すれば、(αPCP2)がデキストロメトルファンと 結合し、(αPCP1)が複合体{(αH)(H−PCP)(αPCP1)}を 生成する。生成した複合体{(αH)(H−PCP)(αPCP1)}の量は試 験試料中の被分析物質(PCP)の量に反比例する。 二抗体方式による検出及び/又は測定に適した被分析物質は、低分子量物質[ 例えばテストステロン、ステリオール、プロゲステロン、コルチコステロン、ア ルドステロンのようなステロイド;チロキシン及びトリヨードチロニン のような甲状腺ホルモン;生理活性ペプチド(例えばブラジキニン、アンギオテ ンシン、甲状腺ホルモン放出ホルモン及び黄体形成ホルモン放出ホルモン);エ ピネフリン、ノルエピネフリン、ヒスタミン及びセロトニンのような生理活性ア ミン];比較的低分子量の物質(例えばインシュリン、グルカゴン、副腎皮質刺 激ホルモン及びガストリン)、並びに高分子量物質(例えばヒト絨毛膜ゴナドト ロピン、成長ホルモン、ヒト胎盤ラクトゲン、免疫グロブリンE、α−フェトプ ロテイン、肝炎B抗原)である。被分析物質はハプテン、抗原又は抗体であり得 る。抗原の例には、微生物抗原(例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原、 腫瘍特異抗原、細胞又は組織抗原、及び血清抗原)が含まれる。被分析物質が、 治療薬、悪用薬剤及び毒素のような小さな分子であることが好ましい。 二抗体方式アッセイは上述したような競合アッセイ方式で実施することができ る。二抗体方式アッセイは凝集アッセイ方式でも提供され得る。二抗体方式の一 実施態様では、被分析物質又は被分析物質類似体を粒子(例えば微粒子)に直接 又は間接的に結合することができる。二抗体方式の他の実施態様は競合アッセイ 方式及び凝集アッセイ方式の 両方で実施することができ、粒子(好ましくは微粒子)が抗ハプテン抗体で被覆 される。凝集アッセイでは、分離ステップは不要である。被覆した粒子の凝集で 、複合体{(αH)(H−A)(αA)}、{(αH)(H−A)(αB)}も しくは{(αH(H−A)(αA)(αB)}又はこれら3種の複合体が組み合 わさったものの生成を肉眼で検出することができる。更には、アッセイに(αB )を加えて、妨害物質(X)を含む試験試料中の被分析物質(A)の量を検出又 は測定することができる。 上述したように、上記アプローチは凝集アッセイに適用され得る。一般に、特 に凝集アッセイ方式で種々の被分析物質を試験するには、各被分析物質について 別々の試薬セットを作らなければならない。これは製造コストを上昇させるだけ でなく、複数の被分析物質を1回で試験することもできない。本発明では以下の 利点が得られる: 1)抗ハプテンで被覆した粒子(P−αH)は、種々の試験で使用され得る汎 用的な試薬である。 2)このアッセイ方式によって、多被分析物質試験を実施することができ、即 ち複数の試験を1つの試料について同時に行うことができる。 3)多被分析物質試験方式で、被分析物質(A)に対する特異性が異なる少な くとも2種の抗体を用いて、望ましくない交差反応性を低下させることができる 。 発明の背景に記載した従来技術の凝集イムノアッセイに比べて、本発明では簡 易性、迅速性、明確性、経済性、感受性及び特異性の利点が得られる。本明細書 に開示する凝集アッセイでは結果を肉眼で検出することができ、また洗浄ステッ プや分離ステップを必要としない。従来技術の凝集アッセイは、検出すべき特異 被分析物質ごとに感作される粒子を必要とし、多被分析物質試験は行えないが、 本発明では、異なる試験に対して汎用的な試薬を用いて、1個の試料で多被分析 物質試験を実施することができる。 ある方式の好ましい形態を以下に示す: 系には、抗ハプテン抗体で被覆した微粒子(P−αH)、ハプテン−被分析物 質接合体(H−A)、抗被分析物質抗体(αA)及び被分析物質(A)を含む試 料の4つの主成分がある。被分析物質(A)がなければ、複合体{(αH)(H −A)(αA)}の凝集物が生成する。この結果、凝集が生ずる(図1を参照さ れたい)。しかしながら、被分析物質(A)が存在すれば、全ての抗体(αA) が被分析 物質(A)に結合し、非遊離抗体(αA)がなくなるために、相互を架橋するこ とがない(図2を参照されたい)。従って、凝集は生じない。従って、陰性試料 では凝集を生じ、陽性試料では凝集しないか又はあっても小さい。図5は、陰性 反応、閾値反応及び陽性反応の場合の凝集を示す。 二抗体方式の一形態を以下に示す: 系には、被分析物質又は被分析物質類似体で被覆した粒子、例えば微粒子(P −A)、抗被分析物質抗体(αA、αB)及び被分析物質(A)を含む試料の3 つの主成分がある。被分析物質(A)がなければ、複合体{(P−A)(αA) }、{(P−A)(αB)}もしくは{(P−A)(αA)(αB)}又はこれ ら3種が組み合わさったものの凝集物が生成する。これらの複合体では凝集が生 ずる。更には、二抗体方式は、被分析物質(A)に対する特異性が異なる少なく とも2種の抗体を加えてアッセイの完全性を保持するという利点がある。こうす ることによって、(αA)及び(αB)の一方は、ある程度の交差反応性を示す 妨害物質と交差反応し得、他方の抗体は被分析物質(A)が試験試料中に存在す ればこの被分析物質と結合し続け、被分析物質(A)が試験試料中に存在しなけ れば(M−A) と結合し続ける。 二抗体方式の他の形態を以下に示す: 系には、抗ハプテン抗体で被覆した微粒子(P−αH)、ハプテン−被分析物 質接合体(H−A)、抗被分析物質抗体(αA、αB)及び被分析物質(A)を 含む試料の4つの主成分がある。被分析物質(A)がなければ、複合体{(αH )(H−A)(αA)}の凝集物が生成する。この結果凝集が生ずる(図1を参 照されたい)。被分析物質(A)が存在すれば、二抗体方式は、被分析物質(A )に対する特異性が異なる少なくとも2種の抗体を加えてアッセイの完全性を保 持するという利点がある。こうすることによって、(αA)及び(αB)の一方 は、ある程度の交差反応性を示す妨害物質と交差反応することがあっても、他方 の抗体は被分析物質(A)が試験試料中に存在すればこの被分析物質と結合し続 け、被分析物質(A)が試験試料中に存在しなければ(αH)(H−A)と結合 し続ける。 図5は陰性反応、閾値及び陽性反応の場合の凝集を示す。 当業者には、ハプテン−抗ハプテン対の代わりに、リガンド−レセプター対、 ビオチン−アビジン対、相補的核酸の対、及び凝集を可能とする任意の対を使用 できることも 自明であろう。多被分析物質アッセイ 本発明の一態様はマルチチャンバー凝集装置で実施され得る。各チャンバーは 一つの特異的被分析物質の検出専用であり、特定の被分析物質に特異的な試薬を 含んでいる。この装置では好ましくは、試料/反応混合物を各チャンバー内に同 時に流入させて、チャンバー内で反応させることができるが、逆向させたり又は あるチャンバーの反応混合物を他のチャンバーの混合物と混合することはできな い。 所定の被分析物質(Ax)に対する試験では、特異接合体(H−Ax)及び抗A x抗体(αAx)、二抗体方式を使用する場合は更に少なくとも第2の抗Ax抗体 (αBx)が必要である。しかしながら、この試験方式では被覆した粒子(P− αH)は全ての被分析物質に共通であり、系では汎用的な試薬となる。 多被分析物質アッセイでは、被分析物質に特異的な成分の(H−Ax)及び( αAx)の一方又は両方をマニホールド−チャンバー装置の各被分析物質用チャ ンバー内に予め充填することができる。更には、二抗体方式で他の抗被分析物質 抗体(αBx)を使用する場合、被分析物質Axに対 して特異性のある付加的な抗体を各チャンバーに予め充填することもできる。好 ましい装置は1987年12月23日に出願された米国特許出願第138,25 3号「Agglutination Reaction Device」Par sons, R.G.等、1990年11月16日出願の米国特許出願第614 ,762号「Improved Agglutination Reactio n Device Utilizing Selectively Impre gnated Material」Forney, R.J.等、1990年1 1月16日出願の米国特許出願第614,895号「Improved Agg lutination Reaction Device Utilizing Porous Absorbent Material」Ropella, P.J.等、及び1990年11月16日出願の米国特許出願第614,817 号「Improved Agglutination Reaction De vice Having Geometrically Modified C hambers」Parsons, R.G.等に開示されている。これらの特 許明細書は参考として本明細書の一 部を構成するものとする。 これらのマルチチャンバー装置の一例を、多重管路装置の2つの視点を示す図 3A及び図3Bに示す。各管路内に異なるハプテン−被分析物質接合体(H−A )を含ませることが好ましい。各チャンバー内では、接合体(H−A)が特定の チャンバー内で検出すべき特異被分析物質を有する。競合アッセイでは、チャン バー底部は上述した固相材料のいずれかからなり得る。装置は、各チャンバー内 に試料の一部を導入し、これを接合体と混合して混合物を生成し、混合物が他の チャンバー内に進入しないようにするための手段を含んでいる。同様に、この装 置は更に、未結合試薬を、固相に結合した複合体と分離させ得る手段を含んでい る。例えば、洗浄を分離ステップとして使用する場合、この装置では同様に、未 結合試薬を含む各チャンバー内に洗液を入れたりそこから出したりすることがで きるが、未結合試薬を含む洗液を他のチャンバーに入れることはできない。この 後者の目的を達するために、あるチャンバー内の試料混合物を別のものと分離す る同一手段が使用され得る。 あるいは、抗ハプテン抗体がウェルに結合した単純なマ イクロタイターウェルプレートを使用して、以下の実施例13に説明するような 競合アッセイ方式を実施することができた。 最も好ましい実施態様では、多被分析物質アッセイに凝集方式を使用する。H −A接合体を水溶液に溶解し、各管路の底部上に置き、乾燥した後に試料混合物 を導入する。例えば以下の実施例10を参照されたい。試料を含む混合物、被覆 した粒子(P−αH)、二抗体方式を使用する場合は(αAx)、(αBx)を同 一の充填区域に導入する。混合物の一部が個々の管路内に流入するので、特異接 合体が混合して、各管路内に完全反応混合物が生成する。抗ハプテン抗体で被覆 した微粒子、ハプテン−被分析物質接合体及び抗被分析物質抗体又は抗体を組み 合わせて反応混合物が完成するまでは、凝集反応は開始しない。各管路内に種々 のハプテン−被分析物質接合体(H−Ax,H−Ay,H−Az...)を置き 、二抗体方式を使用して微粒子と混合する場合は抗被分析物質抗体(αAx,α Ay,αAz,...)及び(αBx,αBy,αBz,...)の混合物(c ocktail)を使用することによって、各管路内で被分析物質x,y,z等 に対して別個の同時アッ セイを行う。種々の被分析物質の試験結果は、特異ハプテン−被分析物質接合体 を含む個々の管路内で明らかとなろう。 代替の試験形態を実施してもよい。あらゆる形態はパネル試験方式及び単一試 験方式として実施することができる。 二抗体方式を含むアッセイの成分例を以下に示す: A.被分析物質 被分析物質は、低分子量物質[例えばテストステロン、ステリオール、プロゲ ステロン、コルチコステロン、アルドステロンのようなステロイド;チロキシン 及びトリヨードチロニンのような甲状腺ホルモン;生理活性ペプチド(例えばブ ラジキニン、アンギオテンシン、甲状腺ホルモン放出ホルモン及び黄体形成ホル モン放出ホルモン);エピネフリン、ノルエピネフリン、ヒスタミン及びセロト ニンのような生理活性アミン];比較的低分子量の物質(例えばインシュリン、 グルカゴン、副腎皮質刺激ホルモン及びガストリン)、並びに高分子量物質(例 えばヒト絨毛膜ゴナドトロピン、成長ホルモン、ヒト胎盤ラクトゲン、免疫グロ ブリンE、α−フェトプロテイン、肝炎B抗原)を含む。被分析物質はハプテン 、抗原又は抗体であり得る。抗原の 例には、微生物抗原(例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原、腫瘍特異抗 原、細胞又は組織抗原、及び血清抗原)が含まれる。被分析物質が、治療薬、悪 用薬剤及び毒素のような小さな分子であることが好ましい。 B.粒子及び粒子の被覆方法 粒子は、付加的なシグナル生成試薬を用いずとも、試験試料中の被分析物質の 存在又はその濃度を直接肉眼で読み取ることのできる肉眼で検出可能な着色微粒 子であることが好ましい。このような粒子として使用される材料には、米国特許 第4,313,734号及び第4,373,932号に開示されている金粒子及 び染色粒子のようなコロイド状金属が含まれる。コロイド状セレン粒子のような 非金属コロイドの製造や使用は、1987年7月9日に出願された本出願人によ る同時係属中の米国特許出願第072,084号(参考として本明細書の一部を 構成するものとする)に開示されている。有機ポリマーラテックス粒子を使用す ることもできる。これらの粒子は、1988年9月23日に出願された本出願人 による同時係属中の米国特許出願第248,858号(参考として本明細書の一 部を構成するものとする)に開示されている。天然又は有機ポリマ ーの他の粒子を使用することもできる。他の好ましい粒子は、凝集し得る細胞、 例えば赤血球、好ましくはDuracyteTM細胞(本出願人)のような固着赤 血球である。赤血球を固着(即ち安定化)させ得る方法の一例はJ. Immu nology100(3):641(1988)に示されている。粒子が凝 集し得、このような凝集を肉眼で検出できる限り、特定粒子の選択は重要ではな い。 公知の方法を用いて、抗ハプテン抗体を共有結合及び/又は吸着で粒子に結合 する。例えば、ラテックス粒子のような粒子を抗体で受動的に被覆させることが できる(Hadfield等,J. Imm.Methods,上掲)。以下の 実施例に開示するセレン粒子上への抗体の被覆方法を使用して、金粒子のような 他の金属粒子を被覆することもできる。代替方法については例えば、Senoの 米国特許第5,075,100号に開示されている鉄コロイドで標識した抗体の 製造法を参照されたい。 C.ハプテン及び抗ハプテン抗体 ハプテンは、実験動物で通常タンパク質に接合すると免疫応答を誘発し得る小 さな分子であり得る。ハプテンが抗原性部位を1個のみ有することが好ましい。 これらのハプ テンの例はフルオレセン、ローダミン、ビオチン及びジニトロフェニル基である 。抗ハプテン抗体は当業界で公知の方法で産生することができ、抗体はポリクロ ーナル抗体であっても、モノクローナル抗体であってもよい。ポリクローナル抗 体は例えば、ウサギ、ラット、ヤギ、マウス等のような宿主動物にハプテンを注 射することによって産生され得る。注射の前に、まずハプテンを、アオガイヘモ シアニン又はウシ血清アルブミンのようなキャリヤーと接合することができる。 モノクローナル抗体は例えばKohler Mulstein, Nature256:495−497(1975)に開示されている方法で産生すること ができる。抗体は、例えばReadingの米国特許第4,474,893号又 はCabilly等の米国特許第4,816,567号に開示されている方法で 産生された組換えモノクローナル抗体であってもよい。抗体の範囲内には、Fa b、F(ab’)2及びFvフラグメントのような抗体フラグメントも含まれる 。このようなフラグメントは公知の技術で産生され得る。 D.ハプテン−被分析物質接合体 フルオレセン−被分析物質接合体のようなハプテン−被 分析物質接合体は慣用的なアッセイ用被分析物質として市販されており、例えば これを、(本出願人から市販されている)Abbott Laboratori es TDXFPIAのトレーサーとして使用する。ハプテン−被分析物質接合 体は、Wang等の米国特許第4,668,640号に開示されているような当 業界で公知の方法に従って産生することもできる。 被分析物質に対して使用され得るアッセイ方式の例を以下に示す: a.競合アッセイ(図1及び図2)。免疫反応の要素は、抗ハプテン抗体で被 覆した微粒子、ハプテン−被分析物質接合体、抗被分析物質抗体又は抗体、及び 試料からなる。 試験では、試料中の被分析物質が抗被分析物質抗体又は抗体に対してハプテン −被分析物質接合体と競合する。試料中に存在する被分析物質が増加すれば、凝 集に使用され得る抗被分析物質抗体が減少するし、被分析物質が減少すれば、抗 被分析物質抗体は増加する。従って、観察される凝集は、試料中の被分析物質濃 度に反比例する。 b.抗体用直接サンドイッチアッセイ 同様に、形態を抗体(Ab)試験用にアレンジすること もできる。従って、問題の抗体が被分析物質となる。試料を、抗ハプテン抗体で 被覆した微粒子(P−vH)、及び問題の抗体が特異性を示す抗原とハプテンと の接合体(H−Ag)と混合する。試料中の抗体濃度は、(図4に示すような) 複合体{(P−αH)(H−Ag)(Ab)}の生成によって生ずる凝集の量に 正比例する。 E.染色粒子及び染色方法 本発明は更に、凝集プロセスを視認しやすくするための染色赤血球、好ましく は染色固着赤血球を提供する。Hadfield等の米国特許第4,745,0 75号の3欄には、凝集アッセイに使用される赤血球の染色が提案されている。 同特許では、赤血球を標準的な方法で製造又は染色することができ(例えば米国 特許第4,419,453号及びドイツ特許出願DT−3000−483号を参 照されたい)、また特に適した色は赤、黄、青、緑、黒、青緑、深紅及び白であ ることが指摘された。 本発明は例えば赤、緑又は青に染色できる赤血球を提供する。染色赤血球、好 ましくは市販のDuracyteTM細胞のような固着赤血球を抗体で被覆するこ とができ、抗体は尚、抗原との結合能力を維持し、染色赤血球を凝集 させる。染色粒子は匹敵し得る性能を有する非染色粒子よりも低濃度で使用する ことができる。色素が細胞に密着して、周辺のアッセイ溶液中に浸出しないこと が好ましい。固着赤血球のような細胞に好ましい色素はチバクロームブルー3G A(Sigma Chemical Co., St. Louis, Mo) 、Reactive Red,Reactive Green, Reacti ve Yellow等のようなSigma Chemical Co.,製Re active Color Series、ジアゾニウム色素(例えばSigm a Chemical Co.,St. Louis, MO製Fast Bl ack K, Fast Blue B)、及びヨードアセトアミド又はマレイ ミドカップリング法による有機色素(例えばローダミンヨードアセトアミド、ロ ーダミンマレイミド、エオシンヨードアセトアミド、エオシンマレイミド、テト ラメチルローダミンマレイミド及びテトラメチルローダミンヨードアセトアミド )である。固着赤血球の場合、上記色素の重要な特徴は、赤血球には色素結合に 使用できる遊離アミノ基がないか又は非常に少ないために、色素が官能基を介し て赤血球に結合することである。最も好 ましい色素は、赤血球、好ましくは固着赤血球と共有結合するものである。種々 の粒子の色の強さのバランスをとって、凝集と凝集欠如とを十分に区別すること が好ましい。 上記凝集反応で染色粒子を使用して、(色の異なる)2種以上の粒子集団を混 合して多重アッセイを行うことができる。着色の異なる粒子がほぼ同量存在する ことが好ましい。いずれの粒子集団と反応しても、溶液の色が全体に変化し、こ の変化は容易に肉眼で認めることができる。汎用的な抗ハプテン粒子を用いる多 被分析物質アッセイ方式では、他の着色粒子、例えば着色の異なるラテックスや プラスチック粒子を使用することができる。これにより、上記試験の読み取り能 力が大幅に増し、複数の試験を同時に実施することができる。従って、本発明に は、従来技術に比べて、個々のアッセイ及び対照が、余分の時間や労力をかけず に独立に行われるという利点がある。 実施例 実施例1クーマシーブリリアントブルーR−250による固着ヒト赤血球の染色 固着ヒト赤血球(DuracyteTM,本出願人,上掲) を0.1Mクエン酸塩緩衝液(pH3.0)中に懸濁させて、最終濃度を0.5 %(w/v)とした。クーマシーブリリアントブルーR−250色素(Bior ad Labs., Richmond, CA)を添加して最終濃度を0.5 %(w/v)とし、細胞を室温で1.5時間インキュベートした。最後に、上清 の色が殆ど残らなくなるまで、細胞に対して遠心分離(1000×G、1分間) 及びリン酸緩衝食塩水(PBS、10mMリン酸ナトリウム及び0.15M N aCl、pH7.4)による洗浄を交互に行った。得られた細胞懸濁液は暗紫色 であった。 実施例2シバクロンブル−3GAによる固着ヒト赤血球の染色 10%DuracyteTM細胞懸濁液を50mM NaOH中に調製した。チ バクロームブルー3GA(Sigma Chemical Co.,上掲)を懸 濁液に添加して、最終濃度を50mg/mlとした。懸濁液を室温で1.5時間 混合した。細胞を実施例1と同様に遠心分離にかけて洗浄した。得られた細胞懸 濁液は暗青色であった。 実施例3チバクロームレッド2による固着ヒト赤血球の染色 実施例2に記載の手順及びReactive Red2(Sigma Che mical Co.,上掲)を用いて10%DuracyteTM細胞懸濁液を染 色した。得られた細胞懸濁液は赤色であった。 実施例4抗フルオレセンでの固着ヒト赤血球の被覆 10%(v/v)DuracyteTM細胞懸濁液を、0.1M酢酸ナトリウム 緩衝液(pH4.0)中0.05%(w/v)塩化第二クロムの存在下で、10 0μg/ml濃度の親和性精製したウサギ抗フルオレセンで被覆した。時折反応 試験管を反転させて混合しながら、懸濁液を30℃で1時間インキュベートした 。遠心分離(1000×G、1分)の後に、細胞を8×容量のPBSで2度洗浄 し、次いで25mMトリス/HCl緩衝液(pH8.0)中1%(w/v)ヒト 血清アルブミン(Sigma Chemical Co.,上掲)と共に室温で 30分間インキュベートした。細胞を最後にPBS中に再度懸濁させて(実施例 1参照)最終細胞濃度を10%(v/v)とした。 実施例5抗フルオレセンでのコロイド状セレンの被覆 (米国特許出願第072,084号(上掲)に開示された方法に従って調製し た)約57mLのストックセレンコロイド(OD550:12.3)を750×G で25分間遠心分離した。軟質ペレットを20mLのMilli−Q水(Mil lipore Corp., Bedford,MA)中に懸濁させた。遠心分 離及び再懸濁を2度繰り返した。400mlのMilli−Q水のpHを0.2 %炭酸ナトリウムにより注意しながら7.8に調整した。約8.7mL(OD55 0 =688)の前記セレンをpH7.8の溶液に加えた。次いで、0.5mgの プロテイン−A精製ウサギ抗フルオレセンIgGをセレン懸濁液に加えた。これ を2〜8℃で一晩軽く攪拌した。ウシ血清アルブミン(BSA,Sigma C hemical Co.,上掲)を懸濁液に加えて濃度を0.5%にした。攪拌 を更に2時間継続した。この混合物を上述したように遠心分離によって洗浄した 。最終遠心分離の後に、ペレットを0.1%BSA、5mM HEPES(N− [2−ヒドロキシエチル]ピペラジン−N’−[2−エタンスルホン酸]、Si gma Chemical Co.,上掲)(pH7.8)中に懸濁させると、 15μLを1mLの水中に希釈させたと きのOD550が2.0であった。これを2〜8℃で貯蔵した。 実施例6抗フルオレセンでのコロイド状ポリピロールの被覆 OD800/mlが約350のストックポリピロール(PP)1mLを水(1m l)で3度、それぞれ1000×Gで5分間の遠心分離(Internatio nal Equipment Co.,Needham Height, MA )を介して洗浄した。洗浄したPP約200〜300μlを0.5mlの250 mM MES(2−[N−モルホリノ]エタンスルホン酸、Sigma Che mical Co.,上掲)(pH7.0)、4.5mLの水、及び10〜25 0μgのプロテイン−A精製したウサギ抗フルオレセンIgGと10分間混合し た。BSAを混合物に加えて濃度を0.05%にした。懸濁液を更に10分間混 合した。次いで、調製物を(1mLの)0.5%BSA、35mM MES(p H7.0)で3度洗浄した。最後に混合物を50μlの同一緩衝液中に懸濁させ た。 実施例7コカイン代謝物質(ベンゾイルエコグニン)に対する固着 ヒト赤血球抗フルオレセンアッセイ 抗フルオレセンで被覆したDuracyteTM細胞1mL(実施例4参照)を 、3mlのDuracyte緩衝液[0.067Mリン酸ナトリウム(pH8. 0)、0.75M NaCl、20mM EDTA(エチレンジアミンテトラ酢 酸、Sigma Chemical Co.,上掲)、1.5%ウシ胎児血清、 6%アンフォライト(Pharmacia LKB Biotech.,Pis cataway,NJ)及び0.1%アジ化ナトリウム]中に再度懸濁させた。 このアッセイのために、25μlの上記抗フルオレセンDuracyteTM細胞 、5μlのヒツジ抗コカイン抗血清、10μlの尿試料及び5μlの希釈フルオ レセン−コカイン接合体(0.15M NaClで2倍に希釈したTDxコカイ ントレーサー;このトレーサーは本出願人から市販されているTDxコカイン代 謝物質キットから入手した)を吸引及び分配を繰り返しつつ混合し、次いで積層 試験カード(係属中の米国特許出願第07/614,817号(上掲)の実施例 1に開示されているものと同様であるが、本明細書で使用する各カードは10の 反応管路を含んでいた)に加えた。5分〜10分以内 に、試験カードの視検区域で、陽性結果又は陰性結果を示す凝集パターンを肉眼 で調べた。視検区域の粒状凝集パターンは、試料中にコカイン(ベンゾイルエコ グニン)が存在しないことを示していた(陰性結果)。ベンゾイルエコグニンを 含む試料を使用すると、凝集のないなだらかなパターンが検出された(陽性結果 )。20個の既知のベンゾイルエコグニン陽性試料及び18個の陰性試料を試験 した。全ての陽性試料で陽性結果が出、全ての陰性試料で陰性結果が出た。 アヘン剤、カンナビノイド、アンフェタミン及びフェンシクリジンに対する試 験を同様に実施した。各被分析物質の既知の陽性試料及び陰性試料全てで、それ ぞれ対応する陽性及び陰性結果が得られる。 実施例8フェンシクリジンに対するコロイド状セレン抗フルオレセンアッセイ フェンシクリジン−フルオレセン接合体(TDx PCR試薬キットのPCP トレーサー、本出願人)を0.04%濃度の抗フルオレセンで被覆したセレンの ストック調製物(実施例5参照)と混合した。30μlの混合物を4個の 試験管の各々に入れた。0、25、60及び120ng/mLのフェンシクリジ ンを含む尿試料5μlを各試験管に加えた。次いで、5μlの抗フェンシクリジ ン抗体(TDx PCR試薬キットのTDx PCP抗血清、本出願人)を加え た。室温で約8分の後に、各試験管に1mlの水を加えた。混合物を撹拌し、5 50nmで光学密度を測定した。結果は以下の通りであった: アヘン剤、カンナビノイド、コカイン及びチロキシン(T4)の試験は同様に 、但しT4の場合は尿試料の代わりに血清を用いて実施した。全ての結果でOD550 が増加し、被分析物質濃度も増した。 実施例9チロキシンのポリピロール抗フルオレセンアッセイ 2つの試験管の各々で、抗フルオレセンで被覆したポリ ピロール(実施例6参照)7μl、それぞれ0μg/mL及び0.24μg/m lの血清を含むチロキシン標準2μl、並びにTDxチロキシンキット(本出願 人)のTDxフルオレセン−チロキシントレーサー1.5μl及び抗チロキシン 抗血清10μlを混合した。室温で10分間インキュベートした後に、反応混合 物を1mlの水で反応停止させた。両方の混合物で800nmの光学密度を測定 した。結果は以下の通りであった: 実施例10抗フルオレセンで被覆した固着ヒト赤血球を用いた悪用薬剤でのパネル試験 コカイン代謝物質、アヘン剤及びPCP用のTDxアッセイキット(本出願人 )の各々から得たTDxフルオレセン−薬物トレーサーの一部(1μL)を積層 反応カード(反応カードについては実施例7で説明した)の異なる管路に 入れて、乾燥した。これらの試薬スポットを反応管路の細長い部分に置いた。同 じ3種のアッセイキットの各々の3種の抗血清溶液(TDx試薬キットの抗血清 溶液)の各々20μlを、抗フルオレセンで被覆したBlue Duracyt eTM細胞の10%懸濁液16μl(実施例2、4)及びDuracyte緩衝液 64μl(実施例7)と混合して抗血清混合物を調製した。この混合物(140 μl)を正常(無薬物)尿試料40μlと混合し、得られた溶液の一部45μl を積層反応カードに加え、ここから溶液を(毛管作用によって)、3つのトレー サーの各々を有する管路内に流した。5分以内に、3つの管路の各々で、強い凝 集パターンが肉眼視できた。異なる濃度のベンゾイルコグニン、モルフィン又は PCPを含む試料を用いてこの実験を繰り返した。結果を以下の表に示す。 所定の薬物(ベンゾイルコグニン、モルフィン又はPCP)が試料中に存在す る場合はいずれも、薬物に対応するトレーサーを有する反応カード管路で凝集反 応が阻害された。所定の薬物が存在しても、他の薬物用のトレーサーを含む管路 内の凝集反応は阻害されなかった。 実施例11肝炎B表面抗原(HBsAg)での固着ヒト赤血球の被覆 実施例4に記載の手順を用いて、チバクロームブルー3GAで染色した固着ヒ ト赤血球(実施例2参照)を最終濃度が120μg/mlのモノクローナル抗H BsAgで被覆した。被覆した細胞をDuracyte緩衝液(実施例 7)に懸濁させて最終濃度を10%(v/v)とした。これらの細胞(25μl )を、12ng/mlのHBsAgを含む25μLの血清又はHBsAgを含ま ない血清(25μL)と混合して、積層反応カードの管路(実施例7)内に加え た。HBsAgを含む血清と混合した細胞では強い凝集が生じ、HBsAgを含 まない血清と混合した細胞では凝集は生じなかった。 実施例12HBsAgに特異な色コード化アッセイ 赤く染めた(被覆していない)同量のDuracyteTM細胞(実施例3)を 青く染めた(抗HBsAgで被覆した)DuracyteTM細胞(実施例11) と混合した。得られた懸濁液は暗灰色又は黒色であった。実施例11に記載した ように、この混合したDuracyteTM細胞懸濁液を、HBsAgを25ng /ml含む又はこれを含まない血清試料と混合した。HBsAgを含む試料では 青いDuracyteTM細胞が凝集し、ピンクの背景(凝集していない赤色Du racyteTM細胞)に対して容易に見てとれた。HBsAgを含まない試料で は、灰色懸濁液が均一な色として保持され、凝集の兆候を示さなかった。 実施例13 親和性精製した抗フルオレセンを緩衝液(10mMトリス−HCl、pH9. 0、150mM NaCl)で希釈して最終濃度を50μg/mLにする。96 ウェルマイクロタイタープレートの各ウェルでこの材料の一部100μLずつを 37℃で12時間インキュベートする。次いで、未結合抗フルオレセンをウエル から吸い出し、ウエルを、0.1%BSAを含む100μlの量のPBSで5回 洗浄する。この時点で、マイクロタイタープレートのウェルは、吸着した不溶性 抗フルオレセン被膜を含んでいる(被覆したマイクロタイタープレート)。 第1ウェルが遊離PCPを含まず、第2ウェルが25ng/mLのPCPを含 み、第3ウェルが250ng/mLのPCPを含むように、既知量のフェンシク リジン(PCP)、PCP−フルオレセン接合体及びアルカリ性ホスファターゼ で標識した抗PCP抗体を含む尿試料の混合物(100μL)をウェルに加える 。マイクロタイタープレートを37℃で1時間インキュベートし、各ウェルの内 容物を吸い出し、ウェルを0.1%BSAを含む100μLのPBSで5回洗浄 する。100μLの量のアルカリ性ホ スファターゼ基質試薬(Sigma 104ホスファターゼ基質,Sigma Chemical Co.,上掲)を各ウェルに加え、10分間インキュベート した後に、PCPを含まないウェルで黄色の発色が観察され、PCP濃度の増し たウェルでは発色量が低下する。このアッセイでは、発色量は試料中のPCPの 量に反比例する。 上記実施例で使用したPCP−フルオレセン及び酵素標識した抗PCPの代わ りに、他の薬物(アヘン剤、アンフェタミン等)の特異フルオレセン接合体とそ の酵素標識した各抗体対との混合物を含む試料を加えて、被覆した同じマイクロ タイタープレートの他のウェル内で上記薬物について同様のアッセイを実施する 。 実施例14 (本出願人から市販されている各TDxアッセイキットの)アンフェタミン、 カンナビノイド、コカイン、アヘン剤及びPCP用のフルオレセン−薬物トレー サー溶液の一部(1.5μL)を、積層反応カード(図3A及び図3Bにカード の2つの視点を示す)の管路2−6に入れて乾燥する。陰性対照の場合、PBS 中に希釈して0.5mg/mLとしたフルオレセン標識BSA(Sigma C he micals,上掲)を更に1.5μl、各カードの管路1に加える。陽性対照 の場合、各カードの管路7に乾燥試薬を入れないままにする。抗フルオレセンで 被覆したDuracyte細胞を含む抗血清混合物を実施例10に記載の方法で 調製する。但し、カンナビノイド及びアンフェタミンに対する抗血清を更に加え る。この抗体混合物の試料200μLを正常(無薬物)ヒト尿20μLと混合し 、次いで反応カードの中心に導入する。この液体は同時に各管路内に流入し、そ こで乾燥した試薬と混合する。5分後、管路1−6で凝集細胞の外観が容易に見 てとれる。管路1は陰性反応基準を示し、これは試験する試料が陰性であれ陽性 であれ、陰性アッセイと同様の反応を示すであろう。管路2−6では、管路内に 置かれた個々の薬物トレーサーに対応する5種の薬物(アンフェタミン、カンナ ビノイド、コカイン、アヘン剤及びPCP)の各々に対する個々の反応を示す。 管路7内にはトレーサーも他の試薬も存在しないので、この管路内のDurac yte細胞は凝集せず、従って陽性反応基準が得られる。 実施例15 16個の試験試料を試験して、交差反応を阻止する抗体 の決定及び評価を行って適切な結果を得た。PCP用ヒツジポリクローナル抗体 を抗被分析物質抗体として使用した。5個の異なるモノクローナル(Mab)で 、構造的な関連物質:2−エチリデン−1,5−ジメチル−3,3−ジフェニル ピロリジン(EDDP)との結合能力を試験した。使用した粒子はDuracy teTMであり、アッセイはAdvisor(R)(本出願人)試験キットで実施 した。試料はEDDPを含み、PCPは存在しなかった。半定量的判定法(0. 5=凝集なし、4.0=非常に強い凝集)を用いて、アッセイの反応強さを肉眼 で調べた。中間の反応強さを示すアッセイには、反応の相対的な強さを反映する 0.5〜4の数値を与えた。 上記結果で、モノクローナル抗体#2及び#4は構造的な関連物質のEDDP とは結合せず、抗フルオレセンで被覆した粒子及びPCP−フルオレセン接合体 とは複合体を生成し得る傾向が判明した。 実施例16 異なる構造的な関連物質である2−エチル−5−メチル−3,3−ジフェニル ピロリン(EMDP)を含むが、PCPは含まない以下の5つの試験試料を試験 した。実施例 15と同じ抗体を使用した。半定量的判定法(0.5=凝集なし、4.0=非常 に強い凝集)を用いて、アッセイの反応強さを肉眼で調べた。中間の反応強さを 示すアッセイには、反応の相対的な強さを反映する0.5〜4の数値を与えた。 異なる構造的な関連物質を使用したにもかかわらず、Mab #2及び#4は この関連物質とは結合しなかったため、複合体が生成して凝集し得た。 実施例17 実施例16の同じ抗体の幾つかで、2種の異なるレベルのPCPの分析能力、及 びPCPの不在下でのEDDP及びデキストロメトルファンとの特異性を試験し た。次いで、モノクローナル抗体を個々にポリクローナルと50:50で混合し 、同一の被分析物質及び妨害物質に対して試験した。半定量的判定法(0.5= 凝集なし、4.0=非常に 強い凝集)を用いて、アッセイの反応強さを肉眼で調べた。中間の反応強さを示 すアッセイには、反応の相対的な強さを反映する0.5〜4の数値を与えた。 上記結果から、ポリクローナルと特定のモノクローナルとをブレンドすると、 妨害物質の存在下及び不在下のいずれの場合でも被分析物質の検出で最良の結果 が得られることが判明した。 試料のアッセイ閾値は25ng/mlのPCPに設定する。従って、0.5P CPに示す試料はPCP閾値の半分であり、従って凝集を示すはずである。逆に 、1.5PC P濃度の試料では殆ど又は全く凝集を示さないはずである。 本明細書に記載する全ての刊行物及び特許出願明細書は、各文献を参考として 組み込むものとするとして個々に記載したのと同程度に参考として組み込むもの とする。 前述の発明は分かりやすくするために例によって詳細に説明したが、添付のク レームの範囲を逸脱することなく、当業者の技術の範囲内において種々の変形や 変更が考えられることは明白であろう。本明細書の基本的な発明に自明な変更を もたらす将来の技術的進歩もクレームの範囲内とする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI G01N 33/553 0276−2J G01N 33/553

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.a)試験試料を少なくとも2種の抗体集団(αA、αB)及び被分析物質に 結合した粒子(P−A)に暴露して反応混合物を生成し、ここで、各抗体集団は 被分析物質(A)と結合し得るだけでなく、被分析物質(A)と構造的に関連す る他の物質と交差反応し得、その場合他方の抗体集団は交差反応し得ず、 b)(P−A)(αA)、(P−A)(αB)もしくは(P−A)(αB)(α A)又はこれら3種が組み合わさったものを含む複合体を生成し、 c)被分析物質(A)の不在下では(P−A)(αA)、(P−A)(αB)も しくは(P−A)(αB)(αA)又はこれら3種が組み合わさったものの存在 を、又は被分析物質(A)の存在下では(P−A)(αA)、(P−A)(αB )及び(P−A)(αB)(αA)の不在を検出して測定する ことからなる試験試料中の被分析物質(A)の存在及びその量を検出するための イムノアッセイ法。 2.前記粒子が、細胞、ラテックス微粒子、プラスチック微粒子、セレン微粒子 、鉄微粒子及び金微粒子からなる群 の中から選択される請求項1に記載のイムノアッセイ法。 3.前記粒子が、凝集複合体検出のための色をしている請求項1に記載のイムノ アッセイ。 4.a)試験試料を少なくとも2種の抗体集団(αA、αB)、ハプテン−被分 析物質接合体(H−A)及び抗ハプテン抗体(αH)に暴露して反応混合物を生 成し、ここで、各抗体集団は被分析物質(A)と結合し得るだけでなく、被分析 物質(A)と構造的に関連する他の物質と交差反応し得、その場合他方の抗体集 団は交差反応し得ず、 b)(αH)(H−A)(αA)、(αH)(H−A)(αB)もしくは(αH )(H−A)(αB)(αA)又はこれら3種が組み合わさったものを含む複合 体を生成し、 c)被分析物質(A)の不在下では(αH)(H−A)(αA)、(αH)(H −A)(αB)もしくは(αH)(H−A)(αB)(αA)又はこれら3種が 組み合わさったもののいずれかの存在を、又は被分析物質(A)の存在下では( αH)(H−A)(αA)、(αH)(H−A)(αB)及び(αH)(H−A )(αB)(αA)の不在を検出して測定する ことからなる試験試料中の被分析物質(A)を検出して定 量するためのイムノアッセイ法。 5.前記抗ハプテン抗体(αH)を粒子に結合し、前記粒子の凝集が、(αH) (H−A)(αA)、(αH)(H−A)(αB)もしくは(αH)(H−A) (αB)(αA)又はこれら3種が組み合わさったものの存在を示す請求項4に 記載のイムノアッセイ法。 6.前記粒子が、凝集複合体検出のための色をしている請求項5に記載のイムノ アッセイ。 7.前記粒子が、細胞、ラテックス微粒子、プラスチック微粒子、セレン微粒子 、鉄微粒子及び金微粒子からなる群の中から選択される請求項6に記載のイムノ アッセイ法。 8.前記ハプテン−被分析物質接合体(H−A)及び被分析物質(A)に対する 特異性が異なる少なくとも2種の抗体(αA、αB)が液相中にある請求項4に 記載のイムノアッセイ法。 9.被分析物質(A)に対して特異性を示す前記抗体の少なくとも1種がモノク ローナル抗体である請求項4に記載のイムノアッセイ法。 10.前記薬物が悪用薬物又は治療薬であって、フェンシクリジン、アヘン剤、 カンナビノイド、アンフェタミン、 コカイン及びステロイドからなる群の中から選択される請求項4に記載のイムノ アッセイ。
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