JPH09508975A - 全血試料中に存在する分析対象成分の定量に用いる分析用キュベット、定量方法及び診断検査キット - Google Patents

全血試料中に存在する分析対象成分の定量に用いる分析用キュベット、定量方法及び診断検査キット

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、特定のキュベット、並びに該キュベットを用いる定量方法及び診断検査キットに関する。本発明によれば、全血試料において、分析の対象となる血液成分が血漿画分に存在するにも関わらず、そのような全血試料を遠心分離にかけずにそのまま定量的な診断検査に用いることができる。本発明の定量方法では、キュベット内で血液試料を特定の凝集試薬の存在下に攪拌することによって、該血液試料を血漿画分と細胞画分とに分離する。従って、物理的に血液細胞を試料から除去することなく、免疫定量法、比色定量法、又はストリップ・テスト(strip test)等の診断検査に供するのに適した血漿画分を得ることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 全血試料中に存在する分析対象成分の定量に用いる 分析用キュベット、定量方法及び診断検査キット技術分野 本発明は、特定のキュベット、並びに該キュベットを用いる定量方法及び診断 検査キットに関する。本発明によれば、全血試料において、分析の対象となる血 液成分が血漿画分に存在するにも関わらず、そのような全血試料を遠心分離にか けずにそのまま定量的な診断検査に用いることができる。本発明の定量方法では 、キュベット内で血液試料を特定の凝集試薬の存在下に攪拌することによって、 該血液試料を血漿画分と細胞画分とに分離する。その結果、固体相を形成する細 胞画分が定量を妨げるのを避けることができる。従って、物理的に血液細胞を試 料から除去することなく、免疫定量法、比色定量法、又はストリップ・テスト( strip test)等の診断検査に供するのに適した血漿画分を得ることが可能である 。背景技術 血液細胞からの血漿成分の分離 血漿中の分析対象成分を定量することによる、様々な診断目的の検定法が実施 されている。これらの検定法においては、血液細胞の存在が検定を実施するのに しばしば大きな妨げとなることから、測定を行なう前に、血液細胞と血漿を分離 す ることが必要である。ほとんどの検定法において、血漿の分離は遠心分離によっ て行われる。遠心分離は一般的な方法とされているが、遠心分離機と遠心管が必 要であり、診断検査の費用がかさむという欠点がある。さらに遠心分離は手間の かかる作業である上に、遠心管の破損や、遠心中に発生するエーロゾルによる実 験者の感染の恐れも生じる。 使用頻度は少ないが、濾過法も血漿を分離するのに用いられている。しかしな がら、濾過法が一回に扱うことの出来る容量は非常に少量であり、免疫クロマト グラフィーのような特殊な分析方法にのみ有用である。 血漿を血液成分から分離する方法として、凝集作用を用いる方法(DE 2038722 ,DE 1498577)、または凝集と濾過を用いる方法(EP-183991 Al,EP-045476 Al ,EP-0194502 Bl)がすでに公知である。上記方法または装置は、非常に限られ た特殊な用途に用いることが意図されている。すなわち分析を行うために、まず 血漿分離を行ない、分離した血漿を物理的に分析用のほかの試験管またはキュベ ットに移すか、或いはほかの膜層または装置内に毛管現象によって移動させるこ とを目的としている。これらの方法の目的は本発明の目的とは異なる上、凝集物 質の製造方法及び使用方法も本発明に記載のものとは異なる。 文献によると、ジャガイモ(Solanum tuberosum)にはSTA−レクチン(Sol anum tuberosum agglutin-lectin)や その他の炭水化物結合性タンパク質が含まれるが、現在のところ、これらの成分 の完全な特徴づけには至っていない(Kilpatrick,D.C.,Biochem.J.1980,19 1:273-275;Allen,A.K.及び Neuberger,A.,Biochem.J.1973,135:307-314; Matsumoto,I.ら,J.Biol.Chem.1983,258:2886-2891; 及び Millar,D.J .ら,Biochem.J.1992,283:813-821を参照)。また、他の植物より単離され た炭水化物結合性タンパク質、組換え技術及び遺伝子工学技術により製造された それらのタンパク質も用いることができる。ここで重要な点は、製造方法に関わ らず、得られる炭水化物結合性タンパク質は、全て、血液細胞と結合するが、血 漿中の糖タンパク質とは結合しない点にある。 STA−レクチンは、ヒトを含む様々な動物種の、血液細胞表面に存在する抗 原と結合する。凝集作用は、多価レクチンと、血液型抗原としての細胞表面炭水 化物部分との結合により起こる。STA−レクチンはN−アセチル−D−グルコ サミンオリゴマーに特異的に作用するが、N−アセチル−D−グルコサミンモノ マー、及びその他の糖のモノマーやポリマーには弱い親和性しか示さない。発明の概要 本発明は、分析用キュベット又は試験管、及び分析の対象となる全血試料を、 上記キュベット内で処理する方法に関するものである。本発明の方法によれば、 全血試料の血漿画分 に存在する分析対象成分の分析を、細胞画分及び血小板の影響を受けずに行うこ とができる。本発明の分析用キュベットは、また、少量の血液試料を採取する際 の一次保存管として用いることもできる。 本発明では、血液細胞を試薬により沈殿させるが、この試薬はジャガイモより 抽出した凝集素と、用途に応じて厳密に決定される濃度で他の成分とを含有する ものである。この、血液分離試薬(Blood Separating Reagent,BSR)を含有す るBSR試薬を、分析用キュベットの内表面、或いは分析用キュベット又は血液 採取用試験管の内部に固定されていないか又は固定されている多孔性膜に被覆乾 燥する。 血液試料と被覆面の接触によって血液が血漿画分と細胞画分に分離するように 、分析用キュベットの内表面の被覆乾燥を行う。細胞画分は、キュベットの被覆 表面の作用と軽い攪拌により、固相を形成する。 更に本発明は、ジャガイモより抽出された凝集素を含む試薬(好ましくはBS R試薬)を内表面に被覆乾燥して成るキュベット又は試験管を含む、濁度測定や 比濁分析等の免疫定量法や比色定量法による、全血試料に存在する分析対象成分 の定量に用いる診断検査キットを提供する。図面の簡単な説明 図1は、8〜25%のゲル(Laemmli社)を用いて行なったSDS−ポリアク リルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)の 結果を示す。試料:(1)STA−レクチン(Sigma社,Lot.38F-3964)、(2 )BSR(Lot.UA001)、(3)HPLC(high performance liquid chromatog raphy)フラクション1、(4)HPLCフラクション2、(5)HPLCフラク ション3、(6)HPLCフラクション4、(7)HPLCフラクション5、( 8)低分子量マーカー(LMW; Pharmacia社)。 図2は、G3000SWxlカラムを用いたBSR試料(Lot.UA001)のHPLCの結 果を示す。タンパク質の定量は280nmの波長を用いて行なった。各フラクシ ョンの活性成分は凝集試験によって測定した。 図3は、クイックリード3・アナライザー(Quikread 3 analyzer; Orion Dia gnostica社)で使用することを目的として製造したアクリル製分析用キュベット を示す。図は、キュベットをウェル内に設置する際目安となる位置決め線(Proj ection line)(1)とBSR試薬(2)を内表面に被覆乾燥して成る、本発明 を実施するのに有用なキュベットを示す。 図4は、毛細管(1)、蓋(2)及び円盤状多孔性膜(3)を有する、ガラス 又はプラスチック(アクリル、ポリスチレン、ポリプロピレンなど)製の、本発 明を実施するのに有用な分析用キュベットを示す。 図5は、クイックリード3・アナライザー(X軸)及びコ バス・ミラ(Cobas Mira; Roche Diagnostic System社)を用いて得られた、C 反応性タンパク質(C-reactive protein,CRP)の定量結果の相関関係を示すグ ラフである。発明の詳細な説明 本発明によれば、血液細胞の影響を受けずに、全血中に存在する分析対象成分 の定量を非常に効果的に行う方法が提供される。即ち、分析対象成分の定量は、 全血を用いて直接行うことが可能であり、従来の方法のように、全血試料の前処 理を行い、分析用の血漿/血清試料を得てから定量を行う必要はない。 本発明で用いられる、血液細胞を沈殿する凝集試薬は、ジャガイモより抽出し た凝集素を含有することが望ましい。ジャガイモより抽出した未精製の一次調製 物を、「血液分離試薬(BSR)」(Blood Separating Reagent)と称する。本 発明の定量方法では、適用する検定法に応じて、様々な純度のBSRを用いる。 本発明においては、後記するようにして上記一次調製物を適宜精製し、適切な緩 衝液で希釈して得られる最終精製物を、以後、「BSR試薬」と称する。 本明細書では、BSR試薬を内表面に被覆乾燥してなる分析用キュベット又は 試験管を、「BSR試薬キュベット」又は「BSR試薬試験管」と称する。これ らのキュベット及び試験管は、これらを用いた分析方法と共に、少量の血液を用 いる際に特に有用である。最適な血液容量は1μl〜100 μlである。 本発明においては、血液採取用試験管又は分析用キュベットの内表面、又は固 定されていないかもしくは固定されている円盤状多孔性膜への、凝集性を有する BSR試薬の被覆乾燥は、厳密に規定された条件下で行われる。被覆乾燥された BSR試薬は、液体試料との接触により、内表面又は膜から溶出する。乾燥した BSR試薬は非常に安定した沈殿試薬であり、血液細胞を速やかに沈澱させる。 BSR試薬は溶血を生じないという点で有利である。 本発明の方法における新規な効果は、遠心分離を行わずに、分析用キュベット 内で血液試料を細胞固相と血漿液相の二相に分離することである。本発明の方法 は、感染の危険を生じるような、遠心中の遠心管の破損やエーロゾルの発生を防 ぐことを可能にした。本願において開示されている血液試料の相分離方法は、非 常に簡単であり、特別な装置を用いることなく、全血試料を用いることが可能で ある。本発明の特徴は、血液細胞が固相を形成し、分析の妨げとならないので、 血液細胞の物理的な分離の必要がない点にある。形成される細胞ペレットは、分 析を行う間、キュベット内表面に固定されず遊離したままなので、形成された細 胞ペレットの中心部分からペレット表面までの距離(即ち血漿成分の拡散距離) は短い。このように拡散距離が短い(<0.1mm)ことから、血漿成分の急速 な拡散が可能である。本発明の方法の顕著な 効果の一つは、試料を扱う人が安全であることにある。試料中の感染性成分は、 定量を行った後、すべて分析用キュベット内に存在する。定量終了後、キュベッ トは蓋で密封することができ、試料中に存在する感染性成分を全て同時に、感染 の危険を侵すことなく容易に廃棄することが可能である。本発明の方法のもう一 つの顕著な効果は、従来の方法と比べ、指の先端から採取されるような微量の血 液試料を用いて、新たな分析対象成分の定量を可能にした点である。本発明の方 法では、分離した血漿を血液試料の入ったのとは別のキュベット又は試験管に移 す必要がないので、分析用キュベットの機能は簡略化されている。 本発明の目的は、凝集素による血液細胞凝集能をより有効に利用し、全血試料 中の分析対象成分を、血液細胞の影響を被ることなく、容易に且つ速やかに分析 を行うための方法及び診断検査キットを提供することにある。 以下、図面に参照して、本発明を詳しく説明する。実施例3及び4のCRP検 定は、本発明のキュベットを用いることのできる分析方法の例として記載してい る。BSRの調製並びに特定 BSRはジャガイモから抽出する。ジャガイモに含まれる水溶性成分を得るた めに、ジャガイモをジュース状に潰し、60%硫酸アンモニウムによって活性成 分(BSR)を濃縮する。得られた粗タンパク成分(BSR)を水に対して透析 し、凍結乾燥する。 得られたBSRは、トリス−塩酸(Tris-HCl)、トリス−塩基(Tris-base)、塩 化ナトリウム、アジ化ナトリウム及びウシ血清アルブミン(Bovine Serum Albumi n,BSA)を特定の濃度で含有する緩衝液基質を用いて希釈し、BSR試薬を得る 。上記緩衝液基質構成成分は、BSR試薬を適用する検定法や乾燥試薬(BSR )の量などにより変える。BSR試薬は、分析用キュベットの内表面又は多孔性 膜に被覆乾燥させるが、固定はせず、液体試料を入れれば溶け出すようにしてお く。 BSRのタンパク質組成は、HPLCにより分析した。図1は、8〜25%の ゲル(Laemmli社)を用いて行なったSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SD S-PAGE)の結果を示す。試料は、(1)STA−レクチン(Sigma社,Lot.38F-39 64)、(2)BSR(Lot.UA001)、(3)HPLCフラクション1、(4)HP LCフラクション2、(5)HPLCフラクション3、(6)HPLCフラクシ ョン4、(7)HPLCフラクション5、(8)低分子量マーカー(LMW; Pharma cia社)である。図2は、G3000SWxlカラムを用いたBSR試料(Lot.UA001)のH PLCの結果を示す。タンパク質の定量は280nmの波長を用いて行なった。 各フラクションの活性成分は、凝集試験によって測定した。 BSRの活性成分の分子量(180kd)は上記STA−レクチン(Sigma社、 L-4266、Lot.38F-3864)の主成分(1 60kd)よりも大きかった。SDS−PAGEにおけるSTA−レクチンの移 動度はこれとは異なり、分子量120kdに相当したが、BSRの活性成分の移 動度から得られる分子量は180kdだった。BSRのタンパク質成分の98% は、分子量15kd及び32kdのタンパク質だった。 N,N',N''−トリアセチルキトトリオース(N,N',N''-triacetylchitotriose)に よる、BSR試薬の競合阻害を評価するために、350μgのBSR試薬を被覆 乾燥したクイックリード3・アナライザー用BSR試薬キュベットを用いた。5 0μlのキトトリオースをキュベットに加えた後に、20μlのEDTA含有血 液を加えた。細胞凝集を肉眼で観察した。その結果、BSR試薬はSTA−レク チンと同様の反応性を示すことが判明した。安定性 表2は、BSR試薬キュベットの様々な温度下における安定性を示す。クイッ クリード3によるCRP定量に用いる目的で製造した、BSR試薬キュベットの 貯蔵寿命(shelf life)を調べた。凝集作用を検定するために、20μlのEDT A含有血液をBSR試薬キュベットに加えた。その結果、キュベットの内表面に 被覆乾燥されたBSR試薬は血液を凝集した。凝集後、緩衝液1mlを加え、吸 光度をクイックリードアナライザーによって測定した。 クイックリード3・アナライザー用のBSR試薬キュベット BSR試薬は、500mgの凍結乾燥BSR(Lot.UA001)を87.5mlの 蒸留水と12.5mlの緩衝液に溶解して調製した。得られた試薬50μlを、 クイックリード3・アナライザーに用いられるアクリル製の丸底キュベットに加 え、室温で乾燥させた。 図3は、キュベットをウェル内に設置する際目安となる位置決め線(1)とB SR試薬(2)を内表面に被覆乾燥してなるクイックリード3・アナライザー用 キュベットを示す。円盤状多孔性膜を内部に有するクイックリード3・アナライザー用BSR試薬キ ュベット キュベットの内表面に被覆乾燥する代わりに、キュベットの底面上に配置した 円盤状多孔性膜に、BSR試薬を浸透乾燥させることもできる。クイックリード 3・アナライザーで使用する円盤状膜の面積は50mm2である。21mg/m lのBSR(Lot.UA001)を含有する10μlのBSR試薬を、多孔性膜又はフィ ルターを内部に有するキュベットに浸透乾燥した。図4は、ヘパリン処理を施し た一定容量の毛細管(1)が、蓋(2)を貫通して接続されている分析用キュベ ット又は試験管を示す。 キュベットを水平に保ち、毛細管に血液を導入する。毛細管を血液で満たした ら、キュベットを垂直に起こす。円盤状多孔性膜(3)による毛管現象の結果、 毛細管は空になり、血液は多孔性膜に浸透する。血液細胞はBSR試薬により、 円盤状多孔性膜の内部で沈殿する。緩衝液をキュベットに加えることにより、血 漿を膜から洗い流すことが可能である。BSR試薬を用いた実施例 実施例1 異なるBSR試薬を用いた沈殿効果の評価 3種のBSR試薬を用い、血液細胞の沈殿を比較検討した。BSR試薬の応用 例として、可溶性BSR試薬(応用例1)、キュベットの内表面に被覆乾燥した BSR試薬(応用例2)、並びに多孔性膜に浸透乾燥したBSR試薬(応用例3 )を使用した。各応用例には、最適濃度のBSR試薬を用いた。沈殿の生じた血 液試料を1000μlとなるまで緩衝液で希釈し、520nmの波長における吸 光度をクイックリード3・アナライザーで測定し、沈殿効果の指標とした。 表3から明らかなように、乾燥BSR試薬(応用例2)及び膜BSR試薬(応 用例3)を用いる場合は、それぞれ、可 溶性BSR試薬(応用例1)を用いる場合に比べ、より完全な細胞沈殿が得られ る。また、乾燥BSR試薬(応用例2)及び膜BSR試薬(応用例3)を用いる 場合の吸光度は、それぞれ、可溶性BSR試薬(応用例1)を用いる場合の吸光 度よりも5〜10倍低い。更に、乾燥BSR試薬を用いる場合、吸光度の安定に かかる時間はより速い(20秒以内)。一方、可溶性BSR試薬を用いて沈殿を 行う場合、安定した吸光度が得られるまでに数分かかる可能性がある。実施例2 BSR試薬による沈殿効果の組織学的研究 血液細胞をBSR試薬で沈殿させた後の血液試料(20μl)を1000μl の緩衝液で希釈し、上澄から試料を取ってクリスタル・バイオレットで染色し、 ビュルケル・チュルク計算板を用い、顕微鏡を用いて細胞数を計測した。この計 測では、白血球と赤血球は、それぞれ同量の試料を用いて別々に計測した。可溶 性BSR試薬(応用例1)は、乾燥BSR試薬(応用例2)及び膜BSR試薬( 応用例3)に較べて沈殿効率が悪かった。また、可溶性BSR試薬を用いた場合 、上澄に残存する白血球数の赤血球数に対する相対比は、沈殿を生じる前の血液 中の白血球数の赤血球数に対する相対比の200倍だった。乾燥BSR試薬(応 用例2)は白血球をすべて沈殿したが、赤血球の一部は上澄みに検出された。 最も高い沈殿効果を示したのは、血液細胞をすべて沈殿した膜BSR試薬(応用 例3)だった。更に、この沈殿方法では、ボルテックスによる攪拌の必要がなか った。 実施例3 クイックリード3・アナライザーによる全血試料中のCRPの定量 材料:BSR試薬キュベット 抗CRPラテックス QR−CRP反応緩衝液(Orion Diagnostica社) 測定方法: EDTA/ヘパリン含有血液20μlを丸底BSR試薬キュベットに加えた。 ボルテックスを用いて攪拌するか又はキュベットを回転させ、細胞を沈殿させた 。沈殿形成後、10 00μlの反応緩衝液をキュベットに加えた。穏やかに攪拌後、上記キュベット を40℃のインキュベート用ウェルにて3分間インキュベートした。バックグラ ウンドを測定後、50μlの抗CRPラテックスをキュベットに加え、ボルテッ クスで攪拌し、更に3分間インキュベートして、比濁終点を測定した。 図5は、クイックリード3・アナライザー(X軸)を用いて得られたCRPの 定量結果と、コバス・ミラ(Cobas Mira)(Y軸)を用いて得られたCRPの定 量結果との相関関係を示す。クイックリード3・アナライザーを用いた測定には 、全血試料とBSR試薬試験管を用いた。コバス・ミラを用いた定量には、上記 全血試料を得たのと同じ患者より得た血漿試料を用い、Orion Diagnostica社の 免疫比濁法(immunoturbidimetric method; IT法)により定量を行った。実施例4 ターボックス・アナライザーを用いた全血試料中のCRPの定量 材料:BSR試薬キュベット CRP抗血清溶液(Orion Diagnostica社) CRP・ターボックス・キャリブレーター(CRP Turbox calibrator; Orion Diagnostica社) ターボックス・CRP・反応緩衝液(Orion Diagnostica社) 測定方法: EDTA/ヘパリン含有血液50μlを、CRP・ターボックス・キャリブレ ーター(ターボックス・アナライザー)で測定可能なBSR試薬キュベット2本 にそれぞれ加えた。ボルテックスを用いて攪拌するか又はキュベットを回転させ て、細胞を沈殿させた。沈殿形成後、500μlの反応緩衝液を一方のキュベッ トに加え、試料のバックグラウンドを測定した。同量(500μl)の抗血清溶 液をもう一方のキュベットに加えた。室温にて30分放置後、2本のキュベット のCRP濃度を、ターボックス・アナライザーで定量した。ターボックス・アナ ライザーは、磁気カードに記録された標準曲線に基き、CRP濃度を算出する。 表5は、全血試料(50μl)とBSR試薬キュベット、及び同一患者から得 られた血漿試料(30μl)とターボックス・アナライザー用キュベットを用い て得られた、ターボックス・アナライザーによるCRPの定量結果を示す。沈殿 を生じた全血試料と、血漿試料の光散乱単位値(Blank-Light Scattering Unit, BL-LSU)のオーダーは同じだった。全血試料(50μl)中の平均血漿容積は3 0μlだった。全血試料と血漿試料より得られたCRPの定量結果を比較したと ころ、よく相関していた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.全血試料の血漿画分に存在する分析対象成分の定量に有用な分析用キュベッ トまたは試験管であって、ジャガイモより抽出された凝集素を含む試薬を内表面 に被覆乾燥してなるか、或いは上記試薬を被覆乾燥させた円盤状多孔性膜を内部 に有してなることを特徴とする分析用キュベットまたは試験管。 2.該円盤状多孔性膜が上記キュベットまたは試験管の内部に固定されていない かもしくは固定されていることを特徴とする請求項1に記載の分析用キュベット または試験管。 3.更に、ヘパリン処理を施した毛細管を有し、該毛細管を通して血液試料を該 キュベットまたは試験管に導入するように構成されていることを特徴とする請求 項1に記載の分析用キュベットまたは試験管。 4.約1μl〜約100μlの少量の血液試料の分析に適した寸法を有している ことを特徴とする請求項1に記載の分析用キュベットまたは試験管。 5.ジャガイモより抽出された該凝集素が熱安定性を有する 凝集素であることを特徴とする請求項1に記載の分析用キュベットまたは試験管 。 6.ジャガイモより抽出された該凝集素が、N−アセチル−D−グルコサミンオ リゴマーに特異的であって、赤血球、白血球、及び血小板を凝集させる凝集素で あることを特徴とする請求項1に記載の分析用キュベットまたは試験管。 7.該凝集素が、ジャガイモより抽出された未精製の凝集素(BSR)、精製さ れたSTA−レクチン、または細胞を凝集させるが分析対象成分となる血漿成分 には結合しないその他のレクチンであることを特徴とする請求項1に記載の分析 用キュベットまたは試験管。 8.該凝集素として、凝集素を含有する精製されたBSR(BSR試薬)を用い ることを特徴とする請求項1に記載の分析用キュベットまたは試験管。 9.全血試料の血漿画分に存在する分析対象成分の定量方法であって、請求項1 〜8のいずれかに記載の分析用キュベットまたは試験管に全血試料を加えて血液 細胞を凝集せしめ、そして、凝集した血液細胞の存在下に分析対象成分の定量を 行うことを特徴とする定量方法。 10.全血試料が抗凝血物質を含有していることを特徴とする請求項9に記載の 定量方法。 11.上記抗凝血物質がEDTA、ヘパリン又は類似の物質であることを特徴と する請求項10に記載の定量方法。 12.該血漿画分を診断目的の検定法に用いることを特徴とする請求項9に記載 の定量方法。 13.該診断目的の検定法が、免疫定量法、比色定量法、ストリップ・テストを 含む高速検定法の中から選ばれることを特徴とする請求項12に記載の定量方法 。 14.全血試料の血漿画分に存在する分析対象成分の定量に用いる診断検査キッ トであって、ジャガイモより抽出された凝集素を含む試薬を内表面に被覆乾燥さ れてなる分析用キュベット又は試験管、或いは該試薬を被覆乾燥させた円盤状多 孔性膜を内部に有してなる分析用キュベットまたは試験管の少なくとも1つを包 装して含む診断検査キット。
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