JPS60239662A - 免疫センサー及びその作成方法 - Google Patents

免疫センサー及びその作成方法

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JPS60239662A
JPS60239662A JP59095500A JP9550084A JPS60239662A JP S60239662 A JPS60239662 A JP S60239662A JP 59095500 A JP59095500 A JP 59095500A JP 9550084 A JP9550084 A JP 9550084A JP S60239662 A JPS60239662 A JP S60239662A
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isa
antibody
electrode
solution
protein
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Masanori Yoshioka
吉岡 正則
Hiroyasu Funakubo
舟久保 煕康
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RAIFU TECHNOL KENKYUSHO
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抗体又は抗原となる蛋白質を電極面に固定させ
た免疫センサーの作成方法に関する。
〔産業上の利用分野〕
最近、抗原−抗体反応を利用して生体内の微量の抗原又
は抗体を測定するための免疫センサーが種々開発され、
生体内の各種ホルモンや蛋白質の定量に応用せんとする
試みがなされている。
〔従来の技術〕
しかし現在のところ実用化までに至っている免疫センサ
ーは殆どなく、例えば特開昭53−149394号公報
には電界効果トランジスタのゲート絶縁股上に抗体又は
抗原を固定化した有機膜又は無機膜を被覆した免疫セン
サーが、又、特開昭54−161992号公報には電解
効果トランジスタの半導体表面に被覆されたボυマーマ
トリックスに抗原又は抗体を共有結合的に固定化させた
免疫センサーが開示されているが、前者にあっては抗体
が不純で生成する電位に特異性がなく免疫センサーとし
て実用に供しうるか否か疑問であり、又、後者にあって
はスペーサを介して抗原又は抗体を固定する方法の開示
があるのみで、反応の特異性の高い免疫センサーが完成
されたものとは判断し難い。
又、スペーサを介して抗体又は抗原を固定する方法は免
疫センサーの作成工程が複雑となるという欠点を有する
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者等はかかる従来の免疫センサー作成に伴なう問
題点に鑑がみ、特異性の高い免疫センサーを簡単な方法
で作成することを目的として鋭意研究を行なった結果、
抗体又は抗原となる蛋白質を架橋剤を使用して緩和な条
件下で架橋させることにより、従来のようにスペーサを
予め付加する複雑な反応を行なわせることなく、しかも
蛋白質の生理的に重要な機能を失なわせることなく、電
極面に蛋白質を固定化しうろことを見出し本発明に至っ
た。
この場合、固定化すべき抗体は通常の場合不均一である
ため、細胞融合法により調製された純粋なモノクローナ
ル抗体を使用することにより固定化される抗体の密度を
高めて電位変化をより大きくさせうろことを見出した。
又、本発明においてはモノクローナル抗体の例として医
学的な診断に重要なパラメータとなるヒト血清アルブミ
ン(以下H3Aという)およびハブテンであるアデノシ
ン−3’、5’ −環状リン酸(以下cAMPという)
のモノクローナル抗体を使用して本発明の方法により免
疫センサーを作成した。
又、本発明によって作成された免疫センサーを使用して
種々の抗原に対する電位を測定したところ、ISA及び
c A M”¥のいずれに対しても特異的な電位を発生
することが確認された。
このように高分子蛋白質としてのHS Aと、低分子蛋
白質としてのcAMPを代表例として、これらに対する
モノクローナル抗体を固定した免疫センサーが特異的な
電位を発生することば、他の無数に考えられる有用な抗
体に対しても同様に適用可能であり、又、逆に電極面に
抗原を固定して抗体を測定することも、抗原となる蛋白
質を純粋に取出すことが容易であることから極めて容易
である。
〔問題点を解決するための手段〕
以下に、本発明の免疫センサーの作成方法をISA及び
cAMPに対する抗体を電極面に固定する場合を例とし
て説明する。
先ず、ISAに対するモノクローナル抗体(以下mAn
ti )ISAという)を電極面に固定させる方法につ
いて説明する。
はじめに電極面に固定すべきISAに対するモノクロー
ナル抗体m711nti ISAを公知の方法により以
下のようにして調製する。
すなわち、まずISAをフロイント(F r e un
d)の完全アジュバント(completeadjuv
ant)と共に13alb/Cマウス腹腔内に投与して
免疫反応を起させる。その後2週間間隔で数回同様にし
てフロイントの不完全アジュバントと共に投与して追加
免疫をする。
次に後述する酵素免疫測定法により血中抗体価の上昇し
たマウスを選び、肺臓を摘出し、この肺臓を分けて細胞
サスペンションを′rlIl!1する。これに別に培養
したミエローマ細胞N5−1を加え、ポリエチレングリ
コールにより細胞融合を行ない融合体を得る。得られた
融合体をHAT培地で2週間培養後、HT培地およびR
PMI−1640培地でさらに培養を続は細胞群を得る
。この細胞群を希釈し、1個ずつに分けてさらに培養し
、培養上清に産生されている抗体を酵素免疫測定法によ
り測定し、特異的な抗体を産生じている細胞を選択する
。選択した細胞をさらに培養増加さゼ、これをマウス腹
腔内に注射し増殖させる。1ケ月後、腹水を取り遠心分
離してmAnti −ISAを含有している上清を得、
これを−80℃で保存する。
次にmAnti −H3Δを含有する腹水から以下のよ
うにしてmAnti−ISAを精製する。
上記の腹水の上清をリン酸緩衝液中で透析し、DEAE
−セルロースカラムに通し、γ−グロブリン画分を得、
この両分を蒸留水で透析し凍結乾燥して白色の精製mA
n t 1−ISAを得る。得られた精製mAnti 
−ISA、の純度はセルロースアセテート膜電気泳動法
により測定し、腹水中の他の成分がカラムクロマトグラ
フィーにより除かれたことを確認する。
mAn t 1−ISAの酵素免疫測定法(EIA)は
以下のとおりである。
一定量のI S Aを含む溶液を、塩化ビニル製マイク
ロプレー1・の穴に注入し、ISAを吸着させる。次い
でこのプレートを洗浄後、検体となるmAn t 1−
ISAを含む溶液を加え、37°Cで1時間放置し、吸
着H3AとmAnti−ISAを結合させる。これを洗
浄後、アルカリホスファターゼを結合した抗マウスIg
G抗体を加え、37℃で1時間放置する。洗浄後、基質
となるp−ニートロフェニルボスフェートを反応させ、
生成したp−二トロフェノールをアルカリ性で吸光度(
OD)を測定しmAnti −ISAを定量する。
一方、c A M Pに対するモノクローナル抗体(m
An t i−cAMP)も同様の方法で調製されたも
のを使用した。
次に以上のようにして調製した精製モノクローナル抗体
を以下の方法でpH電極に固定する。
この場合、mAnti−ISAとrr+Anti−cA
MPの固定は全く同様にして行なうことができるのでm
Anti −ISAを例として説明する。
すなわち、まずp H5〜9に調整した0、01Mリン
酸二水素カリウム(KH2PO4)と08154M塩化
カリウム(K(1りの混合緩衝液(以下K H2P O
4+ K Cn 緩jh液という)に精製mΔnti 
−ISAを濃度10−6〜10−2g//!に溶解した
溶液を調製し、一方、上記の緩衝液に架橋剤を濃度]、
 X 10−7〜1xlO”g/mβに溶解した溶液を
調製する。使用し得る架橋剤としてはグルタルアルデヒ
ド、ビスジアゾヘンチジン、−\キサメチレンジイソシ
アナート、トルシコニンジイソシアナート、N 、 N
’ −エチレンビスマレインイミドおよびN、N’ −
ポリメチレンビスヨードアセトアミドなどを挙げること
ができる。
次にpH渕定用その他適宜の電極表面に上記のm、An
 t i −ISA溶液及び架橋剤溶液を順次浸漬塗布
する。この場合使用される電極材料とじてはガラスのみ
ならず、カーボンペースト、半導体、グラジ−カーボン
、金属例えば白金、銀等であってもよい。
mAnti −H3A118液の電極面への塗布は電極
の液絡部などの対象表面以外をバラフィルム等で絶縁被
覆したのち、単に溶液に室温で1〜5時間浸漬放置する
のみでよい。
この浸漬放置の間にmAnti−ISAは電極面に吸着
される。
次いでmAnti −1(SAを吸着させた電極を架橋
剤溶液に室温で1〜数時間浸漬放置する。この操作によ
って電極面に吸着されたmAnti−ISAは架橋され
て容易に剥離することなく安定に固定化される。
架橋剤としてグルタルアルデヒドを使用した場合は、次
いでこの電極をp H8,5〜9.5の0.05M硼酸
(H3BO3)緩衝液を用いて調製した濃度10−1〜
10’Mの水素化ホウ素すトリウム溶液に数分以上浸漬
して還元反応を行なわセたのぢ、前記K H2P O4
+ K C12緩衝液で洗浄することによりmAnti
 −ISAの電極面への架橋固定が完了する。
〔作 用〕
本発明による抗体又は抗原となる蛋白質の電極面への固
定は第1図に模式的に示したような機構で行なわれるも
のと推察される。
すなわち、先ず第1図+81に示すように電極面2に上
記蛋白質1を物理的に充分吸着させたのち、第1図(b
lに示すように架橋剤3を用いて蛋白質の機能的な構造
の変化を起さないような緩和な条件下で吸着された蛋白
質1相互を架橋させることにより、蛋白質1自体はその
生理的に重要な機能が殆ど破壊されないまま、相互に橋
絡されて電極面に強固に固定される。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに説明する。
[実施例〕 実施例1 −まず、前記の方法で調製した精製mAnti−ISA
を0.01MKH2PO−+ +0.154MKCe緩
衝液(pH7,6)にi解して濃度1.68 x 10
 ’ H/ m 1のmAn t 1−H3A溶液を調
製し、一方、架橋剤溶液として同様の緩衝液を用いて濃
度1.05 x 10−5g/mβのグルタルアルデヒ
ド溶液を調製した。次にpH測定用ガラス電極(東亜電
波工業製、G5l−155C)を用意し、この液絡部を
パラフィルムで覆って比較電極との短絡を防止し、上記
のmAnti−H3A溶液4゜μlを塗布して室温で5
時間放置し電極面に吸着させた。次いで上記のグルタル
アルデヒド溶液40μlを塗布して室温で3時間放置し
、mAnti−ISAを架橋させた。
次に:0.05MH3BO3t=fJffj液(pH9
,0)を用いて調製した濃度2.lX10−4Mの水素
化ホウ素ナトリウム溶液100m7!に室温で30分間
浸漬して還元反応を行なわせ架橋を完了させた。次いで
前記KH2PO4+KCI!緩衝液で洗浄し、mAnt
i −H3A固定化電極を作成した。
mAnti −H3A固定化電極の洗浄液について前述
の酵素免疫測定法によりmAnti −ISA量を測定
したところ、I X 10 ’ gと極めて微量であり
、電極面へのmAnti −ISAの固定はほぼ完全に
行なわれていることが判った。
次に作成したmAnti −H3A固定化電極を使用し
て以下の方法により各種の抗原に対する電位変化を測定
した。
まず、0.01 MK H2P 04 →−0,154
MKCl緩往i液(pH7,53)を用いて濃度0.0
3%のγ−クロフリンラビソ1〜・フラクションrl(
R−IgG)HI[(pH7,53)をfJla製した
。この緩衝液を用いてISAの5 m g / m A
溶液を調製し、そのp)(が上記R−1g G緩(’A
液のp ](と同一になるよう力性カリ (KOH)溶
液で調製したのち、これをR−IgG緩iE液を用いて
稀釈し、各種濃度のH5A抗原溶液を作成した。同様に
してウシ血清アルブミン(BSA)、ウサギ血清アルブ
ミン(ISA)及び卵白アルブミン(OVA)からなる
各種抗原の各種濃度の/8液を作成した。
次に上記の各種抗原の各種濃度溶液を8m7!ずつ中試
験管に採取し、37℃の恒温槽中に浸漬した。これにm
An t i −H3A固定化電極を濃度の低い溶液か
ら順に浸漬し、各々の電位を測定した。この場合、異な
る種類の抗原溶液の電位測定に先立ち、電極を0.0I
N塩酸で洗浄したのち上記R−IgG緩衝液に浸して元
の電位に戻ったことを確認し、次の抗原溶液の電位測定
に移った。
mAn t i −H3A固定化電極による各種抗原に
対する上記の電位測定の結果を第2図に示した。
第1図から明らかなように、この電極ばISA、RS 
A、 B S A溶液ニ対し、夫々濃度6X10−’m
 g / (1、lXl0−2mg#、3X10−’m
g/βで+1mVの電位差を生し、OVAでは電位変化
を生じなかった。
一方、前述したmAnti −ISAの酵素免疫測定法
によりISA、ISA、BSA及びOVAの各種抗原に
対するmAn、ti −ISAの各種深度における結合
濃度を吸光度定量した結果は第3図に示す通りで、IS
Aは他の抗原に対し顕著な特異性がみられたが、上記の
電位測定の結果も第3図の結果とよく一致する結果が得
られ、微量のISAがmAnti −H3A固定化電極
により高精度で定量し得ることが判明した。
実施例? まず、細胞融合法で産生じた精!I!mAnti−cA
MPを実施例1に示したmAnti −ISAの電極へ
の固定と全く同様の条件でmAnti−cAMP固定化
電極を作成した。
この電極を使用して以下の方法により各種のハプテンに
対する電位変化を測定した。
まず、0.01MKH2PO4+0.154MKCβ緩
衝液(pH6,5)を用いて濃度0.03%のγ1’ロ
ブリンラビット・フラクションII(RIgG)緩衝液
(pH6,5)を調製した。
この緩衝液を用いてc A M P 、 c G M 
P 、及びアデノシン(Adenosine)からなる
各ハプテンI X 10 ’ m o 7!/ 7!溶
液をII M シ、コレらを夫々稀釈して各種濃度のハ
プテン/8液を調シした。
次にこのハブテン溶液各8m7!ずつを中試験管に採取
し、37℃の恒温槽中に浸漬した。これにmAnti−
cAMP固定化電極を濃度の低い溶液から順に浸漬し、
各々の電位を測定した。この場合、異なる種類のハプテ
ン/8液の電位測定に先立ち、電極を蒸留水とR−1’
gG緩衝液(pH6゜5)で洗浄し、この緩衝液に浸し
て元の電位に戻ったことを確認してから次のハプテン溶
液の電位測定に移った。
mAn t i−cAMP固定化電極による各種ハプテ
ンに対する上記の電位測定の結果を第4図に示した。
第4図から明らかなように、mAnti−CへMP固定
化電極はcAMPに対しては濃度5×IQ ” m o
 1 / 1で+1mVの電位差を示したが、他のハプ
テン溶液では電位変化を生しなかった。
以上のことからmAn t i−cAMP固定化電極は
c A M Pに対してのみ特異性を示すことが判明し
、微量のc A M Pの定量が可能であることが明ら
かとなった。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明のISA又はcA
MPに対するモノクローナル抗体電極の作成方法は該抗
体溶液を電極面にlこ漬塗布して吸着させたのち、架橋
剤を用いて固定化させる方法であるから、従来のスペー
サを介し−ζ固定さゼる方法に比し固定手段が極めて簡
便となり、又、固定化された抗体は安定性に優れており
、再現性よく微量のISA又はcAMPを定量しうる利
点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の機構説明図、第2図は本発明のmAn
ti−H3A固定化電極の各種抗原に対する電位変化を
示すグラフ、第3図は種々の抗原に対するmAnti−
ISAの用量作用曲線、第4図は本発明のmAnLi−
cAMP固定化電極の各種ハプテンに対する電位変化を
示すグラフである。 1・・・・・・蛋白質、2・・・・・・電極、3・・・
・・・架橋剤。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極面に抗体又は抗原となる蛋白質を吸着させ、
    吸着された該蛋白質相互を架橋剤を用いて緩和な条件下
    で架橋することを特徴とする免疫センサーの作成方法。
  2. (2)架橋剤としてグルタルアルデヒド、ビスジアゾヘ
    ンチジン、ヘキサメチレンジイソシアナート、トルエン
    ジイソシアナート、N、N′ −エチレンビスマレイン
    イミド及びN 、 N’ −ポリメチレンビスヨードア
    セトアミドから選ばれる化合物を用いることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の免疫センサーの作成方法
  3. (3)抗体として純粋な汚ツクローナル抗俸を使用する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の免疫セン
    サーの作成方法。
JP59095500A 1984-05-15 1984-05-15 免疫センサー及びその作成方法 Granted JPS60239662A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104407148A (zh) * 2014-09-04 2015-03-11 齐智 一种人白蛋白超级灵敏elisa检测试剂盒

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.AM.CHEM.SOC=1975 *

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CN104407148A (zh) * 2014-09-04 2015-03-11 齐智 一种人白蛋白超级灵敏elisa检测试剂盒

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