JPS62254038A - 免疫検査装置 - Google Patents

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】

く産業上の利用分野〉 この発明は免疫検査装置に関し、ざらに詳細にいえば、
光導波路を用いて抗原、抗体の有無を検出することにＪ
、り免疫検査を行なう免疫検査装置に関する。 〈従来の技術〉 従来から免疫検査を行４丁う［１的で、先導波路の表面
に、抗原または抗体を固定した領域を形成し、この領域
に血液等を接触させた状態で上記先導波路に光を導入し
、光導波路から出射される光強度を検出することにより
、抗体、まＩごは抗原の有無を検知し、免疫検査をｆ’
ｒ　’：ｘうにうにした装置が提案されでいる（特ム１
出願公表第５８−５０１４８１号公報参照）。 さらに詳細に説明すると、光が光導波路を伝播する場合
には、光の強ＩＣ１分布の殆どの部分は光導波路の中に
閉じこめられた状態であるが、一部は先導波路を包囲す
るクラッド部に浸み出し、再び光導波路の内部に反射さ
れることが知られている（以下、この光成分をエバネセ
ント波と称する）。 そして、上記エバネセント波は、クラッド部の反射率の
影響を受けて光導波路内部への反ｏｖｍが変化Δる。 即ち、ト記りラッド部に相当ザる部分に抗原、または抗
体を予め固定しＣおいて、この部分に血液等を接触させ
た状態で光を入射させれば、血液等が全く抗原、抗体を
有していない場合には、上聞抗原、または抗体を固定し
た部分の反射率の影旨を受番ノで出射光強度が変化し、
伯方、血液等が抗原、抗体を４１している場合（免疫が
ある場合）には、抗原、おＪ、び抗体が結合して全く別
の物質が上記クラッド部に存７１′ｔＪることになり、
上記強度と異なる出射光強度どなる（但し、ト；２出射
光強度は、抗原、または抗体のみの場合と比較して、抗
原抗体反応が行なわれた場合の方が小ざくなることが知
られている）。 したがって、出射光強度を検出すれば、血液等の中に抗
原、抗体が存在するか否か、叩ら、免疫があるか否かを
検査することができる。 〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成の免疫検査装置にＪ３いでは、当初抗原、ま
た

【３１抗体を固定した状態ぐ１よ、クラッド部が乾燥
状（ぶて・あるが、免疫検査を行なうために血液等を接
触させると、クラッド部が湿る伯、他の物７′Ｊ（例え
ば涛、血球、白血球客）が接触して状態が変化し、さら
に温度条件し変化しく第り図１３参照）、それだけで抗
原、抗体のイｊ無に拘りらり゛出用光強）αが変化づる
の（゛、正確な免疫検査を（ｊムうことが−（・さない
という問題がある。 また、クラッド部をｒめ湿らせてｒ３　＜ことが考えら
れるが、このようにＪ゛るど、血液等を注入した場合に
均一化するまＣの時間が長くかかり、抗原、抗体反応を
行なわせるために、通常必要とされる数分程度ｑ月時間
以トとなるのて゛あるから、実際には、乾燥状態と湿・
〕だ状態とによる出（ト）光強度の変化を完全に（よ解
消さぜることができず、やはり正確な免疫検査を行なう
ことができないという問題がある。 ざらには、抗原、抗体の検出は、病気の発見をｆｉなう
場合には、甲に有無のみが検出できればにいのであるが
、病気の治療を行なう場合には、単に有無を検出するの
みでは不十分であり、抗原、抗体の存在レベルを検出す
ることが必要になる（存在レベルが減少していれば、治
療効果があり、存在レベルが増加し、或は変化していな
ければ、治療効果がないことが分かる）。 このような点を考慮すれば、上記従来の免疫検査装置は
、病気の治療を行なっている途中における使用には到底
供することがでさないという問題もある。 く発明の目的〉 この発明は上記の問題点に篤みてなされたしのであり、
測定開始のＩｙＪ後等にＪ３Ｌｊる状態変化の影旨を受
けることなく、正確な免疫検査を（ｊなうことができる
免疫検査装置を提供することを目的としている。 く問題点を解決するだめの手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の免疫検査装置
は、光導波路の表面に、抗原または抗体を固定した領域
を光の進行方向と平行に形成してあるとともに、上記領
域と平行に、抗原抗体反応をｆＪなわず、かつ他の性質
が上記領域と同一である領域を形成してあり、さらに）
：記両領域にＪ、りそれぞれ反射されられた光を入力と
して、両光の差を検出する検出手段を有している乙ので
ある。 引し、上記内領域に向かって同時に光を照）１するしの
て・あってもよく、または上記両Ｔ４Ｖｉ、に向かって
交ηに光を照射１゛るものであってもよい。 く作用〉 以上の構成の免役検査装置であれば、抗原または抗体を
固定した領域により反射されるよ・）に光を光導波路に
入射させれば、上記抗原、または抗体のみによる減衰、
或１ま抗原抗体反応による減衰が１じさ口られた光が出
射させられ、また、抗原抗体反応を行なわず、かつ他の
性質が上記領域と同一である領域により反射されるよう
に光を光導波路に入射させれば、上記領域のみによる減
Ｑが生じさＵられた光が出射させられる。 したがって、上記内領域によりそれぞれ反引された光を
検出手段に入力することにより、両光の差を検出１ノ、
Ｘ−の有無により免疫の有無を、差の程度により免疫・
の程度をそれぞれ検出することができる。 尚、固定されるものが抗原でも抗体でもよいのＩよ、免
疫がある状態においＣは、溶液中に抗原、および抗体の
両者が存在するからである。 また１、］に両領域に向かって１１１時に光を照射゛４
るものである場合には、直接検出手段により差の検出を
ｆｌなうことができ、またはｊ−２両領域に向かって交
（ｊに光を照射するしのである場合には、周期的に変化
づる出力を得ることができ、上記と同様にＺ−のイｊ無
により免疫の有無を、差の程度により免疫のＰ？、度を
でれでれ検出することができる。 〈実施例〉 以上、実施例を示す添（４図面に五つ−Ｃ訂細に説明す
る。 第１図はこの発明の免疫検査装置の一実施例を示す概略
図であり、全体が平板状であり、両端部下面に光導入部
（４）、Ｊ３よび光導出部（５）を形成してなる光導波
路（３）の上面に、光の伝播方向と平行な２′〕の領域
［１］　（２＋を例説しＣいる１、ｆ−Ｌ　Ｔ、Ｉ−２
光）ｎ出品（５）から；ｎ出される光を、光電変換器、
差動増幅器等を右づる検出部（〔））に導い（−いる１
゜１−開領域（１）は、第２図に詳細を概略的に示！１
゛ように、光導波路（：３）の上面に抗体（力を固定し
てなる領域であり、抗１ｉａ　（８１を含・む溶液が接
触した場合には、抗原抗体反応を行なう。 さした、」−開領域（２）は、先ず抗体（′７）を固定
した後、紫外線照射をｔＴ　’、’につ−（抗体（力の
竹′Ｃτ（抗１ｊ；（抗体反応をｆｉなう性質）庖除人
しでなる領域であり、抗原ｂ″Ｌ体反応を行なわない他
は、上記領域（１）と同一の性質を有している。 一１記の構成の免疫検査装置の？）ｔ　ｆ’ｒ　ｓｓ次
のとおりである。 光導入部（４）から、Ｉｉトー強度の光を導入し、ぞれ
ぞれ領域ｆ１）　（２）により所定回数反射させて光導
出部（５）から検出部（６）に導くことにより、免疫検
査をｆ−ｊな′うことができる。 さらに詳細に説明すると、血液等の溶液をＪ開領域Ｆｉ
＋　＜２１に全く接触させていない状態、或略よ血液等
の溶液中の抗原、抗体が全く存在しない（免疫がない）
状態であれば、両光の、領域［１）　（２１による減衰
量は同一であり、両川射光の強度は同一となるので、免
疫がないと判定することができる。 ま１Ｊ、血液等の溶液中に抗原、抗体が存在する場合に
は、上記領域（１）において抗原抗体反応が行なわれ、
抗原抗体反応にＪ：り抗体（刀のみとは全く異なる物質
が生成されるので、領域（ｉ）により反射させられた光
の雀亀と、抗原抗体反応を全く行なわない上記Ｇｒｉｔ
ｉｆｆｉ（２）により反射さＶられた光の強度とが相違
する状態となる。即ち、上記領域（１）により反０’ｌ
させられた光の強１ｕＥｂは、Ｅｂ＝ＥＯ（１−（Ｋ＋
Ｗ＋Ｔ））であり、上２領ｖＪ、（２）により反射さＩ
られた先の強度［ａは、Ｅａ＝ＥＯ（１−＜Ｗ＋Ｔ））
であるから（但し、［０は入射光強！印であり、Ｋは抗
原抗体反応に起因する減資割合であり、Ｗは濡れ等に起
因する減衰９１合であり、Ｔμ温度変化に起因する減衰
割合である。）、両者の差を求めると、［Ｅ　ａ−Ｅ　
ｂ＝Ｅ　ＯＫとなり、抗原抗体反応に起因する光強度変
化分のみを検出することができる。 したがって、ト記光強度変化分の有無により免疫の有無
を検出することができ、光強度変化分の程度により免疫
の程度を検出することができることになる。 第３図は検出部（６）の一実施例を示１電気回路図であ
り、上記両川射光を受光して電気信号に変換するフォト
ダイオード（１１）（１２）と、−］二間各フＪ）へダ
イオード（ｉｔ）（１２）からの出力信号を増幅する増
幅器＜１３）（１４）と、１，２両増幅器（１３）（１
４）からの出力信号を入力として差信号を出力する差動
増幅器（１５）とから構成されている。 したがって、上記領域（１）により反（ト）させられた
光（抗原抗体反応に起因する減衰が！１：じさせられる
光）をフォトダイオード（１１）により受光して電気１
９号に変換し、増幅器（１３）により所定レベルにまで
増幅することができるととしに、上記領１ｉｆｆｉ　（
２）により反射させられた光（抗原抗体反応に起因Ｊる
減衰が全く生じさせられない光）を７月トダイＡ−ド（
１２）により受光して電気信号に変換し、増幅器（１４
）ににり所定レベルにまで増幅４ることがでさる。そし
て、上記両増幅信号を差動増幅器（１５）に供給りるこ
とにより、抗原抗体反応に起因する減貞徹に相当する信
号のみを１７ることが（゛きる。 尚、この実施例を使用ζる場合には、例えば、第４図に
示すように、同一の光源（１６）からの出力光をハーフ
ミラ−（１７）により２分し、一方の光を他方の光と平
行になるようにミラー（１８）にＪ、り反射させ、この
状態で両光を、それぞれ領１ｉｉ１ｉ　（１１Ｆ２＋に
より反射されるよう先導波路（３）に尋人することが、
両導入光の強度を同一に−することがて・きて好ましい
。 上記の実施例により得られた導出光強度ｉ　Ｉｔ、温度
変化に拘わらず抗原量、即ら、抗原抗体反応量に対応し
て一義的に定まる（第５５図△参照）のであるから、温
度条件が変化しても（特に免疫検査遂Ｙｊ途中にＪｊけ
る温度変化が発生しても）、同一の特性線に基いて抗原
抗体反応量、すなわら、免疫の程度を筒中に検出するこ
とができる。 。した、狛に特セ１線［Ｊ、示していムいが、社；れ、
他の物質秀による影響を５受けることが＜’Ｋ　＜、Ｊ
’、　Ｑｊどｊｉ＋様に免疫の程度を曲中１−検出する
ことが（’　Ｑる。。 第６図は他の実施例ｆ　ｔｊ＜　’ｌ電気回路図゛（′
あり、第７図１ま照射光光路を切付える１台装置６示・
Ｊ概略図である。 この実施例にＪｊい一″Ｃは、光源（２１）からの出力
光を、平面ミラー、或は多面体ミラー等からなるミラー
（２２）を回転さ１４ることにより、順次１．”ｉ　Ｌ
、：逆り向に反射さ？！（第７図中実線、（１３五〇破
線参照）、−１記実線ぐ示１光、おＪ、び破線τ・小４
光６−（れぞれミラー（２３ａ）（２３ｂ）にＪ、り艮
射さ１１で、でれぐれ領域（１１（２１で反射されるよ
）に先導波路（３）に導入４ることがでさる。 そしく、先導波路（：３）から導出された各光１よ、イ
れぞれミラー（２４ａ）（２４ｂ）により反射さＶられ
た後、上記ミラー（２２）と同１１１Ｊ　Ｉ、　Ｔ回転
（るミラー（２５）ｉ、’Ｔよりフ第１・ダイオード（
２Ｇ）に照射される。。 」−記ノ第１・ダイＡ・−ド（２６）により変換された
電気信号は増幅器（２７）により増幅さねｌこ後、−】
ンデン１２８）により直流成分が除去されで、増幅器（
２９）による増幅がｔ）なわれ、その後、ダイオード（
３０）により整流され、］ンデン＋ｊ１３１）により平
滑化されて、外部に検出信号とし”ｌ（’　）５！出さ
れる。 即ち、図示しない駆ｖＪ源により上記ミラー（２２）（
２５）を回転駆動リ−れば、領域（１）により反射され
た光、および領域（２により反射された光が交互にフォ
トダイオード（２６）に照射されるので、増幅器（２７
）により増幅されることにより、第８図Δに承すＪ、う
に、所定の自流伝号成分が重畳された正弦波信号を１１
１にとができる。その後、コンデンサ（２８）によりｉ
［！流成分が除去され、増幅器（２９）により増幅され
ることにより、第８図Ｂに示寸ように、直流信号成分が
除去された正弦波信号をｙノ、次いで、ダイオード（３
０）ににる整流、およびコンデンサ（３１）による平滑
が＜）なわれることにより、抗原抗体反応に起因する、
両導出光の強匪差に相当する直流信号を得ることができ
る。 したがって、この直流信号が零か否かにより抗原抗体反
応の右魚、即ち、免疫のイｊ無を検出ｉｉることができ
、ざらに直流信号のレベルに基い゛（抗原抗体反応のＩ
ａ、ＩＩＩら、免疫の程度を検出シることができる。 尚、この実施例の場合には、光源（２１）、フ４１−・
ダイオード（２Ｇ）、増幅器（２７Ｎ２９）、〕ンｊ゛
ンリ（２８）（３１）、およびダイオード（３０）が両
光に対して共通に使用されるのぐあるから、各県ｒ等の
温庶条ｆｌ苦に起因りるゆ動をし完全に除去し！、：状
態での直流信号を冑ることがＴ：きることになり、検出
粘１αを向、しさせることがぐさる。 第９図は照射光光路を１．ＩＪ　Ｈえるり凸装置の他の
実施例を示す概略図であり、十配第７図の実施例と異な
る点は、図示しない駆動源にＪ、り回転駆動されるミラ
ー（３１）の所定位置に、複数ｆ１７＋１の聞［−１（
３２）を形成し、開口（３２）のサイズを、開口同上の
間のミラ一部分の１ナイズとｈト・とし／、＝　Ｉ：ｉ
、イｂ上び、１ｍ１Ｊ（３２）を通った光が直接領域（
１）により反ａ１されるように先導波路（３）に導入す
るとと（−ンに、ミラー（３１）により反射された光が
、ミラー（３３）＜３４）にＪ、り反射されて、領域（
ＺにＪ、り反０４されるように光導波路（３）に導入す
るようにした点のみである。 したが・）て、この実施例の場合には、正弦波信シ］が
得られる代わりに、第１０図△に示すにうに、矩形波信
号が得られることになるが、上記実施例とＩｉｉ］様に
ｉ流成分の除去勤ｆｌ（第１０図１３参照）、および整
流、平滑０作を行なうことにより、抗原抗体反応に起因
する両導出光の強１立差に相当する直流信号を１１？る
ことができる１゜ したがって、この直流信号が行か否かにより抗原抗体反
応のｉ無、即Ｊう、免疫の有無を検出することができ、
さらにめ原信号のレベルに阜い一゛Ｃ抗原抗体反応のが
、即ち、免疫の程度を検出Ｊることができる。 第１１図はさらに他の実施例を示′１Ｊ′概略図であり
、レーザ光源から出射されるレーザ光をハーフミラ−（
４１）に導くことにＪ、す、１対のレーザ光を形成し、
各レーザ光をミラー（４２）（４３）により反射させる
ことにより、それぞれ領域ｆｌＨ２）で反射されるよう
に光導波路（３）に導入し、光導波路（３）からの出射
レー音ア光を、ミラー（４４）（４５）にＪ、リハー−
ノミラー（４６）に導いて！ｊに二「渉さけ、干渉光を
フォトダイオード（４７）に照射することにより、干渉
光に対し６りる光信号をｔｌ、増幅器（４８）により増
幅１ｊることにＪ、す、検出信号を取出寸ようにしてい
る。。 この実施例の場合には、領域（１＋　′Ｃ：反射された
し＋　＋／’光）よ、ｌ原抗体反応ｔＡに依存して位相
が変化覆るごとになるのであるから、干渉光強度も位相
Ｚ７に応じて変化するので、フォトダイオード（４７）
からの光（ｉ’：　ｊ’３も位相Ｘ−に応じて変化しく
第１２図参照）、この光信号を増幅することにより、抗
原抗体反応量を検出することができる。即ら、両光の位
相差に継いて抗原抗体反応量を検出することができる。 尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、上記領ｂＩＡｆｌ）に抗体（７１を固定する
代わりに抗原（８）を固定することが可能である（この
場合には、血液中等において存在する抗体の吊が抗原の
量の約１００倍程度であるから、悪疫を向上させること
ができる）他、上記領域（２）を、紫外線照射により形
成する代わりに＾温加熱により形成することが可能であ
り、その他、この発明の要旨を変更しない範囲内におい
て種々の設み１変史をｔＡ寸ごとが司１走である。 〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は抗原抗体反応を行なう領域と、
抗原抗体反応を行なわない他は上記領域と同一の性質を
右する領域とにより反射させらるように先導波路に光を
導入し、両導出光に基いて差を得ることにより免疫検査
をｆｊなうようにしているので、濡れ、他の物質、温度
変化等の影響を受ＩＪることなく、正確な免疫検査をｆ
ｊなうことができるという特有の効果を奏する。 また、内領域に向かって同時に光を照！８′１′るムの
である場合には、甲に差を得ることにより免疫検査を行
なうことができ、検出手段を筒素化することができると
いう利点を右し、さらに、内領域に向か〕で交りに光を
照（ト）するものである場合には、光源、Ｊ３よび検出
手段を共用することができ、抗原、および検出手段の、
温度等に起因する変動の影響を完全に拮除し’ＣｉＥ確
な免疫検査をｔｊなうことができるとい・）利点を右す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の免疫検査装置の一実施例を示１−概
略図、 第２図は要部概略縦断面図、 第３図は検出部の一実施例を示？ｌ電気回路図、第４図
は光導入部を示す概略図、 第５図は導出光強度差と抗原抗体反応１１とのＩｌｌ係
を示す図、 第６図は他の実施例を示寸電気回路図、第７図は照射光
光路を切替える切開装置を示１概略図、 第８図Ｉ、Ｌ電気回路図の各部の信ｇ波形を示す図、第
９図は照射光光路を１．７Ｊ行える切替装量の伯の実施
例を示す概略図、 第１０図は各部の信号波形を丞す図、 第１１図はさらに他の実施例を示（概略図、第１２図は
フォトダイオードの光信号と抗原抗体反応量との関係を
示す図。 （１）・・・抗原抗体反応を行ない（！）る領域、（２
）・・・抗１ｊイ抗体反応を行くｉい得ない領域、（３
）・・・光導波路、（６）・・・検出部将９出願人　　
ダイキンコニ業株式会２ｉ：゛） 第３図 第４図 ヨ々永網 ９　　素 ゛″１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光導波路の表面に、抗原または抗体を 固定した領域を光の進行方向と平行に形 成してあるとともに、上記領域と平行に、 抗原抗体反応を行なわず、かつ他の性質 が上記領域と同一である領域を形成して あり、さらに上記両領域によりそれぞれ 反射させられた光を入力として、両光の 差を検出する検出手段を有していること を特徴とする免疫検査装置。 ２、両領域に向かって同時に光を照射する ものである上記特許請求の範囲第１項記 載の免疫検査装置。 ３、両領域に向かって交互に光を照射する ものである上記特許請求の範囲第１項記 載の免疫検査装置。