WO2020225971A1 - 自動分析装置の前処理方法 - Google Patents

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magnetic
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真 野上
晋弥 松岡
大介 海老原
橋本 雄一郎
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Hitachi High Tech Corp
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    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • G01N2035/0439Rotary sample carriers, i.e. carousels
    • G01N2035/0446Combinations of the above

Definitions

  • the present invention relates to a pretreatment method for an automatic analyzer that analyzes a sample.
  • the automatic analyzer contributes to quick and efficient clinical examination work by automating a part of the examination procedure.
  • a general automatic analyzer is provided with a dispensing mechanism for dispensing a predetermined amount of a solution such as a sample or a reagent into a reaction vessel, and a stirring mechanism for stirring the sample or the reagent in the reaction vessel.
  • the immune system holds the substance to be measured by a carrier in which a functional group is bound to the surface of magnetic beads, and uses the electrochemical luminescence immunoassay (ECLIA), which is one of the immunoassays, with high accuracy and high sensitivity. Moreover, it enables wide-range inspection.
  • ELIA electrochemical luminescence immunoassay
  • the liquid chromatograph mass spectrometer (HPLC / MS) is a device that combines a liquid chromatograph and a mass spectrometer.
  • Pretreatment is performed by inspection kits and methods, and is being tested for HPLC / MS. Verification of each inspection method is carried out under the responsibility of each inspection organization, and the inspection results are guaranteed.
  • Patent Document 1 discloses an automatic analyzer that can perform a batch process from pretreatment to HPLC / MS fully automatically.
  • the pretreatment step of a general immune system is a method in which a substance to be measured is bound to a functional group of a magnetic bead, the liquid is sent to a liquid feed flow path, magnetized in the flow path, and measured by electrochemical luminescence.
  • ECLIA which is one of the methods used in the immune system, after reacting with an antigen using beads to which an antibody is bound, an antibody labeled with a ruthenium pyridine complex is secondarily reacted with the antigen, and ruthenium pyridine is subjected to an electrochemical reaction.
  • This is a method for measuring the luminescence intensity of a complex, and uses one type of magnetic beads to which an antibody of one measurement target substance is bound.
  • the fluorescent immunostaining method is a method in which magnetic beads having a primary antibody conjugated with a fluorescent dye bonded to the surface are bound to a substance to be measured, and a labeled secondary antibody against the primary antibody is bound to enhance the fluorescent signal. ..
  • DNA microarray analysis is a method in which microbeads are bound to cDNA or rDNA, which are multiple fluorescently labeled nucleic acid templates, reacted with the target DNA, and the state of color development is observed with a scanner.
  • Immune in situ hybridization is a method of observing the state of color development by binding a nucleic acid template in situ without extracting DNA or RNA.
  • a solution containing an organic dye such as Cy3 or Cy5 or a dye such as an inorganic label such as a quantum dot is used. Even with the method using one type of magnetic beads, if a polyclonal antibody is conjugated to the surface of the magnetic beads instead of a monoclonal antibody with high specificity, one type of magnetic beads can be used for a plurality of substances to be measured. It is possible to combine.
  • Patent Document 2 discloses an invention in which the above method is comprehensively implemented in a microreactor.
  • solid-phase extraction is used to bind the substance to be measured to the filler, and then extraction is performed in multiple stages using a plurality of types of eluates. ..
  • solid-phase extraction in which a C18 filler is encapsulated, there is a method of separating the substance to be measured and the contaminants using a plurality of eluates having different organic solvent concentrations.
  • the substance to be measured is bound to the functional group of the magnetic beads, and after washing. , The elution solution is added in the magnetized state, and the solution in which only the substance to be measured is eluted is subjected to HPLC / MS.
  • the pretreatment method using magnetic beads requires more steps than the general immune system, the treatment time is longer than that of the general immune system, and it is necessary to improve the throughput.
  • Patent Document 2 does not disclose the method and timing of the elution step necessary for improving the throughput without deteriorating the inspection accuracy when a plurality of magnetic beads are used.
  • An object of the present invention is a plurality of measurement targets in a pretreatment method of an automatic analyzer in which a substance to be measured is bound to magnetic beads for treatment, and a batch process from pretreatment to a liquid chromatograph mass spectrometer is performed fully automatically. It is to realize a pretreatment method of an automatic analyzer capable of pretreating a plurality of substances to be measured in a series of treatments by using a plurality of magnetic beads capable of binding substances.
  • the present invention is configured as follows.
  • magnetic beads are added to a sample containing a substance to be measured, the substance to be measured is bound to the magnetic beads, the magnetic beads are extracted from the sample, and the substance to be measured is separated from the magnetic beads by an eluent.
  • a plurality of magnetic beads that bind to a plurality of types of substances to be measured are added to the sample, and the plurality of types of substances to be measured are separated from the magnetic beads by the eluent.
  • a pretreatment method of an automatic analyzer in which a substance to be measured is bound to magnetic beads for treatment, and a batch process from pretreatment to a liquid chromatograph mass spectrometer is performed fully automatically.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an assay protocol when two types of magnetic beads are used for Example 2.
  • FIG. It is a figure which shows the concept of the magnetic bead which has a plurality of functional groups in Example 3.
  • FIG. It is a figure which shows the concept of the magnetic bead which has a plurality of functional groups in Example 3.
  • FIG. It is a figure which shows the concept of the magnetic bead which has a plurality of functional groups in Example 3.
  • FIG. It is a conceptual diagram which shows the amount ratio of the substance to be measured before and after the pretreatment when the magnetic beads having a plurality of functional groups in Example 3 are used.
  • FIG. 1 is a schematic view of an automatic analyzer that executes the pretreatment method according to the first embodiment of the present invention.
  • the automatic analyzer 1 includes an analysis unit 101 for performing an analysis operation, a control unit 102 for controlling the operation of the entire device, and an input unit 103 for a user to input information to the device.
  • a display unit 104 for displaying information to the user is provided.
  • the input unit 103 and the display unit 104 may be the same, and an example thereof is a touch panel type monitor.
  • the analysis unit 101 of the automatic analyzer 1 is composed of a pretreatment unit 110, an HPLC unit 130, and a detection unit 140.
  • the analysis unit 101 is a reaction vessel equipped with a sample container transport mechanism 112 for transporting the sample container 111 containing the sample to the sample collection position, a sample dispensing mechanism 113 for discharging the sample, and a reaction vessel 114. It includes a mounting rack 115, a reaction vessel transport mechanism 116 for transporting the reaction vessel 114, and a reaction vessel disc 117 capable of holding a plurality of reaction vessels 114.
  • the analysis unit 101 includes a reagent disk 119 for holding the measurement reagent container 118 containing the measurement reagent, a reagent dispensing mechanism 120 for discharging the measurement reagent to the reaction container 114, and a liquid contained in the reaction container 114.
  • the reaction vessel 114 is conveyed between the stirring mechanism 121 for non-contact stirring, the first magnetic collecting mechanism 122 for collecting magnetic beads, the reaction vessel disk 117, the stirring mechanism 121, and the first magnetic collecting mechanism 122. It includes a first transfer mechanism 123 and a waste liquid dispensing mechanism 124 that dispenses waste liquid from the first magnetic collecting mechanism 122.
  • the analysis unit 101 elutes a second magnetic collection mechanism 125 that collects magnetic beads, a second transfer mechanism 126 that conveys the reaction vessel 114 between the reaction vessel disc 117 and the second magnetic collection mechanism 125, and an elution. It is provided with an eluate dispensing mechanism 127 for introducing the liquid into the HPLC unit 130.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the HPLC unit 130.
  • the HPLC unit 130 includes a pump 201 for sending a sample (pretreated eluate), a pressure sensor 202 for measuring system pressure, and a sample loop for measuring a sample (pretreated eluate). It is equipped with a 6-way 2-position injection valve 203 equipped with.
  • the HPLC unit 130 introduces the column 204, the column oven 205 for controlling the temperature of the column 204, the sample vial 206 holding the sample (pretreated eluate), and the sample from the sample vial 206 into the sample loop. It is provided with a syringe 207.
  • the HPLC unit 130 also includes a mechanism for adding a diluent to the sample vial 206 when the composition of the sample is changed so that the substance to be measured binds to the column 204.
  • the detection unit 140 shown in FIG. 1 is equipped with a mass spectrometer.
  • the mass spectrometer includes an ionization unit that is ionized by applying a high temperature and a high voltage to the solution containing the substance to be measured separated by the HPLC unit 130, and the substance to be measured according to the number of masses. It is equipped with a triple quadrupole mass spectrometer that separates contaminants. Using a triple quadrupole mass spectrometer, the component to be measured is measured in the SRM (Selected Reaction Monitoring) mode.
  • SRM Select Reaction Monitoring
  • the automatic analyzer 1 transports the reaction vessel 114 from the reaction vessel mounting rack 115 by the reaction vessel transport mechanism 116, and installs the reaction vessel 114 on the reaction vessel disc 117.
  • the sample dispensing mechanism 113 sucks the sample from the sample container 111 transported by the sample container transport mechanism 112 and discharges the sample into the reaction vessel 114 on the reaction vessel disc 117.
  • the sample dispensing mechanism 113 employs a dispensing mechanism in which the tip is not replaced, but the dispensing tip is attached to the tip at the dispensing tip attachment / detachment portion (not shown) prior to suctioning the sample. It may be a disposable dispensing mechanism. In the case of the disposable dispensing mechanism, the sample dispensing mechanism 113 discards the dispensing tip at the dispensing tip attachment / detachment portion when the sample dispensing from one sample container 111 is completed.
  • the reaction vessel 114 from which the sample is dispensed on the reaction vessel disc 117 is conveyed to the stirring mechanism 121 by the first transfer mechanism 123. After stirring the sample in the reaction vessel 114, the reaction vessel 114 is returned to the reaction vessel disc 117 by the first transfer mechanism 123.
  • the reagent dispensing mechanism 120 sucks the measuring reagent from the measuring reagent container 118 on the reagent disk 119 and discharges it into the reaction container 114.
  • the operating location of the reagent dispensing mechanism 120 is a location where both the reaction vessel disk 117 and the stirring mechanism 121 can be accessed, and after the stirring mechanism 121 starts stirring the liquid contained in the reaction vessel 114, the stirring mechanism With the reaction vessel 114 held in 121, the discharge of the reagent is started.
  • the stirring mechanism 121 stirs the liquid in the reaction vessel 114, for example, before the reagent dispensing mechanism 120 finishes discharging a predetermined amount of reagent to the reaction vessel 114. In this way, insoluble matter is less likely to be generated as compared with the case where the reagent dispensing mechanism 120 finishes discharging a large amount of reagent and then starts stirring the solution.
  • the predetermined amount of reagent means a part of the reagent sucked from the measurement reagent container 118 by the reagent dispensing mechanism 120. Further, the reagent dispensing mechanism 120 may be operated at the same time as the stirring mechanism 121, or may be operated while the stirring mechanism 121 is stopped.
  • the mixed solution of the sample and the reagent contained in the reaction vessel 114 is stirred by the stirring mechanism 121 to generate a flow.
  • the reagent dispensing mechanism 120 may discharge the reagent to the reaction vessel 114 on the reaction vessel disc 117, and then the reagent is conveyed to the stirring mechanism 121 by the first transfer mechanism 123 and stirred.
  • the reaction vessel 114 after the discharge of the reagent by the reagent dispensing mechanism 120 and the stirring by the stirring mechanism 121 is completed is re-installed on the reaction vessel disk 117 by the first transfer mechanism 123.
  • the reaction vessel disc 117 functions, for example, as an incubator and incubates the retained reaction vessel 114 for a certain period of time.
  • the magnetic beads are stored (contained) in the measurement reagent container 118, and are discharged to the test reaction container 114 using the reagent dispensing mechanism 120.
  • the substance to be measured in the sample binds to the magnetic beads.
  • the reaction vessel 114 is conveyed to the first magnetic collection mechanism 122 by the first transfer mechanism 123, and the magnetic beads are adsorbed on the side surface of the reaction vessel 114.
  • the waste liquid dispensing mechanism 124 is equipped with two shippers and has a mechanism capable of sucking / discharging waste liquid and discharging cleaning liquid.
  • the waste liquid dispensing mechanism 124 moves to the first magnetic collecting mechanism 122, sucks the solution, and extracts the magnetic beads from the sample. Then, the waste liquid dispensing mechanism 124 moves to the waste liquid discharge position and discharges the waste liquid.
  • the waste liquid dispensing mechanism 124 moves to the first magnetic collecting mechanism 122 and discharges the cleaning liquid into the reaction vessel 114.
  • the reaction vessel 114 from which the cleaning liquid has been discharged is conveyed to the stirring mechanism 121 by the first transport mechanism 123 and stirred.
  • the reaction vessel 114 is conveyed to the first magnetic collection mechanism 122 by the first transfer mechanism 123, and the cleaning liquid is sucked and discharged by the waste liquid dispensing mechanism 124.
  • the waste liquid is sucked and discharged and the cleaning liquid is discharged a plurality of times.
  • the stirring mechanism 121 and the first magnetic collecting mechanism 122 are provided in two places in each mechanism, and a plurality of reaction vessels 114 can be washed in parallel at the same time.
  • the reaction vessel 114 After cleaning the reaction vessel 114, the reaction vessel 114 is returned to the reaction vessel disc 117 by the first transfer mechanism 123.
  • the magnetic beads after washing are held in the reaction vessel 114.
  • the reagent dispensing mechanism 120 discharges the eluate stored in the reagent container 118 into the reaction vessel 114, and separates the substance to be measured from the magnetic beads. Then, the reaction vessel 114 is transferred to the stirring mechanism 121 by the first transfer mechanism 123, stirred, and then returned to the reaction vessel disc 117 for incubation.
  • the eluate depends on the type of magnetic beads.
  • the reaction vessel 114 after incubation is conveyed to the second magnetic collection mechanism 125 by the second transfer mechanism 126, and the magnetic beads are adsorbed on the side surface of the reaction vessel 114.
  • the dispensing mechanism 127 for the detection unit sucks the eluate in the reaction vessel 114 and conveys it to the HPLC unit 130.
  • FIGS. 3A, 3B, 4A, 4B and 4C are explanatory views of the operation of the injection valve 203.
  • the injection valve 203 can be set to position 2 (the position where the sample loop is separated from the sample vial 206 and the syringe 207), and the sample can be taken into the HPLC unit 130.
  • sample can be taken into the HPLC unit 130 by the method shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C.
  • the sample is pulled to the syringe side at position 2 of the injection valve 203 (the position where the sample vial 206-syringe 207 is connected).
  • the injection valve 203 is switched to position 1 (the position where the sample vial 206-sample loop-syringe 207 is connected) and pushed into the sample loop by the syringe pump 207.
  • the injection valve 203 can be set to position 2, and the sample can be taken into the HPLC unit 130.
  • the solution containing the substance to be measured separated by the HPLC unit 130 is introduced into the detection unit 140.
  • the detection unit 140 is equipped with a mass spectrometer, and the solution is ionized in the ionization unit and introduced into a triple quadrupole mass spectrometer for measurement.
  • the ratio of the area values is acquired, and the sample concentration is calculated using a calibration curve prepared from a sample having a known concentration.
  • the mass spectrometer other types of mass spectrometers such as a quadrupole mass spectrometer and an ion trap mass spectrometer can also be used.
  • the detection unit 140 does not have to be a mass spectrometer, and may be a DAD (Diode Array Detecor), a UV detector, gas chromatography, NMR or the like.
  • first magnetic bead magnetic beads whose surface is modified with an antibody as a functional group
  • ODS octadecylsilyl group
  • the assay protocol in the case of magnetic beads (second magnetic beads) modified in (2) will be described.
  • the first magnetic bead reacts with the substance to be measured before the second magnetic bead.
  • ODS is a magnetic bead whose surface is modified with an octadecyl group by reacting porous silica gel with a silane coupling agent such as dimethyloctadecylsilane.
  • a silane coupling agent such as dimethyloctadecylsilane.
  • the substance to be measured in the sample is bound by a hydrophobic interaction and eluted with an organic solvent or the like.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an assay protocol when one type of magnetic beads (functional group: ODS beads) is used. A case where testosterone, which is one of the steroid hormones, is used as a measurement target substance will be described.
  • the assay protocol requires a total of 51 cycles and 30.6 minutes. Therefore, the time per cycle is set to 36 seconds.
  • one cycle is set to 36 seconds, but it may be longer or shorter than 36 seconds.
  • the explanation for each cycle is described below.
  • the treatment steps 501 to 511 are pretreatment steps when one type of magnetic beads is used.
  • the treatment steps 501 to 509 can also be defined as pretreatment steps when one type of magnetic beads is used.
  • cycle 1 treatment step 501
  • the sample and the internal standard substance are added and stirred.
  • cycle 2 (treatment step 502), reagent 1 is added and stirred.
  • cycle 11 treatment step 504
  • reagent 2 is added and stirred.
  • cycle 51 (treatment step 511), the eluate is transferred to the HPLC section 130.
  • the sample added in Cycle 1 was serum, and 100 ⁇ L was added.
  • the sample does not have to be serum, and may be plasma, whole blood, urine, cell tissue, blood cells, or the like.
  • 100 ⁇ L of 100 pg / mL testosterone-2,3,4-13C3 was added.
  • the internal standard substance may be testosterone-D3.
  • reagent 1 added in cycle 2 10 ⁇ L of a 0.1% formic acid aqueous solution, which is a reagent for adjusting pH, was added. Incubation was performed at 37 ° C.
  • the reagent 2 added in cycle 11 is not used in Example 1, but is usually a second reagent for pH adjustment, a protein denaturing agent, or the like.
  • the magnetic beads added in cycle 27 were stirred before the addition (the stirring mechanism for the magnetic beads is not shown), and then 100 ⁇ L was added.
  • As the cleaning liquid added in cycles 43-45 100 ⁇ L of pure water was added.
  • As the eluate added in cycle 46 50 ⁇ L of 80% methanol solution was added.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the assay protocol in the case of Example 1 when two types of magnetic beads (functional groups: ODS beads and antibody beads) are used.
  • the case of measuring two kinds of substances to be measured, testosterone which is one kind of steroid hormone and gentamicin which is one kind of aminoglycoside antibacterial agent, will be described.
  • the assay protocol requires a total of 74 cycles and 44.4 minutes. Therefore, the time per cycle is set to 36 seconds. In the first embodiment, one cycle is set to 36 seconds, but it may be longer than 36 seconds or shorter. The explanation for each cycle is described below.
  • the treatment steps 601 to 616 are pretreatment steps when two types of magnetic beads are used. However, the treatment steps 601 to 611 and 614 can also be defined as pretreatment steps when two types of magnetic beads are used.
  • cycle 1-2 treatment step 601
  • the sample, the internal standard substance 1, and the internal standard substance 2 are added and stirred.
  • Incubation is performed in cycles 13-27 (treatment step 605) (9.0 minutes).
  • cycle 60-62 treatment step 610
  • the cleaning liquid is added and stirred.
  • cycle 63 (treatment step 611), the eluate 1 is added and stirred.
  • Incubation is performed in cycles 64-67 (treatment step 612) (2.4 minutes).
  • cycle 68 (treatment step 613), the eluate is transferred to the HPLC section 130.
  • cycle 69 (treatment step 614), the eluate 2 is added and stirred.
  • Incubation is performed in cycles 70-73 (treatment step 615) (2.4 minutes).
  • cycle 74 (treatment step 616), the eluate is transferred to the HPLC section 130.
  • the sample added in cycle 1-2 (treatment step 601) is 100 ⁇ L of serum, 1 ⁇ g / mL tobramycin is added as an internal standard for gentamicin, and 100 pg / mL testosterone-2, as an internal standard for testosterone. 100 ⁇ L of each of 3,4-13C3 was added.
  • reagent 1 added in cycle 3 10 ⁇ L of a 0.1% formic acid aqueous solution, which is a reagent for pH adjustment, was used. Incubation was performed at 37 ° C.
  • the reagent 2 added in cycle 12 (treatment step 604) is not used in Example 1, but is usually a second reagent for pH adjustment, a protein denaturing agent, or the like.
  • the magnetic beads 1 added in cycle 28 are magnetic beads having an antibody that specifically binds to the structure of the aminoglycoside antibacterial agent as a functional group, and 1 ⁇ L was added.
  • the magnetic bees 2 added in cycle 44 were magnetic beads having ODS as a functional group, and 100 ⁇ L was added.
  • the cleaning liquid added in cycle 60-62 was pure water, and 100 ⁇ L was added.
  • the eluate 1 added in cycle 63 was a 0.1% glycine-sodium solution (pH 10.0), which is a high pH solution, and 50 ⁇ L was added.
  • the eluate for the magnetic beads 1 having an antibody as a functional group is limited depending on the type of the magnetic beads 2. In the first embodiment, since the magnetic beads 2 have magnetic beads having ODS as a functional group, a solvent having a high organic solvent cannot be used.
  • glycine / sodium solution pH 10.0
  • 100 mM glycine / hydrochloric acid solution pH 3.0
  • 8 mol / L urea which is a denaturant
  • 6 mol / L glycine hydrochloride You may use it.
  • the eluate 2 added in cycle 69 was an 80% methanol solution, and 50 ⁇ L was added.
  • two types of magnetic beads, ODS and antibody were used as the functional groups modified on the surface of the magnetic beads, but other modes may be used, for example, HILIC, normal phase, ion exchange, GPC (molecular weight fractionation). , SFC (supercritical fluid chromatography) may be used.
  • This is appropriately selected depending on the physical properties of the two types of substances to be measured, but it is preferable to select magnetic beads having high adsorption specificity for each substance to be measured.
  • magnetic beads in which the functional group in the normal phase mode is modified on the surface of the magnetic beads are used.
  • Magnetic beads whose surface is modified with a functional group in reverse phase mode are used as the substance to be measured having high hydrophobicity.
  • the magnetic beads 1 added in the cycle 28 (treatment step 606) and the magnetic beads 2 added in the cycle 44 (treatment step 608) have a high number of cycles in which the magnetic beads modified with a more specific functional group are used as the magnetic beads 1.
  • Add with. Higher specificity is, for example, magnetic beads whose surface is modified by an antibody. The accuracy of reproducibility is improved by adding from magnetic beads with high specificity and treating the substance to be measured from the sample.
  • the amount of magnetic beads added in cycle 28 (treatment step 606) and cycle 44 (treatment step 608) 1 ⁇ L of magnetic beads 1 and 100 ⁇ L of magnetic beads 2 were added in this Example 1, but the addition amount was contained in the sample. It can be appropriately changed depending on the amount ratio of the substance to be measured. For example, when the first measurement target substance is on the order of several pg / mL and the second measurement target substance is on the order of several ⁇ g / mL, the amount of magnetic beads added and the concentration of magnetic beads stored in the measurement reagent container 118 are determined. It can be adjusted to homogenize the concentration of each substance to be measured contained in the solution after the pretreatment.
  • the concentration ratio of the substance to be measured contained in the solution after the pretreatment is high (for example, about 1000 times)
  • the peaks after separation overlap in the HPLC section 130, and the substance to be measured is simultaneously introduced into the detection section 140 at the same time.
  • the substance to be measured at a high concentration is preferentially ionized in the ionization section.
  • the substance to be measured at a low concentration has low ionization efficiency and poor reproducibility. Therefore, the measurement accuracy can be improved by making the concentration ratios of the plurality of substances to be measured contained in the eluate after the pretreatment uniform.
  • Example 1 of the present invention by using a plurality of types of magnetic beads that can be bound to a plurality of types of measurement target substances in one assay protocol, a plurality of measurement target substances can be subjected to a series of pretreatments. Preprocessing can be performed. In this case, the number of cycles per assay protocol increases, but since it is possible to process multiple types of substances to be measured, the number of tests per hour can be increased by performing pretreatment in parallel for each cycle. It can be increased and the throughput can be improved.
  • the first embodiment it is set to 36 seconds (0.6 minutes) per cycle. Therefore, if one type of magnetic beads is used, one assay protocol has 51 cycles, which requires 30.6 minutes.
  • the amount of sample used in one assay protocol is the same, the amount of sample per substance to be measured that can be processed is about half, and the amount of sample can be saved.
  • an automatic analyzer capable of pretreating a plurality of measurement target substances in a series of treatments using a plurality of magnetic beads capable of binding a plurality of measurement target substances. Preprocessing method can be realized.
  • Example 2 Next, Example 2 of the present invention will be described.
  • the pretreatment method according to the second embodiment is also executed by the automatic analyzer shown in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory view of Example 2, in which two types of magnetic beads (functional group: antibody bead type (both the first magnetic bead and the second magnetic bead are surface-modified with an antibody as a functional group). )) Is an explanatory diagram of the assay protocol when () is used.
  • PTH is a factor that regulates the metabolism of calcium and phosphoric acid in the blood, and is a substance that contributes to thyroid disease and cancer.
  • Vitamin D is a factor that regulates the metabolism of calcium in the blood and is a substance that contributes to cancer, diabetes, etc. in addition to osteoporosis.
  • Example 2 antibody beads capable of selectively supplementing PTH and antibody beads capable of selectively supplementing vitamin D3 are used.
  • the assay protocol requires a total of 53 cycles, 31.8 minutes.
  • the time per cycle is set to 36 seconds. In the second embodiment, one cycle is set to 36 seconds, but it may be longer than 36 seconds or shorter.
  • the explanation for each cycle is described below.
  • the treatment steps 701 to 711 are pretreatment steps when the two types of magnetic beads in Example 2 are used. However, the treatment steps 701 to 709 can also be defined as the pretreatment step when the two types of magnetic beads in Example 2 are used.
  • cycle 1-2 treatment step 701
  • the sample, the internal standard substance 1, and the internal standard substance 2 are added and stirred.
  • cycle 3 treatment step 702
  • reagent 1 is added and stirred.
  • cycle 12 treatment step 704
  • reagent 2 is added and stirred.
  • Incubation is performed in cycles 13-27 (treatment step 705) (9.0 minutes).
  • the sample added in cycle 1-2 was serum, and 100 ⁇ L was added.
  • 1 ⁇ g / mL 15N-labeled PTH was used as the internal standard substance for PTH, and 100 pg / mL 25-OH vitamin D3-d6 was used as the internal standard substance for 25-OH vitamin D3, and 100 ⁇ L was added to each. did.
  • treatment step 702 As the reagent 1 added in cycle 3 (treatment step 702), 10 ⁇ L of a 0.1% formic acid aqueous solution, which is a reagent for adjusting pH, was added. Incubation in steps 703, 705, 707, 710 was performed at 37 ° C.
  • Reagent 2 added in cycle 12 is not used in Example 2, but is usually a second reagent for pH adjustment, a protein denaturing agent, or the like.
  • the magnetic beads 1 added in cycle 28 are magnetic beads having an antibody that specifically binds to PTH as a functional group, and 50 ⁇ L was added.
  • the magnetic beads 2 added in cycle 29 are magnetic beads having an antibody that specifically binds to 25-OH vitamin D3 as a functional group, and 50 ⁇ L was added.
  • the cleaning liquid added in cycles 45-47 was pure water, and 100 ⁇ L was added.
  • the eluate 1 added in cycle 48 was a 0.1% glycine-sodium solution (pH 10.0), which is a high pH solution, and 50 ⁇ L was added.
  • Example 1 Since the substance to be measured in Example 1 and the substance to be measured in Example 2 are different from each other, there are two types of magnetic beads, but the types of magnetic beads are different between Example 1 and Example 2. There is.
  • Example 1 the magnetic beads 1 were added and stirred in step 606, and then incubated in the treatment step 607.
  • the magnetic beads 2 were added and stirred in the treatment step 608, and then the treatment step. Incubation is performed at 609.
  • Example 2 the magnetic beads 1 and the magnetic beads 2 were added in the treatment step 706, stirred, and then incubated in the treatment step 707.
  • Example 1 since two kinds of eluates are used in Example 1, the eluate 1 is added and stirred in the treatment step 611, incubated in the treatment step 612, and the HPLC part of the eluate is used in the treatment step 613. Transfer to 130. Then, in the treatment step 614, the eluate 2 is added and stirred, in the treatment step 615, the incubation is performed, and in the treatment step 616, the eluate is transferred to the HPLC section 130.
  • Example 2 since one kind of eluate is used, the eluate 1 is added and stirred in the treatment step 709, incubated in the treatment step 710, and in the treatment step 711. The eluate is being transferred to the HPLC section 130.
  • Example 1 the assay protocol requires a total of 74 cycles, which requires 44.4 minutes.
  • Example 2 the assay protocol requires 53 cycles in total, which requires 31.8 minutes.
  • the processing time of Example 2 is shorter than the processing time of Example 1.
  • the processing time can be further shortened.
  • Example 3 of the present invention will be described.
  • the pretreatment method according to the third embodiment is also executed by the automatic analyzer shown in FIG.
  • Example 3 is an assay protocol when one type of magnetic beads is used. Although there is only one type of magnetic beads in Example 3, magnetic beads in which a plurality of functional groups are modified on the surface of the magnetic beads are used.
  • 8A, 8B, and 8C are diagrams showing the concept of magnetic beads having a plurality of functional groups in Example 3.
  • the magnetic beads used in Example 3 are obtained by modifying the magnetic beads 801 with antibody A802 (first antibody) and antibody B803 (second antibody), and the antibody A802 is used as the substance to be measured A804.
  • the first type of measurement target substance specifically binds
  • the measurement target substance B805 specifically binds to the antibody B803.
  • Example 3 a case where PTH, which is one of the thyroid hormones, and 25-OH vitamin D3, which is one of the fat-soluble vitamins of the measurement target substance B805, are used as the measurement target substances in the measurement target substance A804 will be described.
  • the surface of the magnetic beads 801 is modified with an antibody that specifically binds to PTH as antibody A802 and an antibody that specifically binds to 25-OH vitamin D3 as antibody B803.
  • the blood concentration of PTH in healthy males is 10-65 pg / mL, and the blood concentration of 25-OH is 15-40 ng / mL, which is about 1000 times different.
  • the amount ratio of the antibody A802 modified on the surface of the magnetic beads 801 is increased, for example, about 1000 times that of the antibody B803.
  • the amount ratio of the antibody A802 modified on the surface of the magnetic beads 801 is determined by the blood concentration ratio of the substance A804 to be measured and the substance B805 to be measured. It may be less than B803.
  • the amount ratio of the antibody A802 modified on the surface of the magnetic beads 801 may be the same as that of the antibody B803.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram showing the amount ratio of the substance to be measured before and after the pretreatment when the magnetic beads 801 having a plurality of functional groups in Example 3 are used.
  • FIG. 9A shows a graph 901 showing the relationship between the substance to be measured and the blood (sample) concentration
  • FIG. 9B shows the concentration relationship between the substance to be measured and the eluate after pretreatment.
  • the graph 902 shown is shown.
  • the measurement target substance A concentration 903 is lower than the measurement target substance B concentration 904 in the blood (sample).
  • the concentration of the substance A to be measured 905 in the eluate and the elution can be equal to 906.
  • the concentration ratios of the plurality of substances to be measured contained in the eluate after the pretreatment can be made uniform, and the measurement accuracy is improved. Will be done.
  • the assay protocol in Example 3 carries out processing steps 501 to 511 when one type of magnetic beads is used.
  • the one type of magnetic beads 801 used is modified with an antibody that binds to a plurality of types of measurement target substances, it is possible to process a plurality of types of measurement target substances. Since the throughput can be improved and the concentration ratios of a plurality of substances to be measured can be made uniform, the measurement accuracy can be improved.
  • the processing steps 501 to 511 shown in FIG. 5 may be executed, and the processing steps 611 to 616 shown in FIG. 6 may be executed.
  • the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, and as described above, the measurement accuracy can be improved.
  • the magnetic beads 801 in which the surface of the magnetic beads is modified with two types of functional groups have been described, but the types of functional groups may be at least two types. Preferably, for example, there may be 3 types or 4 types.
  • the one assay protocol is from the addition of the sample to the completion of the pretreatment and the introduction of the pretreated solution into the separation / detection step.
  • One assay protocol consists of multiple cycles. The time of each cycle is the same, and the operation of each cycle is continuously performed to obtain one assay protocol.
  • the amount of sample per substance to be inspected can be reduced.
  • the amount of sample used in one assay protocol is the same, so that the amount of sample per testable substance to be measured can be small.
  • the concentration of the substance to be measured in the eluate after pretreatment can be adjusted to improve the inspection accuracy.
  • the amount of magnetic beads for each substance to be measured according to the content of a plurality of substances to be measured in the sample the content of the substance to be measured contained in the solution after the pretreatment can be adjusted. ..
  • concentration of the magnetic beads stored in the measurement reagent container for the low-concentration measurement target substance is increased, and the concentration of the magnetic beads stored in the measurement reagent container for the high-concentration measurement target substance is decreased.
  • concentration and addition amount of each magnetic bead are adjusted.
  • the amount of the substance to be measured contained after the pretreatment can be made uniform, and the influence of the ionization efficiency at the MS ion source, which causes a large variation, can be reduced, so that the inspection accuracy is improved.
  • a first magnetic bead that binds to the first type of measurement target substance and a second magnetic bead that binds to the second type of measurement target substance are contained in the sample.
  • the concentration or addition amount of the first magnetic bead and the second magnetic bead contained in the measurement reagent container 118 is adjusted according to the blood concentration ratio of the plurality of types of substances to be measured. You can also do it.

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Abstract

複数の測定対象物質を結合可能な複数の磁性ビーズを用いて、一連の処理で複数の測定対象物質の前処理を行うことが可能な自動分析装置の前処理方法が実現される。自動分析装置の前処理方法であって、測定対象物質を含む試料に磁性ビーズ801を添加し、磁性ビーズ801に測定対象物質を結合させ、磁性ビーズ801を試料から摘出し、磁性ビーズ801から前記測定対象物質を溶出液によって分離する。試料に、複数種類の測定対象物質と結合する複数の磁性ビーズを添加し、溶出液により磁性ビーズ801から複数種類の測定対象物質を分離する。

Description

自動分析装置の前処理方法
 本発明は、試料を分析する自動分析装置の前処理方法に関する。
 自動分析装置は、検査の手順の一部を自動化することにより、迅速で効率的な臨床検査業務に貢献している。一般的な自動分析装置においては、試料や試薬等の溶液を所定量反応容器に分注するための分注機構、および反応容器内の試料や試薬等を攪拌する攪拌機構が備えられている。そのなかでも免疫システムは、磁性ビーズの表面に官能基を結合した担体で測定対象物質を保持し、免疫測定法のひとつである電気化学発光免疫測定法(ECLIA)を用い、高い精度、高感度かつワイドレンジの検査を可能にしている。
 液体クロマトグラフ質量分析装置(HPLC/MS)は、液体クロマトグラフと質量分析計を組み合わせた装置である。
 液体クロマトグラフ(HPLC)による測定対象物質の化学的構造および物性による分離と、質量分析計(MS)による測定対象物質の質量による分離を組み合わせることで、試料中の各成分を定性・定量することができる。この特長により、例えば、生体試料中の医薬品のように体内で代謝され多数の類似物質が混在しているような場合においても測定対象物質の定性・定量が可能であり、臨床検査分野への応用が期待されている。
 検査センタや大学病院等では、HPLC/MSを用いて、免疫抑制剤、抗がん剤、新生児代謝異常検査およびTDM(Therapeutic Drug Monitoring)等の検査をおこなっている。
 前処理は、検査キットや用手法でおこない、HPLC/MSに供試している。各検査方法の検証(バリデーション)は、各検査機関の責任のもとで実施し、検査結果を担保している。
 前処理工程が煩雑であることから、検査技師の熟練度により、検査結果のばらつきが生じる。また、前処理やHPLC/MSの測定において、ヒューマンエラーによる検査結果の不備が生じる可能性がある。
 そのため、前処理からHPLC/MSまで、全自動で一括工程を処理可能な自動分析装置の臨床検査分野への展開が求められていた。
 そのような自動分析装置のひとつとして、特許文献1には、前処理からHPLC/MSまでの一括工程を全自動でおこなえる自動分析装置が開示されている。
 一般的な免疫システムの前処理工程は、磁性ビーズの官能基に測定対象物質が結合した状態で、送液流路に送液し、流路内で集磁し、電気化学発光により計測する方法である。免疫システムで用いている方法のひとつであるECLIAは、抗体を結合したビーズを用いて抗原と反応させた後、ルテニウムピリジン錯体で標識した抗体を抗原に2次反応させ、電気化学反応によりルテニウムピリジン錯体の発光強度を測定する方法であり、1つの測定対象物質の抗体が結合した1種類の磁性ビーズを用いている。
 一方、複数のビーズを用いる方法として蛍光免疫染色法、DNAマイクロアレイ解析、免疫インサイチューハイブリダイゼーション等がある。蛍光免疫染色法は、蛍光色素を抱合した1次抗体を表面に結合した磁性ビーズを測定対象物質に結合させ、1次抗体に対する標識した2次抗体を結合させ、蛍光シグナルの増強させる方法である。
 DNAマイクロアレイ解析は、複数の蛍光標識した核酸鋳型であるcDNAやrDNAに微小ビーズを結合させ、ターゲットDNAと反応させ、発色の様子をスキャナーで観察する方法である。
 免疫インサイチューハイブリダイゼーションは、DNAやRNAを抽出せずにインサイチューで核酸鋳型を結合させ、発色の様子を観察する方法である。
 発色方法はCy3やCy5のような有機染色や、量子ドットのような無機標識のような染料を含有する溶液が用いられる。1種類の磁性ビーズを用いる手法であっても、特異性が高いモノクローナル抗体ではなく、ポリクローナル抗体が磁性ビーズの表面の抱合されている場合には、1種類の磁性ビーズで複数の測定対象物質を結合することが可能である。
 特許文献2には上記の手法をマイクロリアクター内で包括的に実施する発明が開示されている。
 HPLC/MSの一般的な前処理として、固相抽出を用いて、充填剤に測定対象物質を結合させたのちに、複数種類の溶出液を用いて、多段で抽出することがおこなわれている。例えば、C18の充填剤が封入された固相抽出の場合、有機溶媒濃度の異なる複数の溶出液を用いて、測定対象物質と夾雑物の分離をおこなう手法がある。
米国特許第9236236号公報 特開2018-46848号公報
 磁性ビーズを用いた、自動分析装置の前処理方法において、スループットの向上、試料量の削減、検査精度の向上が望まれている。
 特許文献1で開示されている自動分析装置の前処理方法は、液/液抽出や固相抽出を用いた前処理方法が採用されているが、磁性ビーズを用いた前処理方法に関しては、何ら記載が無く、磁性ビーズを用いた前処理について、検査精度向上等を図ることは困難である。
 磁性ビーズ免疫システムのように、HPLC/MSを検出器として用いた自動分析装置の前処理工程に磁性ビーズを用いた前処理方法では、磁性ビーズの官能基に測定対象物質を結合させ、洗浄後、集磁した状態で溶出溶液を添加し、測定対象物質のみを溶出した溶液を、HPLC/MSに供試することになる。
 また、MSでの定量精度を向上させるために、測定対象物質の安定同位体物質も添加する必要がある。
 磁性ビーズを用いた前処理方法は、一般的な免疫システムよりも工程数が多くなるため、処理時間は一般的な免疫システムより長くなり、スループットを向上させる必要があった。
 特許文献2に開示されている抗体および蛍光標識が抱合したビーズを用いた各種方法は、蛍光標識体の発色を測定する。そのため、最終的に測定対象物質からビーズを解離する必要はない。
 一方、本発明が対象とする前処理からHPLC/MSまでの一括工程を全自動でおこなえる本自動分析装置では、HPLC/MSで分離・検出するために、前処理工程で測定対象物質からビーズを解離する溶出工程が必要となる。
 また、特許文献2には、複数の磁性ビーズを用いた場合に、検査精度を劣化させずに、スループットを向上させるために必要な溶出工程の方法、タイミングについては開示されていない。
 なお、固相抽出の場合は、充填剤に磁性ビーズを用いる必要はなく、攪拌や集磁する工程はなく、本発明が対象とする前処理工程とは異なるものである。
 本発明の目的は、測定対象物質を磁性ビーズに結合させて処理を行い、前処理から液体クロマトグラフ質量分析装置まで一括工程を全自動で行う自動分析装置の前処理方法において、複数の測定対象物質を結合可能な複数の磁性ビーズを用いて、一連の処理で複数の測定対象物質の前処理を行うことが可能な自動分析装置の前処理方法を実現することである。
 上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
 測定対象物質を含む試料に磁性ビーズを添加し、前記磁性ビーズに前記測定対象物質を結合させ、前記磁性ビーズを前記試料から摘出し、前記磁性ビーズから前記測定対象物質を溶出液によって分離する自動分析装置の前処理方法において、前記試料に、複数種類の測定対象物質と結合する複数の磁性ビーズを添加し、前記溶出液により、前記磁性ビーズから前記複数種類の測定対象物質を分離する。
 本発明によれば、測定対象物質を磁性ビーズに結合させて処理を行い、前処理から液体クロマトグラフ質量分析装置まで一括工程を全自動で行う自動分析装置の前処理方法において、複数の測定対象物質を結合可能な複数の磁性ビーズを用いて、一連の処理で複数の測定対象物質の前処理を行うことが可能な自動分析装置の前処理方法を実現することができる。
本発明による前処理方法を実行する自動分析装置の概略図である。 HPLC部の概略構成図である。 HPLC部のインジェクションバルブの動作説明図である。 HPLC部のインジェクションバルブの動作説明図である。 HPLC部のインジェクションバルブの動作説明図である。 HPLC部のインジェクションバルブの動作説明図である。 HPLC部のインジェクションバルブの動作説明図である。 1種類の磁性ビーズを用いた場合のアッセイプロトコールについての説明図である。 実施例1について、2種類の磁性ビーズを用いた場合のアッセイプロトコールについての説明図である。 実施例2について、2種類の磁性ビーズを用いた場合のアッセイプロトコールについての説明図である。 実施例3における複数の官能基を有する磁性ビーズの概念を示す図である。 実施例3における複数の官能基を有する磁性ビーズの概念を示す図である。 実施例3における複数の官能基を有する磁性ビーズの概念を示す図である。 実施例3における複数の官能基を有する磁性ビーズを用いた場合の前処理前後の測定対象物質の量比を現す概念図である。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施例は自動分析装置を主な対象としているが、本発明は分析装置全般に適用可能なものである。本発明は、例えば、遺伝子分析装置、細菌検査装置にも適用できる。
 (実施例1)
 図1は、本発明の実施例1による前処理方法を実行する自動分析装置の概略図である。
 図1において、自動分析装置1は、分析動作を行うための分析部101と、装置全体の動作を制御するための制御部102と、ユーザが装置に情報を入力するための入力部103と、ユーザに情報を表示するための表示部104と、を備える。なお、入力部103と表示部104とは同一のものであっても良く、その一例としてタッチパネル式のモニタが挙げられる。
 自動分析装置1の分析部101は、前処理部110と、HPLC部130と、検出部140から構成される。
 分析部101は、試料が含まれる試料容器111を試料分取位置まで搬送するための試料容器搬送機構112と、試料を吐出するための試料分注機構113と、反応容器114を搭載した反応容器搭載ラック115と、反応容器114を搬送するための反応容器搬送機構116と、反応容器114を複数個保持可能な反応容器ディスク117とを備える。
 また、分析部101は、測定試薬を含む測定試薬容器118を保持するための試薬ディスク119と、測定試薬を反応容器114に吐出する試薬分注機構120と、反応容器114内に収容された液体を非接触で撹拌する攪拌機構121と、磁性ビーズを集磁する第1集磁機構122と、反応容器ディスク117と撹拌機構121と第1集磁機構122との間で反応容器114を搬送する第1搬送機構123と、第1集磁機構122から廃液を分注する廃液分注機構124とを備える。
 さらに、分析部101は、磁性ビーズを集磁する第2集磁機構125と、反応容器ディスク117と第2集磁機構125との間で反応容器114を搬送する第2搬送機構126と、溶出液をHPLC部130に導入する溶出液分注機構127とを備える。
 図2はHPLC部130の概略構成図である。
 図2において、HPLC部130は、試料(前処理済みの溶出液)を送液するポンプ201と、システム圧力を計測する圧力センサ202と、試料(前処理済みの溶出液)を計量するサンプルループを備えた6方2ポジションのインジェクションバルブ203とを備える。
 また、HPLC部130は、カラム204と、カラム204を温調するカラムオーブン205と、試料(前処理済みの溶出液)を保持する試料バイアル206と、試料バイアル206から試料をサンプルループに導入するシリンジ207とを備える。
 図示はしないが、HPLC部130は、カラム204に測定対象物質が結合するように試料の組成を変更する場合は、試料バイアル206に希釈液を添加する機構も備える。
 図1に示す検出部140は、質量分析装置が搭載されている。質量分析装置は、図示は省略するが、HPLC部130で分離された測定対象物質を含む溶液に、高温度、高電圧を印加し、イオン化するイオン化部と、質量数に応じて測定対象物質と夾雑部の分離をおこなう三連四重極型質量分析計を備える。三連四重極型質量分析計を用いて、SRM(Selected Reaction Monitoring)モードにより測定対象成分の測定をおこなう。
 以下に自動分析装置の分析工程の概要について、図1を参照しながら説明する。
 自動分析装置1は、分析に先立ち、反応容器搬送機構116により、反応容器搭載ラック115から反応容器114を搬送し、反応容器ディスク117に反応容器114を設置する。
 試料分注機構113は、試料容器搬送機構112により搬送された試料容器111から試料を吸引し、反応容器ディスク117上の反応容器114に吐出する。試料分注機構113は、本実施例1ではチップを交換しない分注機構を採用しているが、試料の吸引に先立ち分注チップ装脱着部(図示せず)で先端に分注チップを取り付けるディスポーザブルの分注機構であってもよい。ディスポーザブルの分注機構の場合、試料分注機構113は、一つの試料容器111からの試料分注が終了すると、分注チップを分注チップ装脱着部に廃棄する。反応容器ディスク117上の、試料が分注された反応容器114は、第1搬送機構123により撹拌機構121まで搬送される。反応容器114内の試料の攪拌後、第一搬送機構123により反応容器114は反応容器ディスク117に戻される。
 試薬分注機構120は、試薬ディスク119上の測定試薬容器118から、測定試薬を吸引し、反応容器114内に吐出する。試薬分注機構120の稼働箇所は、反応容器ディスク117および攪拌機構121のどちらにもアクセス可能な箇所であり、撹拌機構121が反応容器114に収容された液体の撹拌を開始した後に、攪拌機構121に反応容器114が保持された状態で、試薬の吐出を開始する。
 撹拌機構121は、例えば、試薬分注機構120が反応容器114に対して所定量の試薬を吐出し終わる前に、反応容器114内の液体を撹拌する。このようにすると、試薬分注機構120が多量の試薬を吐出し終えてから溶液の撹拌を開始する場合と比較して、不溶物が生じにくい。
 なお、所定量の試薬とは、試薬分注機構120が測定試薬容器118から吸引した試薬のうち一部の量の試薬を意味する。また、試薬分注機構120は、撹拌機構121と同時に稼働してもよく撹拌機構121が停止している間に稼働してもよい。
 反応容器114に収容された試料および試薬の混合液は、攪拌機構121によって攪拌されて流れを生じる。試薬の吐出および攪拌は、試薬分注機構120が、反応容器ディスク117上で反応容器114に試薬を吐出した後に、第1搬送機構123により撹拌機構121まで搬送され、攪拌してもよい。
 試薬分注機構120による試薬の吐出および撹拌機構121による攪拌が終わった反応容器114は、第1搬送機構123により反応容器ディスク117上に再び設置される。反応容器ディスク117は、例えば、インキュベーターとして機能し、保持された反応容器114を一定時間インキュベートする。
 磁性ビーズは測定試薬容器118に保存(収容)されており、試薬分注機構120を用いて、試反応容器114に吐出される。反応容器114内で、試料中の測定対象物質が磁性ビーズと結合する。その後、反応容器114は、第1搬送機構123により、第1集磁機構122に搬送され、磁性ビーズを反応容器114の側面に吸着させる。
 廃液分注機構124は、2本のシッパーが搭載され、廃液の吸引・吐出および洗浄液の吐出ができる機構を有する。廃液分注機構124は、第1集磁機構122に移動し、溶液を吸引し、試料から磁性ビーズが摘出される。そして、廃液分注機構124は、廃液吐出位置に移動し、廃液を吐出する。廃液分注機構124は、第1集磁機構122に移動し、反応容器114内に洗浄液を吐出する。洗浄液が吐出された反応容器114は、第1搬送機構123により、攪拌機構121に搬送され、攪拌される。
 その後、反応容器114は、第1搬送機構123により、第1集磁機構122に搬送され、廃液分注機構124で洗浄液の吸引・吐出がおこなわれる。洗浄を複数回実施する場合は、廃液の吸引・吐出および洗浄液の吐出が複数回おこなわれる。攪拌機構121および第1集磁機構122は各機構に2箇所設けられており、複数の反応容器114に対して同時並行して洗浄処理をおこなうことができる。
 反応容器114の洗浄後、第1搬送機構123により、反応容器114は反応容器ディスク117に戻される。反応容器114には洗浄後の磁性ビーズが保持されている。試薬分注機構120により、測定試薬容器118に保存された溶出液が、反応容器114に吐出して、磁性ビーズから測定対象物質が分離される。そして、第1搬送機構123により、反応容器114を攪拌機構121に移送し、攪拌を行った後に、反応容器ディスク117に戻し、インキュベーションされる。溶出液は、磁性ビーズの種類に応じたものである。
 第2搬送機構126により、インキュベーション後の反応容器114が第2集磁機構125に搬送され、磁性ビーズを反応容器114の側面に吸着させる。検出部用分注機構127は、反応容器114中の溶出液を吸引し、HPLC部130に搬送する。
 HPLC部130の試料導入方法について、インジェクションバルブ203の動作説明図である図3A、図3B、図4A、図4Bおよび図4Cを用いて説明する。
 図3Aに示すように、インジェクションバルブ203がポジション1(試料バイアル206-サンプルループーシリンジ207がつながるポジション)の状態において、シリンジ207を吸引方向に駆動し、試料バイアル206内の試料をサンプルループ内に引込む。
 そして、図3Bに示すように、インジェクションバルブ203をポジション2(サンプルループを試料バイアル206及びシリンジ207から分離するポジション)として、HPLC部130内部に試料を取り込む方式とすることができる。
 また、図4A、図4B、図4Cに示すような方式でHPLC部130内部に試料を取り込む方式とすることができる。
 つまり、図4Aに示すように、インジェクションバルブ203のポジション2(試料バイアル206-シリンジ207がつながるポジション)において、試料をシリンジ側まで引き込む。そして、図4Bに示すように、インジェクションバルブ203をポジション1(試料バイアル206-サンプルループーシリンジ207がつながるポジション)に切替えてシリンジポンプ207でサンプルループに押し込む。その後、図4Cに示すように、インジェクションバルブ203をポジション2として、HPLC部130内部に試料を取り込む方式とすることができる。
 HPLC部130で分離された測定対象物質を含む溶液は、検出部140に導入される。検出部140は質量分析計が搭載されており、イオン化部で溶液のイオン化をおこない、三連四重極型質量分析計に導入し、測定をおこなう。データ解析は、面積値の比率を取得し、濃度既知の試料から作成した検量線を用いて、試料濃度を算出する。
 質量分析計は、四重極型質量分析計、イオントラップ型質量分析計等、他の種類の質量分析計を用いることもできる。また、検出部140は、質量分析計でなくてもよく、DAD(Diode Array Detecor)、UV検出器、ガスクロマトグラフィーおよびNMR等でもよい。
 本実施例1では、2種類の磁性ビーズ(抗体が官能基として表面に修飾された磁性ビーズ(第1の磁性ビーズ)と逆相モードの官能基(一例としてODS(オクタデシルシリル基))が表面に修飾された磁性ビーズ(第2の磁性ビーズ))の場合のアッセイプロトコールについて説明する。第1の磁性ビーズが第2の磁性ビーズより先に、測定対象物質と反応する。
 ODSは多孔性のシリカゲルにジメチルオクタデシルシランのようなシランカップリング剤を反応させ、オクタデシル基で表面が修飾された磁性ビーズである。疎水性相互作用により試料中の測定対象物質を結合させ、有機溶媒等で溶出させる。
 はじめに1種類の磁性ビーズ(官能基: ODSビーズ)の場合について説明する。
 図5は1種類の磁性ビーズ(官能基: ODSビーズ)を用いた場合のアッセイプロトコールについての説明図である。ステロイドホルモンの1種であるテストステロンを測定対象物質にした場合について説明する。
 図5において、アッセイプロトコールは全体で51サイクル必要であり、30.6分必要である。このため、1サイクルあたりの時間は36秒に設定されている。
 ただし、本実施例1では1サイクルを36秒に設定したが、36秒より長くしてもよいし、短くしてもよい。以下、サイクルごとの説明を記載する。処理ステップ501~511が、1種類の磁性ビーズを用いた場合の前処理ステップである。ただし、処理ステップ501~509までを、1種類の磁性ビーズを用いた場合の前処理ステップと定義することもできる。
 サイクル1(処理ステップ501)において、試料、内部標準物質の添加および攪拌を行う。
 サイクル2(処理ステップ502)において、試薬1の添加および攪拌を行う。
 サイクル3-10(処理ステップ503)において、インキュベートを行う(4.8分)。
 サイクル11(処理ステップ504)において、試薬2の添加および攪拌を行う。
 サイクル12-26(処理ステップ505)において、インキュベートを行う(9.0分)。
 サイクル27(処理ステップ506)において、磁性ビーズの添加および攪拌を行う。
 サイクル28-42(処理ステップ507)において、インキュベートを行う(9.0分)。
 サイクル43-45(処理ステップ508)において、洗浄液の添加および攪拌を行う。
 サイクル46(処理ステップ509)において、溶出液の添加および攪拌を行う。
 サイクル47-50(処理ステップ510)において、インキュベートを行う(2.4分)。
 サイクル51(処理ステップ511)において、溶出液のHPLC部130への移送を行う。
 なお、サイクル1で添加する試料は血清であり、100μL添加した。試料は血清でなくてもよく、血漿、全血、尿、細胞組織、血液細胞等でもよい。内部標準物質は、100pg/mLのテストステロン-2,3,4-13C3を100μL添加した。ただし、内部標準物質はテストステロン-D3でもよい。
 また、サイクル2で添加する試薬1は、pH調整用の試薬である0.1%のギ酸水溶液を10μL添加した。インキュベーションは37℃で実施した。サイクル11で添加する試薬2は本実施例1では用いないが、通常は2つめのpH調製用の試薬や、たんぱく質変性剤等となる。
 サイクル27で添加する磁性ビーズは添加前に攪拌(磁性ビーズ用の攪拌機構は図示しない)したのちに100μL添加した。サイクル43-45で添加する洗浄液は、純水を100μL添加した。サイクル46で添加する溶出液は、80%のメタノール溶液を50μL添加した。
 図6は、実施例1の場合であり、2種類の磁性ビーズ(官能基:ODSビーズと抗体ビーズ)を用いた場合のアッセイプロトコールについての説明図である。ステロイドホルモンの1種であるテストステロンおよびアミノグリコシド系抗菌剤の1種であるゲンタマイシンの2種類の測定対象物質を測定する場合について説明する。
 アッセイプロトコールは全体で74サイクル必要であり、44.4分必要である。このため、1サイクルあたりの時間は36秒に設定されている。本実施例1では1サイクル36秒に設定したが、36秒より長くしてもよいし、短くしてもよい。以下、サイクルごとの説明を記載する。処理ステップ601~616が、2種類の磁性ビーズを用いた場合の前処理ステップである。ただし、処理ステップ601~、611、614を、2種類の磁性ビーズを用いた場合の前処理ステップと定義することもできる。
 サイクル1-2(処理ステップ601)において、試料、内部標準物質1、内部標準物質2の添加および攪拌を行う。
 サイクル3(処理ステップ602)において、試薬1(R1)の添加および攪拌を行う。
 サイクル4-11(処理ステップ603)において、インキュベートを行う(4.8分)。
 サイクル12(処理ステップ604)において、試薬2(R2)の添加および攪拌を行う。
 サイクル13-27(処理ステップ605)において、インキュベートを行う(9.0分)。
 サイクル28(処理ステップ606)において、磁性ビーズ1の添加および攪拌を行う。
 サイクル29-43(処理ステップ607)において、インキュベートを行う(9.0分)。
 サイクル44(処理ステップ608)において、磁性ビーズ2の添加および攪拌を行う。
 サイクル45-59(処理ステップ609)において、インキュベートを行う(9.0分)。
 サイクル60-62(処理ステップ610)において、洗浄液の添加および攪拌を行う。
 サイクル63(処理ステップ611)において、溶出液1の添加および攪拌を行う。
 サイクル64-67(処理ステップ612)において、インキュベートを行う(2.4分)。
 サイクル68(処理ステップ613)において、溶出液のHPLC部130への移送を行う。
 サイクル69(処理ステップ614)において、溶出液2の添加および攪拌を行う。
 サイクル70-73(処理ステップ615)において、インキュベートを行う(2.4分)。
 サイクル74(処理ステップ616)において、溶出液のHPLC部130への移送を行う。
 サイクル1-2(処理ステップ601)で添加する試料は血清100μLであり、ゲンタマイシン用の内部標準物質として1μg/mLのトブラマイシンを添加し、テストステロン用の内部標準物質として100pg/mLのテストステロン-2,3,4-13C3をそれぞれ100μL添加した。
 サイクル3(処理ステップ602)で添加する試薬1は、pH調整用の試薬である0.1%のギ酸水溶液を10μLとした。インキュベーションは37℃で実施した。サイクル12(処理ステップ604)で添加する試薬2は本実施例1では用いないが、通常は2つめのpH調製用の試薬や、たんぱく質変性剤等となる。
 サイクル28(処理ステップ606)で添加する磁性ビーズ1は、アミノグリコシド系抗菌剤の構造に特異的に結合する抗体を官能基に有する磁性ビーズであり、1μL添加した。サイクル44(処理ステップ608)で添加する磁性ビー2は、ODSを官能基に有する磁性ビーズであり、100μL添加した。
 サイクル60-62(処理ステップ610)で添加する洗浄液は、純水とし、100μL添加した。サイクル63(処理ステップ611)で添加する溶出液1は、高pH溶液である0.1%グリシン・ナトリウム溶液(pH10.0)とし、50μL添加した。抗体を官能基に有する磁性ビーズ1に対する溶出液は、磁性ビーズ2の種類により、用いることが可能な溶出液が限定される。本実施例1では磁性ビーズ2にODSを官能基に有する磁性ビーズを用いているため有機溶媒が高い溶媒を用いることができない。0.1%グリシン・ナトリウム溶液(pH10.0)以外にも低pH溶液である100mMグリシン・塩酸溶液(pH3.0)や変性剤である8mol/Lの尿素、6mol/Lのグリシン塩酸塩を用いてもよい。
 サイクル69(処理ステップ614)で添加する溶出液2は、80%のメタノール溶液とし、50μL添加した。
 本実施例1では磁性ビーズ表面に修飾される官能基はODSと抗体の2種類の磁性ビーズを用いたが、ほかのモードでもよく、例えばHILIC、順相、イオン交換、GPC(分子量分画)、SFC(超臨界流体クロマトグラフィ)でもよい。これは標的とする2種類の測定対象物質の物性により適宜選択されるが、測定対象物質ごとに吸着の特異性が高い磁性ビーズを選択することが好ましい。例えば、親水性が高い測定対象物質には、順相モードの官能基が磁性ビーズの表面に修飾した磁性ビーズを用いる。疎水性が高い測定対象物質には、逆相モードの官能基が表面に修飾した磁性ビーズを用いる。
 サイクル28(処理ステップ606)で添加する磁性ビーズ1と、サイクル44(処理ステップ608)で添加する磁性ビーズ2は、より特異性が高い官能基が修飾した磁性ビーズを磁性ビーズ1として早いサイクル数で添加する。より特異性が高いとは、例えば、抗体が表面に修飾した磁性ビーズのことである。特異性が高い磁性ビーズから添加し、試料から測定対象物質を処理することで、再現性の精度が向上する。
 サイクル28(処理ステップ606)とサイクル44(処理ステップ608)で添加する磁性ビーズの量は、本実施例1では磁性ビーズ1を1μL、磁性ビーズ2を100μL添加したが、添加量は試料に含有される測定対象物質の量比により適宜変更することができる。例えば、一つ目の測定対象物質が数pg/mLオーダー、二つ目の測定対象物質が数μg/mLオーダーの場合、磁性ビーズの添加量および測定試薬容器118に保存する磁性ビーズの濃度を調整して、前処理後の溶液に含有する各測定対象物質の濃度を均一化することができる。
 前処理後の溶液に含有する測定対象物質の濃度比が高い(例えば1000倍程度)と、HPLC部130で分離後のピークが重なり、同一時間に検出部140に測定対象物質が同時に導入された場合、高い濃度の測定対象物質が優先的にイオン化部でイオン化される。
 そのため、低い濃度の測定対象物質はイオン化効率が低くなり、再現性が悪くなる。そのため、前処理後の溶出液内に含有する複数の測定対象物質の濃度比を均一化することで、測定精度が向上することになる。
 以上のように、本発明の実施例1によれば、1アッセイプロトコールに複数種類の測定対象物質と結合可能な複数種類の磁性ビーズを用いることで、一連の前処理で複数の測定対象物質の前処理を行うことができる。この場合、1アッセイプロトコールあたりのサイクル数は増加するが、複数種類の測定対象物質を処理することが可能であるため、1サイクルずつ、並列に前処理をおこなうことで、時間あたりのテスト数は増加し、スループットを向上することができる。
 本実施例1では1サイクルあたり36秒(0.6分)に設定している。よって、仮に、1種類の磁性ビーズを用いた場合、1アッセイプロトコールは51サイクルであるため、30.6分必要になる。
 これに対して、2種類の磁性ビーズを用いた場合、1アッセイプロトコールは74サイクルであるため、44.4分必要になる。2種類の磁性ビーズを用いた場合は、1アッセイプロトコールあたり、2種類の測定対象物質を処理できるため、最初の試料が1アッセイプロトコール終了後、1種類のビーズを用いる場合に比べてスループットは約2倍に向上する。
 また、1アッセイプロトコールで用いる試料量は同量であるため、処理できる1測定対象物質あたりの試料量は約2分の1となり試料量を節約することができる。
 つまり、本発明の実施例1によれば、複数の測定対象物質を結合可能な複数の磁性ビーズを用いて、一連の処理で複数の測定対象物質の前処理を行うことが可能な自動分析装置の前処理方法を実現することができる。
 (実施例2)
 次に、本発明の実施例2について説明する。なお、実施例2による前処理方法も、図1に示した自動分析装置により実行される。
 図7は、実施例2の説明図であり、2種類の磁性ビーズ(官能基:抗体ビーズ種類(第1の磁性ビーズ及び第2の磁性ビーズ共に、官能基として抗体が表面の修飾されている))を用いた場合のアッセイプロトコールについての説明図である。
 以下、副甲状腺ホルモンの1種であるPTHおよび脂溶性ビタミンの1種である25-OH ビタミンD3を測定対象物質にした場合について説明する。
 PTHは血中のカルシウムおよびリン酸の代謝を調整する因子であり、甲状腺疾患やがんに寄与する物質である。ビタミンDは血中のカルシウム量の代謝を調整する因子であり骨粗しょう症のほかに、がん、糖尿病等に寄与する物質である。
 本実施例2では、PTHを選択的に補足できる抗体ビーズおよびビタミンD3を選択的に補足できる抗体ビーズを用いる。アッセイプロトコールは全体で53サイクル必要であり、31.8分必要である。1サイクルあたりの時間は36秒に設定されている。本実施例2では1サイクル36秒に設定したが、36秒より長くしてもよいし、短くしてもよい。下記にサイクルごとの説明を記載する。処理ステップ701~711が、実施例2における2種類の磁性ビーズを用いた場合の前処理ステップである。ただし、処理ステップ701~709までを、実施例2における2種類の磁性ビーズを用いた場合の前処理ステップと定義することもできる。
 サイクル1-2(処理ステップ701)において、試料、内部標準物質1、内部標準物質2の添加および攪拌を行う。
 サイクル3(処理ステップ702)において、試薬1の添加および攪拌を行う。
 サイクル4-11(処理ステップ703)において、インキュベートを行う(4.8分)。
 サイクル12(処理ステップ704)において、試薬2の添加および攪拌を行う。
 サイクル13-27(処理ステップ705)において、インキュベートを行う(9.0分)。
 サイクル28-29(処理ステップ706)において、磁性ビーズ1、磁性ビーズ2の添加および攪拌を行う。
 サイクル30-44(処理ステップ707)において、インキュベートを行う(9.0分)。
 サイクル45-47(処理ステップ708)において、洗浄液の添加および攪拌を行う。
 サイクル48(処理ステップ709)において、溶出液1の添加および攪拌を行う。
 サイクル49-52(処理ステップ710)において、インキュベートを行う(4.8分)。
 サイクル53(処理ステップ711)において、溶出液のHPLC部130への移送を行う。
 サイクル1-2(処理ステップ701)で添加する試料は血清であり、100μL添加した。PTH用の内部標準物質として1μg/mLの15N標識体のPTHを使用し、25-OH ビタミンD3用の内部標準物質として100 pg/mLの25-OH ビタミンD3-d6を使用し、それぞれ100μL添加した。
 サイクル3(処理ステップ702)で添加する試薬1は、pH調整用の試薬である0.1%のギ酸水溶液を10μL添加した。ステップ703、705、707、710におけるインキュベーションは37℃で実施した。
 サイクル12(処理ステップ704)で添加する試薬2は本実施例2では用いないが、通常は2つめのpH調製用の試薬や、たんぱく質変性剤等となる。
 サイクル28(処理ステップ706)で添加する磁性ビーズ1は、PTHに特異的に結合する抗体を官能基に有する磁性ビーズであり、50μL添加した。
 サイクル29で添加する磁性ビーズ2は、25-OH ビタミンD3に特異的に結合する抗体を官能基に有する磁性ビーズであり、50μL添加した。
 サイクル45-47(処理ステップ708)で添加する洗浄液は、純水であり、100μL添加した。サイクル48(処理ステップ709)で添加する溶出液1は、高pH溶液である0.1%グリシン・ナトリウム溶液(pH10.0)であり、50μL添加した。
 実施例1の測定対象物質と実施例2の測定対象物質とは、互いに異なることから、磁性ビーズは共に2種類であるが、実施例1と実施例2とは、磁性ビーズの種類が異なっている。
 また、実施例1においては、ステップ606で磁性ビーズ1を添加し、攪拌した後、処理ステップ607でインキュベートを行い、次に、処理ステップ608で磁性ビーズ2を添加し、攪拌した後、処理ステップ609でインキュベートを行っている。
 これに対して、実施例2においては、処理ステップ706で磁性ビーズ1及び磁性ビーズ2を添加し、攪拌した後、処理ステップ707でインキュベートを行っている。
 また、実施例1においては2種類の溶出液を用いることから、処理ステップ611で、溶出液1の添加および攪拌を行い、処理ステップ612でインキュベートを行い、処理ステップ613で、溶出液のHPLC部130への移送を行う。その後、処理ステップ614で、溶出液2の添加および攪拌を行い、処理ステップ615でインキュベートを行い、処理ステップ616で、溶出液のHPLC部130への移送を行っている。
 これに対して、実施例2においては、1種類の溶出液を用いることから、処理ステップ709で、溶出液1の添加および攪拌を行い、処理ステップ710で、インキュベートを行い、処理ステップ711で、溶出液のHPLC部130への移送を行っている。
 よって、実施例1では、アッセイプロトコールは、全体で74サイクル必要であり、44.4分必要である。
 これに対して、実施例2では、アッセイプロトコールは、全体で53サイクル必要であり、31.8分必要である。実施例2の処理時間は、実施例1の処理時間より短縮されている。
 つまり、本発明によれば、測定対象物質が異なれば、さらに、処理時間を短縮することが可能となる。
 (実施例3)
 次に、本発明の実施例3について説明する。なお、実施例3による前処理方法も、図1に示した自動分析装置により実行される。
 実施例3は、1種類の磁性ビーズを用いる場合のアッセイプロトコールである。実施例3における磁性ビーズは1種類であるが、磁性ビーズの表面に複数の官能基が修飾する磁性ビーズを用いる。
 図8A、図8B、図8Cは、実施例3における複数の官能基を有する磁性ビーズの概念を示す図である。
 図8Aに示すように、実施例3に用いる磁性ビーズには、磁性ビーズ801に、抗体A802(第1の抗体)、抗体B803(第2の抗体)が修飾され、抗体A802に測定対象物質A804(第1の種類の測定対象物質)が特異的に結合し、抗体B803に測定対象物質B805(第2の種類の測定対象物質)が特異的に結合する。
 本実施例3では測定対象物質A804に甲状腺ホルモンの1種であるPTHおよび測定対象物質B805脂溶性ビタミンの1種である25-OHビタミンD3を測定対象物質にした場合について説明する。
 磁性ビーズ801の表面には、抗体A802としてPTHに特異的に結合する抗体および抗体B803として25-OHビタミンD3に特異的に結合する抗体が修飾されている。
 健常者の男性のPTHの血中濃度は10-65pg/mLであり、25-OHの血中濃度は15-40ng/mLであり、約1000倍の濃度差がある。
 このため、図8Bに示すように、磁性ビーズ801の表面に修飾している抗体A802の量比を抗体B803より、例えば1000倍程度多くする。
 図8Bに示した例だけではなく、測定対象物質A804と測定対象物質B805の血中濃度比により、図8Cに示すように、磁性ビーズ801の表面に修飾している抗体A802の量比を抗体B803より少なくしてもよい。
 また、図8Aに示すように、磁性ビーズ801表面に修飾している抗体A802の量比を抗体B803と同等にしてもよい。
 図9は、実施例3における複数の官能基を有する磁性ビーズ801を用いた場合の前処理前後の測定対象物質の量比を現す概念図である。
 図9の(A)は、測定対象物質と血中(試料)濃度の関係を示すグラフ901を示し、図9の(B)は、前処理後の測定対象物質と溶出液中の濃度関係を示すグラフ902を示している。
 図9の(A)に示す前処理前の血中(試料中)の濃度においては、測定対象物質Aの濃度903は血中(試料中)の測定対象物質Bの濃度904より低い。
 測定対象物質A及びBを、本実施例3における磁性ビーズ801を用いて前処理することにより、図9の(B)に示すように、溶出液中の測定対象物質Aの濃度905と、溶出液中の測定対象物質Bの濃度906とを同等とすることができる。
 つまり、磁性ビーズ801の抗体Aと抗体Bの量比を調整することで、前処理後の溶出液内に含有する複数の測定対象物質の濃度比を均一化することができ、測定精度が向上することになる。
 実施例3におけるアッセイプロトコールは、図5に示すように、1種類の磁性ビーズを用いた場合における処理ステップ501~511を実行する。ただし、実施例3の場合は、使用される一種類の磁性ビーズ801は、複数種類の測定対象物質に結合する抗体が修飾されていることから、複数種類の測定対象物質を処理可能であり、スループットを向上することができ、かつ、複数の測定対象物質の濃度比を均一化することができので、測定精度が向上することができる。
 実施例3におけるアッセイプロトコールは、測定対象物質の種類により、図5に示す処理ステップ501~511を実行し、図6に示す処理ステップ611~616を実行する場合もある。
 実施例3によれば、実施例1及び実施例2と同様な効果を得ることができる他、上述したように、測定精度が向上することができる。
 なお、本実施例3では、磁性ビーズは1種類であり、磁性ビーズの表面に2種類の官能基が修飾する磁性ビーズ801について説明したが、官能基の種類は少なくとも2種類以上であることが好ましく、例えば3種類であっても、4種類であってもよい。
 以上説明した本発明によれば、測定対象物質を磁性ビーズに結合させて処理を行い、前処理から液体クロマトグラフ質量分析装置まで一括工程を全自動で行う自動分析装置の前処理方法において、複数の測定対象物質を結合可能な複数の磁性ビーズを用いて、一連の処理で複数の測定対象物質の前処理を行うことが可能な自動分析装置の前処理方法を実現することができる。
 本発明の効果について、さらに詳細に説明すると、以下のとおりとなる。
 一つ目は、スループットが向上する。前処理からHPLC/MSまでの一括工程を全自動でおこなえる自動分析装置では、HPLCによるカラム分離と、MSによる質量分離したのちに検出器に導入することから、前処理後の溶液には複数の測定対象物質が混在していても検出可能である。
 このため、複数種類の磁性ビーズと、複数の溶出液を用いて、1連の前処理(アッセイプロトコール)内に複数の測定対象物質を前処理することが可能となる。
 複数種類の磁性ビーズを用いることで、1アッセイプロトコール内のサイクル数は増加するが、複数の測定対象物質を処理可能であるため、並列に前処理をおこなうことで、時間当たりのテスト数は増加し、スループットは向上する。なお、1アッセイプロトコールは試料を添加してから前処理が終了し、分離・検出工程に前処理後の溶液を導入するまでのことである。
 1アッセイプロトコールは複数のサイクルから構成される。各サイクルの時間は同一で、サイクルごとの動作を連続的におこなうことで、1アッセイプロトコールとなる。
 二つ目は、検査できる測定対象物質あたりの試料量が削減できる。1アッセイプロトコール内で複数の磁性ビーズを用いて前処理をおこなう場合、1アッセイプロトコールで用いる試料量は同じであるため、検査可能な測定対象物質あたりの試料量は少量で検査可能である。
 最後に、前処理後の溶出液中の測定対象物質の濃度を調整し、検査精度を向上することができる。試料中の複数の測定対象物質の含有量によって、添加する各測定対象物質に対する磁性ビーズの量を調整することで、前処理後の溶液に含まれる測定対象物質の含有量を調整することができる。
 具体的には、低濃度の測定対象物質に対する添加する磁性ビーズの量比を多くし、高濃度の測定対象物質に対する添加する磁性ビーズの量比を少なくする。または、低濃度の測定対象物質に対する測定試薬容器に保管する磁性ビーズの濃度を高くし、高濃度の測定対象物質に対する測定試薬容器に保管する磁性ビーズの濃度を低くする。もしくは、各磁性ビーズの濃度と添加量を調整する。
 前処理後に含まれる測定対象物質の量を均一化することができ、ばらつきの大きな原因となるMSのイオン源でのイオン化効率の影響を軽減することができるため、検査精度が向上する。
 なお、磁性ビーズは、2種類以上の種類のものを使用可能である。また、測定対象物質も2種類以上であってもよい。
 また、実施例1及び2において、第1の種類の測定対象物質と結合する第1の磁性ビーズと、第2の種類の測定対象物質と結合する第2の磁性ビーズとを、記試料中に含まれる複数種類の測定対象物質の血中濃度比に応じて、測定試薬容器118に収容された、第1の磁性ビーズと第2の磁性ビーズとの濃度又は添加量を調整するように構成することもできる。
 1:自動分析装置、101:分析部、102:制御部、103:入力部、104:表示部、110:前処理部、111:試料容器、112:試料容器搬送機構、113:試料分注機構、114:反応容器、115:反応容器搭載ラック、116:反応容器搬送機構、117:反応容器ディスク、118:測定試薬容器、119:試薬ディスク、120:試薬分注機構、121:攪拌機構、122:第1集磁機構、123:第1搬送機構、124:廃液分注機構、125:第2集磁機構、126:第2搬送機構、127:溶出液分注機構、130:HPLC部、140:検出部、201:ポンプ、202:圧力センサ、203:インジェクションバルブ、204:カラム、205:カラムオーブン、206:試料バイアル、207:シリンジ、501~511、601~616、701~711:処理ステップ、801:磁性ビーズ、802:抗体A、803:抗体B、804:測定対象物質A、805:測定対象物質B、903:血中(試料中)の測定対象物質Aの濃度、904:血中(試料中)の測定対象物質Bの濃度、905:溶出液中の測定対象物質Aの濃度、906:溶出液中の測定対象物質Bの濃度

Claims (11)

  1.  測定対象物質を含む試料に磁性ビーズを添加し、前記磁性ビーズに前記測定対象物質を結合させ、前記磁性ビーズを前記試料から摘出し、前記磁性ビーズから前記測定対象物質を溶出液によって分離する自動分析装置の前処理方法において、
     前記試料に、複数種類の測定対象物質と結合する複数の磁性ビーズを添加し、
     前記溶出液により、前記磁性ビーズから前記複数種類の測定対象物質を分離する、
     ことを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  2.  請求項1に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記複数の磁性ビーズは、前記複数種類の測定対象物質のうちのいずれかの種類の測定対象物質と結合する複数種類の磁性ビーズであることを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  3.  請求項2に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記磁性ビーズの種類に応じた溶出液により、前記磁性ビーズから前記いずれかの種類の測定対象物質を前記磁性ビーズから分離することを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  4.  請求項1に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記複数の磁性ビーズのそれぞれは、前記複数種類の測定対象物質のいずれとも結合する磁性ビーズであることを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  5.  請求項2に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記複数種類の磁性ビーズは、第1の磁性ビーズと第2の磁性ビーズを有し、前記第1の磁性ビーズは、官能基として抗体が表面に修飾された磁性ビーズであり、第2の磁性ビーズは、逆相モードの官能基が表面に修飾された磁性ビーズであることを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  6.  請求項5に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記第1の磁性ビーズが第2の磁性ビーズより先に測定対象物質と反応することを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  7.  請求項2に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記複数種類の磁性ビーズは、第1の磁性ビーズと第2の磁性ビーズを有し、前記第1の磁性ビーズ及び前記第2の磁性ビーズは、官能基として抗体が表面に修飾された磁性ビーズであることを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  8.  請求項4に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記複数種類の磁性ビーズのそれぞれには、第1の種類の測定対象物質と結合する第1の抗体と、第2の種類の測定対象物質と結合する第2の抗体とが修飾されていることを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  9.  請求項8に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記試料中に含まれる前記複数種類の測定対象物質の血中濃度比に応じて、前記第1の抗体と前記第2の抗体との量比を調整することを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  10.  請求項2に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記複数種類の磁性ビーズは、測定試薬容器に収容され、
     前記複数種類の磁性ビーズは、
     第1の種類の測定対象物質と結合する第1の磁性ビーズと、第2の種類の測定対象物質と結合する第2の磁性ビーズとを有し、
     前記試料中に含まれる前記複数種類の測定対象物質の血中濃度比に応じて、前記測定試薬容器に収容された、前記第1の磁性ビーズと前記第2の磁性ビーズとの濃度を調整することを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
  11.  請求項2に記載の自動分析装置の前処理方法において、
     前記複数種類の磁性ビーズは、測定試薬容器に収容され、
     前記複数種類の磁性ビーズは、
     第1の種類の測定対象物質と結合する第1の磁性ビーズと、第2の種類の測定対象物質と結合する第2の磁性ビーズとを有し、
     前記試料中に含まれる前記複数種類の測定対象物質の血中濃度比に応じて、前記測定試薬容器に収容された、前記第1の磁性ビーズと前記第2の磁性ビーズとの添加量を調整することを特徴とする自動分析装置の前処理方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024101257A1 (ja) * 2022-11-08 2024-05-16 株式会社日立ハイテク 自動分析装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115569623B (zh) * 2022-09-29 2025-02-11 安徽松羽生物系统工程有限公司 一种高效连续性磁珠母液制备装置
CN117054574A (zh) * 2023-08-08 2023-11-14 翊新诊断技术(苏州)有限公司 一种基于微流控囊袋技术的质谱样本前处理方法和应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003527606A (ja) * 2000-03-16 2003-09-16 バイアコア アーベー 表面結合リガンドから溶出された分析物を捕捉するための方法
JP2004045395A (ja) * 2002-05-22 2004-02-12 Sysmex Corp 免疫測定方法、免疫測定装置、及び免疫測定用試薬
JP2004527732A (ja) * 2001-02-01 2004-09-09 マグネティック バイオソリューションズ スウェーデン エービー 方法
WO2005095969A1 (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Universal Bio Research Co., Ltd. 反応性色素結合磁性粒子及びタンパク質分離精製法
WO2006088192A1 (ja) * 2005-02-21 2006-08-24 The University Of Tokyo 分析用担体及びそれを用いる測定方法
JP2011504236A (ja) * 2007-11-20 2011-02-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ジアセチレンを含むポリマーセンサーを用いる細菌試料の分析方法
WO2014077400A1 (ja) * 2012-11-16 2014-05-22 ユニバーサル・バイオ・リサーチ株式会社 直動型反応処理装置およびその方法
US9236236B2 (en) 2010-10-29 2016-01-12 Thermo Fisher Scientific Oy System layout for an automated system for sample preparation and analysis
JP2016090570A (ja) * 2014-11-04 2016-05-23 三洋化成工業株式会社 磁性シリカ粒子を用いた対象物質の分離方法
JP2018046848A (ja) 2006-01-11 2018-03-29 レインダンス テクノロジーズ, インコーポレイテッド ナノリアクターの形成および制御において使用するマイクロ流体デバイスおよび方法
JP2019049455A (ja) * 2017-09-08 2019-03-28 東芝テック株式会社 試料調製装置及び試料調製方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6027945A (en) * 1997-01-21 2000-02-22 Promega Corporation Methods of isolating biological target materials using silica magnetic particles
US20040132044A1 (en) * 2001-05-07 2004-07-08 Menachem Ritterband Magnetic beads and uses thereof
DE60308259T2 (de) 2002-05-22 2007-04-05 Sysmex Corp. Immunologische Verfahren, Vorrichtungen und Reagenzien
AU2006299414A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Caliper Life Sciences, Inc. Microfluidic device for purifying a biological component using magnetic beads
WO2015025378A1 (ja) 2013-08-21 2015-02-26 株式会社日立製作所 試料分析方法及び試料分析装置
CN106574934B (zh) 2014-07-07 2019-01-04 株式会社日立高新技术 分析装置以及分析方法
CN107850581B (zh) 2015-12-29 2021-01-05 株式会社爱思迪科学 含有浓度显著不同的多种成分的试样的分析预处理方法
CN106198963A (zh) 2016-08-31 2016-12-07 上海美吉生物医药科技有限公司 一种用于捕获白细胞的免疫磁珠及其制备方法
CN110959185B (zh) 2017-05-22 2023-06-30 拜克门寇尔特公司 具有多种检测能力的集成样品处理系统
CN108333357A (zh) * 2018-02-09 2018-07-27 广州源起健康科技有限公司 一种磁珠时间分辨荧光免疫定量检测ck-mb试剂盒

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003527606A (ja) * 2000-03-16 2003-09-16 バイアコア アーベー 表面結合リガンドから溶出された分析物を捕捉するための方法
JP2004527732A (ja) * 2001-02-01 2004-09-09 マグネティック バイオソリューションズ スウェーデン エービー 方法
JP2004045395A (ja) * 2002-05-22 2004-02-12 Sysmex Corp 免疫測定方法、免疫測定装置、及び免疫測定用試薬
WO2005095969A1 (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Universal Bio Research Co., Ltd. 反応性色素結合磁性粒子及びタンパク質分離精製法
WO2006088192A1 (ja) * 2005-02-21 2006-08-24 The University Of Tokyo 分析用担体及びそれを用いる測定方法
JP2018046848A (ja) 2006-01-11 2018-03-29 レインダンス テクノロジーズ, インコーポレイテッド ナノリアクターの形成および制御において使用するマイクロ流体デバイスおよび方法
JP2011504236A (ja) * 2007-11-20 2011-02-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ジアセチレンを含むポリマーセンサーを用いる細菌試料の分析方法
US9236236B2 (en) 2010-10-29 2016-01-12 Thermo Fisher Scientific Oy System layout for an automated system for sample preparation and analysis
WO2014077400A1 (ja) * 2012-11-16 2014-05-22 ユニバーサル・バイオ・リサーチ株式会社 直動型反応処理装置およびその方法
JP2016090570A (ja) * 2014-11-04 2016-05-23 三洋化成工業株式会社 磁性シリカ粒子を用いた対象物質の分離方法
JP2019049455A (ja) * 2017-09-08 2019-03-28 東芝テック株式会社 試料調製装置及び試料調製方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3968029A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024101257A1 (ja) * 2022-11-08 2024-05-16 株式会社日立ハイテク 自動分析装置

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