JP3664557B2 - Flow-through cell - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロースルーセルに関し、特に、蛍光法、電気化学発光法によりサンプル水溶液中の極微量のホルモン、腫瘍マーカー、薬物、酵素、サイトカイン、核酸等を定量するのに好適な免疫分析用のフロースルーセルに関する。
【0002】
【従来の技術】
免疫分析の分野では、試料中の極微量(10-14mol以下)の測定対象分析物の存在及び濃度を測定するための分析法として、蛍光法、化学発光法及び電気化学発光法が利用されている。蛍光法は光励起により試料から発せられる発光を検出し、電気化学発光法は試料に電圧を印可したときに試料から発せられる発光を検出する。これらの方法は、ホルモン等の測定対象物質に抗原抗体反応により発光試薬を結合させ、発光試薬由来の発光を定量するもので、一般にフロースルーセル中に試料を流しながら測定が行われる。一方、化学発光法は、例えば試験管内で発光試薬を混合し、試験管から4π方向に発せられる発光を球の内面で反射させて集光させることが行われており、分析は主にバッチ方式で行われる。
【0003】
蛍光法や電気化学発光法のように、測定試料に対し光照射あるいは電圧印可を行う必要がある測定法では、バッチ方式よりフロースルー方式が測定時間の短縮の点で有利であり、かつ装置構成を簡単にできるため、装置コストの上昇を抑制でき、保守も行いやすい利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来用いられてきたフロースルーセルの形状は平面型であり、フロースルーセル内で発生した発光の集光は一面方向のみに限られている。特に、電気化学発光法に用いられるフロースルーセルの場合には、セルの内部に電極を有するという原理上の制約、及び電極表面の電位分布を均一に保つという要請により、平板構造の電極が多用されている。また従来、発光量の検知に用いられている光電子増倍管は、サイズが大きく、かつ受光面が一面であるということも平面型のセル形状が採用されてきた一因である。従って、従来のフロースルーセルを用いた免疫分析では発光を効率よく集光することができず、極微量の測定対象分析物を高感度で検出することができなかった。
【0005】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、試料からの微量な発光を効率よく集光して高感度で検出することのできるフロースルーセルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、試料からの発光が射出するフロースルーセルの光射出面を湾曲した3次元形状とし、光射出面以外の壁面を光反射面とするとともに試料から発生された発光を反射して光射出面に集光できるような形状として、試料からの発光を光反射性のセル壁面で反射させた後、光射出面を介してフロースルーセルの外部に配置された光検出器に効率よく集光できるようにしたことで前記目的を達成する。
【0007】
すなわち、本発明は、試料流体が流入する試料流入部と、試料流出部と、試料流入部と試料流出部とを接続する試料流路と、試料流路の壁面の一部である光出射面とを備えるフロースルーセルにおいて、光出射面は略軸対称な3次元形状を有し、光出射面と対向する試料流路の壁面は光出射面と略相似な形状を有し、光出射面以外の試料流路の壁面を光反射面としたことを特徴とする。
【0008】
光反射面とする試料流路の壁面は、試料流体と接する側の壁面とすることもできるし、試料流体と接しない外部表面とすることもできる。試料流路の外部表面を光反射面とする場合には、セル壁部を光透過性の材料で構成する必要がある。フロースルーセルを構成する材料には、蛍光法のように化学反応による劣化が生じない場合はアクリル板等の光透過性材料を採用することができ、電気化学発光法のように化学反応により試料溶液と接する面が腐食を受ける場合はポリメタクリル酸メチル等の腐食に強い高分子材料を光透過性材質として用いることができる。
【0009】
光反射面は、化学反応による劣化が生じない場合には、Al,Ag,Au等の金属材料によるメッキや蒸着等の鏡面処理、あるいはそれらの金属そのものを壁面に用いることで形成することができ、試料溶液と接する面が腐食を受ける場合はPt等の腐食に強い金属材料をメッキや蒸着することで形成することができる。
【0010】
光出射面は円柱面とすることができ、試料流路は試料流入部から流入した試料流体を円柱面の周囲を2方向に分岐して流す流路とすることができる。この場合、光検出器として近年開発され改良が進んでいる小型の光電子増倍管またはフォトダイオード等の小型光電セルを採用し、その光検出器を円柱面で囲まれた空間中に配置することで、試料からの発光を効率的に集光して検出することができる。
【0011】
また、円柱面で囲まれた空間の内部に中心軸を円柱面の中心軸と略一致させた円錐状の光反射面を配置すると、試料からの発光をフロースルーセルの外部に配置された光検出器に効率よく導いて検出することができる。
光出射面は半球状面、放物面等のドーム状のくぼみ面としてもよく、この場合にもドーム状の光出射面によって形成されるくぼみの近くに、あるいはくぼみに一部挿入されるようにして光検出器を配置することで、光出射面と略相似形の光反射面によって反射集光されてきた試料からの発光を効率よく検出することができる。
【0012】
また、少なくとも光出射面と対向する試料流路の壁面の外部に磁石を配置することができる。フロースルーセルの外部に磁石を配置することで、磁性ビーズを用い、B/F分離を行って測定精度を向上させる方法を採用することができる。磁石は、電磁石であってもよいし、永久磁石であってもよい。磁石の磁力によってフロースルーセルの壁面に捕捉されている磁性ビーズは、分析終了後、電磁石への通電を遮断して、あるいは永久磁石を機械的にフロースルーセルより遠ざけて磁力を弱めることにより、フロースルーセルから排出する。
【0013】
フロースルーセルを蛍光分析法で使用する場合には、測定対象物質に結合した発光試薬に励起光を照射するために、磁石に隣接する流路内壁面に光を照射する手段を備える。光照射手段は、ハロゲンランプ等の光源からの光を光ファイバーで導き、光反射面の一部に設けた光透過窓を介して、あるいは光透過性の光射出面を介して、測定対象に対してラベルされた発光性物質に励起光を照射する。
【0014】
フロースルーセルを電気化学発光分析法で使用する場合には、試料流路の内壁に測定対象に対してラベルされた発光性物質に電圧を印可するための作用電極と対電極を配置する。このとき、試料流路の内壁にPt等の電気化学腐食に強い金属材料の薄膜をメッキあるいは蒸着することで作用電極とし、その近傍に、やはりPt等の金属材料の薄膜をメッキあるいは蒸着することで、Pt等の金属材料薄膜によって光反射面と電極とを兼用させることができる。
【0015】
本発明によると、測定対象に対してラベルされた発光性物質由来の発光が光検出器に入る際の実効的な立体角を2π以上に大きくすることができ、試料溶液から発せられる微弱な光を効率よく集光して測定することで測定感度の向上を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1及び図2は、本発明によるフロースルーセルの一実施の形態である“ドーナツ型”のフロースルーセルを蛍光分析法に適用した場合の概略図である。図1は構造を見やすくするためにセルの外部に配置される一対の磁石のうちの一方を取り除いた状態の一部破断斜視図、図2(a)は平面図、図2(b)は側面図である。
【0017】
この実施の形態のフロースルーセルは、中央部に設けられた円柱状の空間10を包囲して円環状の試料流路を形成するセル本体1と、セル本体1の試料流路に接続された試料流入部11及び試料流出部12を備える。図示の例では、フローセル中央部の円柱状空間10は上部が閉じており、この円柱状空間10中に小型光電子増倍管等の光検出器2が配置される。
【0018】
セル本体1はアクリル又はポリメタクリル酸メチル等の光透過性を有する高分子材料で構成され、光検出器2が配置されている円柱状空間10の円柱面14を除いて、外側の円柱面13、上面15及び下面16にAl,Ag,Au等の金属によるメッキ処理を施すことで試料流路側の表面を光反射面としている。内側の円柱面14はメッキ処理を施さずに透明なままとされる。また、セル本体1の上面15には光透過性の窓17が複数設けられ、光ファイバー4によって導かれたハロゲンランプ等の光源5からの励起光を、この光透過性の窓17を介してフロースルーセル本体1内に導入し、試料流路外側面13の内側表面に照射できるようになっている。
【0019】
また、フロースルーセル本体1の外側面13の外周に沿って、磁石3a,3bが配置されている。この磁石3a,3bの磁力は、電磁石であれば励磁電流をオン・オフすることで、また永久磁石であればセル本体1との距離を変化させることで制御できる。この例で用いた磁石3a,3bは永久磁石である。磁石3a,3bは、図ではセル本体1と間隔をあけて配置されているが、分析時にはセル本体1の外壁に密着して配置される。
【0020】
次に、このフロースルーセルを用いた蛍光免疫分析法について説明する。例えば、抗体を2種類の抗原で挟んで認識するサンドイッチ法の場合、試料は、(1)抗原認識部位1と蛍光試薬を結合した物質、(2)抗原認識部位2とビオチンを結合した物質、(3)表面にストレプトアビジンをコーティングした直径数マイクロメートルの磁性ビーズ、の3種類の物質を、測定対象の抗体を含む試料溶液に加えて調製される。この後、試料溶液を37℃でインキュベートすることで(1)と(2)が測定対象抗体をその両側から抗原抗体反応によりサンドイッチし、かつ(2)と(3)がアビジン−ビオチン反応により結合する。これらの反応により抗体に蛍光試薬を結合し、かつ磁性ビーズ上に結合することができる。
【0021】
こうして調製された、測定対象を含む試料溶液は、試料流入部11よりフロースルーセル本体1に流入され、円柱状空間10の左右の流路に分かれて流れる。このとき、試料溶液が左右の流路に円滑に分流されるように、仕切板18a,18bを設けてもよい。試料溶液中の磁性ビーズは、フロースルーセル本体1の外側に配置された磁石3a,3bの磁力によりセル本体1の外側面13の内壁上に捕捉される。磁性ビーズ以外の成分は試料流出部12より排出される。こうして抗体と結合した蛍光試薬と抗体に結合していない蛍光試薬の分離(B/F分離)を行うことで、抗体と結合していないフリーな蛍光試薬の影響を受けずに免疫分析を行うことができる。
【0022】
蛍光法の場合、ラベル物質を光励起する必要があるので、光ファイバー4によって導かれたハロゲンランプ等の光源5からの光を光透過性の窓17を介してセル本体1内に導入し、外壁面13の内壁上に捕捉されている磁性ビーズに照射する。磁性ビーズ上に結合した蛍光試薬から発生された蛍光は、光反射面となっているセル本体1の側面13、上面15及び下面16で反射され、セル本体1の中央部に集光されて光透過性の円柱面14から射出し、光検出器2によって効率よく検出される。
【0023】
一回の測定が終了したのち、セル内部を洗浄するための洗浄液を試料流入部11より導入し、かつ磁石3a,3bの磁力を弱くする(磁石3a,3bが永久磁石の場合には、セル本体1から離す)ことで、磁性ビーズを含めて測定済みの試料溶液が試料流出部12より排出される。このように、フロースルー方式であるため、数多くの試料溶液を短時間で連続測定することが可能である。
【0024】
上の例では、セル本体1の外表面を光反射面としたが、試料溶液に接するセル本体1の内表面をメッキ等により光反射面としてもよい。また、セル本体1の中央部に設ける円柱状空間10は、図3に示すように上下に貫通した穴としてもよい。
【0025】
図4及び図5は、本発明によるフロースルーセルの他の実施の形態を説明する概略図である。先の実施の形態では、フロースルーセルの中央部に形成された円柱状空間の内部に小型光電子増倍管等の光検出器を配置した。それに対して、ここで説明するのは、光検出器としてフォトダイオードを用いた例である。図4は図1に対応する一部破断斜視図、図5は図2に対応する平面図及び側面図である。図4及び図5において、図1及び図2と同様の部分には図4及び図5と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0026】
この実施の形態では、セル本体1の中央部の円柱状空間10に面するようにフォトダイオード20を配置する。円柱状空間10の内部には、光反射性の円錐面25を付加する。光透過性の円柱状壁面14より射出した蛍光は、円錐面25により反射されて進路を曲げられ、セル本体1の下方に配置されたフォトダイオード20の受光面に入射する。フォトダイオード20には、低雑音I−V変換部21、電圧制御部22、BNCコネクタ23、高電圧発生部24等により構成された信号処理回が接続されている。BNCコネクタ23よりの信号は、A/D変換することにより、パーソナルコンピュータによる処理を行うことができる。
【0027】
図示した磁石3a,3bは永久磁石である。磁石3a,3bは、図5ではセル本体1と間隔をあけて配置されているが、分析時にはセル本体1の外壁に密着して配置され、セル内部の洗浄時にはセル本体1から離して配置される。
【0028】
図6は、本発明のフロースルーセルを電気化学発光法に適用した場合の概略図である。ここでは、受光部として図4と同様にフォトダイオードを用いた例について説明するが、図1のようにセル本体1中央部の円柱状空間10内に配置した小型光電子増倍管等の光検出器を用いることももちろん可能である。図6において、図4と同様の部分には図4と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、図6では図を見やすくするため、図4と同様に一対の磁石3a,3bの一方を図示省略している。
【0029】
電気化学発光法の場合は、蛍光法のように光励起する必要が無いので、図1に示したような光源5、光ファイバー4、光透過性の窓17は設ける必要がない。その代わり、Pt等から成る作用電極30を試料流路を構成する外側面13の内面に試料溶液に接するように配置し、さらにPt等から成る対電極31a〜31dを同様に試料溶液に接するようにして作用電極30の近傍に配置する。
【0030】
対電極31a〜31dは、図では4個設けているが、上面15の内面に設けた対電極31a,31bのみ、あるいは下面16の内面に設けた対電極31c,31dのみとしてもよい。また、光反射面は、試料流路の内面に設けた作用電極30及び対電極31a〜31dによって兼用することができる。
【0031】
次に、このフロースルーセルを用いた電気化学発光免疫分析法について説明する。例えば、抗体を2種類の抗原で挟んで認識するサンドイッチ法の場合、試料は前記した蛍光免疫分析法の場合と同様にして処理され、抗体に発光試薬が結合され、かつ磁性ビーズ上に結合される。こうして調製された、測定対象を含む試料溶液は、試料流入部11よりフロースルーセル本体1に流入され、円柱状空間10の左右の流路に分かれて流れる。試料溶液中の磁性ビーズは、フロースルーセル本体1の外側に配置した磁石3a,3bの磁力によりセル本体1の外側面13の内壁上に捕捉され、磁性ビーズ以外の成分は試料流出部12より排出される。
【0032】
セル本体1内に磁性ビーズを捕捉した後、作用電極30と対電極31a〜31dとの間に2.0〜2.4V程度の電圧を印可すると、発光試薬はこの電圧印可によって発光する。試薬からのこの発光は、光反射面となっているセル本体1の側面13、上面15及び下面16で反射され、セル本体1の中央部に集光されて光透過性の円柱面14から射出し、光検出器20によって効率よく検出される。一回の測定が終了したのち、セル内部を洗浄するための洗浄液を試料流入部11より導入し、かつ磁石3a,3bの磁力を弱くすることで、磁性ビーズを含めて測定済みの試料溶液が試料流出部12より排出される。
【0033】
図7及び図8は、本発明によるフロースルーセルの他の実施の形態である“くぼみ型”のフロースルーセルを蛍光法に適用した場合の概略図である。図7は励起光照射光学系、光検出器としてのフォトダイオード、及び装着する磁石を備えた状態の斜視図、図8(a)はセル本体の平面図、図8(b)はセル本体の側面図である。
【0034】
この実施の形態のフロースルーセルは、本体がアクリル又はポリメタクリル酸メチル等の光透過性を有する高分子材料で構成され、中央部に半球状、放物面状等をしたドーム状のくぼみ40を有する。くぼみ40の周囲には、ほぼ均一の厚さを有する試料流路45が形成されている。くぼみ40を形成する流路壁面すなわちくぼみ面44は光透過性であり、その光透過性のくぼみ面44に対向する凸状の曲面43は内面あるいは外面にAl,Ag,Au等の金属をメッキすることによって光反射性を付与されている。
【0035】
凸状曲面43の外部には、凸状曲面43にぴったりはまりこむようにして磁石47が配置される(図7には、磁石47を凸状曲面43から離して図示してある)。くぼみ40の側にはフォトダイオード20が配置され、また、光ファイバー4によって導びかれたハロゲンランプ等の光源5からの励起光を、光透過性のくぼみ面44を介して試料流路45内に導入できるようになっている。
【0036】
次に、このフロースルーセルを用いた蛍光免疫分析法について説明する。例えば、抗体を2種類の抗原で挟んで認識するサンドイッチ法の場合、試料は前記した蛍光免疫分析法の場合と同様にして処理され、抗体に蛍光試薬が結合され、かつ磁性ビーズ上に結合される。このようにして調製された試料溶液は、試料流入部41よりフロースルーセル本体に流入され、ドーム状のくぼみに沿った試料流路45内を流れる。試料溶液中の磁性ビーズは、フロースルーセル本体1の外側に配置した磁石47の磁力により試料流路45を形成する凸状曲面43の内壁上に捕捉される。磁性ビーズ以外の成分は試料流出部42より排出される。
【0037】
光ファイバー4によって導かれた励起光は光透過性のくぼみ面44を介してセル本体内に導入され、凸状曲面43の内壁上に捕捉されている磁性ビーズに照射される。磁性ビーズ上に結合した蛍光試薬から発生された蛍光は、光反射面となっている凸状曲面43で反射され、くぼみ40側に集光されて光透過性のくぼみ面44から射出し、フォトダイオード20によって効率よく検出される。一回の測定が終了したのち、セル内部を洗浄するための洗浄液を試料流入部41より導入し、かつ磁石47の磁力を弱くすることで、磁性ビーズを含めて測定済みの試料溶液が試料流出部42より排出される。
【0038】
ここでは蛍光法に適用した場合について説明したが、励起光照射光学系の代わりに試料流路45の内面に作用電極と対電極を配置することにより、図7及び図8に示したフロースルーセルを電気化学発光法に適用することもできる。
【0039】
【発明の効果】
本発明によると、測定セル構造を集光性に優れた形状としたことにより、低コストで蛍光法及び電気化学発光法の測定感度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフロースルーセルの一例を示す一部破断斜視図。
【図2】図1に示したフロースルーセルの、(a)は平面図、(b)は側面図。
【図3】本発明によるフロースルーセルの他の例を示す一部破断斜視図。
【図4】本発明によるフロースルーセルの他の例を示す一部破断斜視図。
【図5】図4に示したフロースルーセルの、(a)は平面図、(b)は側面図。
【図6】本発明によるフロースルーセルの他の例を示す一部破断斜視図。
【図7】本発明によるフロースルーセルの他の例を示す斜視図。
【図8】図7に示したフロースルーセルのセル本体の、(a)は平面図、(b)は側面図。
【符号の説明】
1…セル本体、2…光検出器、3a,3b…磁石、4…光ファイバー、5…光源、10…円柱状空間、11…試料流入部、12…試料流出部、13…外側面、14…円柱面、15…上面、16…下面、17…光透過性の窓、18a,18b…仕切版、20…フォトダイオード、21…低雑音I−V変換部、22…電圧制御部、23…BNCコネクタ、24…高電圧発生部、25…光反射性円錐面、30…作用電極、31a〜31d…対電極、41…試料流入部、42…試料流出部、43…凸状曲面、44…くぼみ面、45…試料流路、47…磁石[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow-through cell, particularly for immunoassay suitable for quantifying trace amounts of hormones, tumor markers, drugs, enzymes, cytokines, nucleic acids, etc. in an aqueous solution of a sample by fluorescence method or electrochemiluminescence method. It relates to a flow-through cell.
[0002]
[Prior art]
In the field of immunoassay, fluorescent methods, chemiluminescent methods, and electrochemiluminescent methods are used as analytical methods for measuring the presence and concentration of a very small amount (10 -14 mol or less) of an analyte to be measured in a sample. ing. The fluorescence method detects light emitted from the sample by photoexcitation, and the electrochemiluminescence method detects light emitted from the sample when a voltage is applied to the sample. In these methods, a luminescent reagent is bound to a substance to be measured such as a hormone by an antigen-antibody reaction, and luminescence derived from the luminescent reagent is quantified. In general, measurement is performed while a sample is passed through a flow-through cell. On the other hand, in the chemiluminescence method, for example, a luminescent reagent is mixed in a test tube, and the light emitted from the test tube in the 4π direction is reflected by the inner surface of the sphere to be collected. Done in
[0003]
For measurement methods that require light irradiation or voltage application to the measurement sample, such as fluorescence and electrochemiluminescence methods, the flow-through method is more advantageous than the batch method in terms of shortening the measurement time, and the device configuration Therefore, there is an advantage that an increase in apparatus cost can be suppressed and maintenance can be easily performed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The shape of the flow-through cell that has been conventionally used is a planar type, and the concentration of light emission generated in the flow-through cell is limited to only one surface direction. In particular, in the case of a flow-through cell used for electrochemiluminescence, flat electrodes are often used due to the principle restriction of having an electrode inside the cell and the requirement to keep the potential distribution on the electrode surface uniform. Has been. Conventionally, the photomultiplier tube used for detecting the amount of emitted light is large in size and has a single light receiving surface, which is one of the reasons for adopting the planar cell shape. Therefore, in the immunoassay using the conventional flow-through cell, the luminescence cannot be collected efficiently, and a very small amount of the analyte to be measured cannot be detected with high sensitivity.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a flow-through cell capable of efficiently collecting a small amount of light emission from a sample and detecting it with high sensitivity. And
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the light emission surface of the flow-through cell from which light emission from the sample is emitted has a curved three-dimensional shape, and the wall surface other than the light emission surface is used as a light reflection surface and the light emission generated from the sample is reflected. Shaped so that it can be condensed on the light exit surface. After the light emitted from the sample is reflected by the light-reflecting cell wall, it is efficiently applied to the photodetector placed outside the flow-through cell via the light exit surface. The above-mentioned purpose is achieved by allowing the light to be condensed.
[0007]
That is, the present invention provides a sample inflow portion into which a sample fluid flows, a sample outflow portion, a sample channel connecting the sample inflow portion and the sample outflow portion, and a light exit surface that is a part of the wall surface of the sample channel The light exit surface has a substantially axisymmetric three-dimensional shape, and the wall surface of the sample channel facing the light exit surface has a shape substantially similar to the light exit surface. The wall surface of the sample channel other than the above is a light reflecting surface.
[0008]
The wall surface of the sample channel used as the light reflecting surface can be a wall surface on the side in contact with the sample fluid, or can be an external surface not in contact with the sample fluid. When the outer surface of the sample channel is a light reflecting surface, the cell wall portion needs to be made of a light transmissive material. If the material that makes up the flow-through cell does not deteriorate due to a chemical reaction as in the fluorescence method, a light transmissive material such as an acrylic plate can be used. When the surface in contact with the solution is corroded, a polymer material resistant to corrosion, such as polymethyl methacrylate, can be used as the light transmissive material.
[0009]
The light reflecting surface can be formed by using a mirror surface treatment such as plating or vapor deposition with a metal material such as Al, Ag, Au or the like, or using the metal itself for the wall surface when deterioration due to a chemical reaction does not occur. When the surface in contact with the sample solution is corroded, it can be formed by plating or vapor-depositing a metal material resistant to corrosion such as Pt.
[0010]
The light emission surface can be a cylindrical surface, and the sample flow channel can be a flow channel for flowing the sample fluid flowing in from the sample inflow portion in two directions around the cylindrical surface. In this case, a small photomultiplier tube or a small photocell such as a photodiode that has been developed and improved in recent years as a photodetector is adopted, and the photodetector is arranged in a space surrounded by a cylindrical surface. Thus, it is possible to efficiently collect and detect light emitted from the sample.
[0011]
In addition, if a conical light reflecting surface having a central axis substantially coincident with the central axis of the cylindrical surface is disposed inside the space surrounded by the cylindrical surface, light emitted from the sample is disposed outside the flow-through cell. It can be efficiently guided to the detector for detection.
The light exit surface may be a dome-shaped indentation surface such as a hemispherical surface or a paraboloid, and in this case as well, it may be inserted near the indentation formed by the dome-shaped light exit surface or partially in the indentation. By arranging the photodetector in this manner, it is possible to efficiently detect light emission from the sample reflected and collected by the light reflecting surface substantially similar to the light emitting surface.
[0012]
In addition, a magnet can be disposed at least outside the wall surface of the sample channel facing the light exit surface. By arranging a magnet outside the flow-through cell, it is possible to employ a method of improving measurement accuracy by performing B / F separation using magnetic beads. The magnet may be an electromagnet or a permanent magnet. Magnetic beads captured on the wall of the flow-through cell by the magnetic force of the magnet, after the analysis is completed, by turning off the current to the electromagnet, or mechanically moving the permanent magnet away from the flow-through cell to weaken the magnetic force, Drain from the flow-through cell.
[0013]
When the flow-through cell is used in fluorescence analysis, a means for irradiating light to the inner wall surface of the flow channel adjacent to the magnet is provided in order to irradiate the luminescent reagent bound to the substance to be measured with excitation light. The light irradiating means guides light from a light source such as a halogen lamp with an optical fiber to the object to be measured through a light transmitting window provided in a part of the light reflecting surface or through a light transmitting light emitting surface. The excitation light is irradiated to the labeled luminescent substance.
[0014]
When the flow-through cell is used in the electrochemiluminescence analysis method, a working electrode and a counter electrode for applying a voltage to the luminescent substance labeled with respect to the measurement object are arranged on the inner wall of the sample flow path. At this time, a thin film of a metal material resistant to electrochemical corrosion such as Pt is plated or deposited on the inner wall of the sample flow path to form a working electrode, and a thin film of a metal material such as Pt is also plated or deposited in the vicinity thereof. Thus, the light reflecting surface and the electrode can be combined with a metal material thin film such as Pt.
[0015]
According to the present invention, it is possible to increase the effective solid angle when light emitted from a luminescent substance labeled with respect to a measurement object enters a photodetector to 2π or more, and weak light emitted from a sample solution. The measurement sensitivity can be improved by collecting and measuring the light efficiently.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams when a “donut type” flow-through cell, which is an embodiment of a flow-through cell according to the present invention, is applied to a fluorescence analysis method. FIG. 1 is a partially broken perspective view in which one of a pair of magnets arranged outside the cell is removed to make the structure easy to see, FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a side view. FIG.
[0017]
The flow-through cell of this embodiment is connected to a
[0018]
The
[0019]
[0020]
Next, a fluorescence immunoassay method using this flow-through cell will be described. For example, in the case of the sandwich method in which an antibody is recognized by sandwiching two types of antigens, a sample includes (1) a substance that binds an
[0021]
The sample solution containing the measurement target prepared in this way flows into the flow-through cell
[0022]
In the case of the fluorescence method, since the label substance needs to be photoexcited, light from the
[0023]
After one measurement is completed, a cleaning solution for cleaning the inside of the cell is introduced from the
[0024]
In the above example, the outer surface of the
[0025]
4 and 5 are schematic views for explaining another embodiment of the flow-through cell according to the present invention. In the previous embodiment, a photodetector such as a small photomultiplier tube is arranged inside a cylindrical space formed in the center of the flow-through cell. On the other hand, what is described here is an example in which a photodiode is used as a photodetector. 4 is a partially broken perspective view corresponding to FIG. 1, and FIG. 5 is a plan view and a side view corresponding to FIG. 4 and 5, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 4 and 5, and the detailed description thereof is omitted.
[0026]
In this embodiment, the
[0027]
The illustrated
[0028]
FIG. 6 is a schematic view when the flow-through cell of the present invention is applied to an electrochemiluminescence method. Here, an example in which a photodiode is used as the light receiving portion as in FIG. 4 will be described. However, as shown in FIG. 1, light detection such as a small photomultiplier tube arranged in the
[0029]
In the case of the electrochemiluminescence method, it is not necessary to carry out photoexcitation unlike the fluorescence method, and therefore it is not necessary to provide the
[0030]
Although the four
[0031]
Next, an electrochemiluminescence immunoassay method using this flow-through cell will be described. For example, in the sandwich method in which an antibody is recognized by sandwiching two kinds of antigens, the sample is processed in the same manner as in the fluorescence immunoassay described above, and a luminescent reagent is bound to the antibody and bound to magnetic beads. The The sample solution containing the measurement target prepared in this way flows into the flow-through cell
[0032]
After capturing the magnetic beads in the
[0033]
FIG. 7 and FIG. 8 are schematic views when a “recessed” flow-through cell, which is another embodiment of the flow-through cell according to the present invention, is applied to the fluorescence method. FIG. 7 is a perspective view of an excitation light irradiation optical system, a photodiode as a photodetector, and a magnet to be mounted, FIG. 8A is a plan view of the cell body, and FIG. 8B is a view of the cell body. It is a side view.
[0034]
The flow-through cell of this embodiment has a dome-shaped
[0035]
A
[0036]
Next, a fluorescence immunoassay method using this flow-through cell will be described. For example, in the sandwich method in which an antibody is recognized by sandwiching two types of antigens, the sample is processed in the same manner as in the fluorescence immunoassay described above, and a fluorescent reagent is bound to the antibody and bound to the magnetic beads. The The sample solution thus prepared flows into the flow-through cell body from the
[0037]
Excitation light guided by the optical fiber 4 is introduced into the cell body through the light-transmitting recessed
[0038]
Here, the case where the method is applied to the fluorescence method has been described. However, the working electrode and the counter electrode are arranged on the inner surface of the
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the measurement cell structure has a shape with excellent light collecting properties, the measurement sensitivity of the fluorescence method and the electrochemiluminescence method can be improved at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an example of a flow-through cell according to the present invention.
2A is a plan view and FIG. 2B is a side view of the flow-through cell shown in FIG.
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing another example of the flow-through cell according to the present invention.
FIG. 4 is a partially broken perspective view showing another example of the flow-through cell according to the present invention.
5A is a plan view and FIG. 5B is a side view of the flow-through cell shown in FIG.
FIG. 6 is a partially broken perspective view showing another example of the flow-through cell according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing another example of the flow-through cell according to the present invention.
8A is a plan view and FIG. 8B is a side view of the cell main body of the flow-through cell shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光出射面は円柱面であり、前記試料流路は前記試料流入部から流入した試料流体を前記円柱面の周囲を2方向に分岐して流す
ことを特徴とするフロースルーセル。 A flow comprising a sample inflow part into which a sample fluid flows, a sample outflow part, a sample channel connecting the sample inflow part and the sample outflow part, and a light exit surface that is a part of the wall surface of the sample channel In the through cell, the light exit surface has a substantially axisymmetric three-dimensional shape, and the wall surface of the sample channel facing the light exit surface has a surface shape substantially similar to the light exit surface, The wall surface of the sample channel other than the exit surface is a light reflecting surface ,
The flow-through cell, wherein the light exit surface is a cylindrical surface, and the sample flow path branches the sample fluid flowing in from the sample inflow portion in two directions around the cylindrical surface. .
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP33796196A JP3664557B2 (en) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | Flow-through cell |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH10176987A JPH10176987A (en) | 1998-06-30 |
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ID=18313627
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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1996
- 1996-12-18 JP JP33796196A patent/JP3664557B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH10176987A (en) | 1998-06-30 |
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