JPH049254B2 - - Google Patents
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- JPH049254B2 JPH049254B2 JP57100805A JP10080582A JPH049254B2 JP H049254 B2 JPH049254 B2 JP H049254B2 JP 57100805 A JP57100805 A JP 57100805A JP 10080582 A JP10080582 A JP 10080582A JP H049254 B2 JPH049254 B2 JP H049254B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- medium
- variable resistance
- resistance sensor
- sensor
- Prior art date
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、生化学的に感度の高い半導体センサ
ー、測定装置および該センサーを使用するアナラ
イトの測定方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a biochemically sensitive semiconductor sensor, a measuring device, and a method for measuring an analyte using the sensor.
(従来の技術および解決すべき課題)
免疫検定法は、ハプテン、抗原および抗体〔す
べて広くアナライト(analyte)と称される〕の
同定と定量用として通常使用されている。すべて
の免疫検定法の基本原理は、反応対(例えば、抗
原/抗体、ハプテン/抗体等)の成分間の特異結
合に示され、そしていくつかの場合に、一成分が
ある種の外的方法によつて容易に分析されるよう
に標識づけされる。BACKGROUND OF THE INVENTION Immunoassays are commonly used for the identification and quantification of haptens, antigens, and antibodies, all commonly referred to as analytes. The basic principle of all immunoassays lies in the specific binding between the components of a reaction pair (e.g., antigen/antibody, hapten/antibody, etc.), and in some cases one component is isolated by some external method. labeled for easy analysis by
放射線免疫検定法(RIA)は、ラジオアイソト
ープを特異結合対の成分の一つの標識として使用
することは基盤となつている。ラジオアイソトー
プ標識成分は、つぎに適当な機器を用い、アイソ
トープにより放射される放射線をカウントするこ
とにより測定される。 Radioimmunoassay (RIA) is based on the use of radioisotopes as labels for one of the components of a specific binding pair. The radioisotope-labeled component is then measured using appropriate equipment by counting the radiation emitted by the isotope.
特異結合対の一成分を標識づけする他の方法も
開発されている。酵素標識および螢光標識が最近
使用されてきており、それぞれ、酵素免疫検定法
(EIA)および螢光免疫検定法(FIA)と称され
ている。また、適当な試薬および機器を使用し
て、これらの標識は、液状媒体中におけるアナラ
イトの測定に利用され得る。この基本的操作に対
して多くの変形法も利用され得るが、反応、分離
および標識の検出の段階を必要とするものが多
い。 Other methods of labeling one member of a specific binding pair have also been developed. Enzyme and fluorescent labels have recently been used and are referred to as enzyme immunoassays (EIA) and fluorescent immunoassays (FIA), respectively. Also, using appropriate reagents and equipment, these labels can be utilized for the measurement of analytes in liquid media. Many variations on this basic operation are available, but many require reaction, separation, and label detection steps.
極く最近になつて、電気化学的センサーはこれ
らの操作によつて得られる感度を改善し、かつ、
簡易化するためのに鋭意検討されてきている。基
本的には、それらの特異結合対の一成分に対する
標識として使用される酵素の反応生成物を検出す
るためにイオン選択的電極が採用されている。 More recently, electrochemical sensors have improved the sensitivity obtained by these operations and
Efforts have been made to simplify the process. Basically, ion-selective electrodes are employed to detect reaction products of enzymes that are used as labels for one component of their specific binding pair.
また、特開昭55−10546号公報には、電界トラ
ンジスターを利用した免疫センサーにおいて、抗
原または抗体を絶縁膜表面に付着させる方法を改
良したセンサーが記載されている。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10546/1983 describes an immunosensor using a field transistor in which an improved method for attaching an antigen or antibody to the surface of an insulating film is used.
本発明は、特異結合対の標識成分の調製や検定
系からの該成分の分離とか、その後の検出等を除
くことを目的とするものであり、それによつて免
疫検定法を多いに簡易化し得る。より詳細には、
本発明は、以下の説明に示される生化学的に感度
高い半導体装置の利用による、液状媒体中のアナ
ライトの測定方法の新規、かつ、有用な改良法に
関する。 The purpose of the present invention is to eliminate the preparation of a labeled component of a specific binding pair, the separation of this component from an assay system, and subsequent detection, thereby greatly simplifying the immunoassay method. . More specifically,
The present invention relates to a novel and useful improvement in the method of measuring analytes in liquid media by utilizing a biochemically sensitive semiconductor device as described below.
(課題を解決するための手段)
本発明は、液状媒体中におけるアナライトの測
定に用いられる装置を提供する。より詳細には、
本発明は、電気的に半導体である物質、好適には
半導電性有機重合体よりなるセンサーおよびその
装置に関するものであつて、アナライトの特異結
合物質への結合がこの半導電性物質の電気的半導
電性を実測し得る程度に変化させる方法でアナラ
イトの特異結合物質が好適に当該物質に固定され
てなるものである。さらに、本発明は、かかる装
置を使用する液状媒体中におけるアナライトの存
在の検出方法を提供する。(Means for Solving the Problems) The present invention provides an apparatus used for measuring analytes in a liquid medium. More specifically,
The present invention relates to a sensor made of an electrically semiconducting substance, preferably a semiconducting organic polymer, and a device thereof, in which the binding of an analyte to a specific binding substance is caused by the electrical conductivity of the semiconducting substance. The specific binding substance of the analyte is preferably immobilized on the substance by a method that changes the target semiconductivity to a measurable extent. Furthermore, the present invention provides a method for detecting the presence of an analyte in a liquid medium using such a device.
本発明は次のように特定される。 The invention is specified as follows.
(a) 絶縁構造物と、
(b) 媒体にさらされるために該絶縁構造物上に設
けられ、アナライト用の特異結合物質を含むポ
リアセチレン製半導電性有機重合体よりなる活
性部分を有するエレメント手段と、
(c) 該エレメントに接触する2電極を含む少なく
とも2以上の電極とからなることを特徴とする
媒体中のアナライトの測定用の可変抵抗センサ
ー。(a) an insulating structure; and (b) an element having an active portion of a polyacetylene semiconducting organic polymer disposed on the insulating structure for exposure to a medium and containing a specific binding substance for the analyte. and (c) at least two or more electrodes, including two electrodes in contact with said element.
(a) ポリアセチレン製半導電性有機重合体のエ
レメントを製造し、
(b) 該エレメントを特異結合物質で処理し、
(c) 該エレメントを媒体に曝らし、
(d) 処理されたエレメントの電気特性の変化を
測定する段階よりなることを特徴とする
媒体中のアナライトのタイプおよび量を同定する
方法。 (a) producing an element of polyacetylene semiconducting organic polymer; (b) treating the element with a specific binding substance; (c) exposing the element to a medium; and (d) increasing the electrical A method for identifying the type and amount of an analyte in a medium, characterized in that it comprises the step of measuring changes in properties.
(A)(a) 絶縁構造物と、
(b) 媒体にさらされるために該絶縁構造物上に
設けられ、アナライト用の特異結合物質を含
むポリアセチレン製半導電性有機重合体より
なる活性部分を有するエレメント手段と、
(c) 該エレメントに接触する2電極を含む少な
くとも2以上の電極とからなる媒体中のアナ
ライトの測定用の第1の可変抵抗センサー
と、
(B)(a) 絶縁構造物と、
(b) 媒体にさらされるために該絶縁構造物上に
設けられ、アナライト用の特異結合物質を含
むポリアセチレン製半導電性有機重合体より
なる活性部分を有するエレメント手段と、
(c) 該エレメントに接触する2電極を含む少な
くとも2以上の電極とからなる媒体中のアナ
ライトの測定用の第2の可変抵抗センサー
と、
(C) 該第1の可変抵抗センサーと該第2の可変抵
抗センサー間の抵抗測定用の抵抗比較手段と
からなることを特徴とする媒体中のアナライト
の測定用の装置。(A) an active portion consisting of (a) an insulating structure and (b) a polyacetylene semiconducting organic polymer disposed on the insulating structure for exposure to a medium and containing a specific binding substance for the analyte; (B) a first variable resistance sensor for the measurement of an analyte in a medium comprising an element means having: (c) at least two or more electrodes, including two electrodes in contact with the element; (b) element means having an active portion of a polyacetylene semiconducting organic polymer disposed on the insulating structure for exposure to a medium and comprising a specific binding substance for the analyte; c) a second variable resistance sensor for measuring an analyte in a medium, comprising at least two or more electrodes, including two electrodes in contact with the element; (C) the first variable resistance sensor and the second variable resistance sensor; and a resistance comparison means for measuring the resistance between variable resistance sensors of the invention.
特定のあらゆるアナライトに対する多くの特異
結合物質は基本的には生物学的であるので、この
装置は、生物化学的に感度の高い半導電的装置ま
たはBSSDと称される。これらの特異結合物質
は、一般に有機化学的種類からなり、測定可能な
性質(一つは特殊な電荷である)を呈する。さら
に、特異結合物質に対して、その電荷は特定アナ
ライトへの結合の結果変化するのであり、結合物
質およびその特異なアナライトの例としては抗体
およびその特異な抗原がある。本発明によれば、
特異な抗体(結合物質)と抗原(アナライト)と
の結合は、結合反応物質の一つまたは二つの成分
の電荷変化を検出、測定することにより定量され
る。特異結合系の二成分のどちらか片方を電場に
よつて影響される物質に極めて接近して位置させ
ることによつて、結合反応の結果としての電場の
変化はその物質の性質に変化を与えることにな
る。もしこの物質の性質が測定し得るものであれ
ば、この結合反応も測定可能となる。 Since many specific binding substances for any particular analyte are biological in nature, this device is referred to as a biochemically sensitive semiconducting device or BSSD. These specific binding substances are generally of organic chemical type and exhibit measurable properties, one of which is a special charge. Furthermore, for a specific binding substance, its charge changes as a result of binding to a specific analyte; examples of a binding substance and its specific analyte include antibodies and their specific antigens. According to the invention,
The binding between a specific antibody (binding substance) and an antigen (analyte) is quantified by detecting and measuring the charge change of one or two components of the binding reactant. By placing one of the two components of a specific binding system in close proximity to a substance that is affected by an electric field, changes in the electric field as a result of the binding reaction can cause changes in the properties of that substance. become. If the properties of this substance can be measured, then this binding reaction can also be measured.
(作用)
本発明のセンサー、装置およびその操作は、第
1,2および4図に示されているように各エレメ
ント毎にそれぞれ最適に説明され、また、センサ
ーおよび装置の電気的操作は第3図に示したとお
りに説明される。(Operation) The sensor, device and operation thereof of the present invention are best explained element by element as shown in FIGS. 1, 2 and 4, and the electrical operation of the sensor and device is explained in the It will be explained as shown in the figure.
センサーの中心部を占めるエレメント10は、
半導電性有機重合体の細片よりなる。これにはあ
らゆる半導電性有機重合体が用いられる。この比
較的新規な分類の化合物には、ポリアセチレン、
ポリ(p−フエニレン)、ポリピロール、ポリ
(ポリアルキルポリジイン)例えばポリ(ヘプタ
−1,6−ジイン)、ポリ(p−フエニレンスル
フイド)、ポリメタロフタロシアニン類、好まし
くはポリアルミノフタロシアニンフルオリドおよ
びポリフタロシアニンシロランがある。このリス
トした半導電性有機重合体は、限定するためでは
なく、単なる例示にすぎない。 The element 10 occupying the center of the sensor is
Consists of strips of semiconducting organic polymer. Any semiconducting organic polymer can be used for this. This relatively new class of compounds includes polyacetylenes,
Poly(p-phenylene), polypyrrole, poly(polyalkylpolydiyne) such as poly(hepta-1,6-diyne), poly(p-phenylene sulfide), polymetalophthalocyanines, preferably polyaluminophthalocyanine fluoride. and polyphthalocyanine silolanes. This list of semiconducting organic polymers is illustrative only and not limiting.
前記有機重合体は、ドープしていない状態かそ
れとも通常採用されるドーパント、例えば五フツ
化砒素、ヨウ素、過塩素酸塩等を含有させて用い
られる。 The organic polymer may be used in an undoped state or with commonly employed dopants such as arsenic pentafluoride, iodine, perchlorate, and the like.
エレメント10は、結合試薬にさらされる。こ
のエレメントは、適当な緩衝液中の結合試薬水溶
液中に浸漬するだけで十分である。本明細書でい
う「結合試薬」なる語には、生化学分野で通常理
解されているタイプのカツプリング反応、抗原/
抗体反応というようなものを遂行する物質が全て
包含される。 Element 10 is exposed to a binding reagent. It is sufficient to immerse the element in an aqueous solution of binding reagent in a suitable buffer. As used herein, the term "binding reagent" includes antigen/coupling reactions of the type commonly understood in the biochemical arts.
All substances that carry out something like an antibody reaction are included.
結合試薬の代表的なものは、IgGに対する抗
体、酵素、例えばβ−ガラクトシダーゼ、コンカ
ナバリンA、リムリン、
補助因子タイプの酵素、例えばイソクエン酸塩
デヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナー
ゼ、NAD(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチ
ド)、
酵素基質、例えばイソクエン酸塩、
酵素阻害剤、例えばβ−ガラクトシダーゼ阻害
剤、
ホルモン、例えばチロキシン、
酵素基質類似体、例えばO−ニトロフエニル−
β−D−ガラクトピラリシド、
抗原、例えばヒトの絨毛膜ゴナドトロピンであ
る。ここでのこれらの例示は、臨界的なものでは
なく、また、制限するためのものではない。 Typical binding reagents include antibodies to IgG, enzymes such as β-galactosidase, concanavalin A, limulin, cofactor-type enzymes such as isocitrate dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), enzymes. Substrates, e.g. isocitrate, Enzyme inhibitors, e.g. β-galactosidase inhibitors, Hormones, e.g. thyroxine, Enzyme substrate analogues, e.g. O-nitrophenyl-
β-D-galactopyrariside, an antigen such as human chorionic gonadotropin. These illustrations herein are not critical and are not intended to be limiting.
本発明の例示は重合体エレメントと結合試薬と
の簡単な接触処理を開示するだけであるが、ある
種の条件下でエレメント基質の活性化処理がある
種の結合試薬との結合に必要なことは当該分野の
技術者にとつては明白であろう。そして、このよ
うな反応は、一般的に行なわれており、当該分野
の技術者にもよく知られており、本発明の技術的
範囲にも包含される。 Although the illustration of the present invention only discloses a simple contacting of a polymeric element with a binding reagent, it is understood that under certain conditions activation treatment of the element substrate may be necessary for binding with certain binding reagents. will be obvious to a person skilled in the art. Such reactions are commonly performed and well known to those skilled in the art, and are also included within the technical scope of the present invention.
エレメント10を結合試薬で処理する通常の工
程では、新たに合成された重合体は、所望の結合
試薬の溶液を含む適当な緩衝液中に置かれ、約8
〜約24時間室温下に保温され、食塩水で洗浄さ
れ、窒素下に貯蔵される。窒素下貯蔵は必須とい
うものではないが、多くの結合試薬は酸素に敏感
であり、その活性が最善に維持されるにはできる
だけこの物質に露出されるのを減ずるとよいこと
が知られている。 In a typical process for treating element 10 with a binding reagent, the newly synthesized polymer is placed in a suitable buffer containing a solution of the desired binding reagent, and the
Incubate at room temperature for ~24 hours, wash with saline, and store under nitrogen. Although storage under nitrogen is not required, it is known that many binding reagents are sensitive to oxygen and that their activity is best maintained by reducing exposure to this material as much as possible. .
本発明センサーの一実施態様は第1図に示され
ている。第1図において、エレメント10は半導
電性物質およびこれに結合した結合試薬を含み、
絶縁材料14上に設けられている。ここで、電極
である電気接点22および24がエレメント10
に施されている。装置が作動し、アナライト溶液
である媒体12がその上に置かれると、電極であ
る付加的な電気接点26,28が媒体12に適用
される。ここで、付加的な電気接点とは、媒体の
伝導度の測定用にまたは電界トランジスター効果
を利用してエレメント間の抵抗変化を増幅させる
ために用いられる。これは第4図によつて理解さ
れる。即ち、その右手部分で接点22,24の位
置がエレメント10と絶縁用キヤリア14とに関
連づけられる。その左手側では接点26を示す同
様の配置が示される。接点28は同様に適用され
ることになる。この接点が金メツキまたは金のワ
イヤでつくられるならば、良好な接合のために特
に好ましい。 One embodiment of the sensor of the invention is shown in FIG. In FIG. 1, element 10 includes a semiconducting material and a binding reagent bound thereto;
It is provided on an insulating material 14. Here, electrical contacts 22 and 24, which are electrodes, are connected to the element 10.
It is applied to When the device is activated and the medium 12, which is the analyte solution, is placed over it, additional electrical contacts 26, 28, which are electrodes, are applied to the medium 12. Here, the additional electrical contacts are used for measuring the conductivity of the medium or for amplifying the resistance change between the elements using the field transistor effect. This can be understood from FIG. That is, the positions of the contacts 22, 24 are associated with the element 10 and the insulating carrier 14 in its right-hand part. On its left hand side a similar arrangement is shown showing contacts 26. Contacts 28 would be applied similarly. It is particularly preferred for good bonding if this contact is made of gold plating or gold wire.
センサーの最高能力で使用する場合には、第2
図に示されるように僅かにより複雑な装置が用い
られる。図面の符号の最後の二つの数字は第1図
での対応した二つの数字に対応している。 When using the sensor at its maximum capacity, the second
A slightly more complex device is used as shown in the figure. The last two digits of the drawing numbers correspond to the corresponding two digits in FIG.
かくして、第2図は、半導電性有機重合体およ
び結合試薬からなるエレメント110を備える絶
縁材料からなる基材114を示す。エレメント1
10の他の表面には、それぞれ連結されたリード
123,125を有する一対の金属接点122,
124が設けられている。凹部111の低い部分
は、L型断面を有する円盤形の絶縁用エレメント
162によつて形成される。凹部111の反対側
になるように位置する円盤エレメント162の上
に、それぞれ接続せしめられたリード127およ
び129を有する電極126,128がある。こ
れらの接点126,128は凹部の壁面のほんの
僅かな部分しか占めず、円盤エレメント164に
より絶縁して囲まれており、アナライト112を
含む媒体はこのようにしてつくられた凹部111
の中に配せられる。 Thus, FIG. 2 shows a substrate 114 of insulating material comprising an element 110 of a semiconducting organic polymer and a binding reagent. element 1
10 has a pair of metal contacts 122, each having leads 123 and 125 connected to each other.
124 are provided. The lower portion of the recess 111 is formed by a disc-shaped insulating element 162 having an L-shaped cross section. On the disk element 162, located opposite the recess 111, are electrodes 126, 128 with connected leads 127 and 129, respectively. These contacts 126, 128 occupy only a small part of the wall of the recess and are insulatively surrounded by a disk element 164, so that the medium containing the analyte 112 is transported to the recess 111 created in this way.
placed inside.
センサーはエレメントの電気的特性変化の測定
用抵抗比較手段、例えば、第3図に示されるホイ
ートストンブリツジ回路と組合わせて本発明の媒
体中のアナライトの測定用の装置を構成する。こ
の回路で正の電位が接点32,36の間に与えら
れる。一つのエレメント10は接点32,34の
間につなぎ、同様なエレメントは接点36,38
の間につなぐ。接点34は接合点48に連結し、
これに抵抗器42の一端を連結する。この抵抗器
は、所望ならば可変抵抗器がよい。同様に、別の
抵抗器44、これも可変抵抗器が好ましいが、そ
の一端も接点46で連結し、これに接点38が連
結せしめられる。接合46,48は微分増幅器5
2に連結し、これはメーター装置54を通つて大
地につながつている。 The sensor constitutes a device for measuring analytes in media according to the invention in combination with resistance comparison means for measuring changes in the electrical properties of the elements, for example the Wheatstone bridge circuit shown in FIG. In this circuit a positive potential is applied between contacts 32 and 36. One element 10 is connected between contacts 32, 34, and a similar element is connected between contacts 36, 38.
Connect between. Contact 34 connects to junction 48;
One end of the resistor 42 is connected to this. This resistor may be a variable resistor if desired. Similarly, one end of another resistor 44, also preferably a variable resistor, is connected at a contact 46, to which contact 38 is connected. Junctions 46 and 48 are differential amplifiers 5
2, which is connected to ground through a metering device 54.
本発明の装置の操作において、32/34およ
び36/38にそれぞれ連結している二つのエレ
メント10は、通常の方法でバランスされてい
る。アナライトを含む媒体が、ついで凹部111
に配置され、そしてこの当該エレメントの抵抗変
化が測定される。抵抗変化は、時間と濃度のフア
クターであることが見い出されており、かくして
標準液での校正が必要となる。さらに測定の感度
を上げることは、付加的な電気接点26または2
8のどちらかに電圧をかけるか、または電圧が同
じでも同時に両方にかけることによつて可能であ
る。また、所望ならば、付加的な電気接点26お
よび28は、通常の方法で媒体の伝導度測定に使
用される。 In operation of the device of the invention, the two elements 10, connected respectively to 32/34 and 36/38, are balanced in the usual manner. The medium containing the analyte is then placed in the recess 111
and the resistance change of this element is measured. Resistance change has been found to be a factor of time and concentration, thus requiring calibration with standard solutions. To further increase the sensitivity of the measurement, additional electrical contacts 26 or 2
This can be done by applying a voltage to either of 8, or by applying the same voltage to both at the same time. Also, if desired, additional electrical contacts 26 and 28 are used to measure the conductivity of the medium in the usual manner.
「アナライト」なる用語は、ここでは抗原、抗
体、ハプテン、酵素、酵素基質、酵素基質類似
体、凝集素、レクチン、酵素補助因子、酵素阻害
剤、ホルモン等である。 The term "analyte" as used herein includes antigens, antibodies, haptens, enzymes, enzyme substrates, enzyme substrate analogs, agglutinins, lectins, enzyme cofactors, enzyme inhibitors, hormones, and the like.
実 験
調製A
ヤギ抗−ウサギIgG血清のIgGフラクシヨンは、
ガーヴエイ、ジエイ.エス(Garvey,J.S.)ら
の「Methods in Immunology(免疫学方法)」第
193〜198頁(WA.Benjamin社1980年刊)に記述
されている、33%硫酸アンモニウム沈澱および
DEAEセルロースクロマトグラフイの併用によつ
て単離された。さらに、必要により前記文献に開
示される方法であるアフイニテイクロマトグラフ
イ技術による精製を行なつた。Experimental Preparation A The IgG fraction of goat anti-rabbit IgG serum was
Garvey, Jay. Garvey, JS et al., “Methods in Immunology,” Vol.
33% ammonium sulfate precipitation and
It was isolated by a combination of DEAE cellulose chromatography. Furthermore, if necessary, purification was carried out by affinity chromatography technique, which is the method disclosed in the above-mentioned document.
調製AA
アセチレンのトランス型重合体を、チーグラー
型触媒を用い、イトーらの「ジヤーナル、オブ、
ポリマー、サイエンス(Journal of Polymer
Science)」第12巻第11頁(1974年)の操作によつ
て調製した。Preparation AA Trans-type polymer of acetylene was prepared using a Ziegler-type catalyst using Ito et al.
Polymer, Science (Journal of Polymer
Science) Vol. 12, p. 11 (1974).
調製BB
ポリ(P−フエニレン)は、Shackletteらの
Syn.Met.第1巻第307頁(1980年)の方法により
調製した。Preparation BB poly(P-phenylene) was prepared according to Shacklette et al.
It was prepared according to the method of Syn.Met. Vol. 1, p. 307 (1980).
調製CC
ポリピロールは、カナザワらのSyn.Met.第1
巻第329頁(1980年)の方法により調製した。The prepared CC polypyrrole was prepared by Kanazawa et al.'s Syn.Met.
It was prepared according to the method of Vol. 329 (1980).
調製DD
ポリ(ヘプター1,6−ジイン)は、ギブソン
(Gibson)らのジヤーナル、オブ、ケミカルソサ
エテイ(J.Chem.Soc.)(Chem.Comm)426
(1980年)の方法により調製した。Preparation DD poly(hepter-1,6-diyne) was prepared by Gibson et al., J.Chem.Soc. (Chem.Comm) 426
(1980).
調製EE
ポリ(p−フエニレンスルスイド)ヘキサフル
オロアルセネートは、ラボルト(Rabolt)らの
ジヤーナル、オブ、ケミカル、ソサエテイ(J.
Chem.Soc.)(Chem.Comm)347(1980年)の方
法により調製した。Preparation EE Poly(p-phenylene sulfide) hexafluoroarsenate was prepared by Rabolt et al., Journal of Chemical Society (J.
Chem.Soc.) (Chem.Comm) 347 (1980).
参考例 I
約4×10mmの新たに合成されたポリアセチレン
の細片を、精製されたヤギ抗ウサギIgG5mg/ml
を含有するPH9.5の0.05Mの炭酸塩−重炭酸塩緩
衝液に置き、室温下に一晩保持した。ポリアセチ
レン抗体細片は、ついで食塩水で洗浄され、窒素
下に貯えられた。Reference Example I A strip of newly synthesized polyacetylene approximately 4 x 10 mm was injected with 5 mg/ml of purified goat anti-rabbit IgG.
was placed in 0.05M carbonate-bicarbonate buffer, pH 9.5, containing 100% chloride and kept overnight at room temperature. The polyacetylene antibody strips were then washed with saline and stored under nitrogen.
参考例
新たに合成されたポリ(p−フエニレン)の細
片(約4×20mm)を、ヒトの絨毛膜ゴナドトロピ
ンに対し単クローン性抗体を5mg/ml含有するPH
9.5の0.05Mの炭酸塩−重炭酸塩緩衝液中に置き、
室温下に一晩保持した。ポリ(p−フエニレン)
細片は、ついで食塩水で洗浄され、窒素下に貯え
られた。Reference Example A strip of newly synthesized poly(p-phenylene) (approximately 4 x 20 mm) was added to PH containing 5 mg/ml of a monoclonal antibody against human chorionic gonadotropin.
9.5 in 0.05 M carbonate-bicarbonate buffer;
It was kept at room temperature overnight. poly(p-phenylene)
The strips were then washed with saline and stored under nitrogen.
参考例
新たに合成されたポリピロールの細片(約4×
20mm)を、アビジン5mg/mlを含むPH9.5の
0.05Mの炭酸塩−重炭酸塩緩衝液中に置き、室温
下に一晩保持した。ポリピロール/アビジン細片
は、ついで食塩水で洗浄され、窒素下に貯えられ
た。Reference example Newly synthesized polypyrrole strips (approximately 4×
20mm) at pH 9.5 containing 5mg/ml of avidin.
Placed in 0.05M carbonate-bicarbonate buffer and kept at room temperature overnight. The polypyrrole/avidin strips were then washed with saline and stored under nitrogen.
参考例
新たに合成されたポリ(ヘプタ−1,6−ジイ
ン)の細片(約4×20mm)を、β−ガラクトシダ
ーゼ5mg/ml含有のPH9.5の0.05Mの炭酸塩−重
炭酸塩緩衝液中に置き、室温下に一晩保持した。
ポリ(ヘプタ−1,6−ジイン)/β−ガラクト
シダーゼ細片は、ついで食塩水で洗浄され、窒素
下に貯えられた。Reference Example A strip of newly synthesized poly(hepta-1,6-diyne) (approximately 4 x 20 mm) was added to a 0.05 M carbonate-bicarbonate buffer at pH 9.5 containing 5 mg/ml of β-galactosidase. It was placed in a solution and kept at room temperature overnight.
The poly(hepta-1,6-diyne)/β-galactosidase strips were then washed with saline and stored under nitrogen.
参考例 V
新たに合成されたポリ(p−フエニレンスルフ
イド)ヘキサフルオロアルセネート(約4×20
mm)を、リヌリン5mg/ml含有のPH9.5の0.05M
の炭酸塩−重炭酸塩緩衝液中に置き、室温下に一
晩保持した。ポリ(p−フエニレンスルフイド)
ヘキサフルオロアーセネート/リヌリン細片は、
ついで食塩水で洗浄され、窒素下に貯えられた。Reference example V Newly synthesized poly(p-phenylene sulfide) hexafluoroarsenate (approximately 4×20
mm), 0.05M of PH9.5 containing linulin 5mg/ml
of carbonate-bicarbonate buffer and kept at room temperature overnight. Poly(p-phenylene sulfide)
Hexafluoroarsenate/linulin strips are
It was then washed with saline and stored under nitrogen.
参考例
新たに合成されたポリアルミノタロシアニンフ
ルオリドの細片(約4×20mm)を、NAD5mg/ml
含有のPH9.5の0.05Mの炭酸塩−重炭酸塩緩衝液
中に置き、室温下に一晩保持した。ポリアルミノ
タロシアニンフルオリドは、ついで食塩水で洗浄
され、窒素下に貯えられた。Reference example A strip of newly synthesized polyaluminotalocyanine fluoride (approximately 4 x 20 mm) was mixed with NAD 5 mg/ml.
0.05M carbonate-bicarbonate buffer with pH 9.5 and kept at room temperature overnight. The polyaluminotalocyanine fluoride was then washed with saline and stored under nitrogen.
実施例 1
参考例Iによつて調製された一対のエレメント
は、第4図に示される装置の右手側部の一対の装
置に連結し、そして第3繊の回路に連続した。ブ
リツジ回路はバランスされ、そしてウサギIgGの
PBS緩衝液(IgG500μg/ml)10マイクロリツト
ル(μ)を一つのエレメントに入れ、同量の
PBS緩衝液を他のエレメントに入れ、金属性接
点エレメント22および24とどちらのサンプル
も接触しないように留意した。回路のエレメント
44は可変トランスであり、その読みはT=0か
らT=1時間まで以下の如くであつた。Example 1 A pair of elements prepared according to Reference Example I were connected to a pair of devices on the right-hand side of the device shown in FIG. 4 and continued into a third fiber circuit. The bridge circuit is balanced and rabbit IgG
Add 10 microliters (μ) of PBS buffer (IgG500μg/ml) to one element, and add the same amount of
PBS buffer was placed in the other element and care was taken to avoid contact of either sample with the metallic contact elements 22 and 24. Element 44 of the circuit was a variable transformer whose readings were as follows from T=0 to T=1 hours.
T=0 470 T=1分 498 T=2分 488 T=3分 563 T=9分 731 T=20分 687 T=1時間 587 供給した電圧は5.1ボルトであつた。 T=0 470 T=1 minute 498 T=2 minutes 488 T=3 minutes 563 T=9 minutes 731 T=20 minutes 687 T=1 hour 587 The voltage supplied was 5.1 volts.
実験は供給電圧5.0ボルトで、20μのIgGを用
いて繰り返し、以下の読みが得られた。 The experiment was repeated using 20 μ of IgG with a supply voltage of 5.0 volts and the following readings were obtained.
T=0 378
T=1分 358
T=5分 403
T=10分 499
T=20分 499
T=30分 435
実施例 2
参考例Iにおけるように、ポリアセチレン抗体
の細片はヤギ抗−ウサギIgG調整法を用いて調製
し、そしてテフロンホールダーに設置した。3mm
直径にカツトアウトされた網はポリアセチレンフ
イルム上に拡げ、水性ゼラチンフイルムを乗せる
ために用いた。二つの電導性クランプを物理的に
も電気的にもゼラチンフイルムと連結しないよう
に留意した。特殊アラナイトの測定は、実施例1
で示されたと同じ装置で行なつた。 T = 0 378 T = 1 minute 358 T = 5 minutes 403 T = 10 minutes 499 T = 20 minutes 499 T = 30 minutes 435 Example 2 As in Reference Example I, strips of polyacetylene antibody were used with goat anti-rabbit IgG prepared using the preparation method and placed in a Teflon holder. 3mm
A mesh cut out to the diameter was spread on a polyacetylene film and used to place an aqueous gelatin film on it. Care was taken not to connect the two conductive clamps with the gelatin film either physically or electrically. Measurement of special allanite is carried out in Example 1.
It was carried out using the same equipment as shown in .
実施例 3
参考例におけるように、ポリアセチレン抗
体、ゼラチンフイルムの細片を調製した。ただ
し、付加的な電気的連結は、ゼラチンフイルム表
面に白金ワイヤ片を設置することによつて形成し
た。この例では、装置は原理的には電界効果トラ
ンジスターと同様である。この付加的な電気的連
結は、ポリアセチレン抗体フイルムを通る電子の
流れに対し、直角に電圧をかけることになる。こ
の装置を用いてウサギIgGをヤギ抗ウサギIgG抗
体に結合させることが、実施例1で示されたのと
同様に確認された。Example 3 Polyacetylene antibody gelatin film strips were prepared as in Reference Example. However, additional electrical connections were made by placing pieces of platinum wire on the surface of the gelatin film. In this example, the device is similar in principle to a field effect transistor. This additional electrical connection will apply a voltage perpendicular to the flow of electrons through the polyacetylene antibody film. Binding of rabbit IgG to goat anti-rabbit IgG antibody using this device was confirmed in the same manner as shown in Example 1.
以上の例の操作は第2図の装置を用いても繰り
返された。その場合、装置の接触点126に対し
ては2〜10ボルトが与えられた。 The operations in the above example were repeated using the apparatus of FIG. In that case, 2 to 10 volts were applied to contact point 126 of the device.
実施例 4
以上の如く示された本発明から、同じことが多
数の方法において変えられることも明白であろ
う。このような変更は本発明の思想および範囲か
ら離れたものと見倣されるのではなく、このよう
な変型はすべて以下の請求の範囲の範囲内に含ま
れるものである。EXAMPLE 4 From the invention thus described, it will be obvious that the same may be varied in many ways. Such modifications are not to be considered as a departure from the spirit and scope of the invention, and all such modifications are intended to be included within the scope of the following claims.
(発明の効果)
本発明は、アナライトの測定に用いられる装置
および測定方法に関するものであり、特異な結合
物質(抗体)とアナライト(抗原)との結合が結
合反応物質の1つまたは2つの成分の電荷変化を
検出、測定することにより簡便に定量できる。(Effects of the Invention) The present invention relates to an apparatus and a measuring method used for measuring an analyte, and the binding between a specific binding substance (antibody) and an analyte (antigen) is caused by one or two of the binding reaction substances. It can be easily quantified by detecting and measuring changes in the charge of the two components.
第1図は本発明センサーの一実施態様を示すエ
レメント部の断面図、第2図は他の実施態様を示
す断面図、第3図は本発明装置の操作用回路図で
あり、また第4図は本発明センサーのキヤリヤ部
分の斜視図である。
10……エレメント、12……媒体、14……
絶縁材料、22,24,26,28,32,3
4,36,38……接点、46,48,50……
接合点、52……増幅器、54……メーター装
置、110……エレメント、111……凹部、1
22,124……接点、123,125,12
7,129……リード、126,128……電
極、162,164……円盤エレメント。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an element portion showing one embodiment of the sensor of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment, FIG. 3 is a circuit diagram for operating the device of the present invention, and FIG. The figure is a perspective view of the carrier portion of the sensor of the present invention. 10...Element, 12...Medium, 14...
Insulating material, 22, 24, 26, 28, 32, 3
4, 36, 38... Contact, 46, 48, 50...
Junction point, 52...Amplifier, 54...Meter device, 110...Element, 111...Recess, 1
22, 124... Contact, 123, 125, 12
7,129...Lead, 126,128...Electrode, 162,164...Disk element.
Claims (1)
けられ、アナライト用の特異結合物質を含むポ
リアセチレン製半導電性有機重合体よりなる活
性部分を有するエレメント手段と、 (c) 該エレメントに接触する2電極を含む少なく
とも2以上の電極とからなることを特徴とする
媒体中のアナライトの測定用の可変抵抗センサ
ー。 2 電極が四つであり、二つの電極は該エレメン
トに接続されており、残りの二つの電極は該媒体
の伝導度の測定用に該媒体に接触する特許請求の
範囲第1項に記載のセンサー。 3 電極が二つであり、該エレメントに接続され
ている特許請求の範囲第1項に記載のセンサー。 4 電極が三つであり、二つの電極は該エレメン
トに接続されており、残りの一つの電極は電界ト
ランジスター効果を生じるように該媒体に接触す
る特許請求の範囲第1項に記載のセンサー。 5 特異結合物質が抗体、抗原、酵素、酵素基
質、酵素基質類似体、凝集素、レクチン、酵素補
助因子、酵素阻害剤およびホルモンよりなる群か
ら選ばれたものである特許請求の範囲第1項また
は第4項に記載のセンサー。 6 (a) ポリアセチレン製半導電性有機重合体の
エレメントを製造し、 (b) 該エレメントを特異結合物質で処理し、 (c) 該エレメントを媒体に曝らし、 (d) 処理されたエレメントの電気特性の変化を測
定する段階よりなることを特徴とする 媒体中のアナライトのタイプおよび量を同定する
方法。 7 二つの電極を該エレメントと接触させ、かつ
該電極間の電気特性の変化を測定する特許請求の
範囲第6項に記載の方法。 8 三つの電極を用い、二つの電極は該エレメン
トと接触させ、残りの一つの電極は電界トランジ
スター効果を生じるように該媒体に接触する特許
請求の範囲第7項に記載の方法。 9 特異結合物質が抗体、抗原、酵素、酵素基
質、酵素基質類似体、凝集素、レクチン、酵素補
助因子、酵素阻害剤およびホルモンよりなる群か
ら選ばれたものである特許請求の範囲第6,7項
ないし第8項のいずれか一つに記載の方法。 10 (A)(a) 絶縁構造物と、 (b) 媒体にさらされるために該絶縁構造物上に
設けられ、アナライト用の特異結合物質を含
むポリアセチレン製半導電性有機重合体より
なる活性部分を有するエレメント手段と、 (c) 該エレメントに接触する2電極を含む少な
くとも2以上の電極とからなる媒体中のアナ
ライトの測定用の可変抵抗センサーと、 (B) (a) 絶縁構造物と、 (b) 媒体にさらされるために該絶縁構造物上に
設けられ、アナライト用の特異結合物質を含
むポリアセチレン製半導電性有機重合体より
なる活性部分を有するエレメント手段と、 (c) 該エレメントに接触する2電極を含む少な
くとも2以上の電極とからなる媒体中のアナ
ライトの測定用の可変抵抗センサーと、 (C) 該第1の可変抵抗センサーと該第2の可変抵
抗センサー間の抵抗測定用の抵抗比較手段と からなることを特徴とする媒体中のアナライトの
測定用の装置。 11 電極が八つであり、二つの電極は該第1の
可変抵抗センサーのエレメントに、二つの電極は
該第2の可変抵抗センサーのエレメントに接続さ
れ、二つの電極は該第1の可変抵抗センサーの媒
体の伝導度の測定に媒体にそして残りの二つの電
極は該第2の可変抵抗センサーの媒体の伝導度の
測定に媒体に接触する特許請求の範囲第10項に
記載の装置。 12 電極が四つであり、二つの電極は該第1の
可変抵抗センサーのエレメントに、残りの二つの
電極は該第2の可変抵抗センサーのエレメントに
接続されている特許請求の範囲第10項に記載の
装置。 13 電極が六つであり、二つの電極は該第1の
可変抵抗センサーのエレメントに、二つの電極は
該第2の可変抵抗センサーのエレメントに接続さ
れており、一つの電極は電界トランジスター効果
を生じるように該第1の可変抵抗センサーの媒体
に残りの一つの電極は電界トランジスター効果を
生じるように該第2の可変抵抗センサーの媒体に
接触する特許請求の範囲第10項に記載の装置。 14 特異結合物質が抗体、抗原、酵素、酵素基
質、酵素基質類似体、凝集素、レクチン、酵素補
助因子、酵素阻害剤およびホルモンよりなる群か
ら選ばれたものである特許請求の範囲第10〜1
3項のいずれか1項に記載の装置。[Claims] 1. (a) an insulating structure; and (b) a polyacetylene semiconducting organic polymer provided on the insulating structure for exposure to a medium and containing a specific binding substance for an analyte. (c) at least two or more electrodes, including two electrodes in contact with the element. 2. The device according to claim 1, wherein there are four electrodes, two electrodes are connected to the element, and the remaining two electrodes are in contact with the medium for measuring the conductivity of the medium. sensor. 3. The sensor according to claim 1, wherein there are two electrodes connected to the element. 4. Sensor according to claim 1, in which there are three electrodes, two electrodes are connected to the element and the remaining electrode contacts the medium in such a way as to produce a field transistor effect. 5. Claim 1, wherein the specific binding substance is selected from the group consisting of antibodies, antigens, enzymes, enzyme substrates, enzyme substrate analogs, agglutinins, lectins, enzyme cofactors, enzyme inhibitors, and hormones. or the sensor described in Section 4. 6 (a) producing an element of a polyacetylene semiconducting organic polymer; (b) treating the element with a specific binding substance; (c) exposing the element to a medium; and (d) exposing the treated element to a medium. A method for identifying the type and amount of an analyte in a medium, characterized in that it comprises the step of measuring changes in electrical properties. 7. The method according to claim 6, wherein two electrodes are brought into contact with the element and changes in electrical properties between the electrodes are measured. 8. A method according to claim 7, in which three electrodes are used, two electrodes are in contact with the element and the remaining electrode is in contact with the medium so as to produce a field transistor effect. 9. Claim 6, wherein the specific binding substance is selected from the group consisting of antibodies, antigens, enzymes, enzyme substrates, enzyme substrate analogs, agglutinins, lectins, enzyme cofactors, enzyme inhibitors, and hormones. The method described in any one of Items 7 to 8. 10 (A) (a) an insulating structure; (b) an active material comprising a polyacetylene semiconducting organic polymer disposed on the insulating structure for exposure to a medium and containing a specific binding substance for the analyte; (c) at least two or more electrodes, including two electrodes in contact with the element; (B) (a) an insulating structure; (b) element means disposed on the insulating structure for exposure to the medium and having an active portion consisting of a polyacetylene semiconducting organic polymer containing a specific binding substance for the analyte; (c) a variable resistance sensor for measuring an analyte in a medium, comprising at least two or more electrodes including two electrodes in contact with the element; (C) between the first variable resistance sensor and the second variable resistance sensor; and a resistance comparison means for measuring the resistance of an analyte in a medium. 11 There are eight electrodes, two electrodes are connected to the element of the first variable resistance sensor, two electrodes are connected to the element of the second variable resistance sensor, and two electrodes are connected to the element of the first variable resistance sensor. 11. The device of claim 10, wherein the sensor contacts the medium for measuring the conductivity of the medium and the remaining two electrodes contact the medium for measuring the medium conductivity of the second variable resistance sensor. 12. Claim 10, wherein there are four electrodes, two electrodes are connected to the element of the first variable resistance sensor, and the remaining two electrodes are connected to the element of the second variable resistance sensor. The device described in. 13 There are six electrodes, two electrodes are connected to the element of the first variable resistance sensor, two electrodes are connected to the element of the second variable resistance sensor, and one electrode is connected to the element of the second variable resistance sensor, and one electrode is connected to the element of the second variable resistance sensor. 11. The apparatus of claim 10, wherein the remaining one electrode contacts the medium of the second variable resistance sensor to produce a field transistor effect. 14. Claims 10 to 14, wherein the specific binding substance is selected from the group consisting of antibodies, antigens, enzymes, enzyme substrates, enzyme substrate analogs, agglutinins, lectins, enzyme cofactors, enzyme inhibitors, and hormones. 1
The apparatus according to any one of clauses 3 to 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100805A JPS58221153A (en) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | Analyzer with semiconductive organic polymer element associating with analite bonding substance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100805A JPS58221153A (en) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | Analyzer with semiconductive organic polymer element associating with analite bonding substance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58221153A JPS58221153A (en) | 1983-12-22 |
| JPH049254B2 true JPH049254B2 (en) | 1992-02-19 |
Family
ID=14283594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100805A Granted JPS58221153A (en) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | Analyzer with semiconductive organic polymer element associating with analite bonding substance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58221153A (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5020781A (en) * | 1973-06-20 | 1975-03-05 | ||
| JPS53149394A (en) * | 1977-06-01 | 1978-12-26 | Kuraray Co | Immune body sensor |
| JPS54161992A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Asahi Glass Co Ltd | Immunity sensor and making method thereof |
| JPS5510546A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Asahi Glass Co Ltd | Immunity sensor |
-
1982
- 1982-06-14 JP JP57100805A patent/JPS58221153A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58221153A (en) | 1983-12-22 |
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