JPH06105261B2 - 濃度勾配測定装置 - Google Patents
濃度勾配測定装置Info
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- JPH06105261B2 JPH06105261B2 JP59040567A JP4056784A JPH06105261B2 JP H06105261 B2 JPH06105261 B2 JP H06105261B2 JP 59040567 A JP59040567 A JP 59040567A JP 4056784 A JP4056784 A JP 4056784A JP H06105261 B2 JPH06105261 B2 JP H06105261B2
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/18—Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
- C12M23/16—Microfluidic devices; Capillary tubes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、試料中の特定化学物質あるいは酵素の活性
を測定する装置の技術分野に属する。
を測定する装置の技術分野に属する。
固定化酵素を利用して試料中の化学物質あるいは酵素活
性を測定する方法として、カラムに充填された固定化酵
素あるいは電極表面に張り付けられた固定化酵素により
生成又は電極表面に張りつけた固定化酵素により生成
し、あるいは消失した物質の量を電気化学的に検出する
電気化学的方法、および、酵素反応により生成した物質
と発光物質との反応により生ずる螢光あるいは化学発光
を検出する光学的方法がある。
性を測定する方法として、カラムに充填された固定化酵
素あるいは電極表面に張り付けられた固定化酵素により
生成又は電極表面に張りつけた固定化酵素により生成
し、あるいは消失した物質の量を電気化学的に検出する
電気化学的方法、および、酵素反応により生成した物質
と発光物質との反応により生ずる螢光あるいは化学発光
を検出する光学的方法がある。
前記電気化学的方法のうちカラムを使用する方法は、寿
命や安定性等にすぐれているけれど、カラムの出口で化
学物質の増減を検出するので、エンドアツセイしかでき
ない。したがつて、レートアツセイを基本とする酵素活
性の測定に、前記カラムを使用する方法は不適当であ
る。
命や安定性等にすぐれているけれど、カラムの出口で化
学物質の増減を検出するので、エンドアツセイしかでき
ない。したがつて、レートアツセイを基本とする酵素活
性の測定に、前記カラムを使用する方法は不適当であ
る。
また、電極表面に固定化酵素を設けた、所謂、酵素電極
を用いる電気化学的方法は、酵素電極そのものを試料中
に浸漬するので、レートアツセイに適している。しかし
ながら、物質の検出に当つては、固定化酵素で増減する
物質が、固定化酵素を担持する担持体中を拡散して電極
表面に到達しなければならないので、電極の応答時間が
担持体中での拡散距離に依存することとなり、反応時間
を早めるために担持体たとえば膜を薄く形成しなければ
ならなかつた。そうすると、酵素電極の短命化、不安定
化を紹くことになる。さらに、酵素電極自体、感度がそ
れ程高くはなかつた。
を用いる電気化学的方法は、酵素電極そのものを試料中
に浸漬するので、レートアツセイに適している。しかし
ながら、物質の検出に当つては、固定化酵素で増減する
物質が、固定化酵素を担持する担持体中を拡散して電極
表面に到達しなければならないので、電極の応答時間が
担持体中での拡散距離に依存することとなり、反応時間
を早めるために担持体たとえば膜を薄く形成しなければ
ならなかつた。そうすると、酵素電極の短命化、不安定
化を紹くことになる。さらに、酵素電極自体、感度がそ
れ程高くはなかつた。
光学的方法は、電気化学的方法に比べて、検出感度が高
いけれど、一般に、酵素反応に好適なpH域と化学発光反
応に好適なpH域とが相違することがあり、どのような場
合にも適用可能というわけではない。
いけれど、一般に、酵素反応に好適なpH域と化学発光反
応に好適なpH域とが相違することがあり、どのような場
合にも適用可能というわけではない。
この発明は、前記事情に基づいてなされたものであり、
カラムを用いるフロー法の利点を生かしつつ、試料中の
物質量、酵素活性を光学的に検出し、レートアツセイお
よびエンドアツセイのいずれの分析も可能である濃度勾
配測定装置を提供することを目的とするものである。
カラムを用いるフロー法の利点を生かしつつ、試料中の
物質量、酵素活性を光学的に検出し、レートアツセイお
よびエンドアツセイのいずれの分析も可能である濃度勾
配測定装置を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するためのこの発明の概要は、発光物質
を含有する被検試料を所定方向に流通させ、前記被検試
料に発光反応を起こさせる固定化酵素を有する透明細管
と、前記透明細管の長手方向に沿って複数の受光素子が
隣接して配置され、前記被検試料の発光反応を検出する
光検出手段と、前記被検試料の流通に伴う前記検出結果
の変化に基づいて前記発光反応の反応速度を算出する算
出手段とを備えることを特徴とするものである。
を含有する被検試料を所定方向に流通させ、前記被検試
料に発光反応を起こさせる固定化酵素を有する透明細管
と、前記透明細管の長手方向に沿って複数の受光素子が
隣接して配置され、前記被検試料の発光反応を検出する
光検出手段と、前記被検試料の流通に伴う前記検出結果
の変化に基づいて前記発光反応の反応速度を算出する算
出手段とを備えることを特徴とするものである。
この発明の概要について図面を参照しながら説明する。
この発明に使用される濃度勾配測定装置は、固定化酵素
を有し、発光物質含有の試料の流通可能な透明細管１
と、前記透明細管１の長手方向の所定範囲にわたつて、
前記透明細管１の中心軸に直交して配列された複数本の
ライトガイド２たとえばオプテイカルフアイバと、前記
ライトガイド２を介して前記透明細管１の長手方向に沿
つて配列された複数の受光素子よりなる光検出部３と、
前記光検出部３より出力される検出信号を増幅するアン
プ４と、前記検出信号により濃度勾配を検出し、レート
アツセイおよびエンドアツセイのための演算処理をする
演算部５と、演算部５で処理した結果を表示する表示部
６と、を備えて構成される。
を有し、発光物質含有の試料の流通可能な透明細管１
と、前記透明細管１の長手方向の所定範囲にわたつて、
前記透明細管１の中心軸に直交して配列された複数本の
ライトガイド２たとえばオプテイカルフアイバと、前記
ライトガイド２を介して前記透明細管１の長手方向に沿
つて配列された複数の受光素子よりなる光検出部３と、
前記光検出部３より出力される検出信号を増幅するアン
プ４と、前記検出信号により濃度勾配を検出し、レート
アツセイおよびエンドアツセイのための演算処理をする
演算部５と、演算部５で処理した結果を表示する表示部
６と、を備えて構成される。
この発明においては、前記透明細管１には固定化酵素を
有し、前記透明細管１に、発光物質を含有する試料を流
通させることにより、試料内の特定化学物質が固定化酵
素の助けにより酵素反応をし、その生成物と発光物質と
を反応させて発光を起す。一般に、酵素反応および発光
物質による発光の強度は、PHに依存する。したがつて、
前記透明細管１への酵素の固定の態様は、酵素反応と発
光反応とに応じて適宜に選択することができる。
有し、前記透明細管１に、発光物質を含有する試料を流
通させることにより、試料内の特定化学物質が固定化酵
素の助けにより酵素反応をし、その生成物と発光物質と
を反応させて発光を起す。一般に、酵素反応および発光
物質による発光の強度は、PHに依存する。したがつて、
前記透明細管１への酵素の固定の態様は、酵素反応と発
光反応とに応じて適宜に選択することができる。
酵素活性検出の手段として用いる発光反応には、化学発
光と生物発光がある。化学発光の場合には例えばルミノ
ールが過酸化水素（H2O2）と鉄イオンの共存下で反応す
る所謂ルミノール反応が有名である。化学発光物質には
ルミノールの他にもルシゲニン、ロフイン、ピロガロー
ル、シロキサン等種々知られている。化学発光を検出の
手段とする場合、使用される酵素はH2O2を生成する酸化
酵素が用いられる。
光と生物発光がある。化学発光の場合には例えばルミノ
ールが過酸化水素（H2O2）と鉄イオンの共存下で反応す
る所謂ルミノール反応が有名である。化学発光物質には
ルミノールの他にもルシゲニン、ロフイン、ピロガロー
ル、シロキサン等種々知られている。化学発光を検出の
手段とする場合、使用される酵素はH2O2を生成する酸化
酵素が用いられる。
酸化酵素としては、グルコースオキシダーゼ、コレステ
ロールオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ等であ
る。例えばグルコース定量の場合には、グルコースオキ
シダーゼを用い、グルコースを酸化して、グルコン酸と
し、その際生成するH2O2をルミノールと反応させて発光
させればよい。この様な方法で各種物質及び酵素の定量
が可能である。しかしながら化学発光の場合１つの問題
がある。それは多くの化学発光はPH10以上のアルカリ域
で行なわれる。一方大部分の酵素は上記条件下では、活
性が低下するか又は失活してしまう。従つて、酵素反応
を行なわせつつ、発光反応を見る為には、特殊な工夫が
必要となる。一方、中性域で発光する物質も数は少ない
が知られている。例えばビス（２−４−ジニトロフエニ
ル）オキサレート（DNPO）やビス（２−４−トリクロロ
フエニル）オキサレート（TCPO）等である。DNPOやTCPO
を用いる場合の発光助剤としては、ポルフイリン、フル
オロサミン、ダンシル化合物等を用いる事が出来る。
ロールオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ等であ
る。例えばグルコース定量の場合には、グルコースオキ
シダーゼを用い、グルコースを酸化して、グルコン酸と
し、その際生成するH2O2をルミノールと反応させて発光
させればよい。この様な方法で各種物質及び酵素の定量
が可能である。しかしながら化学発光の場合１つの問題
がある。それは多くの化学発光はPH10以上のアルカリ域
で行なわれる。一方大部分の酵素は上記条件下では、活
性が低下するか又は失活してしまう。従つて、酵素反応
を行なわせつつ、発光反応を見る為には、特殊な工夫が
必要となる。一方、中性域で発光する物質も数は少ない
が知られている。例えばビス（２−４−ジニトロフエニ
ル）オキサレート（DNPO）やビス（２−４−トリクロロ
フエニル）オキサレート（TCPO）等である。DNPOやTCPO
を用いる場合の発光助剤としては、ポルフイリン、フル
オロサミン、ダンシル化合物等を用いる事が出来る。
生物発光の場合、ホタルのルシフエリン・ルシフエラー
ゼ反応が知られており、アデノシントリ・リン酸（AT
P）の検出方法として既に実用化されている。最近、新
しい生物発光系が見出され、市販されてきている。それ
は、バクテリアのルシフエラーゼであり、下記の様な２
段階の反応により発光する。
ゼ反応が知られており、アデノシントリ・リン酸（AT
P）の検出方法として既に実用化されている。最近、新
しい生物発光系が見出され、市販されてきている。それ
は、バクテリアのルシフエラーゼであり、下記の様な２
段階の反応により発光する。
（Jeane Ford and Marleue Deluca Aual Biochem 110,4
3（′83）） ここで（１）を触媒するのはNADH・FMNオキシドリダク
ターゼという酵素であり、（２）の反応は細菌ルシフエ
ラーゼにより進行する。
3（′83）） ここで（１）を触媒するのはNADH・FMNオキシドリダク
ターゼという酵素であり、（２）の反応は細菌ルシフエ
ラーゼにより進行する。
第１段反応で使用されるNAD（Ｐ）は種々の脱水素酵素
の補酵素として知られている。脱水素酵素は基質から水
素を抜きとるが、その際NAD（Ｐ）はその水素を受けと
つてNAD（Ｐ）Ｈとなる。
の補酵素として知られている。脱水素酵素は基質から水
素を抜きとるが、その際NAD（Ｐ）はその水素を受けと
つてNAD（Ｐ）Ｈとなる。
従つて脱水素酵素を上記生物発元反応と共設させる事に
より、種々の基質及び酵素活性を発光現象として検出す
る事が出来る。生物発光の特長は中性域で進行する事で
あり、この点からも種々の他の酵素反応と共設させ易
い。
より、種々の基質及び酵素活性を発光現象として検出す
る事が出来る。生物発光の特長は中性域で進行する事で
あり、この点からも種々の他の酵素反応と共設させ易
い。
一方脱水素酵素は、酸化酵素と並んで各種物質の分析に
広く使用されている。例えばグルコース−６−リン酸デ
ヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ（LDH）、リン
ゴ酸デヒドロゲナーゼ（MDH）、グルタミン酸デヒドロ
ゲナーゼ、３αヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ
等である。
広く使用されている。例えばグルコース−６−リン酸デ
ヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ（LDH）、リン
ゴ酸デヒドロゲナーゼ（MDH）、グルタミン酸デヒドロ
ゲナーゼ、３αヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ
等である。
酵素をキヤピラリー内に固定化する場合、化学発光の場
合は酸化酵素を固定化すれば良い。一方生物発光の場
合、にはルシフエラーゼ及びオキシドリダクターゼを固
定化すれば良い。尚この場合脱水素酵素をも同時に固定
化する事も出来るが、ルシフエラーゼ及びオキシドリダ
クターゼのみを固定化した場合には種々の脱水素酵素反
応の共通検出要素として用いる事も出来る。
合は酸化酵素を固定化すれば良い。一方生物発光の場
合、にはルシフエラーゼ及びオキシドリダクターゼを固
定化すれば良い。尚この場合脱水素酵素をも同時に固定
化する事も出来るが、ルシフエラーゼ及びオキシドリダ
クターゼのみを固定化した場合には種々の脱水素酵素反
応の共通検出要素として用いる事も出来る。
キヤピラリー内への酵素の固定化にはいくつかの方法が
考えられるが、キヤピラリー自体は光を透過するもので
あれば特に材質は問わない。酵素はキヤピラリーの内壁
に直接固定する事も可能であるし、更には、デキストラ
ン等の担体に固定化した後、上記キヤピラリー内に充填
しても良い。
考えられるが、キヤピラリー自体は光を透過するもので
あれば特に材質は問わない。酵素はキヤピラリーの内壁
に直接固定する事も可能であるし、更には、デキストラ
ン等の担体に固定化した後、上記キヤピラリー内に充填
しても良い。
この場合の担体は、発光反応及び発光自体を妨害しない
様なものであれば、特に材質は問わない。固定化反応自
体は、これまで報告されて来た既知の方法で行なえば良
い。
様なものであれば、特に材質は問わない。固定化反応自
体は、これまで報告されて来た既知の方法で行なえば良
い。
酵素がたとえばグルコースオキシダーゼ、コレステロー
ルオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ等の酸化酵素
（オキシダーゼ）であるとき、酵素反応はPH4〜８で行
なわれ、また、試料中の発光物質がルミノールであると
きには発光強度はPHがアルカリ域で強い。
ルオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ等の酸化酵素
（オキシダーゼ）であるとき、酵素反応はPH4〜８で行
なわれ、また、試料中の発光物質がルミノールであると
きには発光強度はPHがアルカリ域で強い。
したがつて、内壁にアミノ基等の塩基性基を導入した前
記透明細管１に、通常の方法でオキシダーゼを固定した
不溶性の微粒子（不溶性物質）たとえばガラス粒子を充
填するのが良い。このようにすると、PH7〜８の試料を
透明細管１に流通させると、内壁に導入した塩基性基に
より前記透明細管１の内壁がアルカリ域のPHにシフトす
るので、ガラス粒子に固定されたオキシダーゼにより生
じたH2O2が、アルカリ域の内壁近傍でルミノールと反応
して充分な強度で発光を生じさせることができる。
記透明細管１に、通常の方法でオキシダーゼを固定した
不溶性の微粒子（不溶性物質）たとえばガラス粒子を充
填するのが良い。このようにすると、PH7〜８の試料を
透明細管１に流通させると、内壁に導入した塩基性基に
より前記透明細管１の内壁がアルカリ域のPHにシフトす
るので、ガラス粒子に固定されたオキシダーゼにより生
じたH2O2が、アルカリ域の内壁近傍でルミノールと反応
して充分な強度で発光を生じさせることができる。
また、内壁に塩基性基を導入した前記透明細管１のかわ
りに、内壁にカルボキシル基等の酸性基を導入した前記
透明細管１を用い、その内壁にオキシダーゼを固定して
もよい。このようにすると、PH9以上の試料を透明細管
１に流通させるとき、内壁に導入した酸性基により前記
透明細管１の内壁近傍が中性域のPHにシフトするので、
内壁近傍でオキシダーゼによる酵素反応が進行し、生成
するH2O2とルミノールとが内壁近傍以外の透明細管１内
で反応して発光を生じさせることができる。
りに、内壁にカルボキシル基等の酸性基を導入した前記
透明細管１を用い、その内壁にオキシダーゼを固定して
もよい。このようにすると、PH9以上の試料を透明細管
１に流通させるとき、内壁に導入した酸性基により前記
透明細管１の内壁近傍が中性域のPHにシフトするので、
内壁近傍でオキシダーゼによる酵素反応が進行し、生成
するH2O2とルミノールとが内壁近傍以外の透明細管１内
で反応して発光を生じさせることができる。
PH9以上の試料を用いる場合、内壁に酸性基を導入した
前記透明細管１を用いるかわりに、酸性基を内壁に導入
した透明細管１を用い、この透明細管１内に、酸性基を
導入すると共にオキシダーゼを固定したガラス粒子を充
填してもよい。
前記透明細管１を用いるかわりに、酸性基を内壁に導入
した透明細管１を用い、この透明細管１内に、酸性基を
導入すると共にオキシダーゼを固定したガラス粒子を充
填してもよい。
このようにすると、PH9以上の試料を透明細管１に流通
させるとき、ガラス粒子の表面近傍は導入した酸性基で
中性域のPHにシフトするので、ガラス粒子の表面近傍で
オキシダーゼによる酵素反応が進行し、生成するH2O2と
ルミノールとがガラス粒子の表面近傍以外の透明細管１
内で反応して発光を生じさせることができる。
させるとき、ガラス粒子の表面近傍は導入した酸性基で
中性域のPHにシフトするので、ガラス粒子の表面近傍で
オキシダーゼによる酵素反応が進行し、生成するH2O2と
ルミノールとがガラス粒子の表面近傍以外の透明細管１
内で反応して発光を生じさせることができる。
化学発光物質がDNPOやTNPOの様に中性で発光する物質の
場合や、生物発光の場合には、酵素の固定化に際し、こ
の様な工夫は不要であり、通常の方法に従つて固定化す
れば良い。
場合や、生物発光の場合には、酵素の固定化に際し、こ
の様な工夫は不要であり、通常の方法に従つて固定化す
れば良い。
前記ライトガイド２は、前記透明細管１内での発光を迷
光を生じることなく光検出部３に導びくために設けられ
る。
光を生じることなく光検出部３に導びくために設けられ
る。
前記光検出部３は、たとえば一次元撮像デバイス、一列
に配列した多数のフオトダイオードを使用することがで
きる。前記光検出部３は、前記透明細管１内での発光を
各位置で検出し、発光強度に比例する電気信号を出力す
る。
に配列した多数のフオトダイオードを使用することがで
きる。前記光検出部３は、前記透明細管１内での発光を
各位置で検出し、発光強度に比例する電気信号を出力す
る。
演算部５は、前記光検出部３より出力されるところの、
前記透明細管１の各位置での発光の強度に比例する電気
信号をアンプ４を介して、入力し、また、図示しない外
部入力装置により入力したデータたとえば試料の流通速
度、試料の種類等から試料中の特定物質の濃度勾配、酵
素反応の速度を算出してレートアツセイの結果を算出
し、酵素反応の速度の飽和点を検出してエンドアツセイ
の結果を算出する。算出結果は表示装置６で表示する。
前記透明細管１の各位置での発光の強度に比例する電気
信号をアンプ４を介して、入力し、また、図示しない外
部入力装置により入力したデータたとえば試料の流通速
度、試料の種類等から試料中の特定物質の濃度勾配、酵
素反応の速度を算出してレートアツセイの結果を算出
し、酵素反応の速度の飽和点を検出してエンドアツセイ
の結果を算出する。算出結果は表示装置６で表示する。
以上構成の作用について述べる。
細菌ルシフエラーゼ及びNADH・FMNオキシドリダクター
ゼを固定化した透明細管内に発光に必要な物質JMN、デ
カナール及びNAD、乳酸LDHを含む試料を流過させると、
LDHの作用により下記の反応が進行しNADH （３） 乳酸＋NAD→ピルビン酸＋NADH が生成する。このNADHは、固定化酵素の触媒により
（１）及び（２）の反応が進行して発光がおこる。
ゼを固定化した透明細管内に発光に必要な物質JMN、デ
カナール及びNAD、乳酸LDHを含む試料を流過させると、
LDHの作用により下記の反応が進行しNADH （３） 乳酸＋NAD→ピルビン酸＋NADH が生成する。このNADHは、固定化酵素の触媒により
（１）及び（２）の反応が進行して発光がおこる。
前記酵素反応および発光反応は、第２図に示すように、
前記透明細管１内の試料の流通と共に進行するので、発
光強度は、透明細管１の進行方向の長さにより増加す
る。透明細管１内での発光は、ライトガイド２を介して
光検出部３で検知され、発光強度に比例する検知信号
が、アンプ４により増幅された後、演算部５に入力す
る。演算部５では、発光強度の増加率を算出することに
より濃度勾配を算出し、レートアツセイの分析結果を出
力し、また、発光強度の増加率０を検知してエンドアツ
セイの分析結果を出力し、表示装置６にそれぞれの分析
結果を表示する。
前記透明細管１内の試料の流通と共に進行するので、発
光強度は、透明細管１の進行方向の長さにより増加す
る。透明細管１内での発光は、ライトガイド２を介して
光検出部３で検知され、発光強度に比例する検知信号
が、アンプ４により増幅された後、演算部５に入力す
る。演算部５では、発光強度の増加率を算出することに
より濃度勾配を算出し、レートアツセイの分析結果を出
力し、また、発光強度の増加率０を検知してエンドアツ
セイの分析結果を出力し、表示装置６にそれぞれの分析
結果を表示する。
次に、この発明に係る装置を用いた具体的な試料の分析
例を示す。
例を示す。
例 実施例１ 濃度勾配測定装置の具体的実施例を第３図に示した。こ
こで１′は反応及び発光用キヤピラリーカラム、２は光
学フアイバー、３は多チヤンネルフオトダイオードアレ
ーであり、これら一式は７の恒温暗箱に収められてい
る。11は、基質等溶液であり、12は送液用ポンプ、13は
サンプル注入用弁である。これらは１′のキヤピラリー
とフツ素樹脂製チユーブで接続されている。11及び12は
必要に応じ複数設ける事が出来る。ポンプ12で送られて
来た基質は13の注入弁より注入されたサンプルとチユー
ブ内で混じり合う。上記混合液が１′のキヤピラリー内
で反応し、発光すると光は２の光学フアイバーを通じフ
オトダイオードアレー３に到達する。フオトダイオード
アレー３の出力信号はアンプ４で増巾され、演算部５を
経て表示部６に表示される。反応終了後反応液はチユー
ブを通じ廃液８として廃出される。
こで１′は反応及び発光用キヤピラリーカラム、２は光
学フアイバー、３は多チヤンネルフオトダイオードアレ
ーであり、これら一式は７の恒温暗箱に収められてい
る。11は、基質等溶液であり、12は送液用ポンプ、13は
サンプル注入用弁である。これらは１′のキヤピラリー
とフツ素樹脂製チユーブで接続されている。11及び12は
必要に応じ複数設ける事が出来る。ポンプ12で送られて
来た基質は13の注入弁より注入されたサンプルとチユー
ブ内で混じり合う。上記混合液が１′のキヤピラリー内
で反応し、発光すると光は２の光学フアイバーを通じフ
オトダイオードアレー３に到達する。フオトダイオード
アレー３の出力信号はアンプ４で増巾され、演算部５を
経て表示部６に表示される。反応終了後反応液はチユー
ブを通じ廃液８として廃出される。
実施例２ 発光要素として、細菌ルシフエラーゼ及びNADH・FMNオ
キシドリダクターゼをジーン・フオードらの方法（Jean
Ford and Marlene DeLuca:Anal Biochem,110,43−48
（1983））に従つて臭化シアン活性化セフアロース4B
（商品名：フアルコシア製）に固定化した。次に上記固
定化酵素組成物（以下ゲルという）を内径1mmの石英製
キヤピラリーカラムに充填した。尚ゲルの漏出を防止す
る為にキヤピラリーの両端にガラスウールを充填した。
この様にして作成した発光用キヤピラリーカラム１′を
第１図で示した濃度勾配測定装置に装着した。
キシドリダクターゼをジーン・フオードらの方法（Jean
Ford and Marlene DeLuca:Anal Biochem,110,43−48
（1983））に従つて臭化シアン活性化セフアロース4B
（商品名：フアルコシア製）に固定化した。次に上記固
定化酵素組成物（以下ゲルという）を内径1mmの石英製
キヤピラリーカラムに充填した。尚ゲルの漏出を防止す
る為にキヤピラリーの両端にガラスウールを充填した。
この様にして作成した発光用キヤピラリーカラム１′を
第１図で示した濃度勾配測定装置に装着した。
次に本装置を用いてグルコースの測定を試みた。基質溶
液としては、2mMATP,2mMNADP,3μMFMN,5ppmデカナール6
00U/ヘキソキナーゼ、及び300U/グルコース−６−
リン酸脱水素酵素を含有する0.1Mリン酸緩衝液（PH7.
5）を用いた。流速は0.1ml/minで反応槽内温度は37℃と
した。サンプルとして０〜100mg/dlのグルコース溶液を
用い、その２μｌを反応系に注入した。その結果第４図
に示す様に良好な測定感度が得られた。
液としては、2mMATP,2mMNADP,3μMFMN,5ppmデカナール6
00U/ヘキソキナーゼ、及び300U/グルコース−６−
リン酸脱水素酵素を含有する0.1Mリン酸緩衝液（PH7.
5）を用いた。流速は0.1ml/minで反応槽内温度は37℃と
した。サンプルとして０〜100mg/dlのグルコース溶液を
用い、その２μｌを反応系に注入した。その結果第４図
に示す様に良好な測定感度が得られた。
実施例３ 実施例１及び実施例２に示した濃度勾配測定装置を用い
て、次に乳酸脱水素酵素（以下LDH）の測定を行なつ
た。基質溶液としては、200mM乳酸リチウム,2mMNAD,3uM
FMN,5ppmデカナールを含む0.1Mトリス緩衝液（PT85）を
用いた。LDHは10〜100IU/となる様、調製しその２μ
ｌを反応等に注入した。その時のタイムコースを第５図
に示したが良好な測定感度が得られた。
て、次に乳酸脱水素酵素（以下LDH）の測定を行なつ
た。基質溶液としては、200mM乳酸リチウム,2mMNAD,3uM
FMN,5ppmデカナールを含む0.1Mトリス緩衝液（PT85）を
用いた。LDHは10〜100IU/となる様、調製しその２μ
ｌを反応等に注入した。その時のタイムコースを第５図
に示したが良好な測定感度が得られた。
以上に詳述したように、この発明によると、透明細管中
を流通する試料につき、酵素反応の後の発光反応により
生ずる発光を、透明細管における各位置で検出するの
で、レートアツセイとエンドアツセイとを同時に分析す
ることができる。しかも両分析は、光学的に行なうの
で、その分析結果を早い応答速度で、高い精度で得るこ
とができる。
を流通する試料につき、酵素反応の後の発光反応により
生ずる発光を、透明細管における各位置で検出するの
で、レートアツセイとエンドアツセイとを同時に分析す
ることができる。しかも両分析は、光学的に行なうの
で、その分析結果を早い応答速度で、高い精度で得るこ
とができる。
第１図はこの発明の概略を示す説明図および第２図は前
記概略説明における透明細管中での発光強度の変化を示
す特性図，第３図は具体的実施例を示す図，第４図及び
第５図は効果説明のための特性図である。 １……透明細管、１′……キヤピラリーカラム、２……
ライトガイド（光フアイバー）、３……フオトダイオー
トアレー（光検出部）、４……アンプ、５……演算部、
６……表示部。
記概略説明における透明細管中での発光強度の変化を示
す特性図，第３図は具体的実施例を示す図，第４図及び
第５図は効果説明のための特性図である。 １……透明細管、１′……キヤピラリーカラム、２……
ライトガイド（光フアイバー）、３……フオトダイオー
トアレー（光検出部）、４……アンプ、５……演算部、
６……表示部。
Claims (7)
- 【請求項１】発光物質を含有する被検試料を所定方向に
流通させ、前記被検試料に発光反応を起こさせる固定化
酵素を有する透明細管と、 前記透明細管の長手方向に沿って複数の受光素子が隣接
して配置され、前記被検試料の発光反応を検出する光検
出手段と、 前記被検試料の流通に伴う前記検出結果の変化に基づい
て前記発光反応の反応速度を算出する算出手段と、 を備えることを特徴とする濃度勾配測定装置。 - 【請求項２】前記固定化酵素は、前記透明細管の内壁に
担持されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の濃度勾配測定装置。 - 【請求項３】前記固定化酵素は、前記透明細管に充填さ
れる水不溶物質に担持されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の濃度勾配測定装置。 - 【請求項４】前記固定化酵素は、酸化酵素であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の濃度勾配測定装
置。 - 【請求項５】前記固定化酵素は、ルシフエラーゼである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の濃度勾配
測定装置。 - 【請求項６】前記複数の受光素子が、一次元撮像デバイ
スであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
濃度勾配測定装置。 - 【請求項７】前記複数の受光素子が、フォトダイオード
アレイであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の濃度勾配測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040567A JPH06105261B2 (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 濃度勾配測定装置 |
| DE8585102487T DE3583693D1 (de) | 1984-03-05 | 1985-03-05 | Vorrichtung zur messung der geschwindigkeit einer enzymatischen reaktion. |
| US06/708,509 US4621059A (en) | 1984-03-05 | 1985-03-05 | Apparatus for measuring velocity of enzyme reaction |
| EP19850102487 EP0156204B1 (en) | 1984-03-05 | 1985-03-05 | Apparatus for measuring velocity of enzyme reaction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040567A JPH06105261B2 (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 濃度勾配測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60186761A JPS60186761A (ja) | 1985-09-24 |
| JPH06105261B2 true JPH06105261B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=12584045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59040567A Expired - Lifetime JPH06105261B2 (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 濃度勾配測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4621059A (ja) |
| EP (1) | EP0156204B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06105261B2 (ja) |
| DE (1) | DE3583693D1 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2595145B1 (fr) * | 1986-02-28 | 1989-03-31 | Thomson Csf | Systeme de visualisation a memoire |
| GB8628108D0 (en) * | 1986-11-25 | 1986-12-31 | London Biotechnology Ltd | Riboflavin-linked assay |
| WO1989011544A1 (en) * | 1988-05-21 | 1989-11-30 | London Biotechnology Limited | Riboflavin-linked assay procedures and materials |
| US20020048809A1 (en) * | 1997-06-16 | 2002-04-25 | Lafferty William Micharl | Capillary array-based sample screening |
| US20010041333A1 (en) * | 1997-06-16 | 2001-11-15 | Short Jay M. | High throughput screening for a bioactivity or biomolecule |
| US6794127B1 (en) * | 1997-06-16 | 2004-09-21 | Diversa Corporation | Capillary array-based sample screening |
| US6972183B1 (en) | 1997-06-16 | 2005-12-06 | Diversa Corporation | Capillary array-based enzyme screening |
| US20040241759A1 (en) * | 1997-06-16 | 2004-12-02 | Eileen Tozer | High throughput screening of libraries |
| US20030092022A1 (en) * | 1997-06-16 | 2003-05-15 | Diversa Corporation, A Delaware Corporation | High throughput screening for sequences of interest |
| US20050070005A1 (en) * | 1997-06-16 | 2005-03-31 | Martin Keller | High throughput or capillary-based screening for a bioactivity or biomolecule |
| US20020015997A1 (en) * | 1997-06-16 | 2002-02-07 | Lafferty William Michael | Capillary array-based sample screening |
| US20030013115A1 (en) * | 1997-06-16 | 2003-01-16 | Diversa Corporation, A Delaware Corporation | Capillary array-based sample screening |
| GB9907249D0 (en) * | 1999-03-29 | 1999-05-26 | Cole Polytechnique Fudurale De | Chemical assay apparatus |
| JP2002148181A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Hioki Ee Corp | フローインジェクション分析装置 |
| EP1348757A1 (de) * | 2002-03-27 | 2003-10-01 | Micronas GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von zellulären Vorgängen mittels Lumineszenzmessungen |
| WO2011063408A1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Cyvek, Inc. | Method and apparatus for performing assays |
| JP6161072B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-07-12 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 多チャンネル式化学発光計測システム |
| JP6415893B2 (ja) | 2014-08-05 | 2018-10-31 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 検体測定装置及び検体測定方法 |
| AU2017375631B2 (en) | 2016-12-12 | 2023-06-15 | xCella Biosciences, Inc. | Methods and systems for screening using microcapillary arrays |
| US11085039B2 (en) | 2016-12-12 | 2021-08-10 | xCella Biosciences, Inc. | Methods and systems for screening using microcapillary arrays |
| EP3562796B1 (en) | 2016-12-30 | 2023-04-19 | Xcella Biosciences, Inc. | Multi-stage sample recovery system |
| CA3117813A1 (en) | 2018-12-06 | 2020-06-11 | xCella Biosciences, Inc. | Lateral loading of microcapillary arrays |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3413464A (en) * | 1965-04-29 | 1968-11-26 | Ibm | Method for measuring the nucleic acid in biological cells after enhancement in an acidic solution |
| US3679312A (en) * | 1971-06-16 | 1972-07-25 | Technicon Instr | Method and apparatus for measuring bioluminescence or chemiluminescence for quantitative analysis of samples |
| JPS49122877U (ja) * | 1973-02-14 | 1974-10-21 | ||
| SE399966B (sv) * | 1973-10-17 | 1978-03-06 | Mo Och Domsjoe Ab | Sett att reglera mengden kemiska emnen i inom cellulosaindustrin och beslektade industrier forekommande vetskor |
| GB1461877A (en) * | 1974-02-12 | 1977-01-19 | Wellcome Found | Assay method utilizing chemiluminescence |
| SE401037B (sv) * | 1974-06-07 | 1978-04-17 | Lkb Produkter Ab | Sett att genom metning av temperaturforendringar bestemma koncentrationen av ett emne som under paverkan av ett enzym avger eller upptar verme, samt apparat for settets utforande |
| JPS5567654A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-21 | Sanyo Chem Ind Ltd | Foam shaper, and column and flow type automatic analyzer |
| NL8003216A (nl) * | 1980-06-03 | 1982-01-04 | Philips Nv | Hogedrukontladingslamp. |
| US4537861A (en) * | 1983-02-03 | 1985-08-27 | Elings Virgil B | Apparatus and method for homogeneous immunoassay |
| JPS59217136A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-07 | Hitachi Ltd | 化学発光測定装置 |
| US4563331A (en) * | 1983-11-21 | 1986-01-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | System for measuring bioluminescence flash kinetics |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP59040567A patent/JPH06105261B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-03-05 US US06/708,509 patent/US4621059A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-03-05 DE DE8585102487T patent/DE3583693D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-03-05 EP EP19850102487 patent/EP0156204B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0156204A3 (en) | 1987-04-01 |
| EP0156204A2 (en) | 1985-10-02 |
| US4621059A (en) | 1986-11-04 |
| JPS60186761A (ja) | 1985-09-24 |
| EP0156204B1 (en) | 1991-08-07 |
| DE3583693D1 (de) | 1991-09-12 |
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