抗原抗体測定装置、抗原抗体の測定方法
【課題】小型の抗原抗体測定装置を提供する。
【解決手段】抗原抗体測定装置１０は、大気中の浮遊微小物質を吸引捕集し、溶媒を用いて捕集された前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる反応槽３１を含む捕集部３０と、カタラーゼ標識抗体と前記抗原とを抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する第１反応部（マイクロ流路６２に相当）と、抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離するマイクロチャンネル分離部４０と、分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる第２反応部（抗原抗体複合体流路６６に相当）と、溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度計と、が備えられ、溶存酸素濃度によって抗原抗体の量を測定する。
【解決手段】抗原抗体測定装置１０は、大気中の浮遊微小物質を吸引捕集し、溶媒を用いて捕集された前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる反応槽３１を含む捕集部３０と、カタラーゼ標識抗体と前記抗原とを抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する第１反応部（マイクロ流路６２に相当）と、抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離するマイクロチャンネル分離部４０と、分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる第２反応部（抗原抗体複合体流路６６に相当）と、溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度計と、が備えられ、溶存酸素濃度によって抗原抗体の量を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗原抗体反応を用いた抗原抗体測定装置と、抗原抗体の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体高分子等の反応・分析手段として、反応固相としての固体微粒子と導入された抗原及び標識抗体の固体微粒子上での反応を行い、未反応物をマイクロチャンネル分離部で分離し、光熱変換分析により分析する抗原抗体分析装置（免疫分析装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年、生体高分子の一つとしてのスギ花粉によるアレルギー症状に対して各種の分析・測定装置が提案案されている。例えば、大気中の浮遊微小物質（スギ花粉）を捕集し、この浮遊微小物質を濃縮し、蛍光体標識を用いて抗原抗体反応させた後、抗原抗体反応後の蛍光物質を励起し、蛍光分析によりスギ花粉の測定をする浮遊微小物質測定装置というものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４６２８号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１は、抽出された抗原を吸着した固体微粒子上で抗原抗体反応を行うものであって、大気中の浮遊微小物質（例えば、スギ花粉等）を直接捕集して抗原の検出を行うことができないというような課題がある。
【０００６】
また、特許文献２は、浮遊微小物質の捕集、濃縮・反応、検出をそれぞれ別装置で行うものであって、短時間で抗原の検出をすることは困難である。また、抗原の検出は蛍光色素による標識が必要とされるが、この蛍光色素標識による試料ダメージも考えられる。
【０００７】
さらに、特許文献１及び特許文献２では、検出・測定装置として熱レンズ顕微鏡、蛍光分析、化学発光等の光熱変換分析手段を用いることから携帯可能な小型測定装置を実現することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例に係る抗原抗体測定装置は、大気中の浮遊微小物質を吸引捕集し、溶媒を用いて捕集された前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる反応槽を含む捕集部と、カタラーゼ標識抗体と前記抗原とを抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する第１反応部と、前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離するマイクロチャンネル分離部と、分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる第２反応部と、溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度計と、が備えられ、溶存酸素濃度によって抗原抗体の量を測定することを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、溶媒を用いて浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させることから、上述した特許文献１のように予め浮遊微小物質から抗原を抽出しておくということは必要ない。従って、任意のタイミングで大気中の浮遊微小物質に含まれる抗原の検出・測定を行うことができるという効果がある。
【００１１】
また、抗原抗体複合体に含まれるカタラーゼ標識抗体によって、過酸化水素を酸素と水とに分離し、溶存酸素濃度として抗原抗体を検出・測定する。溶存酸素濃度は抗原抗体濃度によって決定されることから、正確な抗原抗体（つまり、抗原）の検出・測定を行うことができる。
【００１２】
さらに、大気中の浮遊微小物質の捕集から抗原抗体の測定に至るまでの各機能要素を流路で連続接続していること、抗原抗体の検出には小型化可能な溶存酸素濃度計を用いるため携帯可能な小型の抗原抗体測定装置を実現することができる。
【００１３】
また、本適用例による抗原抗体測定装置は、専門的な知識がない一般ユーザーにも使用可能であり、特に、スギ花粉等のアレルギー症を有する人にとって、任意の時間帯または任意の場所でアレルゲンの検出・測定により予防策を講ずることを可能にするという効果がある。
【００１４】
［適用例２］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記捕集部には、吸引された浮遊微小物質を含む大気を乱流させるためのフィンが備えられていることが好ましい。
【００１５】
フィンは、外部から浮遊微小物質を含む大気を吸引捕集する際、乱流を発生させ、または外部と反応槽との間において短絡流の発生を防止する目的で設けている。このことによって、浮遊微小物質を反応槽内に分散捕集し、その後の抗原溶出を一様に促進することができる。
【００１６】
［適用例３］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記反応槽の内面に前記浮遊微小物質を静電吸着するための吸着層が設けられていることが望ましい。
【００１７】
ここで、吸着層としては、例えば吸着シートまたは吸着膜であって、電荷を印加することで、浮遊微小物質を静電吸着させて反応槽内に効率よく捕集し、電荷を除去することによって、吸着層から浮遊微小物質を分離させて溶媒との反応を促進させることができる。
【００１８】
［適用例４］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記反応槽と前記第１反応部との間にフィルターが設けられていることが望ましい。
【００１９】
フィルターを設けることにより、ほぼ一定サイズの抗原よりも大きな不純物（抗原以外の浮遊微小物質等）を除去することができ、第１反応部以降に不純物が流動することを防止できる。
【００２０】
［適用例５］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記マイクロチャンネル分離部が、傾斜型電気泳動によって抗原抗体複合体と未反応抗体の分子量または電化量の差を利用して分離することが好ましい。
【００２１】
傾斜型電気泳動（Ｔ型電気泳動と表すことがある）については、後述する実施の形態で説明するが、抗原抗体複合体と未反応抗体とは、分子量または電荷量が異なるため、電気泳動法により分離することができる。しかし、従来の二次元電気泳動法に対して電極間距離を短くしても同等の分離能力が得られるという効果がある。
【００２２】
［適用例６］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記溶存酸素濃度計の測定結果を表示する表示部がさらに備えられていることが望ましい。
【００２３】
このようにすれば、使用者は抗原抗体をリアルタイムで認識し、必要な処置を講ずることができる。例えば、抗原がスギ花粉アレルゲンであれば、スギ花粉量を認識して予防処置を講ずることが可能となる。
【００２４】
［適用例７］本適用例に係る抗原抗体の測定方法は、大気中の浮遊微小物質を捕集する工程と、溶媒を用いて前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる工程と、前記抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する工程と、前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離する工程と、分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる工程と、分離された前記酸素の溶存酸素濃度から抗原抗体の量を測定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、大気中の浮遊微小物質の捕集、抗原の抽出、抗原抗体複合体の生成から抗原抗体の測定に至るまでの工程を同一測定装置内で連続して行うことから、短時間で、しかも正確な測定を行うことができる。
【００２６】
また、専門的な知識がなくても一般ユーザーが容易に使用することが可能であり、特に、スギ花粉に代表されるアレルゲンの検出に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１に係る抗原抗体測定装置を示す概観図。
【図２】抗原抗体測定装置の主たる構成を示す構成説明図。
【図３】マイクロチャンネル分離部を模式的に表す説明図。
【図４】捕集部の１例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は封止蓋体を示す側面図。
【図５】リザーバーと溶存酸素濃度計の関係を模式的に示す部分断面図。
【図６】抗原抗体測定装置による抗原抗体の測定方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）
【００２９】
図１は、実施形態１に係る抗原抗体測定装置を示す概観図である。図１において、抗原抗体測定装置１０は、主たる機能要素が収容される筐体２０と、筐体２０の内部に連通する吸引開口部３３を封止する蓋体３２が筐体２０から突設された捕集部３０と、液晶表示体等からなる表示部１２０と、抗原抗体測定装置１０の操作を行う操作部１１０と、を有して構成されている。
【００３０】
なお、詳しくは後述するが、蓋体３２は捕集部３０に対して装脱可能な構成である。また、操作部１１０は複数のスイッチ等から構成されている。
【００３１】
続いて、抗原抗体測定装置１０の機能要素の構成について図面を参照して説明する。
図２は、抗原抗体測定装置の主たる構成を示す構成説明図である。図２において、抗原抗体測定装置１０は、溶媒を収容する溶媒収容容器７１と、大気と大気に含まれる浮遊微小物質とを吸引捕集する捕集部３０と、捕集された浮遊微小物質を取り込む反応槽３１とを有している。
【００３２】
溶媒収容容器７１と反応槽３１の間には、溶媒送液ポンプ８２が設けられ、溶媒を反応槽３１の内部に送液する。溶媒送液ポンプ８２と反応槽３１とは、溶媒送液流路６１によって連通されている。
【００３３】
捕集部３０には、外部の大気（空気）を反応槽３１内に取り込む吸引ポンプ８１が接続されている。
【００３４】
反応槽３１内では、前述した溶媒を用いて浮遊微小物質に含まれるスギ花粉等の生体高分子の抗原を溶出させる。
【００３５】
反応槽３１にはマイクロ流路６２が接続され、マイクロ流路６２の途中には抗原及び溶質の混合液体を下流側に送液する送液ポンプ８５が設けられている。
【００３６】
また、マイクロ流路６２には、マイクロ流路６４が連通されている。マイクロ流路６４は、カタラーゼ標識抗体を収容する抗体容器７２と、抗体容器７２からカタラーゼ標識抗体をマイクロ流路６２に送液するための抗体送液ポンプ８３と、が接続されている。
【００３７】
さらに、マイクロ流路６２はマイクロチャンネル分離部４０に連通されている。マイクロチャンネル分離部４０は、分離流路６３を有し、下流側において未反応抗体流路６５と抗原抗体複合体流路６６とに分岐されている。
【００３８】
ここで、マイクロ流路６２にカタラーゼ標識抗体を送液することにより、溶出された抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応により抗原抗体複合体が生成される。従って、マイクロ流路６２とマイクロチャンネル分離部４０との間が、抗原抗体複合体を生成する第１反応部である。この際、分離流路６３には、抗原抗体複合体と、カタラーゼ標識抗体と反応しななかった未反応抗体とが存在する。
【００３９】
抗原抗体複合体と未反応抗体とは、マイクロ流路６２（第１反応部）を通ってマイクロチャンネル分離部４０に送液され、マイクロチャンネル分離部４０において抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離される。
【００４０】
未反応抗体流路６５は、バルブ１３１を介して廃液容器７４に連通されている。一方、抗原抗体複合体流路６６の途中には、マイクロ流路７８が接続されている。マイクロ流路７８には、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を収容する容器７３と、過酸化水素を抗原抗体複合体流路６６に注入するための注入ポンプ８４が接続されている。
【００４１】
抗原抗体複合体に過酸化水素を加えることで、カタラーゼ標識抗体により過酸化水素が酸素と水とに分離され、これらを含む液体はリザーバー５１に送液される。従って、抗原抗体複合体流路６６とマイクロ流路７８との接続部からリザーバー５１の間が、過酸化水素を酸素と水とに分離する第２反応部である。
【００４２】
リザーバー５１には溶存酸素濃度計５０が配設されており、このリザーバー５１内の酸素濃度（溶存酸素濃度）を抗原抗体濃度として測定する。なお、溶存酸素濃度及び溶存酸素濃度計については後述する。
また、リザーバー５１の下流側は、バルブ１３２を介して廃液容器７４に連通されている。
【００４３】
さらに、抗原抗体測定装置１０は、電源としての電池９０と、抗原抗体測定装置１０の駆動制御を行う制御回路部１００と、使用者が抗原抗体測定装置１０の起動または停止等の操作を行うための操作部１１０と、測定結果を表示するための表示部１２０とを備えている。
【００４４】
ここで、電池９０としては、乾電池やリチウム二次電池等を採用し、制御回路部１００に電力を供給する。また、制御回路部１００には、前述した各ポンプの駆動制御回路、マイクロチャンネル分離部４０の荷電制御回路、溶存酸素濃度計５０の測定回路、表示部１２０の表示制御回路、操作部１１０の操作制御回路、及びタイマー等が備えられている（図示は省略）。
【００４５】
続いて、マイクロチャンネル分離部４０の構成及び作用について図面を参照して説明する。
図３は、マイクロチャンネル分離部を模式的に表す説明図である。図３において、マイクロ流路６２、分離流路６３、未反応抗体流路６５、抗原抗体複合体流路６６、リザーバー５１のそれぞれは、ガラス基板またはセラミック基板または樹脂基板等からなる下基板２６に穿設され、上基板２５で封止されている（図示は省略するが、図４を参照する）。
【００４６】
次に、マイクロチャンネル分離部４０について説明する。マイクロチャンネル分離部４０は、分離流路６３と、未反応抗体流路６５と抗原抗体複合体流路６６との分岐部６７とから構成されている。そして、分離流路６３の幅方向両側には、未反応抗体流路６５側に電極６８ａ、抗原抗体複合体流路６６側に電極６８ｂ、下流方向には電極６８ｃ，６８ｄが設けられている。
【００４７】
なお、電極６８ａと電極６８ｃには＋電位が印加され、電極６８ｂと電極６８ｄには−電位が印加される。ここで、抗原とカタラーゼ標識抗体とが結合された抗原抗体複合体の分子量Ｖ１と、未反応抗体の分子量Ｖ２と、を比較するとＶ１≠Ｖ２である。また、それぞれの電荷量Ｓ１，Ｓ２の関係もＳ１≠Ｓ２となる。
【００４８】
図示したように、分離流路６３には、電極６８ａ〜６８ｄが設けられており、電極６８ｂと電極６８ｃとが＋電荷であるため、分離流路６３内では、図中において二点鎖線６９で模式的に示すような電位勾配が生ずる。
【００４９】
従って、分子量または電荷量の差によって抗原抗体複合体と未反応抗体とが分離される。本実施形態では、抗原抗体複合体は抗原抗体複合体流路６６側に流動し、未反応抗体は未反応抗体流路６５に流動するよう分離される。このような分離現象を一般に電気泳動と呼称されるが、本実施形態のようなマイクロ流路における傾斜電位勾配を利用したものを傾斜型電気泳動または、Ｔ型電気泳動という。
【００５０】
次に、捕集部３０について図面を参照して説明する。
図４は、捕集部の１例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は封止蓋体である。図４（ａ）において、捕集部３０は、上基板２５の上面に固着された機枠２８と、機枠２８の上端部に固定される捕集部本体２７と、捕集部本体２７のと蓋体３２とから構成されている。
【００５１】
捕集部本体２７には、中央部に反応槽３１が穿設されている。この反応槽３１には溶媒送液流路６１と吸引流路７９が連通され、溶媒送液流路６１は溶媒送液ポンプ８２が接続されている。一方吸引流路７９は吸引ポンプ８１に接続されている。
【００５２】
反応槽３１の上部開口部にはフィン１５０が配設されている。フィン１５０には、複数の貫通孔１５１が設けられている。フィン１５０は捕集部本体２７に対して着脱可能である。なお、貫通孔１５１は大気導入路である。フィン１５０は、外部から浮遊微小物質を含む大気を吸引捕集する際、乱流を発生させ、または外部と反応槽３１との間において短絡流の発生を防止する目的で設けられている。また、フィン１５０は、捕集部本体２７と蓋体３２との間において挟着されている。
【００５３】
蓋体３２の中央部に吸引開口部３３が開口された筒状部材であって、外周部には螺子が設けられ、捕集部本体２７に螺着される。
【００５４】
また、捕集部本体２７の反応槽３１の底面には、吸着層としての吸着シート３５が貼着されている。なお、吸着層としては吸着膜を形成してもよく電荷を印加することで帯電する材質が選択される。
【００５５】
浮遊微小物質がスギ花粉のような生体高分子の場合、これらは負電荷を帯びているため、吸着シート３５に正電荷を印加させることで浮遊微小物質を吸着させる。電荷を除去すれば、浮遊微小物質は反応槽３１内で自由移動可能となる。さらに、反応槽３１の内外を連通する孔には、エアベントフィルター１４１が設けられている。エアベントフィルター１４１は、液体の通過を閉鎖し気体のみを通過させる目的で設けられている。
【００５６】
反応槽３１と、上基板２５と下基板２６によって形成されるマイクロ流路６２とは、チューブ等の細管によって連通されている。そして、細管の途中にはフィルター１４０が介設されている。フィルター１４０は、ほぼ一定サイズの抗原よりも大きな不純物（抗原以外の浮遊微小物質等）を除去することができ、マイクロ流路６２（第１反応部）以降に不純物が流動することを防止する目的で設けられている。
【００５７】
具体的には、フィルター１４０は、大気中の浮遊微小物質のうち、測定対象物の粒径に合わせて選択される。例えば、抗原粒径が３μｍ程度の場合は、抗原が通過可能な５μｍ程度の通過孔を設けることにより、５μｍ以上の粒径の塵埃等の不純物を除去することができる。なお、フィルター１４０は装脱可能とすることがより好ましい。
【００５８】
なお、図４（ａ）では、捕集部３０は浮遊微小物質を捕集する際における蓋体３２を装着した場合を表しているが、浮遊微小物質捕集後では、封止蓋体３６を捕集部本体２７に装着して用いる。図４（ｂ）に封止蓋体３６を示す。
【００５９】
封止蓋体３６は、蓋部３６ａと螺子部３６ｂと封止部３６ｃとから構成される棒状部材である。封止部３６ｃは、フィン１５０の外形形状に相当する形状を有し、封止蓋体３６を捕集部本体２７に螺合することで反応槽３１を密閉する。
【００６０】
次に、リザーバー５１と溶存酸素濃度計５０について図面を参照して説明する。
図５は、リザーバーと溶存酸素濃度計の関係を模式的に示す部分断面図である。図５において、溶存酸素濃度計５０の測定端子部５０ａがリザーバー５１の内部に挿入されている。測定端子部５０ａには、陽極と陰極とが設けられている（図示せず）。
【００６１】
抗原抗体複合体流路６６には過酸化水素が注入されると、抗原抗体複合体に含まれるカタラーゼ標識抗体によって、過酸化水素を酸素と水とに分離し酸素が抗原抗体複合体流路６６に溶出し、リザーバー５１内に分離された酸素を含む液体が貯留される。すると溶存酸素濃度に対応した電流が、陽極と陰極の間に流れる。発生する酸素は、カタラーゼ標識抗体の量（つまり、抗原の量）によって決定される。従って、溶存酸素濃度は抗原抗体濃度に相当する。この電流値を抗原の量とキャリブレーションしておけば、抗原抗体（抗原）を検出・測定することが可能となる。
【００６２】
続いて、以上説明した抗原抗体測定装置１０を用いた抗原抗体（抗原と置き換えることができる）の測定方法について図６を参照して説明する。なお、図１〜図５も参照する。
図６は、本実施形態に係る抗原抗体測定装置による抗原抗体の測定方法を示す説明図である。
【００６３】
まず、大気と共に浮遊微小物質の捕集を行う（ＳＴ１０）。まず、捕集部３０には蓋体３２を装着する（図４（ａ）に表す）。そして、操作部１１０のうちの起動スイッチを操作して吸引ポンプ８１を駆動し、大気を反応槽３１内に吸引する。この際、吸引ポンプ８１以外のポンプは停止させておく。
【００６４】
また、吸着シート３５には電荷を印加し捕集された浮遊微小物質を吸着シート３５に吸着させる。そして、所定時間（例えば、２０分〜３０分）後、吸引ポンプ８１を停止した後、蓋体３２及びフィン１５０を取り外して封止蓋体３６を挿着し反応槽３１を密閉する。封止蓋体３６の装着タイミングは、制御回路部１００に内蔵されるタイマーにより表示部１２０で表示する。
【００６５】
次に、操作部１１０のうちの溶媒送液ポンプ駆動スイッチを操作して溶媒送液ポンプ８２を駆動して、溶媒を反応槽３１に注入し反応槽３１内に充填させる（ＳＴ２０）。溶媒の注入量は、予め設定された流速で所定時間注入することで決定される。この際、溶媒送液ポンプ８２を駆動に連動して吸着シート３５の電荷を除去する。
【００６６】
反応槽３１内では、吸引された浮遊微小物質と溶媒とが混合され、溶媒の働きによって抗原を溶出させる（ＳＴ３０）。
【００６７】
一定時間経過後、溶媒送液ポンプ８２を停止し、送液ポンプ８５を駆動し抗原をマイクロ流路６２に流動する。続いて、抗体送液ポンプ８３を駆動しカタラーゼ標識抗体をマイクロ流路６２内に注入し（ＳＴ４０）、溶出された抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応をさせ（ＳＴ５０）抗原抗体複合体（測定目的物質）を生成する。マイクロ流路６２内には抗原抗体複合体と未反応抗体とが混在する。
【００６８】
抗原抗体複合体及び未反応抗体の混合液は、送液ポンプ８５と抗体送液ポンプ８３との送液圧力によってマイクロ流路６２を介して分離流路６３に送液される。そして、マイクロチャンネル分離部４０の傾斜型電気泳動（Ｔ型電気泳動）により、抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離する（ＳＴ６０）。
【００６９】
分離された未反応抗体は未反応抗体流路６５に送液されて廃液容器７４に排出される（ＳＴ７０）。
【００７０】
また、分離された抗原抗体複合体流路６６に、注入ポンプ８４を駆動して過酸化水素を注入する（ＳＴ８０）。抗原抗体複合体流路６６内では、カタラーゼ標識抗体の働きによって過酸化水素が酸素と水とに分離され、溶存酸素濃度計５０を用いて溶存酸素濃度を抗原抗体濃度として測定する（ＳＴ９０）。つまり、抗原抗体濃度は単位容積あたりの抗原量に相当するため抗原量を測定したことになる
【００７１】
測定結果は、表示部１２０に表示される。測定結果の表示内容としては、抗原抗体濃度そのもの、または抗原抗体量（抗原量）を数値表示する。測定対象物がスギ花粉であれば、使用者（被験者）のスギ花粉による影響度をインジケーター表示してもよい。
【００７２】
溶存酸素濃度測定後、抗原抗体複合体は廃液容器７４に排出される（ＳＴ１００）。
【００７３】
未反応抗体排出流路及び抗原抗体複合体排出流路と廃液容器７４との間にはそれぞれバルブ１３１，１３２が備えられ、必要なタイミングで開放される。
【００７４】
以上説明した一連の工程を終了した後、電源がＯＦＦされる。そして、封止蓋体３６を取り外し、再測定の準備をする。つまり、フィン１５０を洗浄して捕集部本体２７に装着し、続いて蓋体３２を装着することで、再測定の準備が終了する
【００７５】
なお、上述したＳＴ２０〜ＳＴ１００の工程は、制御回路部１００の記憶回路に格納されているプログラムに従って行われる。
【００７６】
従って、本実施形態によれば、溶媒を用いて大気中の浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させることから、上述した特許文献１のように予め浮遊物から抗原を抽出しておくということは必要ない。従って、任意のタイミングで大気中に含まれる抗原抗体の検出・測定を行うことができるという効果がある。
【００７７】
また、分離された抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させ、溶存酸素濃度を測定する。溶存酸素濃度は抗原抗体濃度によって決定されることから、正確な抗原抗体（つまり、抗原）の検出・測定を短時間で行うことができる。
【００７８】
さらに、大気中の浮遊微小物質の捕集から抗原抗体の測定に至るまでの各機能要素を流路で連続接続していること、抗原抗体の検出には小型化可能な溶存酸素濃度計５０を採用するため携帯可能な小型の抗原抗体測定装置を実現することができる。
【００７９】
また、本実施形態による抗原抗体測定装置１０の構成及び測定方法によれば、専門的な知識がない一般ユーザーも使用可能であり、特に、スギ花粉等のアレルギー症を有する人にとって、任意の時間帯または場所でアレルゲンの検出・測定により予防策を講ずることを可能にするという効果がある。
【００８０】
また、捕集部３０には、フィン１５０を備えている。フィン１５０は、外部から浮遊微小物質を含む大気を吸引捕集する際、乱流を発生させ、または外部と反応槽３１との間において短絡流の発生を防止することが可能であり、このことによって、浮遊微小物質を反応槽３１内に分散捕集し、その後の抗原溶出を一様に促進することができる。
【００８１】
また、反応槽３１の内面には浮遊微小物質を静電吸着するための吸着シート３５を設けている。吸着シート３５に電荷を印加することで、浮遊微小物質を静電吸着させて反応槽３１内に効率よく捕集し、電荷を除去することによって、吸着シート３５から浮遊微小物質を分離させて溶媒との反応を促進させることができる。
【００８２】
また、反応槽３１と第１反応部としてのマイクロ流路６２の間にフィルター１４０を設けていることにより、ほぼ一定サイズの抗原よりも大きな不純物（抗原以外の浮遊微小物質等）を除去することができ、第１反応部以降に不純物が流動することを防止できる。
【００８３】
また、マイクロチャンネル分離部４０が、傾斜型電気泳動（Ｔ型電気泳動）によって抗原抗体複合体と未反応抗体との分子量または電化量（その両方を含むことがある）の差を利用して分離している。抗原抗体複合体と未反応抗体とは、分子量または電荷量が異なるため、電気泳動法により分離することができる。しかし、従来の二次元電気泳動法に対して電極間距離を短くしても同等の分離能力が得られるという効果がある。
【００８４】
また、溶存酸素濃度計５０による測定結果を表示する表示部１２０をさらに備えている。このことにより、抗原抗体をリアルタイムで測定し、必要な処置を講ずることができ、例えば、抗原がスギ花粉アレルゲンであれば、予防処置を講ずることが可能となる。
【符号の説明】
【００８５】
１０…抗原抗体測定装置、３０…捕集部、３１…反応槽、４０…マイクロチャンネル分離部、５０…溶存酸素濃度計、５１…リザーバー、６１…溶媒送液流路、６２…抗原抗体複合体送液流路、６３…分離流路、６５…未反応抗体流路、６６…抗原抗体複合体流路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗原抗体反応を用いた抗原抗体測定装置と、抗原抗体の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体高分子等の反応・分析手段として、反応固相としての固体微粒子と導入された抗原及び標識抗体の固体微粒子上での反応を行い、未反応物をマイクロチャンネル分離部で分離し、光熱変換分析により分析する抗原抗体分析装置（免疫分析装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年、生体高分子の一つとしてのスギ花粉によるアレルギー症状に対して各種の分析・測定装置が提案案されている。例えば、大気中の浮遊微小物質（スギ花粉）を捕集し、この浮遊微小物質を濃縮し、蛍光体標識を用いて抗原抗体反応させた後、抗原抗体反応後の蛍光物質を励起し、蛍光分析によりスギ花粉の測定をする浮遊微小物質測定装置というものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４６２８号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１は、抽出された抗原を吸着した固体微粒子上で抗原抗体反応を行うものであって、大気中の浮遊微小物質（例えば、スギ花粉等）を直接捕集して抗原の検出を行うことができないというような課題がある。
【０００６】
また、特許文献２は、浮遊微小物質の捕集、濃縮・反応、検出をそれぞれ別装置で行うものであって、短時間で抗原の検出をすることは困難である。また、抗原の検出は蛍光色素による標識が必要とされるが、この蛍光色素標識による試料ダメージも考えられる。
【０００７】
さらに、特許文献１及び特許文献２では、検出・測定装置として熱レンズ顕微鏡、蛍光分析、化学発光等の光熱変換分析手段を用いることから携帯可能な小型測定装置を実現することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例に係る抗原抗体測定装置は、大気中の浮遊微小物質を吸引捕集し、溶媒を用いて捕集された前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる反応槽を含む捕集部と、カタラーゼ標識抗体と前記抗原とを抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する第１反応部と、前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離するマイクロチャンネル分離部と、分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる第２反応部と、溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度計と、が備えられ、溶存酸素濃度によって抗原抗体の量を測定することを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、溶媒を用いて浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させることから、上述した特許文献１のように予め浮遊微小物質から抗原を抽出しておくということは必要ない。従って、任意のタイミングで大気中の浮遊微小物質に含まれる抗原の検出・測定を行うことができるという効果がある。
【００１１】
また、抗原抗体複合体に含まれるカタラーゼ標識抗体によって、過酸化水素を酸素と水とに分離し、溶存酸素濃度として抗原抗体を検出・測定する。溶存酸素濃度は抗原抗体濃度によって決定されることから、正確な抗原抗体（つまり、抗原）の検出・測定を行うことができる。
【００１２】
さらに、大気中の浮遊微小物質の捕集から抗原抗体の測定に至るまでの各機能要素を流路で連続接続していること、抗原抗体の検出には小型化可能な溶存酸素濃度計を用いるため携帯可能な小型の抗原抗体測定装置を実現することができる。
【００１３】
また、本適用例による抗原抗体測定装置は、専門的な知識がない一般ユーザーにも使用可能であり、特に、スギ花粉等のアレルギー症を有する人にとって、任意の時間帯または任意の場所でアレルゲンの検出・測定により予防策を講ずることを可能にするという効果がある。
【００１４】
［適用例２］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記捕集部には、吸引された浮遊微小物質を含む大気を乱流させるためのフィンが備えられていることが好ましい。
【００１５】
フィンは、外部から浮遊微小物質を含む大気を吸引捕集する際、乱流を発生させ、または外部と反応槽との間において短絡流の発生を防止する目的で設けている。このことによって、浮遊微小物質を反応槽内に分散捕集し、その後の抗原溶出を一様に促進することができる。
【００１６】
［適用例３］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記反応槽の内面に前記浮遊微小物質を静電吸着するための吸着層が設けられていることが望ましい。
【００１７】
ここで、吸着層としては、例えば吸着シートまたは吸着膜であって、電荷を印加することで、浮遊微小物質を静電吸着させて反応槽内に効率よく捕集し、電荷を除去することによって、吸着層から浮遊微小物質を分離させて溶媒との反応を促進させることができる。
【００１８】
［適用例４］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記反応槽と前記第１反応部との間にフィルターが設けられていることが望ましい。
【００１９】
フィルターを設けることにより、ほぼ一定サイズの抗原よりも大きな不純物（抗原以外の浮遊微小物質等）を除去することができ、第１反応部以降に不純物が流動することを防止できる。
【００２０】
［適用例５］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記マイクロチャンネル分離部が、傾斜型電気泳動によって抗原抗体複合体と未反応抗体の分子量または電化量の差を利用して分離することが好ましい。
【００２１】
傾斜型電気泳動（Ｔ型電気泳動と表すことがある）については、後述する実施の形態で説明するが、抗原抗体複合体と未反応抗体とは、分子量または電荷量が異なるため、電気泳動法により分離することができる。しかし、従来の二次元電気泳動法に対して電極間距離を短くしても同等の分離能力が得られるという効果がある。
【００２２】
［適用例６］上記適用例に係る抗原抗体測定装置において、前記溶存酸素濃度計の測定結果を表示する表示部がさらに備えられていることが望ましい。
【００２３】
このようにすれば、使用者は抗原抗体をリアルタイムで認識し、必要な処置を講ずることができる。例えば、抗原がスギ花粉アレルゲンであれば、スギ花粉量を認識して予防処置を講ずることが可能となる。
【００２４】
［適用例７］本適用例に係る抗原抗体の測定方法は、大気中の浮遊微小物質を捕集する工程と、溶媒を用いて前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる工程と、前記抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する工程と、前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離する工程と、分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる工程と、分離された前記酸素の溶存酸素濃度から抗原抗体の量を測定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、大気中の浮遊微小物質の捕集、抗原の抽出、抗原抗体複合体の生成から抗原抗体の測定に至るまでの工程を同一測定装置内で連続して行うことから、短時間で、しかも正確な測定を行うことができる。
【００２６】
また、専門的な知識がなくても一般ユーザーが容易に使用することが可能であり、特に、スギ花粉に代表されるアレルゲンの検出に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１に係る抗原抗体測定装置を示す概観図。
【図２】抗原抗体測定装置の主たる構成を示す構成説明図。
【図３】マイクロチャンネル分離部を模式的に表す説明図。
【図４】捕集部の１例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は封止蓋体を示す側面図。
【図５】リザーバーと溶存酸素濃度計の関係を模式的に示す部分断面図。
【図６】抗原抗体測定装置による抗原抗体の測定方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）
【００２９】
図１は、実施形態１に係る抗原抗体測定装置を示す概観図である。図１において、抗原抗体測定装置１０は、主たる機能要素が収容される筐体２０と、筐体２０の内部に連通する吸引開口部３３を封止する蓋体３２が筐体２０から突設された捕集部３０と、液晶表示体等からなる表示部１２０と、抗原抗体測定装置１０の操作を行う操作部１１０と、を有して構成されている。
【００３０】
なお、詳しくは後述するが、蓋体３２は捕集部３０に対して装脱可能な構成である。また、操作部１１０は複数のスイッチ等から構成されている。
【００３１】
続いて、抗原抗体測定装置１０の機能要素の構成について図面を参照して説明する。
図２は、抗原抗体測定装置の主たる構成を示す構成説明図である。図２において、抗原抗体測定装置１０は、溶媒を収容する溶媒収容容器７１と、大気と大気に含まれる浮遊微小物質とを吸引捕集する捕集部３０と、捕集された浮遊微小物質を取り込む反応槽３１とを有している。
【００３２】
溶媒収容容器７１と反応槽３１の間には、溶媒送液ポンプ８２が設けられ、溶媒を反応槽３１の内部に送液する。溶媒送液ポンプ８２と反応槽３１とは、溶媒送液流路６１によって連通されている。
【００３３】
捕集部３０には、外部の大気（空気）を反応槽３１内に取り込む吸引ポンプ８１が接続されている。
【００３４】
反応槽３１内では、前述した溶媒を用いて浮遊微小物質に含まれるスギ花粉等の生体高分子の抗原を溶出させる。
【００３５】
反応槽３１にはマイクロ流路６２が接続され、マイクロ流路６２の途中には抗原及び溶質の混合液体を下流側に送液する送液ポンプ８５が設けられている。
【００３６】
また、マイクロ流路６２には、マイクロ流路６４が連通されている。マイクロ流路６４は、カタラーゼ標識抗体を収容する抗体容器７２と、抗体容器７２からカタラーゼ標識抗体をマイクロ流路６２に送液するための抗体送液ポンプ８３と、が接続されている。
【００３７】
さらに、マイクロ流路６２はマイクロチャンネル分離部４０に連通されている。マイクロチャンネル分離部４０は、分離流路６３を有し、下流側において未反応抗体流路６５と抗原抗体複合体流路６６とに分岐されている。
【００３８】
ここで、マイクロ流路６２にカタラーゼ標識抗体を送液することにより、溶出された抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応により抗原抗体複合体が生成される。従って、マイクロ流路６２とマイクロチャンネル分離部４０との間が、抗原抗体複合体を生成する第１反応部である。この際、分離流路６３には、抗原抗体複合体と、カタラーゼ標識抗体と反応しななかった未反応抗体とが存在する。
【００３９】
抗原抗体複合体と未反応抗体とは、マイクロ流路６２（第１反応部）を通ってマイクロチャンネル分離部４０に送液され、マイクロチャンネル分離部４０において抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離される。
【００４０】
未反応抗体流路６５は、バルブ１３１を介して廃液容器７４に連通されている。一方、抗原抗体複合体流路６６の途中には、マイクロ流路７８が接続されている。マイクロ流路７８には、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を収容する容器７３と、過酸化水素を抗原抗体複合体流路６６に注入するための注入ポンプ８４が接続されている。
【００４１】
抗原抗体複合体に過酸化水素を加えることで、カタラーゼ標識抗体により過酸化水素が酸素と水とに分離され、これらを含む液体はリザーバー５１に送液される。従って、抗原抗体複合体流路６６とマイクロ流路７８との接続部からリザーバー５１の間が、過酸化水素を酸素と水とに分離する第２反応部である。
【００４２】
リザーバー５１には溶存酸素濃度計５０が配設されており、このリザーバー５１内の酸素濃度（溶存酸素濃度）を抗原抗体濃度として測定する。なお、溶存酸素濃度及び溶存酸素濃度計については後述する。
また、リザーバー５１の下流側は、バルブ１３２を介して廃液容器７４に連通されている。
【００４３】
さらに、抗原抗体測定装置１０は、電源としての電池９０と、抗原抗体測定装置１０の駆動制御を行う制御回路部１００と、使用者が抗原抗体測定装置１０の起動または停止等の操作を行うための操作部１１０と、測定結果を表示するための表示部１２０とを備えている。
【００４４】
ここで、電池９０としては、乾電池やリチウム二次電池等を採用し、制御回路部１００に電力を供給する。また、制御回路部１００には、前述した各ポンプの駆動制御回路、マイクロチャンネル分離部４０の荷電制御回路、溶存酸素濃度計５０の測定回路、表示部１２０の表示制御回路、操作部１１０の操作制御回路、及びタイマー等が備えられている（図示は省略）。
【００４５】
続いて、マイクロチャンネル分離部４０の構成及び作用について図面を参照して説明する。
図３は、マイクロチャンネル分離部を模式的に表す説明図である。図３において、マイクロ流路６２、分離流路６３、未反応抗体流路６５、抗原抗体複合体流路６６、リザーバー５１のそれぞれは、ガラス基板またはセラミック基板または樹脂基板等からなる下基板２６に穿設され、上基板２５で封止されている（図示は省略するが、図４を参照する）。
【００４６】
次に、マイクロチャンネル分離部４０について説明する。マイクロチャンネル分離部４０は、分離流路６３と、未反応抗体流路６５と抗原抗体複合体流路６６との分岐部６７とから構成されている。そして、分離流路６３の幅方向両側には、未反応抗体流路６５側に電極６８ａ、抗原抗体複合体流路６６側に電極６８ｂ、下流方向には電極６８ｃ，６８ｄが設けられている。
【００４７】
なお、電極６８ａと電極６８ｃには＋電位が印加され、電極６８ｂと電極６８ｄには−電位が印加される。ここで、抗原とカタラーゼ標識抗体とが結合された抗原抗体複合体の分子量Ｖ１と、未反応抗体の分子量Ｖ２と、を比較するとＶ１≠Ｖ２である。また、それぞれの電荷量Ｓ１，Ｓ２の関係もＳ１≠Ｓ２となる。
【００４８】
図示したように、分離流路６３には、電極６８ａ〜６８ｄが設けられており、電極６８ｂと電極６８ｃとが＋電荷であるため、分離流路６３内では、図中において二点鎖線６９で模式的に示すような電位勾配が生ずる。
【００４９】
従って、分子量または電荷量の差によって抗原抗体複合体と未反応抗体とが分離される。本実施形態では、抗原抗体複合体は抗原抗体複合体流路６６側に流動し、未反応抗体は未反応抗体流路６５に流動するよう分離される。このような分離現象を一般に電気泳動と呼称されるが、本実施形態のようなマイクロ流路における傾斜電位勾配を利用したものを傾斜型電気泳動または、Ｔ型電気泳動という。
【００５０】
次に、捕集部３０について図面を参照して説明する。
図４は、捕集部の１例を示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は封止蓋体である。図４（ａ）において、捕集部３０は、上基板２５の上面に固着された機枠２８と、機枠２８の上端部に固定される捕集部本体２７と、捕集部本体２７のと蓋体３２とから構成されている。
【００５１】
捕集部本体２７には、中央部に反応槽３１が穿設されている。この反応槽３１には溶媒送液流路６１と吸引流路７９が連通され、溶媒送液流路６１は溶媒送液ポンプ８２が接続されている。一方吸引流路７９は吸引ポンプ８１に接続されている。
【００５２】
反応槽３１の上部開口部にはフィン１５０が配設されている。フィン１５０には、複数の貫通孔１５１が設けられている。フィン１５０は捕集部本体２７に対して着脱可能である。なお、貫通孔１５１は大気導入路である。フィン１５０は、外部から浮遊微小物質を含む大気を吸引捕集する際、乱流を発生させ、または外部と反応槽３１との間において短絡流の発生を防止する目的で設けられている。また、フィン１５０は、捕集部本体２７と蓋体３２との間において挟着されている。
【００５３】
蓋体３２の中央部に吸引開口部３３が開口された筒状部材であって、外周部には螺子が設けられ、捕集部本体２７に螺着される。
【００５４】
また、捕集部本体２７の反応槽３１の底面には、吸着層としての吸着シート３５が貼着されている。なお、吸着層としては吸着膜を形成してもよく電荷を印加することで帯電する材質が選択される。
【００５５】
浮遊微小物質がスギ花粉のような生体高分子の場合、これらは負電荷を帯びているため、吸着シート３５に正電荷を印加させることで浮遊微小物質を吸着させる。電荷を除去すれば、浮遊微小物質は反応槽３１内で自由移動可能となる。さらに、反応槽３１の内外を連通する孔には、エアベントフィルター１４１が設けられている。エアベントフィルター１４１は、液体の通過を閉鎖し気体のみを通過させる目的で設けられている。
【００５６】
反応槽３１と、上基板２５と下基板２６によって形成されるマイクロ流路６２とは、チューブ等の細管によって連通されている。そして、細管の途中にはフィルター１４０が介設されている。フィルター１４０は、ほぼ一定サイズの抗原よりも大きな不純物（抗原以外の浮遊微小物質等）を除去することができ、マイクロ流路６２（第１反応部）以降に不純物が流動することを防止する目的で設けられている。
【００５７】
具体的には、フィルター１４０は、大気中の浮遊微小物質のうち、測定対象物の粒径に合わせて選択される。例えば、抗原粒径が３μｍ程度の場合は、抗原が通過可能な５μｍ程度の通過孔を設けることにより、５μｍ以上の粒径の塵埃等の不純物を除去することができる。なお、フィルター１４０は装脱可能とすることがより好ましい。
【００５８】
なお、図４（ａ）では、捕集部３０は浮遊微小物質を捕集する際における蓋体３２を装着した場合を表しているが、浮遊微小物質捕集後では、封止蓋体３６を捕集部本体２７に装着して用いる。図４（ｂ）に封止蓋体３６を示す。
【００５９】
封止蓋体３６は、蓋部３６ａと螺子部３６ｂと封止部３６ｃとから構成される棒状部材である。封止部３６ｃは、フィン１５０の外形形状に相当する形状を有し、封止蓋体３６を捕集部本体２７に螺合することで反応槽３１を密閉する。
【００６０】
次に、リザーバー５１と溶存酸素濃度計５０について図面を参照して説明する。
図５は、リザーバーと溶存酸素濃度計の関係を模式的に示す部分断面図である。図５において、溶存酸素濃度計５０の測定端子部５０ａがリザーバー５１の内部に挿入されている。測定端子部５０ａには、陽極と陰極とが設けられている（図示せず）。
【００６１】
抗原抗体複合体流路６６には過酸化水素が注入されると、抗原抗体複合体に含まれるカタラーゼ標識抗体によって、過酸化水素を酸素と水とに分離し酸素が抗原抗体複合体流路６６に溶出し、リザーバー５１内に分離された酸素を含む液体が貯留される。すると溶存酸素濃度に対応した電流が、陽極と陰極の間に流れる。発生する酸素は、カタラーゼ標識抗体の量（つまり、抗原の量）によって決定される。従って、溶存酸素濃度は抗原抗体濃度に相当する。この電流値を抗原の量とキャリブレーションしておけば、抗原抗体（抗原）を検出・測定することが可能となる。
【００６２】
続いて、以上説明した抗原抗体測定装置１０を用いた抗原抗体（抗原と置き換えることができる）の測定方法について図６を参照して説明する。なお、図１〜図５も参照する。
図６は、本実施形態に係る抗原抗体測定装置による抗原抗体の測定方法を示す説明図である。
【００６３】
まず、大気と共に浮遊微小物質の捕集を行う（ＳＴ１０）。まず、捕集部３０には蓋体３２を装着する（図４（ａ）に表す）。そして、操作部１１０のうちの起動スイッチを操作して吸引ポンプ８１を駆動し、大気を反応槽３１内に吸引する。この際、吸引ポンプ８１以外のポンプは停止させておく。
【００６４】
また、吸着シート３５には電荷を印加し捕集された浮遊微小物質を吸着シート３５に吸着させる。そして、所定時間（例えば、２０分〜３０分）後、吸引ポンプ８１を停止した後、蓋体３２及びフィン１５０を取り外して封止蓋体３６を挿着し反応槽３１を密閉する。封止蓋体３６の装着タイミングは、制御回路部１００に内蔵されるタイマーにより表示部１２０で表示する。
【００６５】
次に、操作部１１０のうちの溶媒送液ポンプ駆動スイッチを操作して溶媒送液ポンプ８２を駆動して、溶媒を反応槽３１に注入し反応槽３１内に充填させる（ＳＴ２０）。溶媒の注入量は、予め設定された流速で所定時間注入することで決定される。この際、溶媒送液ポンプ８２を駆動に連動して吸着シート３５の電荷を除去する。
【００６６】
反応槽３１内では、吸引された浮遊微小物質と溶媒とが混合され、溶媒の働きによって抗原を溶出させる（ＳＴ３０）。
【００６７】
一定時間経過後、溶媒送液ポンプ８２を停止し、送液ポンプ８５を駆動し抗原をマイクロ流路６２に流動する。続いて、抗体送液ポンプ８３を駆動しカタラーゼ標識抗体をマイクロ流路６２内に注入し（ＳＴ４０）、溶出された抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応をさせ（ＳＴ５０）抗原抗体複合体（測定目的物質）を生成する。マイクロ流路６２内には抗原抗体複合体と未反応抗体とが混在する。
【００６８】
抗原抗体複合体及び未反応抗体の混合液は、送液ポンプ８５と抗体送液ポンプ８３との送液圧力によってマイクロ流路６２を介して分離流路６３に送液される。そして、マイクロチャンネル分離部４０の傾斜型電気泳動（Ｔ型電気泳動）により、抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離する（ＳＴ６０）。
【００６９】
分離された未反応抗体は未反応抗体流路６５に送液されて廃液容器７４に排出される（ＳＴ７０）。
【００７０】
また、分離された抗原抗体複合体流路６６に、注入ポンプ８４を駆動して過酸化水素を注入する（ＳＴ８０）。抗原抗体複合体流路６６内では、カタラーゼ標識抗体の働きによって過酸化水素が酸素と水とに分離され、溶存酸素濃度計５０を用いて溶存酸素濃度を抗原抗体濃度として測定する（ＳＴ９０）。つまり、抗原抗体濃度は単位容積あたりの抗原量に相当するため抗原量を測定したことになる
【００７１】
測定結果は、表示部１２０に表示される。測定結果の表示内容としては、抗原抗体濃度そのもの、または抗原抗体量（抗原量）を数値表示する。測定対象物がスギ花粉であれば、使用者（被験者）のスギ花粉による影響度をインジケーター表示してもよい。
【００７２】
溶存酸素濃度測定後、抗原抗体複合体は廃液容器７４に排出される（ＳＴ１００）。
【００７３】
未反応抗体排出流路及び抗原抗体複合体排出流路と廃液容器７４との間にはそれぞれバルブ１３１，１３２が備えられ、必要なタイミングで開放される。
【００７４】
以上説明した一連の工程を終了した後、電源がＯＦＦされる。そして、封止蓋体３６を取り外し、再測定の準備をする。つまり、フィン１５０を洗浄して捕集部本体２７に装着し、続いて蓋体３２を装着することで、再測定の準備が終了する
【００７５】
なお、上述したＳＴ２０〜ＳＴ１００の工程は、制御回路部１００の記憶回路に格納されているプログラムに従って行われる。
【００７６】
従って、本実施形態によれば、溶媒を用いて大気中の浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させることから、上述した特許文献１のように予め浮遊物から抗原を抽出しておくということは必要ない。従って、任意のタイミングで大気中に含まれる抗原抗体の検出・測定を行うことができるという効果がある。
【００７７】
また、分離された抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させ、溶存酸素濃度を測定する。溶存酸素濃度は抗原抗体濃度によって決定されることから、正確な抗原抗体（つまり、抗原）の検出・測定を短時間で行うことができる。
【００７８】
さらに、大気中の浮遊微小物質の捕集から抗原抗体の測定に至るまでの各機能要素を流路で連続接続していること、抗原抗体の検出には小型化可能な溶存酸素濃度計５０を採用するため携帯可能な小型の抗原抗体測定装置を実現することができる。
【００７９】
また、本実施形態による抗原抗体測定装置１０の構成及び測定方法によれば、専門的な知識がない一般ユーザーも使用可能であり、特に、スギ花粉等のアレルギー症を有する人にとって、任意の時間帯または場所でアレルゲンの検出・測定により予防策を講ずることを可能にするという効果がある。
【００８０】
また、捕集部３０には、フィン１５０を備えている。フィン１５０は、外部から浮遊微小物質を含む大気を吸引捕集する際、乱流を発生させ、または外部と反応槽３１との間において短絡流の発生を防止することが可能であり、このことによって、浮遊微小物質を反応槽３１内に分散捕集し、その後の抗原溶出を一様に促進することができる。
【００８１】
また、反応槽３１の内面には浮遊微小物質を静電吸着するための吸着シート３５を設けている。吸着シート３５に電荷を印加することで、浮遊微小物質を静電吸着させて反応槽３１内に効率よく捕集し、電荷を除去することによって、吸着シート３５から浮遊微小物質を分離させて溶媒との反応を促進させることができる。
【００８２】
また、反応槽３１と第１反応部としてのマイクロ流路６２の間にフィルター１４０を設けていることにより、ほぼ一定サイズの抗原よりも大きな不純物（抗原以外の浮遊微小物質等）を除去することができ、第１反応部以降に不純物が流動することを防止できる。
【００８３】
また、マイクロチャンネル分離部４０が、傾斜型電気泳動（Ｔ型電気泳動）によって抗原抗体複合体と未反応抗体との分子量または電化量（その両方を含むことがある）の差を利用して分離している。抗原抗体複合体と未反応抗体とは、分子量または電荷量が異なるため、電気泳動法により分離することができる。しかし、従来の二次元電気泳動法に対して電極間距離を短くしても同等の分離能力が得られるという効果がある。
【００８４】
また、溶存酸素濃度計５０による測定結果を表示する表示部１２０をさらに備えている。このことにより、抗原抗体をリアルタイムで測定し、必要な処置を講ずることができ、例えば、抗原がスギ花粉アレルゲンであれば、予防処置を講ずることが可能となる。
【符号の説明】
【００８５】
１０…抗原抗体測定装置、３０…捕集部、３１…反応槽、４０…マイクロチャンネル分離部、５０…溶存酸素濃度計、５１…リザーバー、６１…溶媒送液流路、６２…抗原抗体複合体送液流路、６３…分離流路、６５…未反応抗体流路、６６…抗原抗体複合体流路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中の浮遊微小物質を吸引捕集し、溶媒を用いて捕集された前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる反応槽を含む捕集部と、
カタラーゼ標識抗体と前記抗原とを抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する第１反応部と、
前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離するマイクロチャンネル分離部と、
分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる第２反応部と、
溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度計と、が備えられ、
溶存酸素濃度によって抗原抗体の量を測定することを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記捕集部には、吸引された浮遊微小物質を含む大気を乱流させるためのフィンが備えられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記反応槽の内面に前記浮遊微小物質を静電吸着するための吸着層が設けられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記反応槽と前記第１反応部との間にフィルターが設けられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記マイクロチャンネル分離部は、傾斜型電気泳動によって抗原抗体複合体と未反応抗体との分子量または電化量の差を利用して分離することを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記溶存酸素濃度計の測定結果を表示する表示部がさらに備えられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項７】
大気中の浮遊微小物質を捕集する工程と、
溶媒を用いて前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる工程と、
前記抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する工程と、
前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離する工程と、
分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる工程と、
分離された前記酸素の溶存酸素濃度から抗原抗体の量を測定する工程と、
を含むことを特徴とする抗原抗体の測定方法。
【請求項１】
大気中の浮遊微小物質を吸引捕集し、溶媒を用いて捕集された前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる反応槽を含む捕集部と、
カタラーゼ標識抗体と前記抗原とを抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する第１反応部と、
前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離するマイクロチャンネル分離部と、
分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる第２反応部と、
溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度計と、が備えられ、
溶存酸素濃度によって抗原抗体の量を測定することを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記捕集部には、吸引された浮遊微小物質を含む大気を乱流させるためのフィンが備えられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記反応槽の内面に前記浮遊微小物質を静電吸着するための吸着層が設けられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記反応槽と前記第１反応部との間にフィルターが設けられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記マイクロチャンネル分離部は、傾斜型電気泳動によって抗原抗体複合体と未反応抗体との分子量または電化量の差を利用して分離することを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の抗原抗体測定装置において、
前記溶存酸素濃度計の測定結果を表示する表示部がさらに備えられていることを特徴とする抗原抗体測定装置。
【請求項７】
大気中の浮遊微小物質を捕集する工程と、
溶媒を用いて前記浮遊微小物質に含まれる抗原を溶出させる工程と、
前記抗原とカタラーゼ標識抗体との抗原抗体反応により抗原抗体複合体を生成する工程と、
前記抗原抗体複合体と未反応抗体とに分離する工程と、
分離された前記抗原抗体複合体に過酸化水素を加え、前記カタラーゼ標識抗体により過酸化水素を酸素と水とに分離させる工程と、
分離された前記酸素の溶存酸素濃度から抗原抗体の量を測定する工程と、
を含むことを特徴とする抗原抗体の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−３８９５７（Ｐ２０１１−３８９５７Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８２５４（Ｐ２００９−１８８２５４）
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（５９１０９３４９４）株式会社ミスズ工業 (58)
【出願人】（５０５２２７０４３）野村ユニソン株式会社 (25)
【出願人】（３９２０３６１０８）株式会社みくに工業 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（５９１０９３４９４）株式会社ミスズ工業 (58)
【出願人】（５０５２２７０４３）野村ユニソン株式会社 (25)
【出願人】（３９２０３６１０８）株式会社みくに工業 (17)
【Ｆターム（参考）】
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