生化学反応用ピン、及びその利用
【課題】新規な生化学反応用ピン、及びその利用を提供する。
【解決手段】本発明の生化学反応用ピン１０は、先端部１１の表面が、当該先端部１１に隣接する部分（細径部１２ａ）の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部１１の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピン１５を備えてなる。
【解決手段】本発明の生化学反応用ピン１０は、先端部１１の表面が、当該先端部１１に隣接する部分（細径部１２ａ）の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部１１の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピン１５を備えてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗体を特異的に固定化可能な生化学反応用ピン、及びその利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
個人化医療の推進による患者のＱＯＬ（Quality of life）の向上と医療費の削減とは、現代社会の直面する課題である。ポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ:Point of Care Testing）とは、開業医及び専門医の診察室や病棟、並びに、外来患者向け診療所等の「患者の身辺での検査」の総称である。ポイントオブケア検査は、将来的には、中央検査室で集中且つ大量に検体を測定する病院での通常検査に置き換わるものになると予測されている。現在、ポイントオブケア検査用の診断キットは、大部分がイムノクロマト方式を採用している。イムノクロマト方式は、薄層クロマトグラフィの原理を用いるため検体液以外には溶液を必要としないドライ化が可能であり、例えば１０分後に検定ラインの出現位置を目で確認でき、操作が極めて簡単な簡易診断キットが実現されている。しかし、イムノクロマト方式では、検出感度が通常の検査法より低い、測定が定性的である、等の課題がある。
【０００３】
一方、酵素免疫判定法（ELISA: Enzyme LinkedImmuno Assay）法は、例えば、９６穴プレート上で抗原抗体反応を利用した測定を行う方法として、研究測定、診断測定に広く普及している。ＥＬＩＳＡ法は信頼性と感度は高いが、洗浄操作及び試薬添加等の操作が複雑でありＰＯＣＴ用にはほとんど普及していない。簡易化したＥＬＩＳＡシステムとして、わずかに、フィン型（特許文献１）及び板型（特許文献２）のスティック法が実用化されているというのが現状である。
【０００４】
しかし、簡易化したＥＬＩＳＡシステムである上記フィン型及び板型のスティック法は、マイクロプレートの個々のウェルで行われる複数回の操作を、独立の複数連のチューブ内でハンドリングするものである。すなわち、ウェルの内面に捕捉抗体を固定する代わりに、平面上のスティックに捕捉抗体を固定し、このスティックを、必要な試薬を格納したウェルに移し替えて反応あるいは洗浄操作をするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公報４２２５５７５号
【特許文献２】米国特許公報７３７４９５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、簡易型のＥＬＩＳＡキットは、マイクロプレートの個々のウェルで行われる複数回の操作を、独立の複数連のチューブ内でハンドリングするものである。しかし、キットに固定化される抗体量を一定にする、又は所望の範囲に制御可能なように構成されていない。そのため、信頼性、再現性、及び定量性が不十分であり、マイクロプレート等によるＥＬＩＳＡを代替する機能は持たない。また、複数種類の固定化抗体を用いたＥＬＩＳＡには適用困難である。さらに、上記簡易型のＥＬＩＳＡキットは、ウェル操作と実質的に同等の操作を要するために必要とされる試薬量も多い。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、所定の領域のみに抗体又は抗原蛋白質が固定化可能に設計された生化学反応用ピン、及びその利用を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本願発明者らは鋭意検討を行った。その結果、従来のマイクロプレートに代えてピンの先端部に特異的に抗体又は抗原蛋白質を固定化した生化学反応ピンを用いるという新たな発想に基づき、本願発明を想到するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る生化学反応用ピンは、先端部の表面が、当該先端部に隣接する部分の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピンを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る生化学反応用ピンは、上記の構成において、上記蛋白質固定化反応が、上記先端部の表面に存在するＣＯＯＨ基（カルボキシル基）をカルボジイミドで活性化した後に抗体又は抗原蛋白質を当該表面に固定化する反応であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る生化学反応用ピンは、上記の構成において、上記先端部の表面がアクリル系樹脂からなり、上記先端部に隣接する部分の表面がテフロン（登録商標）、又は、デルリン（登録商標）から選択されることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る生化学反応用ピンは、上記の構成において、ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体又は抗原蛋白質が上記先端部の表面に固定されているものであってもよく、より好ましくは、ＥＬＩＳＡに用いる一次抗体が上記先端部の表面に固定されているものである。
【００１３】
本発明に係る生化学反応用ピンの集合体は、上記何れか一項に記載の生化学反応用ピンを複数個備えたピンの集合体であって、これら複数の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る生化学反応用ピンチップは、上記何れかの生化学反応用ピンを複数個備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る生化学反応用ピンチップは、上記複数個の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことがより好ましい。
【００１６】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の生化学反応用ピン、又は当該生化学反応用ピンを複数個備えた生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジであって、検体試料との反応槽、洗浄槽、二次抗体との反応槽、及び二次抗体検出用の反応槽とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、検体試料との上記反応槽、1つ以上の上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、１つ以上の上記洗浄槽、及び、二次抗体検出用の上記反応槽が、この順に環状に配置されていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、上記反応槽及び上記洗浄槽を覆う蓋部材を備え、上記蓋部材は、上記反応槽及び上記洗浄槽が環状に配置されたカートリッジの本体部に、当該反応槽及び洗浄槽の配置の中心を基点にした回転が可能に取り付けられるものであり、上記蓋部材は、本体部に取り付けられたときに、ピンの先端部が上記反応槽及び上記洗浄槽側に向くように上記生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップを取り付ける支持固定部を備えることがより好ましい。
【００１９】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、上記反応槽に反応液が充填された状態で当該反応槽がシールされている、及び／又は、上記洗浄槽に洗浄液が充填された状態で当該洗浄槽がシールされている構成であってもよい。
【００２０】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、上記反応槽の何れかは上記洗浄槽を兼ねるものであり、洗浄槽を兼ねる当該反応槽は、給液ポートと廃液ポートとを備える構成であってもよい。
【００２１】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用キットは、上記何れかの生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップと、上記何れかのＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えることを特徴としている。
【００２２】
本発明はまた、上記何れかのＥＬＩＳＡ用カートリッジを格納するＥＬＩＳＡ反応部を備える生化学反応装置を提供する。
【００２３】
また、本発明に係る生化学反応装置は、検体試料との上記反応槽、上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、及び二次抗体検出用の上記反応槽へ、上記上記生化学反応用ピン又は上記生化学反応用ピンチップを移動させる移動機構を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、所定の領域のみに抗体又は抗原蛋白質が固定化可能に設計された生化学反応用ピン、及びその利用を提供することが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る生化学反応用ピンの概略構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る生化学反応用ピンチップの概略構成を示す側面図である。
【図３】図２に示す生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡの工程を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジの概略構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジを用いるＥＬＩＳＡ反応装置の一構成例を示す図である。
【図６】図５に示すＥＬＩＳＡ反応装置が備える駆動機構の一例を示す図である。
【図７】（ａ）〜(ｃ)は、生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジ、及びＥＬＩＳＡ反応装置の一構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
【００２７】
１．生化学反応用ピン
（生化学反応用ピンの基本構成）
本実施の形態に係る生化学反応用ピンは、先端部の表面が、当該先端部に隣接する部分の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピンを備えてなることを一つの特徴とする。蛋白質固定化反応への反応性の相違を利用すれば、ピンの先端部の表面のみに所望する抗体又は抗原蛋白質を固定化可能である。その結果、ピンに固定化される抗体量又は抗原蛋白質量の制御が容易となり、生化学反応用ピンを用いた測定の精度（とりわけ定量性）が向上する。生化学反応用ピンは、先端部に隣接する部分の表面が蛋白質固定化反応への反応性が実質的に無いことが特に好ましい。
【００２８】
また、生化学反応用ピンを複数本のセット（ピンの集合体）で用いる場合（後述するピンチップの場合も含む）、すべてのピンについて、抗体又は抗原蛋白質を固定化可能な部位（先端部の表面）の面積が一定であることが好ましい。この構成によれば、異なる生化学反応用ピン間で固定化された抗体量又は抗原蛋白質量を揃えることが出来るため、複数本の生化学反応用ピンを用いた測定の精度（とりわけ定量性）が向上する。
【００２９】
図１は、生化学反応用ピンの一例を示す斜視図である。生化学反応用ピン１０は、図１に示すように、生化学反応用ピン１０は、ピン１５と、ピン１５の直径より外側に張出すように円盤状に形成された固定用凸部１６とを備える。固定用凸部１６は、ピン１５の他端側（先端とは反対側）に、ピン１５と一体的かつ同心的に形成される。ピン１５は、その先端側から固定用凸部１６側に向けて順に、先端がドーム状に形成された円柱形状の先端部（抗体固定部）１１、及び、当該先端部１１に隣接した隣接部１２を備える。隣接部１２は、先端部に近い方から順に、細径部１２ａ、径変部１２ｂ、及び太径部１２ｃから構成される。細径部１２ａは、先端部１１に隣接する部分であって、先端部１１と同じ直径の円柱形状に形成される。太径部１２ｃは、細径部１２ａより太い直径の円柱形状に形成される。径変部１２ｂは、細径部１２ａと太径部１２ｃとを連結するテーパー形状の部分である。なお、隣接部１２は、径変部１２ｂや太径部１２ｃを有さない、先端部１１と同一径の円柱形状に形成されてもよい。また、固定用凸部１６を設けなくともよい。さらに、先端部１１は球状ではなく平坦としても良い。以上の構造において、先端部１１の表面と細径部１２ａの表面とは、段差のないシームレス構造で繋がっていることがより好ましい。
【００３０】
ピン１５の先端部１１の直径（円柱状でない場合は等価直径）は特に限定されないが、その上限が２ｍｍ以下に設計されることが好ましく、０．８ｍｍ以下に設計されることがより好ましい。先端部１１の直径が小さいほど、生化学反応用ピン１０を複数個組合せてピンチップを構成する際等に、小型化及びピンの高密度化が可能となる。ピン１５の先端部１１の直径の下限は特に限定されないが、例えば、０．０５ｍｍ以上である。
【００３１】
また、ピン１５の先端部１１の長さは特に限定されず、固定化したい抗体量等又は抗原蛋白質量等に応じて適宜設定されるが、例えば、０．０１ｍｍ以上で１ｍｍ以下の範囲内である。また、先端部１１の表面積も特に限定されず、固定化したい抗体量等又は抗原蛋白質量等に応じて適宜設定されるが、例えば、０．００２ｍｍ２以上で３ｍｍ２以下の範囲内である。同様に、隣接部１２の直径及び長さも特に限定されず適宜設定すればよいが、例えば、細径部１２ａの長さは４ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲内であり、太径部１２ｃの長さは２ｍｍ以上で５ｍｍ以下の範囲内であり、太径部の直径は２ｍｍ以上で５ｍｍ以下の範囲内であり、径変部１２ｂの長さは０．５ｍｍ以上で２ｍｍ以下の範囲内である。
【００３２】
（ピンの先端部への抗体又は抗原蛋白質の固定化）
図１に示すピン１５において、先端部１１の表面は、当該先端部１１に隣接する細径部１２ａの表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く構成されている。特に好ましくは、ピン１５において、細径部１２ａの表面が蛋白質固定化反応への反応性を実質的に示さない。そのため、蛋白質固定化反応の条件を適切に制御することによって、当該先端部１１の表面にのみ抗体又は抗原蛋白質が固定化可能となる。なお、特に限定されないが、不所望な抗体又は抗原蛋白質の固定を確実に防止するため、細径部１２ａの表面に加えて、径変部１２ｂ及び太径部１２ｃの表面（すなわち、隣接部１２の表面全体）も、先端部１１の表面より蛋白質固定化反応への反応性が低く構成されることがより好ましい。
【００３３】
なお、上記蛋白質固定化反応への反応性の相違は、例えば、先端部１１の表面とそれに隣接する細径部１２ａの表面とで、表面処理の種類を異ならせる、及び／又は、材質を異ならせる、等の方法により実現可能である。
【００３４】
上記の蛋白質固定化反応とは、例えば、光固定化ポリマー被膜を用いた蛋白質（抗体又は抗原）の固定化反応や、カルボジイミドを用いて活性化されたＣＯＯＨ基に対する蛋白質（抗体又は抗原）の固定化反応（カルボジイミド活性化法）、アミノ基を用いた蛋白質の固定化反応（シッフ塩基法、エポキシ基法、イソシアナート法等）等、その種類は限定されず、各種の方法を採用することができる。
【００３５】
例えば、上記蛋白質固定化反応が、カルボジイミド活性化法の場合、先端部１１の表面がアクリル系樹脂からなり、上記細径部１２ａの表面（好ましくは隣接部１２の表面全体）が、ポリテトラフロロエチレン（PTFE）（テフロン（登録商標））被膜、ポリテトラフルオロエチレン（PCTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリアミドイミド（PAI）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（GPPS）、ポリエチレン（PE）、デルリン（登録商標）等の、アルカリ処理によりＣＯＯＨ基が生じない材料からなる構成が挙げられる。ここで、アクリル系樹脂とは、重合体の繰り返し単位としてアクリル酸単位、又はメタクリル酸単位を含む樹脂の総称であって、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。なお、アクリル系樹脂の中では、ポリメチルメタクリレートが特に好ましい。
【００３６】
上記構造のピン１５が、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液による表面処理を受けると、アクリル酸単位又はメタクリル酸単位は、加水分解を受けてＣＯＯＨ基を生成する。その結果、先端部１１の表面にＣＯＯＨ基が表出する。一方、細径部１２ａの表面は、この表面処理を受けても実質的な変化を生じずＣＯＯＨ基は表出しない。次いで、アルカリによる表面処理後のピン１５をカルボジイミドの溶液で表面処理すると、先端部１１の表面に形成されたＣＯＯＨ基とカルボジイミドとが反応して活性化され、先端部１１の表面のみに蛋白質（抗体又は抗原）が固定化可能となる。なお、蛋白質（抗体又は抗原）の固定化は、当該蛋白質（抗体又は抗原）を含む溶液中に、ピン１５の先端部１１又はピン１５の全体を浸漬する等の公知の方法で行えばよい。
【００３７】
ピン１５の先端部１１に固定化される蛋白質（抗体又は抗原）の種類は特に限定されないが、その一例は、ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体である。これにより、ＥＬＩＳＡ用の生化学反応用ピン１０が提供される。このＥＬＩＳＡ用の生化学反応用ピン１０では、先端部１１の表面のみに所望する一次抗体が固定化されている。その結果、生化学反応用ピン１０を用いた測定の精度（とりわけ定量性）が向上する。また、他の例では、ピン１５の先端部１１に特異的に、ＥＬＩＳＡに用いる抗原蛋白質が固定される。抗原蛋白質は例えば各種のアレルゲン等、抗原性を示す蛋白質でありそのサイズ等は特に限定されない。
【００３８】
先端部１１の表面への蛋白質（抗体又は抗原）の固定密度は特に限定されないが、一例では、０．１ｎｇ／ｍｍ２（先端部１１の単位表面積）以上で１００ｎｇ／ｍｍ２以下の範囲内である。
【００３９】
また、生化学反応用ピン１０の特に具体的な構成例では、ピン１５と固定用凸部１６とを異なる素材で構成する方法がある。例えば、テフロンを素材としてピン１５の軸部をまず射出成型し、その後、ポリメチルメタクリレートの射出成型により当該軸部の先端に先端部１１を一体化形成する。このような異材複合加工はテフロンの加工温度は高く（約３００度）、またポリメチルメタクリレートの加工温度は低い（約１００度）ため実現できる。他の構成例としては、ピン１５全体をポリメチルメタクリレートの射出成型により形成した後、先端部１１をマスキングし、ピン１５の領域（具体的には、隣接部１２）の表面に、テフロン被膜をスプレーコーティングしてもよい。あるいはピン１５の表面全体にテフロンコートし、先端部１１のみを鏡面レベルに研磨加工して、コーティング膜を除去してポリメチルメタクリレート表面を形成しても良い。いずれにしても、先端部１１の抗体固定表面の面積を一定にすること、先端部１１の表面と隣接部１２の表面との繋ぎ目を段差のないシームレス構造として、境界領域に妨害分子の非特異的な吸着を最小限に抑えることが、計測の安定化と感度向上に特に好ましい。
【００４０】
２．生化学反応用ピンチップ、ピンチップ等を用いたＥＬＩＳＡ
（生化学反応用ピンチップの基本構成）
生化学反応用ピンチップとは、支持体上に、図１に示すような生化学反応用ピン１０が複数個固定された構造物である。生化学反応用ピンチップは、複数の生化学反応用ピン１０を用いた、対象物の同時検出反応等に利用される。
【００４１】
図２は本実施形態に係る生化学反応用ピンチップを示す側面図である。生化学反応用ピンチップ２１は、複数個の生化学反応用ピン１０が基板２０上に固定されてなる。複数個の生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１参照）は、その表面積が全て同じ面積である。また、基板２０から、複数の生化学反応用ピン１０の先端部１１までの距離は全て等しい。そのため、生化学反応用ピン１０の先端部１１に固定される抗体量又は抗原蛋白質量を、複数の生化学反応用ピン１０間で実質的に均一とすることが出来る。なお、図２に示す例では、生化学反応用ピン１０はピン１５（図１参照）からなり、当該ピン１５は同一直径の円柱状である。
【００４２】
基板２０と生化学反応用ピン１０とは一体的に形成してもよい。例えば、基板２０と生化学反応用ピン１０とを同じ樹脂材料（例えば、ポリメチルメタクリレート）で一体的に射出成型した後に、生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１参照）以外の部分にテフロン被膜形成等の表面処理を行う。或いは、基板２０と生化学反応用ピン１０とを別体で構成した後に、両者を固定化してもよい。例えば、基板２０に、図１に示す生化学反応用ピン１０の太径部１２ｃと同等の大きさの貫通孔を複数個形成しておき、当該貫通孔に生化学反応用ピン１０を１つずつ嵌め込んでもよい。
【００４３】
なお、生化学反応用ピンチップ２１における生化学反応用ピン１０の形成密度は特に限定されないが、例えば、０．２５本／ｍｍ２（基板２０の単位表面積）以上で２本／ｍｍ２（基板２０の単位表面積）以下の範囲内である。
【００４４】
（生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡ）
図３は、図２に示す生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡの工程を示す図である。この工程は、概略的には、以下に示す、第一工程〜第五工程をこの順に含んでなる。生化学反応用ピン１０の先端部１１には、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体として、例えば、異なるピン１０の先端部１１間で互いに異なる抗体（例えば、異なる抗原を認識する抗体）が固定化されている。
【００４５】
第一工程は、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体と、検体試料中の抗原との抗原抗体反応である。第一工程では、生化学反応用ピンチップ２１が備える生化学反応用ピン１０を、液状の検体試料で満たされた単一の検体反応槽１３１に所定の条件で浸漬する。
【００４６】
第二工程は、洗浄工程である。洗浄工程では、上記生化学反応用ピン１０を、洗浄液で満たされた単一の洗浄槽１３２に所定の条件で浸漬する。洗浄工程では、適宜、振とうしたり、超音波等の振動を与えてもよい。洗浄工程で用いる洗浄液は、例えば、ＰＢＳ、ＴＢＳ、ＨＥＰＥＳ、等のバッファー溶液であり、必要に応じてＴｗｅｅｎ、ＴｒｉｔｏｎＸ等の界面活性剤を含んでいてもよい。
【００４７】
第三工程は、ＥＬＩＳＡ用の二次抗体と、生化学反応用ピン１０に捕捉された抗原との抗原抗体反応である（サンドイッチＥＬＩＳＡ）。第三工程では、上記生化学反応用ピン１０を、二次抗体溶液で満たされた二次抗体反応槽１３３に所定の条件で浸漬する。二次抗体反応槽１３３は、生化学反応用ピン１０の個数に応じて形成された複数個のウェル１３４を備える。各ウェル１３４には、対応する生化学反応用ピン１０が捕捉する抗原に特異的に反応する二次抗体溶液で満たされている。すなわち、各ウェル１３４に含まれる二次抗体の種類は、ウェル１３４間で異なる。
【００４８】
第四工程は、第二工程と同じく洗浄工程である。洗浄工程では、上記生化学反応用ピン１０を、洗浄液で満たされた単一の洗浄槽３５に所定の条件で浸漬する。
【００４９】
第五工程は、化学発光検出工程である。化学発光検出工程では、上記生化学反応用ピン１０を、化学発光試薬溶液で満たされた単一の化学発光反応槽３６に所定の条件で浸漬する。例えば、第三工程で用いる上記二次抗体が何れも同一のペルオキシダーゼで標識されている場合、化学発光試薬としてはペルオキシダーゼの作用により発光する各種試薬が挙げられる。そして、発光検出装置３７により化学発光量を検出する。
【００５０】
上記では、生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡを説明したが、個々の生化学反応用ピン１０を用いて同様のサンドイッチＥＬＩＳＡを行ってもよい。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る生化学反応用ピン１０、又は、生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡは、これらピン１０やピンチップ２１を、順次、反応槽や洗浄槽に移動させるのみで実行可能である。従って、ＥＬＩＳＡの自動反応装置を比較的容易に構成できる。自動反応装置は、ピン１０やピンチップ２１を移動させる移動機構（ロボットアーム等）を備えればよい。また、必要に応じて、洗浄液、及び各種反応液の供給機構を備えればよい。自動反応装置の一例は、図５及び図６を用いて別途説明する。
【００５２】
なお、ピンチップ２１を構成するピン１０の先端部に蛋白性アレルゲン等の抗原蛋白質を固定してＥＬＩＳＡを行ってもよい。この場合、上記第一工程は、ＥＬＩＳＡ用の抗原蛋白質と、検体試料中の抗体との抗原抗体反応である。また、上記第三工程は、ＥＬＩＳＡ用の二次抗体と、生化学反応用ピン１０に捕捉された抗体との抗原抗体反応である。すなわち二次抗体としては、生化学反応用ピン１０に捕捉された抗体を特異的に認識可能な抗体を用いる。
【００５３】
（適用可能なＥＬＩＳＡの種類）
一次抗体が先端部１１に固定された生化学反応用ピン１０、又は、生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡの種類は、いわゆる抗原測定系（検体試料中に含まれる抗原量の測定系）であれば広く適用可能である。具体的には例えば、競合法によるＥＬＩＳＡ、及びサンドイッチＥＬＩＳＡ等が挙げられる。競合法によるＥＬＩＳＡとは、検体試料中の抗原と、酵素標識抗原とを、上記一次抗体に競合反応させるＥＬＩＳＡである。サンドイッチＥＬＩＳＡとは、上記一次抗体と二次抗体とで検体試料中の抗原を検出するタイプのＥＬＩＳＡである。好ましくは、図３を用いて説明したサンドイッチＥＬＩＳＡである。
【００５４】
また、抗原測定系のＥＬＩＳＡではなく抗原自体をピン先端に固定しても良く、これにより検体中の目的抗体を捕捉し、さらに２次抗体として標識した目的抗体に対する抗体を、それぞれにあるいは個別に用いれば目的抗体量を各ピンで検出できる。この方式では、２次抗体及び／又は発光試薬を後述のウェル（例えば、図６中の（ｂ）に示す反応槽９６及び９７）に充填しておくことができ、生化学反応装置９０に送液ポンプが不要となり、装置の簡易化ができる。またこの方式では、２次抗体をピン毎に代えることもできる。
【００５５】
３．ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（１）、及び、反応装置（１）
（ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（１））
図４の（ａ）〜（ｃ）は、生化学反応用ピン１０を用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を、異なる角度から示す斜視図である。図４では、使用される生化学反応用ピン１０の数は二本であるが、特にこの本数に限定されない。ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を簡易検査用に用いる場合、使用される生化学反応用ピン１０の本数は特に限定されないが、例えば１本以上で３０本以下であり、或いは２本以上で１０本以下であり、或いは２本以上で６本以下である。生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１も参照）には、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体が固定されている。なお、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体に代えて抗原蛋白質を、生化学反応用ピン１０の先端部１１に固定することもできる。
【００５６】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０は、概略的には、蓋部材３０と、カートリッジ本体部４０とから構成される。カートリッジ本体部４０は、円盤状に成型された基体５２の上面側に、検体試料との反応槽４１、３つの洗浄槽４２〜４４、二次抗体との反応槽４５、３つの洗浄槽４６〜４８、及び二次抗体検出用の反応槽４９が、この順に環状に配置されている。基体５２の上面側の中心には、蓋部材３０の回転軸が貫通する凹部としての回転軸貫通孔５１が形成されている。回転軸貫通孔５１の中心は、上記反応槽及び洗浄槽の環状配置の中心軸である。すなわち、上記反応槽及び洗浄槽は、回転軸貫通孔５１の中心から等距離（半径の長さ）に配置されている。なお、反応槽４１・４５・４９は、使用される生化学反応用ピン１０の本数に応じた個数で設けられる。また洗浄槽４２〜４４、４６〜４８は、まとめて１個を設ける構成としてもよい。さらに、反応槽４５は、生化学反応用ピン１０を複数個用いる場合でも、目的に応じてまとめて１個とすることも可能である。
【００５７】
さらに、上記基体５２の上面側には、円管状の凹部としての蓋部材固定孔（蓋部材位置決め手段）５０が複数個形成されている。複数の蓋部材固定孔５０は、回転軸貫通孔５１の中心を基準とし、上記反応槽及び洗浄槽より内側（内径側）に環状に配置されている。上記反応槽及び洗浄槽と、蓋部材固定孔５０とは１：１対応の関係にあり、各反応槽及び洗浄槽の内側（内径側）に蓋部材固定孔５０が１個配置されている。
【００５８】
また、カートリッジ本体部４０では、検体試料との反応槽４１を除く、反応槽４５・４９に反応液が予め充填されている。また、各洗浄槽４２〜４４・４６〜４８に洗浄液が予め充填されている。また、上記基体５２の上面全体は、円盤状のシール６０により覆われている。すなわち、上記各反応槽及び洗浄槽は、シール６０によりシールされている。そして、カートリッジ本体部４０を使用する際に、シール６０は剥がされる。
【００５９】
反応槽４９は底面が透明光学材料（透光性材料）で構成され、光計測器にピン先端の発光信号を伝達することができる。反応槽４９は干渉を避けるためピン毎に個別に設けることも可能であり、またまとめて１個とすることも可能である。
【００６０】
蓋部材３０は、カートリッジ本体部４０と同等の大きさの円盤状の基体３４を有する。基体３４の中心には、基体３４の上方側に突出した変形円管状の凸部としての回転軸受３３が形成されている。また、基体３４の下方側に突出した円管状の凸部としての固定突起３２が形成されている。さらに、基体３４をその厚み方向に貫通するように円管状のピン固定孔３１（支持固定部）が形成されている。これら、回転軸受３３、固定突起３２、及びピン固定孔３１は、回転軸受３３の中心から伸びる１つの半径（直線）上に、内周側から外周側にかけてこの順に形成されている。
【００６１】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０の使用時には、まず、反応槽４１内に検体試料を充填する。次いで、回転軸受３３が、回転軸貫通孔５１上に位置するように、蓋部材３０をカートリッジ本体部４０上に載置する。このとき、蓋部材３０を回転させる回転軸（図示せず）は、回転軸貫通孔５１を貫通して、回転軸受３３内に挿入される。また、蓋部材３０の固定突起３２が、カートリッジ本体部４０の蓋部材固定孔５０の何れかに挿入される。このとき、蓋部材３０のピン固定孔３１に挿入された生化学反応用ピン１０は、その先端部が上記反応槽又は上記洗浄槽側（すなわち、固定突起３２が挿入された蓋部材固定孔５０に対応する槽）に向いて、反応又は洗浄に供される。すなわち、まず、生化学反応用ピン１０が反応槽４１内に向くように、蓋部材３０とカートリッジ本体部４０とがはめ合わされる。次いで、蓋部材３０を持ち上げて、図４中で反時計回り方向に順次回転させることにより、生化学反応用ピン１０を順次、洗浄槽４２〜４４、反応槽４５、洗浄槽４６〜４８、及び反応槽４９での洗浄又は反応に供する。これにより、蓋部材３０によって、全ての反応槽及び洗浄槽を覆った状態で、ＥＬＩＳＡの検出反応を行うことができる。なお、蓋部材３０がカートリッジ本体部４０に対して相対的に移動すればよいため、実際に回転等するのは蓋部材３０であっても、カートリッジ本体部４０であってもよい。図３に示すＥＬＩＳＡ反応の工程図と対応させると、反応槽４１は第一工程（一次抗体と抗原との反応工程）、洗浄槽４２〜４４は第二工程（洗浄工程）、反応槽４５は第三工程（二次抗体と抗原との反応工程）、洗浄槽４６〜４８は第四工程（洗浄工程）、反応槽４９は第五工程（化学発光検出工程）に夫々相当する。なお、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を、後述する生化学反応装置８０（図５参照）に格納してＥＬＩＳＡ反応を行う場合は、上記蓋部材３０の持ち上げ操作及び順次回転操作は、生化学反応装置８０に供えられた回転駆動手段（例えば、蓋部材の回転用モーター、及び蓋部材の上下動用モーター等の組合せ）を用いて行ってもよい。
【００６２】
なお、図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０では、各反応槽の後段に３つの洗浄槽を設けているが、洗浄槽の数はこれに限定されず１つ以上あればよい。また、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０は、カートリッジ本体部４０のみを用いて、蓋部材３０の無い構成とすることもできる。さらに、反応槽４１以外の反応槽や洗浄槽についても反応液や洗浄液を予め充填はしておかず、使用時にこれらを充填する構成としてもよい。
【００６３】
なお、サンドイッチＥＬＩＳＡ法による二次抗体による検出については、発色法、化学発光法、蛍光法、その他のどの方法を使用しても良い。化学発光法では、二次抗体をＨＲＰ（ホースラディッシュペルオキシダーゼ）標識して抗原抗体反応させ、その後発光試薬を反応液に加えて、ＨＲＰ量に応じた発光強度を観測する。装置を簡略化できる。発色法では発光試薬の代わりに発色試薬を用いる。発色試薬は安価であるという利点がある。二次抗体を蛍光標識する等の蛍光法は最も高い感度が得られ、発色や発光試薬を加える手間が省けるという利点がある。
【００６４】
（ＥＬＩＳＡ用の反応装置（１））
図５は、本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジを用いる生化学反応装置の概略構成の一例を示す図である。生化学反応装置８０は、図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を格納するＥＬＩＳＡ反応部８１を備える。また、図示しないが、反応槽４９で生じる化学発光を検出する発光検出部（図３に示す発光検出装置３７に相当）を有する。
【００６５】
ＥＬＩＳＡ反応部８１は、蓋８２を備える。そして、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０の格納及び取り出しを行うときは蓋８２を開き、ＥＬＩＳＡ反応を行っている間は蓋８２を閉じてＥＬＩＳＡ反応部８１を外部環境から隔離する。
【００６６】
上記説明の通り、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０には、反応に必要な洗浄液及び反応液が予め格納されている。そのため、生化学反応装置８０は、洗浄液及び反応液を供給する供給ポンプや、これらを排出する排出ポンプを備える必要がない。よって、生化学反応装置８０は、構成の簡素化や小型化が容易である。
【００６７】
なお、生化学反応装置８０は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０の蓋部材３０の持ち上げ操作及び順次回転操作を行うための回転駆動手段を備える。回転駆動手段の一例を、図６に示す。回転駆動手段は例えば、回転用モーター１０３、回転歯車１０１ｂ、及び回転歯車１０１ａを含んで構成される回転駆動部と、上下動用モーター１０４、及びギア１０２ｂ・１０２ａを含んで構成される上下駆動部とからなる。
【００６８】
回転歯車１０１ｂは、回転用モーター１０３の駆動軸（回転軸）に取り付けられるとともに、回転歯車１０１ａとかみ合っている。また、回転歯車１０１ａは、蓋部材３０の回転軸１００に取り付けられて、回転用モーター１０３の回転を回転軸１００に伝達する。回転軸１００は二重シャフト構造をとっており、回転用モーター１０３の回転が伝達されるのは外側シャフトである。
【００６９】
また、互いにかみ合うギア１０２ｂ・１０２ａのうち、ギア１０２ｂは上下動用モーター１０４の駆動軸（回転軸）に取り付けられ、ギア１０２ａは回転軸１００に取り付けられる。ギア１０２ａは、上下動用モーター１０４の回転を上下方向の運動に変換して、回転軸１００の内側シャフトに伝達する。
【００７０】
図６中の（ｂ）は、蓋部材３０の持ち上げ操作、及び相対的な順次回転操作を行う様子を示す図である。同図に示すように、まず、上下動用モーター１０４の回転運動を、ギア１０２ｂ・１０２ａを用いて上下方向の運動に変換して、回転軸１００の内側シャフトを持ち上げる。これにより、蓋部材３０が、カートリッジ本体部４０に対して持ち上がる。次いで、回転用モーター１０３の回転運動を、回転歯車１０１ａ・１０１ｂを用いて回転軸１００の外側シャフトに伝達する。これにより、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０のうちカートリッジ本体部４０のみを、当該外側シャフトと一体的に回転させる。そして、所定量の回転動作が終了すれば、上下動用モーター１０４を逆回転させて、蓋部材３０をカートリッジ本体部４０に対して当接させる（図６中の（ａ）参照）。なお、回転用モーター１０３及び上下動用モーター１０４の駆動は、生化学反応装置８０が備える制御部１０５により自動制御される。
【００７１】
（ＥＬＩＳＡ用のキット（１））
本発明は、生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップと、ＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えるＥＬＩＳＡ用キットも提供する。ＥＬＩＳＡ用キットの一例は、図１に示す生化学反応用ピン１０を１〜複数本と、図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０とを備えるものである。ＥＬＩＳＡ用キットは、その他、１）キットの取扱説明書、２）ＥＬＩＳＡに用いる各種反応液（反応試薬）及び洗浄液、３）ピペット等の液体注入手段、４）注射器等の検体試料取得手段、等を必要に応じて備えていてもよい。
【００７２】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の他の実施の形態について詳細に説明する。
【００７３】
１．ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（２）、及び、反応装置（２）
図７中の（ａ）〜(ｃ)は、生化学反応用ピンチップ２１（図２も参照）を用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３、及びＥＬＩＳＡ用の生化学反応装置９０を示す斜視図である。図中の（ａ）は概略の全体構成を示し、（ｂ）は概略の要部構成を示す。ここで、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１も参照）には、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体が固定化されている。
【００７４】
（ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（２））
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３は、概略的には、略直方体形状の基体の上面側に、検体試料との反応槽９４、二次抗体との反応槽９６、及び二次抗体検出用の反応槽９７が、この順に一直線状に並ぶように離間配置されている。
【００７５】
反応槽９４は、生化学反応用ピンチップ２１の基板２０を受ける円柱状の窪みであり、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てを同時に受け入れるように構成されている。反応槽９４は、当該反応槽９４の側面に開口する給液ポート９５ａと廃液ポート９５ｂとが設けられている。給液ポート９５ａは、生化学反応装置９０側に設けられた液体供給ポンプ（図示せず）と接続されて、反応槽９４内に液体（液体状の検体試料、及び洗浄液）を導入するためのポートである。廃液ポート９５ｂは、生化学反応装置９０側に設けられた液体排出ポンプ（図示せず）と接続されて、反応槽９４内から液体（液体状の検体試料、及び洗浄液）を排出するためのポートである。後述するが、反応槽９４は、洗浄槽としても機能する。
【００７６】
反応槽９６は、生化学反応用ピンチップ２１の基板２０を受ける円柱状の浅い窪みと、当該窪み内に複数個設けられた細長円柱状の窪み９６ａとからなる。窪み９６ａそれぞれは、生化学反応用ピンチップ２１の生化学反応用ピン１０を一つずつ受け入れるように構成されている。
【００７７】
反応槽９７は、生化学反応用ピンチップ２１の基板２０を受ける円柱状の窪みであり、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てを同時に受け入れるように構成されている。
【００７８】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３は、略直方体形状の基体における対向する側面の一部が互いに内側に向ってくびれた一対の凹部９８・９８を備える。凹部９８・９８は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を生化学反応装置９０に格納する、又は、生化学反応装置９０から取り出す際に、作業者の指で摘まれる部分である。ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３では、凹部９８・９８は、対向する長手方向の側面の中央部に形成されている。
【００７９】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の使用時には、まず、給液ポート９５ａを通じて、反応槽９４内に検体試料を充填する。また、反応槽９６の窪み９６ａに二次抗体を含む溶液を充填し、反応槽９７に化学発光試薬溶液を充填する。
【００８０】
次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４にはめ合わせて、当該生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てを同時に検体試料に接触させる。次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４にはめ合わせた状態で、反応槽９４内の検体試料を、廃液ポート９５ｂを通じて排出する。次いで、空になった反応槽９４内に給液ポート９５ａを通じて洗浄液を充填して洗浄を行った後に、当該洗浄液を廃液ポート９５ｂを通じて排出する。この洗浄動作は、必要に応じて複数回行ってもよい。
【００８１】
次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９６上に移動させて、反応槽９６が有する窪み９６ａそれぞれが、生化学反応用ピンチップ２１の生化学反応用ピン１０を一つずつ受け入れるように、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９６にはめ合わせる。これにより、生化学反応用ピン１０に捕捉された検体試料と、ＥＬＩＳＡ用の二次抗体とを反応させる。次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４上に移動させ、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４にはめ合わせる。次いで、反応槽９４内に給液ポート９５ａを通じて洗浄液を充填して洗浄を行った後に、当該洗浄液を廃液ポート９５ｂを通じて排出する。この洗浄動作は、必要に応じて複数回行ってもよい。
【００８２】
次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９７上に移動させて、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てが化学発光試薬溶液に接触するように、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９７にはめ合わせる。そして、反応槽９７で生じた化学発光を検出することにより、ＥＬＩＳＡの検出反応を行う。なお、図３に示すＥＬＩＳＡ反応の工程図と対応させると、反応槽９４は第一工程（一次抗体と抗原との反応工程）及び第二工程（洗浄工程）、反応槽９６は第三工程（二次抗体と抗原との反応工程）、反応槽９４は第四工程（洗浄工程）、反応槽９７は第五工程（化学発光検出工程）に夫々相当する。なお、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を、後述する生化学反応装置９０（図６参照）に格納してＥＬＩＳＡ反応を行う場合は、上記生化学反応用ピンチップ２１の移動は、生化学反応装置９０に供えられた駆動手段（例えば、上下動ソレノイド及び回転モーター等の組合せ）を用いて行う。
【００８３】
なお、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を簡易検査用に用いる場合、使用される生化学反応用ピン１０の本数（生化学反応用ピンチップ２１が備えるピン１０の本数）は特に限定されないが、例えば１本以上で３０本以下であり、或いは４本以上で２５本以下である。
【００８４】
（反応装置（２））
ＥＬＩＳＡ用の生化学反応装置９０は、図７中の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を格納するＥＬＩＳＡ反応部９２を備える。また、図示しないが、生化学反応装置９０は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の反応槽９７で生じる化学発光を検出する発光検出部（図３に示す発光検出装置３７に相当）を有する。
【００８５】
ＥＬＩＳＡ反応部９２は、蓋１１２を備える。そして、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の格納及び取り出しを行うときは蓋１１２を開き、ＥＬＩＳＡ反応を行っている間は蓋１１２を閉じてＥＬＩＳＡ反応部９２を外部環境から隔離する。また、ＥＬＩＳＡ反応部９２には、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を載置するステージ９１が設けられている。ステージ９１は、ステージ駆動手段（図示せず）により、図中の矢印方向に自在に動くように構成されている。なお、この矢印方向は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３における、反応槽９４、反応槽９６、及び反応槽９７の並び方向に一致している。
【００８６】
さらに、生化学反応装置９０は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の反応槽９４に、給液ポート９５ａを通じて洗浄液及び検体試料を供給する供給ノズル及び供給ポンプと、廃液ポート９５ｂを通じて洗浄液及び検体試料を反応槽９４外に廃液する廃液ノズル及び排出ポンプと、を備える。なお、検体試料は供給ノズル及び供給ポンプを介さずに、反応槽９４内に供給するようにしてもよい。
【００８７】
生化学反応装置９０では、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３に対する生化学反応用ピンチップ２１の相対移動は、例えば、ステージ９１の移動と、アーム１１１の上下方向への移動との組合せで実現する。例えば、図７中の（ａ）に示す状態において、ステージ９１を矢印方向に沿って移動させて、当該ステージ９１とアーム１１１とを近づける。これにより、図７中の（ｂ）に示す状態となり、アーム１１１が、生化学反応用ピンチップ２１を把持する。次いで、生化学反応用ピンチップ２１を把持したアーム１１１を上方に移動させて、生化学反応用ピンチップ２１とＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３とを離間させる。次いで、ステージ９１を矢印方向に沿って移動させて、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３が有する所望の反応槽（反応槽９４等）上に、生化学反応用ピンチップ２１を位置づける。次いで、アーム１１１を下方に移動させて、生化学反応用ピンチップ２１を所望の反応槽内に位置づける。なお、ステージ９１及びアーム１１１の駆動は、生化学反応装置９０が備える制御部（図示せず）により自動制御される。
【００８８】
（ＥＬＩＳＡ用のキット（２））
本発明は、生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップと、ＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えるＥＬＩＳＡ用キットも提供する。ＥＬＩＳＡ用キットの一例は、図２に示す生化学反応用ピンチップ２１と、図７に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３とを備えるものである。ＥＬＩＳＡ用キットは、その他、１）キットの取扱説明書、２）ＥＬＩＳＡに用いる各種反応液（反応試薬）及び洗浄液、３）ピペット等の液体注入手段、４）注射器等の検体試料取得手段、等を必要に応じて備えていてもよい。
【００８９】
本発明は上述した各実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によれば、所定の領域のみに抗体が固定化可能に設計された生化学反応用ピン、及びその利用を提供することが出来る。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 生化学反応用ピン
１１ 先端部
１２ａ 細径部（先端部に隣接する部分）
１５ ピン
２１ 生化学反応用ピンチップ
３０ 蓋部材
３１ ピン固定孔（支持固定部）
４０ カートリッジ本体部（本体部）
４１・４５ 反応槽
４２〜４４ 洗浄槽
４６〜４８ 洗浄槽
４９ 反応槽
７０ ＥＬＩＳＡ用カートリッジ
８０ 生化学反応装置
８１ ＥＬＩＳＡ反応部
９０ 生化学反応装置
９２ ＥＬＩＳＡ反応部
９３ ＥＬＩＳＡ用カートリッジ
９４ 反応槽
９５ａ 給液ポート
９５ｂ 廃液ポート
９６ 反応槽
９７ 反応槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗体を特異的に固定化可能な生化学反応用ピン、及びその利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
個人化医療の推進による患者のＱＯＬ（Quality of life）の向上と医療費の削減とは、現代社会の直面する課題である。ポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ:Point of Care Testing）とは、開業医及び専門医の診察室や病棟、並びに、外来患者向け診療所等の「患者の身辺での検査」の総称である。ポイントオブケア検査は、将来的には、中央検査室で集中且つ大量に検体を測定する病院での通常検査に置き換わるものになると予測されている。現在、ポイントオブケア検査用の診断キットは、大部分がイムノクロマト方式を採用している。イムノクロマト方式は、薄層クロマトグラフィの原理を用いるため検体液以外には溶液を必要としないドライ化が可能であり、例えば１０分後に検定ラインの出現位置を目で確認でき、操作が極めて簡単な簡易診断キットが実現されている。しかし、イムノクロマト方式では、検出感度が通常の検査法より低い、測定が定性的である、等の課題がある。
【０００３】
一方、酵素免疫判定法（ELISA: Enzyme LinkedImmuno Assay）法は、例えば、９６穴プレート上で抗原抗体反応を利用した測定を行う方法として、研究測定、診断測定に広く普及している。ＥＬＩＳＡ法は信頼性と感度は高いが、洗浄操作及び試薬添加等の操作が複雑でありＰＯＣＴ用にはほとんど普及していない。簡易化したＥＬＩＳＡシステムとして、わずかに、フィン型（特許文献１）及び板型（特許文献２）のスティック法が実用化されているというのが現状である。
【０００４】
しかし、簡易化したＥＬＩＳＡシステムである上記フィン型及び板型のスティック法は、マイクロプレートの個々のウェルで行われる複数回の操作を、独立の複数連のチューブ内でハンドリングするものである。すなわち、ウェルの内面に捕捉抗体を固定する代わりに、平面上のスティックに捕捉抗体を固定し、このスティックを、必要な試薬を格納したウェルに移し替えて反応あるいは洗浄操作をするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公報４２２５５７５号
【特許文献２】米国特許公報７３７４９５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、簡易型のＥＬＩＳＡキットは、マイクロプレートの個々のウェルで行われる複数回の操作を、独立の複数連のチューブ内でハンドリングするものである。しかし、キットに固定化される抗体量を一定にする、又は所望の範囲に制御可能なように構成されていない。そのため、信頼性、再現性、及び定量性が不十分であり、マイクロプレート等によるＥＬＩＳＡを代替する機能は持たない。また、複数種類の固定化抗体を用いたＥＬＩＳＡには適用困難である。さらに、上記簡易型のＥＬＩＳＡキットは、ウェル操作と実質的に同等の操作を要するために必要とされる試薬量も多い。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、所定の領域のみに抗体又は抗原蛋白質が固定化可能に設計された生化学反応用ピン、及びその利用を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本願発明者らは鋭意検討を行った。その結果、従来のマイクロプレートに代えてピンの先端部に特異的に抗体又は抗原蛋白質を固定化した生化学反応ピンを用いるという新たな発想に基づき、本願発明を想到するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る生化学反応用ピンは、先端部の表面が、当該先端部に隣接する部分の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピンを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る生化学反応用ピンは、上記の構成において、上記蛋白質固定化反応が、上記先端部の表面に存在するＣＯＯＨ基（カルボキシル基）をカルボジイミドで活性化した後に抗体又は抗原蛋白質を当該表面に固定化する反応であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る生化学反応用ピンは、上記の構成において、上記先端部の表面がアクリル系樹脂からなり、上記先端部に隣接する部分の表面がテフロン（登録商標）、又は、デルリン（登録商標）から選択されることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る生化学反応用ピンは、上記の構成において、ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体又は抗原蛋白質が上記先端部の表面に固定されているものであってもよく、より好ましくは、ＥＬＩＳＡに用いる一次抗体が上記先端部の表面に固定されているものである。
【００１３】
本発明に係る生化学反応用ピンの集合体は、上記何れか一項に記載の生化学反応用ピンを複数個備えたピンの集合体であって、これら複数の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る生化学反応用ピンチップは、上記何れかの生化学反応用ピンを複数個備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る生化学反応用ピンチップは、上記複数個の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことがより好ましい。
【００１６】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の生化学反応用ピン、又は当該生化学反応用ピンを複数個備えた生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジであって、検体試料との反応槽、洗浄槽、二次抗体との反応槽、及び二次抗体検出用の反応槽とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、検体試料との上記反応槽、1つ以上の上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、１つ以上の上記洗浄槽、及び、二次抗体検出用の上記反応槽が、この順に環状に配置されていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、上記反応槽及び上記洗浄槽を覆う蓋部材を備え、上記蓋部材は、上記反応槽及び上記洗浄槽が環状に配置されたカートリッジの本体部に、当該反応槽及び洗浄槽の配置の中心を基点にした回転が可能に取り付けられるものであり、上記蓋部材は、本体部に取り付けられたときに、ピンの先端部が上記反応槽及び上記洗浄槽側に向くように上記生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップを取り付ける支持固定部を備えることがより好ましい。
【００１９】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、上記反応槽に反応液が充填された状態で当該反応槽がシールされている、及び／又は、上記洗浄槽に洗浄液が充填された状態で当該洗浄槽がシールされている構成であってもよい。
【００２０】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジは、上記の構成において、上記反応槽の何れかは上記洗浄槽を兼ねるものであり、洗浄槽を兼ねる当該反応槽は、給液ポートと廃液ポートとを備える構成であってもよい。
【００２１】
本発明に係るＥＬＩＳＡ用キットは、上記何れかの生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップと、上記何れかのＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えることを特徴としている。
【００２２】
本発明はまた、上記何れかのＥＬＩＳＡ用カートリッジを格納するＥＬＩＳＡ反応部を備える生化学反応装置を提供する。
【００２３】
また、本発明に係る生化学反応装置は、検体試料との上記反応槽、上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、及び二次抗体検出用の上記反応槽へ、上記上記生化学反応用ピン又は上記生化学反応用ピンチップを移動させる移動機構を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、所定の領域のみに抗体又は抗原蛋白質が固定化可能に設計された生化学反応用ピン、及びその利用を提供することが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る生化学反応用ピンの概略構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る生化学反応用ピンチップの概略構成を示す側面図である。
【図３】図２に示す生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡの工程を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジの概略構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジを用いるＥＬＩＳＡ反応装置の一構成例を示す図である。
【図６】図５に示すＥＬＩＳＡ反応装置が備える駆動機構の一例を示す図である。
【図７】（ａ）〜(ｃ)は、生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジ、及びＥＬＩＳＡ反応装置の一構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
【００２７】
１．生化学反応用ピン
（生化学反応用ピンの基本構成）
本実施の形態に係る生化学反応用ピンは、先端部の表面が、当該先端部に隣接する部分の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピンを備えてなることを一つの特徴とする。蛋白質固定化反応への反応性の相違を利用すれば、ピンの先端部の表面のみに所望する抗体又は抗原蛋白質を固定化可能である。その結果、ピンに固定化される抗体量又は抗原蛋白質量の制御が容易となり、生化学反応用ピンを用いた測定の精度（とりわけ定量性）が向上する。生化学反応用ピンは、先端部に隣接する部分の表面が蛋白質固定化反応への反応性が実質的に無いことが特に好ましい。
【００２８】
また、生化学反応用ピンを複数本のセット（ピンの集合体）で用いる場合（後述するピンチップの場合も含む）、すべてのピンについて、抗体又は抗原蛋白質を固定化可能な部位（先端部の表面）の面積が一定であることが好ましい。この構成によれば、異なる生化学反応用ピン間で固定化された抗体量又は抗原蛋白質量を揃えることが出来るため、複数本の生化学反応用ピンを用いた測定の精度（とりわけ定量性）が向上する。
【００２９】
図１は、生化学反応用ピンの一例を示す斜視図である。生化学反応用ピン１０は、図１に示すように、生化学反応用ピン１０は、ピン１５と、ピン１５の直径より外側に張出すように円盤状に形成された固定用凸部１６とを備える。固定用凸部１６は、ピン１５の他端側（先端とは反対側）に、ピン１５と一体的かつ同心的に形成される。ピン１５は、その先端側から固定用凸部１６側に向けて順に、先端がドーム状に形成された円柱形状の先端部（抗体固定部）１１、及び、当該先端部１１に隣接した隣接部１２を備える。隣接部１２は、先端部に近い方から順に、細径部１２ａ、径変部１２ｂ、及び太径部１２ｃから構成される。細径部１２ａは、先端部１１に隣接する部分であって、先端部１１と同じ直径の円柱形状に形成される。太径部１２ｃは、細径部１２ａより太い直径の円柱形状に形成される。径変部１２ｂは、細径部１２ａと太径部１２ｃとを連結するテーパー形状の部分である。なお、隣接部１２は、径変部１２ｂや太径部１２ｃを有さない、先端部１１と同一径の円柱形状に形成されてもよい。また、固定用凸部１６を設けなくともよい。さらに、先端部１１は球状ではなく平坦としても良い。以上の構造において、先端部１１の表面と細径部１２ａの表面とは、段差のないシームレス構造で繋がっていることがより好ましい。
【００３０】
ピン１５の先端部１１の直径（円柱状でない場合は等価直径）は特に限定されないが、その上限が２ｍｍ以下に設計されることが好ましく、０．８ｍｍ以下に設計されることがより好ましい。先端部１１の直径が小さいほど、生化学反応用ピン１０を複数個組合せてピンチップを構成する際等に、小型化及びピンの高密度化が可能となる。ピン１５の先端部１１の直径の下限は特に限定されないが、例えば、０．０５ｍｍ以上である。
【００３１】
また、ピン１５の先端部１１の長さは特に限定されず、固定化したい抗体量等又は抗原蛋白質量等に応じて適宜設定されるが、例えば、０．０１ｍｍ以上で１ｍｍ以下の範囲内である。また、先端部１１の表面積も特に限定されず、固定化したい抗体量等又は抗原蛋白質量等に応じて適宜設定されるが、例えば、０．００２ｍｍ２以上で３ｍｍ２以下の範囲内である。同様に、隣接部１２の直径及び長さも特に限定されず適宜設定すればよいが、例えば、細径部１２ａの長さは４ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲内であり、太径部１２ｃの長さは２ｍｍ以上で５ｍｍ以下の範囲内であり、太径部の直径は２ｍｍ以上で５ｍｍ以下の範囲内であり、径変部１２ｂの長さは０．５ｍｍ以上で２ｍｍ以下の範囲内である。
【００３２】
（ピンの先端部への抗体又は抗原蛋白質の固定化）
図１に示すピン１５において、先端部１１の表面は、当該先端部１１に隣接する細径部１２ａの表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く構成されている。特に好ましくは、ピン１５において、細径部１２ａの表面が蛋白質固定化反応への反応性を実質的に示さない。そのため、蛋白質固定化反応の条件を適切に制御することによって、当該先端部１１の表面にのみ抗体又は抗原蛋白質が固定化可能となる。なお、特に限定されないが、不所望な抗体又は抗原蛋白質の固定を確実に防止するため、細径部１２ａの表面に加えて、径変部１２ｂ及び太径部１２ｃの表面（すなわち、隣接部１２の表面全体）も、先端部１１の表面より蛋白質固定化反応への反応性が低く構成されることがより好ましい。
【００３３】
なお、上記蛋白質固定化反応への反応性の相違は、例えば、先端部１１の表面とそれに隣接する細径部１２ａの表面とで、表面処理の種類を異ならせる、及び／又は、材質を異ならせる、等の方法により実現可能である。
【００３４】
上記の蛋白質固定化反応とは、例えば、光固定化ポリマー被膜を用いた蛋白質（抗体又は抗原）の固定化反応や、カルボジイミドを用いて活性化されたＣＯＯＨ基に対する蛋白質（抗体又は抗原）の固定化反応（カルボジイミド活性化法）、アミノ基を用いた蛋白質の固定化反応（シッフ塩基法、エポキシ基法、イソシアナート法等）等、その種類は限定されず、各種の方法を採用することができる。
【００３５】
例えば、上記蛋白質固定化反応が、カルボジイミド活性化法の場合、先端部１１の表面がアクリル系樹脂からなり、上記細径部１２ａの表面（好ましくは隣接部１２の表面全体）が、ポリテトラフロロエチレン（PTFE）（テフロン（登録商標））被膜、ポリテトラフルオロエチレン（PCTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリアミドイミド（PAI）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（GPPS）、ポリエチレン（PE）、デルリン（登録商標）等の、アルカリ処理によりＣＯＯＨ基が生じない材料からなる構成が挙げられる。ここで、アクリル系樹脂とは、重合体の繰り返し単位としてアクリル酸単位、又はメタクリル酸単位を含む樹脂の総称であって、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。なお、アクリル系樹脂の中では、ポリメチルメタクリレートが特に好ましい。
【００３６】
上記構造のピン１５が、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液による表面処理を受けると、アクリル酸単位又はメタクリル酸単位は、加水分解を受けてＣＯＯＨ基を生成する。その結果、先端部１１の表面にＣＯＯＨ基が表出する。一方、細径部１２ａの表面は、この表面処理を受けても実質的な変化を生じずＣＯＯＨ基は表出しない。次いで、アルカリによる表面処理後のピン１５をカルボジイミドの溶液で表面処理すると、先端部１１の表面に形成されたＣＯＯＨ基とカルボジイミドとが反応して活性化され、先端部１１の表面のみに蛋白質（抗体又は抗原）が固定化可能となる。なお、蛋白質（抗体又は抗原）の固定化は、当該蛋白質（抗体又は抗原）を含む溶液中に、ピン１５の先端部１１又はピン１５の全体を浸漬する等の公知の方法で行えばよい。
【００３７】
ピン１５の先端部１１に固定化される蛋白質（抗体又は抗原）の種類は特に限定されないが、その一例は、ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体である。これにより、ＥＬＩＳＡ用の生化学反応用ピン１０が提供される。このＥＬＩＳＡ用の生化学反応用ピン１０では、先端部１１の表面のみに所望する一次抗体が固定化されている。その結果、生化学反応用ピン１０を用いた測定の精度（とりわけ定量性）が向上する。また、他の例では、ピン１５の先端部１１に特異的に、ＥＬＩＳＡに用いる抗原蛋白質が固定される。抗原蛋白質は例えば各種のアレルゲン等、抗原性を示す蛋白質でありそのサイズ等は特に限定されない。
【００３８】
先端部１１の表面への蛋白質（抗体又は抗原）の固定密度は特に限定されないが、一例では、０．１ｎｇ／ｍｍ２（先端部１１の単位表面積）以上で１００ｎｇ／ｍｍ２以下の範囲内である。
【００３９】
また、生化学反応用ピン１０の特に具体的な構成例では、ピン１５と固定用凸部１６とを異なる素材で構成する方法がある。例えば、テフロンを素材としてピン１５の軸部をまず射出成型し、その後、ポリメチルメタクリレートの射出成型により当該軸部の先端に先端部１１を一体化形成する。このような異材複合加工はテフロンの加工温度は高く（約３００度）、またポリメチルメタクリレートの加工温度は低い（約１００度）ため実現できる。他の構成例としては、ピン１５全体をポリメチルメタクリレートの射出成型により形成した後、先端部１１をマスキングし、ピン１５の領域（具体的には、隣接部１２）の表面に、テフロン被膜をスプレーコーティングしてもよい。あるいはピン１５の表面全体にテフロンコートし、先端部１１のみを鏡面レベルに研磨加工して、コーティング膜を除去してポリメチルメタクリレート表面を形成しても良い。いずれにしても、先端部１１の抗体固定表面の面積を一定にすること、先端部１１の表面と隣接部１２の表面との繋ぎ目を段差のないシームレス構造として、境界領域に妨害分子の非特異的な吸着を最小限に抑えることが、計測の安定化と感度向上に特に好ましい。
【００４０】
２．生化学反応用ピンチップ、ピンチップ等を用いたＥＬＩＳＡ
（生化学反応用ピンチップの基本構成）
生化学反応用ピンチップとは、支持体上に、図１に示すような生化学反応用ピン１０が複数個固定された構造物である。生化学反応用ピンチップは、複数の生化学反応用ピン１０を用いた、対象物の同時検出反応等に利用される。
【００４１】
図２は本実施形態に係る生化学反応用ピンチップを示す側面図である。生化学反応用ピンチップ２１は、複数個の生化学反応用ピン１０が基板２０上に固定されてなる。複数個の生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１参照）は、その表面積が全て同じ面積である。また、基板２０から、複数の生化学反応用ピン１０の先端部１１までの距離は全て等しい。そのため、生化学反応用ピン１０の先端部１１に固定される抗体量又は抗原蛋白質量を、複数の生化学反応用ピン１０間で実質的に均一とすることが出来る。なお、図２に示す例では、生化学反応用ピン１０はピン１５（図１参照）からなり、当該ピン１５は同一直径の円柱状である。
【００４２】
基板２０と生化学反応用ピン１０とは一体的に形成してもよい。例えば、基板２０と生化学反応用ピン１０とを同じ樹脂材料（例えば、ポリメチルメタクリレート）で一体的に射出成型した後に、生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１参照）以外の部分にテフロン被膜形成等の表面処理を行う。或いは、基板２０と生化学反応用ピン１０とを別体で構成した後に、両者を固定化してもよい。例えば、基板２０に、図１に示す生化学反応用ピン１０の太径部１２ｃと同等の大きさの貫通孔を複数個形成しておき、当該貫通孔に生化学反応用ピン１０を１つずつ嵌め込んでもよい。
【００４３】
なお、生化学反応用ピンチップ２１における生化学反応用ピン１０の形成密度は特に限定されないが、例えば、０．２５本／ｍｍ２（基板２０の単位表面積）以上で２本／ｍｍ２（基板２０の単位表面積）以下の範囲内である。
【００４４】
（生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡ）
図３は、図２に示す生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡの工程を示す図である。この工程は、概略的には、以下に示す、第一工程〜第五工程をこの順に含んでなる。生化学反応用ピン１０の先端部１１には、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体として、例えば、異なるピン１０の先端部１１間で互いに異なる抗体（例えば、異なる抗原を認識する抗体）が固定化されている。
【００４５】
第一工程は、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体と、検体試料中の抗原との抗原抗体反応である。第一工程では、生化学反応用ピンチップ２１が備える生化学反応用ピン１０を、液状の検体試料で満たされた単一の検体反応槽１３１に所定の条件で浸漬する。
【００４６】
第二工程は、洗浄工程である。洗浄工程では、上記生化学反応用ピン１０を、洗浄液で満たされた単一の洗浄槽１３２に所定の条件で浸漬する。洗浄工程では、適宜、振とうしたり、超音波等の振動を与えてもよい。洗浄工程で用いる洗浄液は、例えば、ＰＢＳ、ＴＢＳ、ＨＥＰＥＳ、等のバッファー溶液であり、必要に応じてＴｗｅｅｎ、ＴｒｉｔｏｎＸ等の界面活性剤を含んでいてもよい。
【００４７】
第三工程は、ＥＬＩＳＡ用の二次抗体と、生化学反応用ピン１０に捕捉された抗原との抗原抗体反応である（サンドイッチＥＬＩＳＡ）。第三工程では、上記生化学反応用ピン１０を、二次抗体溶液で満たされた二次抗体反応槽１３３に所定の条件で浸漬する。二次抗体反応槽１３３は、生化学反応用ピン１０の個数に応じて形成された複数個のウェル１３４を備える。各ウェル１３４には、対応する生化学反応用ピン１０が捕捉する抗原に特異的に反応する二次抗体溶液で満たされている。すなわち、各ウェル１３４に含まれる二次抗体の種類は、ウェル１３４間で異なる。
【００４８】
第四工程は、第二工程と同じく洗浄工程である。洗浄工程では、上記生化学反応用ピン１０を、洗浄液で満たされた単一の洗浄槽３５に所定の条件で浸漬する。
【００４９】
第五工程は、化学発光検出工程である。化学発光検出工程では、上記生化学反応用ピン１０を、化学発光試薬溶液で満たされた単一の化学発光反応槽３６に所定の条件で浸漬する。例えば、第三工程で用いる上記二次抗体が何れも同一のペルオキシダーゼで標識されている場合、化学発光試薬としてはペルオキシダーゼの作用により発光する各種試薬が挙げられる。そして、発光検出装置３７により化学発光量を検出する。
【００５０】
上記では、生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡを説明したが、個々の生化学反応用ピン１０を用いて同様のサンドイッチＥＬＩＳＡを行ってもよい。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る生化学反応用ピン１０、又は、生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡは、これらピン１０やピンチップ２１を、順次、反応槽や洗浄槽に移動させるのみで実行可能である。従って、ＥＬＩＳＡの自動反応装置を比較的容易に構成できる。自動反応装置は、ピン１０やピンチップ２１を移動させる移動機構（ロボットアーム等）を備えればよい。また、必要に応じて、洗浄液、及び各種反応液の供給機構を備えればよい。自動反応装置の一例は、図５及び図６を用いて別途説明する。
【００５２】
なお、ピンチップ２１を構成するピン１０の先端部に蛋白性アレルゲン等の抗原蛋白質を固定してＥＬＩＳＡを行ってもよい。この場合、上記第一工程は、ＥＬＩＳＡ用の抗原蛋白質と、検体試料中の抗体との抗原抗体反応である。また、上記第三工程は、ＥＬＩＳＡ用の二次抗体と、生化学反応用ピン１０に捕捉された抗体との抗原抗体反応である。すなわち二次抗体としては、生化学反応用ピン１０に捕捉された抗体を特異的に認識可能な抗体を用いる。
【００５３】
（適用可能なＥＬＩＳＡの種類）
一次抗体が先端部１１に固定された生化学反応用ピン１０、又は、生化学反応用ピンチップ２１を用いたＥＬＩＳＡの種類は、いわゆる抗原測定系（検体試料中に含まれる抗原量の測定系）であれば広く適用可能である。具体的には例えば、競合法によるＥＬＩＳＡ、及びサンドイッチＥＬＩＳＡ等が挙げられる。競合法によるＥＬＩＳＡとは、検体試料中の抗原と、酵素標識抗原とを、上記一次抗体に競合反応させるＥＬＩＳＡである。サンドイッチＥＬＩＳＡとは、上記一次抗体と二次抗体とで検体試料中の抗原を検出するタイプのＥＬＩＳＡである。好ましくは、図３を用いて説明したサンドイッチＥＬＩＳＡである。
【００５４】
また、抗原測定系のＥＬＩＳＡではなく抗原自体をピン先端に固定しても良く、これにより検体中の目的抗体を捕捉し、さらに２次抗体として標識した目的抗体に対する抗体を、それぞれにあるいは個別に用いれば目的抗体量を各ピンで検出できる。この方式では、２次抗体及び／又は発光試薬を後述のウェル（例えば、図６中の（ｂ）に示す反応槽９６及び９７）に充填しておくことができ、生化学反応装置９０に送液ポンプが不要となり、装置の簡易化ができる。またこの方式では、２次抗体をピン毎に代えることもできる。
【００５５】
３．ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（１）、及び、反応装置（１）
（ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（１））
図４の（ａ）〜（ｃ）は、生化学反応用ピン１０を用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を、異なる角度から示す斜視図である。図４では、使用される生化学反応用ピン１０の数は二本であるが、特にこの本数に限定されない。ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を簡易検査用に用いる場合、使用される生化学反応用ピン１０の本数は特に限定されないが、例えば１本以上で３０本以下であり、或いは２本以上で１０本以下であり、或いは２本以上で６本以下である。生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１も参照）には、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体が固定されている。なお、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体に代えて抗原蛋白質を、生化学反応用ピン１０の先端部１１に固定することもできる。
【００５６】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０は、概略的には、蓋部材３０と、カートリッジ本体部４０とから構成される。カートリッジ本体部４０は、円盤状に成型された基体５２の上面側に、検体試料との反応槽４１、３つの洗浄槽４２〜４４、二次抗体との反応槽４５、３つの洗浄槽４６〜４８、及び二次抗体検出用の反応槽４９が、この順に環状に配置されている。基体５２の上面側の中心には、蓋部材３０の回転軸が貫通する凹部としての回転軸貫通孔５１が形成されている。回転軸貫通孔５１の中心は、上記反応槽及び洗浄槽の環状配置の中心軸である。すなわち、上記反応槽及び洗浄槽は、回転軸貫通孔５１の中心から等距離（半径の長さ）に配置されている。なお、反応槽４１・４５・４９は、使用される生化学反応用ピン１０の本数に応じた個数で設けられる。また洗浄槽４２〜４４、４６〜４８は、まとめて１個を設ける構成としてもよい。さらに、反応槽４５は、生化学反応用ピン１０を複数個用いる場合でも、目的に応じてまとめて１個とすることも可能である。
【００５７】
さらに、上記基体５２の上面側には、円管状の凹部としての蓋部材固定孔（蓋部材位置決め手段）５０が複数個形成されている。複数の蓋部材固定孔５０は、回転軸貫通孔５１の中心を基準とし、上記反応槽及び洗浄槽より内側（内径側）に環状に配置されている。上記反応槽及び洗浄槽と、蓋部材固定孔５０とは１：１対応の関係にあり、各反応槽及び洗浄槽の内側（内径側）に蓋部材固定孔５０が１個配置されている。
【００５８】
また、カートリッジ本体部４０では、検体試料との反応槽４１を除く、反応槽４５・４９に反応液が予め充填されている。また、各洗浄槽４２〜４４・４６〜４８に洗浄液が予め充填されている。また、上記基体５２の上面全体は、円盤状のシール６０により覆われている。すなわち、上記各反応槽及び洗浄槽は、シール６０によりシールされている。そして、カートリッジ本体部４０を使用する際に、シール６０は剥がされる。
【００５９】
反応槽４９は底面が透明光学材料（透光性材料）で構成され、光計測器にピン先端の発光信号を伝達することができる。反応槽４９は干渉を避けるためピン毎に個別に設けることも可能であり、またまとめて１個とすることも可能である。
【００６０】
蓋部材３０は、カートリッジ本体部４０と同等の大きさの円盤状の基体３４を有する。基体３４の中心には、基体３４の上方側に突出した変形円管状の凸部としての回転軸受３３が形成されている。また、基体３４の下方側に突出した円管状の凸部としての固定突起３２が形成されている。さらに、基体３４をその厚み方向に貫通するように円管状のピン固定孔３１（支持固定部）が形成されている。これら、回転軸受３３、固定突起３２、及びピン固定孔３１は、回転軸受３３の中心から伸びる１つの半径（直線）上に、内周側から外周側にかけてこの順に形成されている。
【００６１】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０の使用時には、まず、反応槽４１内に検体試料を充填する。次いで、回転軸受３３が、回転軸貫通孔５１上に位置するように、蓋部材３０をカートリッジ本体部４０上に載置する。このとき、蓋部材３０を回転させる回転軸（図示せず）は、回転軸貫通孔５１を貫通して、回転軸受３３内に挿入される。また、蓋部材３０の固定突起３２が、カートリッジ本体部４０の蓋部材固定孔５０の何れかに挿入される。このとき、蓋部材３０のピン固定孔３１に挿入された生化学反応用ピン１０は、その先端部が上記反応槽又は上記洗浄槽側（すなわち、固定突起３２が挿入された蓋部材固定孔５０に対応する槽）に向いて、反応又は洗浄に供される。すなわち、まず、生化学反応用ピン１０が反応槽４１内に向くように、蓋部材３０とカートリッジ本体部４０とがはめ合わされる。次いで、蓋部材３０を持ち上げて、図４中で反時計回り方向に順次回転させることにより、生化学反応用ピン１０を順次、洗浄槽４２〜４４、反応槽４５、洗浄槽４６〜４８、及び反応槽４９での洗浄又は反応に供する。これにより、蓋部材３０によって、全ての反応槽及び洗浄槽を覆った状態で、ＥＬＩＳＡの検出反応を行うことができる。なお、蓋部材３０がカートリッジ本体部４０に対して相対的に移動すればよいため、実際に回転等するのは蓋部材３０であっても、カートリッジ本体部４０であってもよい。図３に示すＥＬＩＳＡ反応の工程図と対応させると、反応槽４１は第一工程（一次抗体と抗原との反応工程）、洗浄槽４２〜４４は第二工程（洗浄工程）、反応槽４５は第三工程（二次抗体と抗原との反応工程）、洗浄槽４６〜４８は第四工程（洗浄工程）、反応槽４９は第五工程（化学発光検出工程）に夫々相当する。なお、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を、後述する生化学反応装置８０（図５参照）に格納してＥＬＩＳＡ反応を行う場合は、上記蓋部材３０の持ち上げ操作及び順次回転操作は、生化学反応装置８０に供えられた回転駆動手段（例えば、蓋部材の回転用モーター、及び蓋部材の上下動用モーター等の組合せ）を用いて行ってもよい。
【００６２】
なお、図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０では、各反応槽の後段に３つの洗浄槽を設けているが、洗浄槽の数はこれに限定されず１つ以上あればよい。また、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０は、カートリッジ本体部４０のみを用いて、蓋部材３０の無い構成とすることもできる。さらに、反応槽４１以外の反応槽や洗浄槽についても反応液や洗浄液を予め充填はしておかず、使用時にこれらを充填する構成としてもよい。
【００６３】
なお、サンドイッチＥＬＩＳＡ法による二次抗体による検出については、発色法、化学発光法、蛍光法、その他のどの方法を使用しても良い。化学発光法では、二次抗体をＨＲＰ（ホースラディッシュペルオキシダーゼ）標識して抗原抗体反応させ、その後発光試薬を反応液に加えて、ＨＲＰ量に応じた発光強度を観測する。装置を簡略化できる。発色法では発光試薬の代わりに発色試薬を用いる。発色試薬は安価であるという利点がある。二次抗体を蛍光標識する等の蛍光法は最も高い感度が得られ、発色や発光試薬を加える手間が省けるという利点がある。
【００６４】
（ＥＬＩＳＡ用の反応装置（１））
図５は、本発明に係るＥＬＩＳＡ用カートリッジを用いる生化学反応装置の概略構成の一例を示す図である。生化学反応装置８０は、図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０を格納するＥＬＩＳＡ反応部８１を備える。また、図示しないが、反応槽４９で生じる化学発光を検出する発光検出部（図３に示す発光検出装置３７に相当）を有する。
【００６５】
ＥＬＩＳＡ反応部８１は、蓋８２を備える。そして、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０の格納及び取り出しを行うときは蓋８２を開き、ＥＬＩＳＡ反応を行っている間は蓋８２を閉じてＥＬＩＳＡ反応部８１を外部環境から隔離する。
【００６６】
上記説明の通り、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０には、反応に必要な洗浄液及び反応液が予め格納されている。そのため、生化学反応装置８０は、洗浄液及び反応液を供給する供給ポンプや、これらを排出する排出ポンプを備える必要がない。よって、生化学反応装置８０は、構成の簡素化や小型化が容易である。
【００６７】
なお、生化学反応装置８０は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０の蓋部材３０の持ち上げ操作及び順次回転操作を行うための回転駆動手段を備える。回転駆動手段の一例を、図６に示す。回転駆動手段は例えば、回転用モーター１０３、回転歯車１０１ｂ、及び回転歯車１０１ａを含んで構成される回転駆動部と、上下動用モーター１０４、及びギア１０２ｂ・１０２ａを含んで構成される上下駆動部とからなる。
【００６８】
回転歯車１０１ｂは、回転用モーター１０３の駆動軸（回転軸）に取り付けられるとともに、回転歯車１０１ａとかみ合っている。また、回転歯車１０１ａは、蓋部材３０の回転軸１００に取り付けられて、回転用モーター１０３の回転を回転軸１００に伝達する。回転軸１００は二重シャフト構造をとっており、回転用モーター１０３の回転が伝達されるのは外側シャフトである。
【００６９】
また、互いにかみ合うギア１０２ｂ・１０２ａのうち、ギア１０２ｂは上下動用モーター１０４の駆動軸（回転軸）に取り付けられ、ギア１０２ａは回転軸１００に取り付けられる。ギア１０２ａは、上下動用モーター１０４の回転を上下方向の運動に変換して、回転軸１００の内側シャフトに伝達する。
【００７０】
図６中の（ｂ）は、蓋部材３０の持ち上げ操作、及び相対的な順次回転操作を行う様子を示す図である。同図に示すように、まず、上下動用モーター１０４の回転運動を、ギア１０２ｂ・１０２ａを用いて上下方向の運動に変換して、回転軸１００の内側シャフトを持ち上げる。これにより、蓋部材３０が、カートリッジ本体部４０に対して持ち上がる。次いで、回転用モーター１０３の回転運動を、回転歯車１０１ａ・１０１ｂを用いて回転軸１００の外側シャフトに伝達する。これにより、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０のうちカートリッジ本体部４０のみを、当該外側シャフトと一体的に回転させる。そして、所定量の回転動作が終了すれば、上下動用モーター１０４を逆回転させて、蓋部材３０をカートリッジ本体部４０に対して当接させる（図６中の（ａ）参照）。なお、回転用モーター１０３及び上下動用モーター１０４の駆動は、生化学反応装置８０が備える制御部１０５により自動制御される。
【００７１】
（ＥＬＩＳＡ用のキット（１））
本発明は、生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップと、ＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えるＥＬＩＳＡ用キットも提供する。ＥＬＩＳＡ用キットの一例は、図１に示す生化学反応用ピン１０を１〜複数本と、図４に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ７０とを備えるものである。ＥＬＩＳＡ用キットは、その他、１）キットの取扱説明書、２）ＥＬＩＳＡに用いる各種反応液（反応試薬）及び洗浄液、３）ピペット等の液体注入手段、４）注射器等の検体試料取得手段、等を必要に応じて備えていてもよい。
【００７２】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の他の実施の形態について詳細に説明する。
【００７３】
１．ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（２）、及び、反応装置（２）
図７中の（ａ）〜(ｃ)は、生化学反応用ピンチップ２１（図２も参照）を用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３、及びＥＬＩＳＡ用の生化学反応装置９０を示す斜視図である。図中の（ａ）は概略の全体構成を示し、（ｂ）は概略の要部構成を示す。ここで、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０の先端部１１（図１も参照）には、ＥＬＩＳＡ用の一次抗体が固定化されている。
【００７４】
（ＥＬＩＳＡ用カートリッジ（２））
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３は、概略的には、略直方体形状の基体の上面側に、検体試料との反応槽９４、二次抗体との反応槽９６、及び二次抗体検出用の反応槽９７が、この順に一直線状に並ぶように離間配置されている。
【００７５】
反応槽９４は、生化学反応用ピンチップ２１の基板２０を受ける円柱状の窪みであり、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てを同時に受け入れるように構成されている。反応槽９４は、当該反応槽９４の側面に開口する給液ポート９５ａと廃液ポート９５ｂとが設けられている。給液ポート９５ａは、生化学反応装置９０側に設けられた液体供給ポンプ（図示せず）と接続されて、反応槽９４内に液体（液体状の検体試料、及び洗浄液）を導入するためのポートである。廃液ポート９５ｂは、生化学反応装置９０側に設けられた液体排出ポンプ（図示せず）と接続されて、反応槽９４内から液体（液体状の検体試料、及び洗浄液）を排出するためのポートである。後述するが、反応槽９４は、洗浄槽としても機能する。
【００７６】
反応槽９６は、生化学反応用ピンチップ２１の基板２０を受ける円柱状の浅い窪みと、当該窪み内に複数個設けられた細長円柱状の窪み９６ａとからなる。窪み９６ａそれぞれは、生化学反応用ピンチップ２１の生化学反応用ピン１０を一つずつ受け入れるように構成されている。
【００７７】
反応槽９７は、生化学反応用ピンチップ２１の基板２０を受ける円柱状の窪みであり、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てを同時に受け入れるように構成されている。
【００７８】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３は、略直方体形状の基体における対向する側面の一部が互いに内側に向ってくびれた一対の凹部９８・９８を備える。凹部９８・９８は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を生化学反応装置９０に格納する、又は、生化学反応装置９０から取り出す際に、作業者の指で摘まれる部分である。ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３では、凹部９８・９８は、対向する長手方向の側面の中央部に形成されている。
【００７９】
ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の使用時には、まず、給液ポート９５ａを通じて、反応槽９４内に検体試料を充填する。また、反応槽９６の窪み９６ａに二次抗体を含む溶液を充填し、反応槽９７に化学発光試薬溶液を充填する。
【００８０】
次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４にはめ合わせて、当該生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てを同時に検体試料に接触させる。次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４にはめ合わせた状態で、反応槽９４内の検体試料を、廃液ポート９５ｂを通じて排出する。次いで、空になった反応槽９４内に給液ポート９５ａを通じて洗浄液を充填して洗浄を行った後に、当該洗浄液を廃液ポート９５ｂを通じて排出する。この洗浄動作は、必要に応じて複数回行ってもよい。
【００８１】
次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９６上に移動させて、反応槽９６が有する窪み９６ａそれぞれが、生化学反応用ピンチップ２１の生化学反応用ピン１０を一つずつ受け入れるように、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９６にはめ合わせる。これにより、生化学反応用ピン１０に捕捉された検体試料と、ＥＬＩＳＡ用の二次抗体とを反応させる。次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４上に移動させ、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９４にはめ合わせる。次いで、反応槽９４内に給液ポート９５ａを通じて洗浄液を充填して洗浄を行った後に、当該洗浄液を廃液ポート９５ｂを通じて排出する。この洗浄動作は、必要に応じて複数回行ってもよい。
【００８２】
次いで、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９７上に移動させて、生化学反応用ピンチップ２１が有する生化学反応用ピン１０全てが化学発光試薬溶液に接触するように、生化学反応用ピンチップ２１を反応槽９７にはめ合わせる。そして、反応槽９７で生じた化学発光を検出することにより、ＥＬＩＳＡの検出反応を行う。なお、図３に示すＥＬＩＳＡ反応の工程図と対応させると、反応槽９４は第一工程（一次抗体と抗原との反応工程）及び第二工程（洗浄工程）、反応槽９６は第三工程（二次抗体と抗原との反応工程）、反応槽９４は第四工程（洗浄工程）、反応槽９７は第五工程（化学発光検出工程）に夫々相当する。なお、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を、後述する生化学反応装置９０（図６参照）に格納してＥＬＩＳＡ反応を行う場合は、上記生化学反応用ピンチップ２１の移動は、生化学反応装置９０に供えられた駆動手段（例えば、上下動ソレノイド及び回転モーター等の組合せ）を用いて行う。
【００８３】
なお、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を簡易検査用に用いる場合、使用される生化学反応用ピン１０の本数（生化学反応用ピンチップ２１が備えるピン１０の本数）は特に限定されないが、例えば１本以上で３０本以下であり、或いは４本以上で２５本以下である。
【００８４】
（反応装置（２））
ＥＬＩＳＡ用の生化学反応装置９０は、図７中の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を格納するＥＬＩＳＡ反応部９２を備える。また、図示しないが、生化学反応装置９０は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の反応槽９７で生じる化学発光を検出する発光検出部（図３に示す発光検出装置３７に相当）を有する。
【００８５】
ＥＬＩＳＡ反応部９２は、蓋１１２を備える。そして、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の格納及び取り出しを行うときは蓋１１２を開き、ＥＬＩＳＡ反応を行っている間は蓋１１２を閉じてＥＬＩＳＡ反応部９２を外部環境から隔離する。また、ＥＬＩＳＡ反応部９２には、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３を載置するステージ９１が設けられている。ステージ９１は、ステージ駆動手段（図示せず）により、図中の矢印方向に自在に動くように構成されている。なお、この矢印方向は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３における、反応槽９４、反応槽９６、及び反応槽９７の並び方向に一致している。
【００８６】
さらに、生化学反応装置９０は、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３の反応槽９４に、給液ポート９５ａを通じて洗浄液及び検体試料を供給する供給ノズル及び供給ポンプと、廃液ポート９５ｂを通じて洗浄液及び検体試料を反応槽９４外に廃液する廃液ノズル及び排出ポンプと、を備える。なお、検体試料は供給ノズル及び供給ポンプを介さずに、反応槽９４内に供給するようにしてもよい。
【００８７】
生化学反応装置９０では、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３に対する生化学反応用ピンチップ２１の相対移動は、例えば、ステージ９１の移動と、アーム１１１の上下方向への移動との組合せで実現する。例えば、図７中の（ａ）に示す状態において、ステージ９１を矢印方向に沿って移動させて、当該ステージ９１とアーム１１１とを近づける。これにより、図７中の（ｂ）に示す状態となり、アーム１１１が、生化学反応用ピンチップ２１を把持する。次いで、生化学反応用ピンチップ２１を把持したアーム１１１を上方に移動させて、生化学反応用ピンチップ２１とＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３とを離間させる。次いで、ステージ９１を矢印方向に沿って移動させて、ＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３が有する所望の反応槽（反応槽９４等）上に、生化学反応用ピンチップ２１を位置づける。次いで、アーム１１１を下方に移動させて、生化学反応用ピンチップ２１を所望の反応槽内に位置づける。なお、ステージ９１及びアーム１１１の駆動は、生化学反応装置９０が備える制御部（図示せず）により自動制御される。
【００８８】
（ＥＬＩＳＡ用のキット（２））
本発明は、生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップと、ＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えるＥＬＩＳＡ用キットも提供する。ＥＬＩＳＡ用キットの一例は、図２に示す生化学反応用ピンチップ２１と、図７に示すＥＬＩＳＡ用カートリッジ９３とを備えるものである。ＥＬＩＳＡ用キットは、その他、１）キットの取扱説明書、２）ＥＬＩＳＡに用いる各種反応液（反応試薬）及び洗浄液、３）ピペット等の液体注入手段、４）注射器等の検体試料取得手段、等を必要に応じて備えていてもよい。
【００８９】
本発明は上述した各実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によれば、所定の領域のみに抗体が固定化可能に設計された生化学反応用ピン、及びその利用を提供することが出来る。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 生化学反応用ピン
１１ 先端部
１２ａ 細径部（先端部に隣接する部分）
１５ ピン
２１ 生化学反応用ピンチップ
３０ 蓋部材
３１ ピン固定孔（支持固定部）
４０ カートリッジ本体部（本体部）
４１・４５ 反応槽
４２〜４４ 洗浄槽
４６〜４８ 洗浄槽
４９ 反応槽
７０ ＥＬＩＳＡ用カートリッジ
８０ 生化学反応装置
８１ ＥＬＩＳＡ反応部
９０ 生化学反応装置
９２ ＥＬＩＳＡ反応部
９３ ＥＬＩＳＡ用カートリッジ
９４ 反応槽
９５ａ 給液ポート
９５ｂ 廃液ポート
９６ 反応槽
９７ 反応槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部の表面が、当該先端部に隣接する部分の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピン
を備えることを特徴とする生化学反応用ピン。
【請求項２】
上記蛋白質固定化反応が、上記先端部の表面に存在するＣＯＯＨ基（カルボキシル基）をカルボジイミドで活性化した後に抗体又は抗原蛋白質を当該表面に固定化する反応であることを特徴とする請求項１に記載の生化学反応用ピン。
【請求項３】
上記先端部の表面がアクリル系樹脂からなり、上記先端部に隣接する部分の表面がテフロン（登録商標）又はデルリン（登録商標）からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の生化学反応用ピン。
【請求項４】
ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体又は抗原蛋白質が上記先端部の表面に固定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の生化学反応用ピン。
【請求項５】
ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体が上記先端部の表面に固定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の生化学反応用ピン。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の生化学反応用ピンを複数個備えたピンの集合体であって、これら複数の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことを特徴とする生化学反応用ピンの集合体。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の生化学反応用ピンを複数個備えることを特徴とする生化学反応用ピンチップ。
【請求項８】
上記複数個の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことを特徴とする請求項７に記載の生化学反応用ピンチップ。
【請求項９】
請求項４に記載の生化学反応用ピン、又は当該生化学反応用ピンを複数個備えた生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジであって、
検体試料との反応槽、洗浄槽、二次抗体との反応槽、及び二次抗体検出用の反応槽とを備えることを特徴とするＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１０】
検体試料との上記反応槽、1つ以上の上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、１つ以上の上記洗浄槽、及び、二次抗体検出用の上記反応槽が、この順に環状に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１１】
上記反応槽及び上記洗浄槽を覆う蓋部材を備え、
上記蓋部材は、上記反応槽及び上記洗浄槽が環状に配置されたカートリッジの本体部に、当該反応槽及び洗浄槽の配置の中心を基点にした回転が可能に取り付けられるものであり、
上記蓋部材は、本体部に取り付けられたときに、ピンの先端部が上記反応槽及び上記洗浄槽側に向くように上記生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップを取り付ける支持固定部を備えることを特徴とする請求項１０に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１２】
上記反応槽に反応液が充填された状態で当該反応槽がシールされている、及び／又は、上記洗浄槽に洗浄液が充填された状態で当該洗浄槽がシールされていることを特徴とする請求項９から１１の何れか一項に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１３】
上記反応槽の何れかは上記洗浄槽を兼ねるものであり、洗浄槽を兼ねる当該反応槽は、給液ポートと廃液ポートとを備えることを特徴とする請求項９に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１から５の何れか一項に記載の生化学反応用ピン又は請求項７から８の何れか一項に記載の生化学反応用ピンチップと、請求項９から１３の何れか一項に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えることを特徴とするＥＬＩＳＡ用キット。
【請求項１５】
請求項９から１３の何れか一項に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジを格納するＥＬＩＳＡ反応部を備えることを特徴とする生化学反応装置。
【請求項１６】
検体試料との上記反応槽、上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、及び二次抗体検出用の上記反応槽へ、上記上記生化学反応用ピン又は上記生化学反応用ピンチップを移動させる移動機構を備えることを特徴とする請求項１５に記載の生化学反応装置。
【請求項１】
先端部の表面が、当該先端部に隣接する部分の表面と比較して蛋白質固定化反応への反応性がより高く、当該先端部の表面に抗体又は抗原蛋白質を固定化可能なピン
を備えることを特徴とする生化学反応用ピン。
【請求項２】
上記蛋白質固定化反応が、上記先端部の表面に存在するＣＯＯＨ基（カルボキシル基）をカルボジイミドで活性化した後に抗体又は抗原蛋白質を当該表面に固定化する反応であることを特徴とする請求項１に記載の生化学反応用ピン。
【請求項３】
上記先端部の表面がアクリル系樹脂からなり、上記先端部に隣接する部分の表面がテフロン（登録商標）又はデルリン（登録商標）からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の生化学反応用ピン。
【請求項４】
ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体又は抗原蛋白質が上記先端部の表面に固定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の生化学反応用ピン。
【請求項５】
ＥＬＩＳＡ（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）に用いる一次抗体が上記先端部の表面に固定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の生化学反応用ピン。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の生化学反応用ピンを複数個備えたピンの集合体であって、これら複数の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことを特徴とする生化学反応用ピンの集合体。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の生化学反応用ピンを複数個備えることを特徴とする生化学反応用ピンチップ。
【請求項８】
上記複数個の生化学反応用ピンの間では先端部の表面積が等しいことを特徴とする請求項７に記載の生化学反応用ピンチップ。
【請求項９】
請求項４に記載の生化学反応用ピン、又は当該生化学反応用ピンを複数個備えた生化学反応用ピンチップを用いたＥＬＩＳＡに使用されるＥＬＩＳＡ用カートリッジであって、
検体試料との反応槽、洗浄槽、二次抗体との反応槽、及び二次抗体検出用の反応槽とを備えることを特徴とするＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１０】
検体試料との上記反応槽、1つ以上の上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、１つ以上の上記洗浄槽、及び、二次抗体検出用の上記反応槽が、この順に環状に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１１】
上記反応槽及び上記洗浄槽を覆う蓋部材を備え、
上記蓋部材は、上記反応槽及び上記洗浄槽が環状に配置されたカートリッジの本体部に、当該反応槽及び洗浄槽の配置の中心を基点にした回転が可能に取り付けられるものであり、
上記蓋部材は、本体部に取り付けられたときに、ピンの先端部が上記反応槽及び上記洗浄槽側に向くように上記生化学反応用ピン又は生化学反応用ピンチップを取り付ける支持固定部を備えることを特徴とする請求項１０に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１２】
上記反応槽に反応液が充填された状態で当該反応槽がシールされている、及び／又は、上記洗浄槽に洗浄液が充填された状態で当該洗浄槽がシールされていることを特徴とする請求項９から１１の何れか一項に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１３】
上記反応槽の何れかは上記洗浄槽を兼ねるものであり、洗浄槽を兼ねる当該反応槽は、給液ポートと廃液ポートとを備えることを特徴とする請求項９に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１から５の何れか一項に記載の生化学反応用ピン又は請求項７から８の何れか一項に記載の生化学反応用ピンチップと、請求項９から１３の何れか一項に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジとを備えることを特徴とするＥＬＩＳＡ用キット。
【請求項１５】
請求項９から１３の何れか一項に記載のＥＬＩＳＡ用カートリッジを格納するＥＬＩＳＡ反応部を備えることを特徴とする生化学反応装置。
【請求項１６】
検体試料との上記反応槽、上記洗浄槽、二次抗体との上記反応槽、及び二次抗体検出用の上記反応槽へ、上記上記生化学反応用ピン又は上記生化学反応用ピンチップを移動させる移動機構を備えることを特徴とする請求項１５に記載の生化学反応装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６３４９１（Ｐ２０１２−１６３４９１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２４８（Ｐ２０１１−２５２４８）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【出願人】（５０９１８５２５１）株式会社コンソナルバイオテクノロジーズ (3)
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【出願人】（５０９１８５２５１）株式会社コンソナルバイオテクノロジーズ (3)
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