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JP7217187B2 - Surface acoustic wave sensor and antigen concentration detection method using surface acoustic wave sensor - Google Patents

Surface acoustic wave sensor and antigen concentration detection method using surface acoustic wave sensor Download PDF

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JP7217187B2 JP2019060354A JP2019060354A JP7217187B2 JP 7217187 B2 JP7217187 B2 JP 7217187B2 JP 2019060354 A JP2019060354 A JP 2019060354A JP 2019060354 A JP2019060354 A JP 2019060354A JP 7217187 B2 JP7217187 B2 JP 7217187B2
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Description

本開示は、血液等の検体中の抗原の濃度を検出する技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to techniques for detecting the concentration of antigens in specimens such as blood.

血液等の検体中の抗原の濃度を検出するために、弾性表面波センサを利用している(例えば、特許文献1等を参照。)。つまり、検体の導入の前後における、捕集された検体中の抗原量に基づく重量又は粘弾性の変化を、弾性表面波の伝搬振幅又は伝搬位相の変化として検出する。弾性表面波センサは、櫛形電極及び検出領域を備える。櫛形電極は、圧電基板上に形成され、弾性表面波を送信、受信又は反射する。検出領域は、圧電基板上に形成され、検体を導入される。 A surface acoustic wave sensor is used to detect the concentration of an antigen in a sample such as blood (see, for example, Patent Document 1). In other words, changes in weight or viscoelasticity based on the amount of antigen in the collected sample before and after introduction of the sample are detected as changes in the propagation amplitude or propagation phase of the surface acoustic wave. A surface acoustic wave sensor comprises interdigitated electrodes and a detection area. Comb electrodes are formed on the piezoelectric substrate to transmit, receive or reflect surface acoustic waves. A sensing region is formed on the piezoelectric substrate and introduced with an analyte.

特開2017-009492号公報JP 2017-009492 A

従来技術の検体中の抗原の濃度の検出方法を図1に示す。まず、抗原AG及びサンドイッチアッセイ法の2次抗体AB2を包含する検体を、事前に十分に混和反応させる。ここで、2次抗体AB2は、モノクロナル抗体であり、抗原AGの認識の箇所を1箇所のみ有する。図1の左上欄に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、2次抗体AB2と反応した抗原AGは存在するが、2次抗体AB2と未反応の抗原AGは存在しない。図1の右上欄に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、2次抗体AB2と反応した抗原AGも存在するし、2次抗体AB2と未反応の抗原AGも存在する。 A prior art method for detecting the concentration of an antigen in a specimen is shown in FIG. First, the sample containing the antigen AG and the secondary antibody AB2 of the sandwich assay method is thoroughly mixed and reacted in advance. Here, the secondary antibody AB2 is a monoclonal antibody and has only one recognition site for the antigen AG. As shown in the upper left column of FIG. 1, when the amount of antigen is less than the amount of secondary antibody, there is antigen AG that has reacted with secondary antibody AB2, but there is no antigen AG that has not reacted with secondary antibody AB2. As shown in the upper right column of FIG. 1, when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, there is antigen AG that has reacted with secondary antibody AB2, and there is also antigen AG that has not reacted with secondary antibody AB2.

次に、事前に十分に混和反応された検体を、サンドイッチアッセイ法の1次抗体AB1が固定化された検出領域111に滴下する。ここで、1次抗体AB1も、モノクロナル抗体であり、抗原AGの認識の箇所を1箇所のみ有する。ただし、1次抗体AB1と2次抗体AB2とでは、抗原AGの認識の箇所が異なる。図1の左中欄に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、2次抗体AB2と反応した抗原AGは1次抗体AB1と結合し、系全体は平衡状態になる。図1の右中欄に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、2次抗体AB2と反応した抗原AGも1次抗体AB1と結合し、2次抗体AB2と未反応の抗原AGも1次抗体AB1と結合し、系全体は平衡状態になる。 Next, the specimen sufficiently mixed and reacted in advance is dropped onto the detection area 111 on which the primary antibody AB1 for the sandwich assay method is immobilized. Here, the primary antibody AB1 is also a monoclonal antibody and has only one recognition site for the antigen AG. However, the primary antibody AB1 and the secondary antibody AB2 differ in the recognition site of the antigen AG. As shown in the left middle column of FIG. 1, when the amount of antigen is less than the amount of secondary antibody, antigen AG reacted with secondary antibody AB2 binds to primary antibody AB1, and the system as a whole is in equilibrium. As shown in the right middle column of FIG. 1, when the amount of antigen is greater than the amount of the secondary antibody, the antigen AG that reacted with the secondary antibody AB2 also binds to the primary antibody AB1, and the antigen that has not reacted with the secondary antibody AB2 AG also binds primary antibody AB1 and the whole system comes to equilibrium.

次に、チャネルの出力信号に基づいて、検体中の抗原AGの濃度を検出する。ここで、チャネルの出力信号は、検体の導入の前後における、弾性表面波の伝搬振幅又は伝搬位相の変化である。そして、抗原濃度検出に先立って、検体中の2次抗体AB2の濃度を固定したうえで、検体中の抗原AGの既知の様々な濃度に対して、チャネルの出力信号を測定し、検体中の抗原AGのその他の様々な濃度に対して、チャネルの出力信号を補間し、図1の下段に示した出力信号/抗原濃度の検量線を記憶する。 Next, the concentration of antigen AG in the sample is detected based on the output signal of the channel. Here, the output signal of the channel is the change in propagation amplitude or propagation phase of the surface acoustic wave before and after the introduction of the specimen. Then, prior to antigen concentration detection, after fixing the concentration of the secondary antibody AB2 in the sample, the output signal of the channel is measured for various known concentrations of the antigen AG in the sample. For various other concentrations of antigen AG, the output signal of the channel is interpolated and the calibration curve of output signal/antigen concentration shown at the bottom of FIG. 1 is stored.

図1の下段の左側に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、検体中の抗原AGの全濃度が増加するにつれて、チャネルの出力信号は単調に増加する。そして、チャネルの出力信号がSであると測定されるため、出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の抗原AGの全濃度はCであると正しく検出される。 As shown in the lower left part of FIG. 1, when the amount of antigen is less than the amount of secondary antibody, the output signal of the channel increases monotonically as the total concentration of antigen AG in the specimen increases. Then, since the output signal of the channel is measured to be SN , the total concentration of the antigen AG in the sample is correctly detected to be CN based on the calibration curve of output signal/antigen concentration.

図1の下段の右側に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、検体中の抗原AGの全濃度が増加するにつれて、チャネルの出力信号は増加から減少へと転じる。これは、2次抗体AB2と未反応の抗原AGが、2次抗体AB2と反応した抗原AGより、質量も大きさも小さいためであり、フック現象と呼ばれる。そして、チャネルの出力信号がS(>S)であると測定されるものの、出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の抗原AGの全濃度は、フック状態のCHT(>C、真の値)であるか、非フック状態のCHF(>C、誤りの値)であるか、正しく検出されない。 As shown on the lower right side of FIG. 1, when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, the output signal of the channel changes from increasing to decreasing as the total concentration of antigen AG in the specimen increases. This is because the antigen AG that has not reacted with the secondary antibody AB2 is smaller in mass and size than the antigen AG that has reacted with the secondary antibody AB2, and is called the hook phenomenon. Then, although the output signal of the channel is measured to be S H (>S N ), based on the output signal/antigen concentration calibration curve, the total concentration of antigen AG in the sample is less than the hook state C HT ( >C N , true value) or unhooked C HF (>C N , false value) or not detected correctly.

なお、抗原AG及び2次抗体AB2を包含する検体が事前に十分に混和反応されていなければ、抗原量が2次抗体量より多いときはもちろん、抗原量が2次抗体量より少ないときであっても、2次抗体AB2と未反応の抗原AGが存在する。すると、チャネルの出力信号が本来はS又はSであるときでも測定上ばらついてしまうため、検体中の抗原AGの全濃度が正しく検出されない。よって、検体の事前の十分な混和反応が求められるが、検体の事前の混和反応の程度は分からない。 If the specimen containing the antigen AG and the secondary antibody AB2 has not been sufficiently mixed and reacted in advance, the amount of the antigen should not only be greater than the amount of the secondary antibody, but also less than the amount of the secondary antibody. However, there is an antigen AG that has not reacted with the secondary antibody AB2. Then, even when the output signal of the channel is originally SN or SH , the total concentration of the antigen AG in the sample cannot be detected correctly because the measurement will vary. Therefore, sufficient pre-mixing reaction of the specimen is required, but the degree of pre-mixing reaction of the specimen is unknown.

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、血液等の検体中の抗原の濃度を検出するために、弾性表面波センサ及びサンドイッチアッセイ法を利用するにあたり、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、検体中の抗原の全濃度を正しく検出し、不十分な事前混和反応時であっても、フック現象又は混和不足の異常を検出することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present disclosure uses a surface acoustic wave sensor and a sandwich assay method to detect the concentration of an antigen in a specimen such as blood, and the amount of antigen is more than the amount of secondary antibody. The objective is to correctly detect the total concentration of antigen in a sample even when it is high, and to detect the hook phenomenon or anomalies of insufficient mixing even when the premixing reaction is insufficient.

前記課題を解決するために、1次抗体が固定化されたチャネルに加えて、2次抗体が固定化されたチャネルを設ける。すると、事前に2次抗体と未反応の抗原はチャネル上の2次抗体と結合可能であるが、事前に2次抗体と反応した抗原はチャネル上の2次抗体と結合不能である。よって、事前に2次抗体と未反応の抗原のみを検出することができる。 In order to solve the above problems, a channel on which a secondary antibody is immobilized is provided in addition to the channel on which the primary antibody is immobilized. Then, the antigen that has not reacted with the secondary antibody in advance can bind to the secondary antibody on the channel, but the antigen that has reacted with the secondary antibody in advance cannot bind to the secondary antibody on the channel. Therefore, only antigens that have not reacted with the secondary antibody can be detected in advance.

具体的には、本開示は、サンドイッチアッセイ法の1次抗体が固定化された第1検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第1櫛形電極と、を備える第1チャネルと、サンドイッチアッセイ法の2次抗体が固定化された第2検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第2櫛形電極と、を備える第2チャネルと、を備えることを特徴とする弾性表面波センサである。 Specifically, the present disclosure provides a first detection region having a primary antibody immobilized thereon for a sandwich assay, and a first interdigitated electrode that transmits and receives or transmits and reflects surface acoustic waves. A second channel comprising a channel, a second detection area immobilized with a secondary antibody for sandwich assay, and a second interdigitated electrode for transmitting and receiving or transmitting and reflecting surface acoustic waves. A surface acoustic wave sensor characterized by

この構成によれば、後述の非結合抗原検出部及び抗原濃度検出部を利用して、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、検体中の抗原の全濃度を正しく検出し、不十分な事前混和反応時であっても、フック現象又は混和不足の異常を検出することができる。 According to this configuration, the unbound antigen detection section and the antigen concentration detection section, which will be described later, are used to correctly detect the total concentration of the antigen in the specimen even when the amount of the antigen is greater than the amount of the secondary antibody, Hook phenomena or under-mixing anomalies can be detected even during an insufficient pre-mixing reaction.

また、本開示は、前記第2チャネルの出力信号に基づいて、抗原及び前記2次抗体を包含し事前に混和反応されたうえで前記第2検出領域に滴下された検体中に、前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在するかどうかを検出する非結合抗原検出部、をさらに備えることを特徴とする弾性表面波センサである。 Further, in the present disclosure, based on the output signal of the second channel, the secondary The surface acoustic wave sensor further comprises an unbound antigen detection section that detects whether or not the antigen that is not bound to the antibody is present.

また、本開示は、弾性表面波センサを用いる抗原濃度検出方法であって、前記弾性表面波センサは、サンドイッチアッセイ法の1次抗体が固定化された第1検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第1櫛形電極と、を備える第1チャネルと、サンドイッチアッセイ法の2次抗体が固定化された第2検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第2櫛形電極と、を備える第2チャネルと、を備え、前記抗原濃度検出方法は、抗原及び前記2次抗体を包含する検体を事前に混和反応させる検体混和手順と、事前に混和反応された前記検体を前記第2検出領域に滴下する検体滴下手順と、前記第2チャネルの出力信号に基づいて、前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在するかどうかを検出する非結合抗原検出手順と、を順に備える、弾性表面波センサを用いる抗原濃度検出方法である。 Further, the present disclosure is an antigen concentration detection method using a surface acoustic wave sensor, wherein the surface acoustic wave sensor includes a first detection region on which a primary antibody of sandwich assay method is immobilized, and a surface acoustic wave. and a first interdigitated electrode that receives or transmits and reflects, a second detection region on which a secondary antibody of the sandwich assay is immobilized, and a surface acoustic wave that transmits and receives or transmits and reflects a second channel comprising a reflective second comb-shaped electrode; and determining whether or not the antigen not bound to the secondary antibody is present in the sample based on the output signal of the second channel. and a detecting unbound antigen detection procedure for detecting antigen concentration using a surface acoustic wave sensor.

これらの構成によれば、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、不十分な事前混和反応時であっても、フック現象又は混和不足の異常を検出することができる。 According to these configurations, even when the amount of antigen is larger than the amount of the secondary antibody, and even when the pre-mixing reaction is insufficient, the hook phenomenon or the abnormality of insufficient mixing can be detected.

また、本開示は、前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在することを検出したときには、前記第2チャネルの出力信号に基づいて、又は、前記第2チャネルの出力信号及び前記検体が前記第1検出領域にも滴下された前記第1チャネルの出力信号に基づいて、前記検体中の前記抗原の濃度を検出し、前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在しないことを検出したときには、前記検体が前記第1検出領域にも滴下された前記第1チャネルの出力信号に基づいて、かつ、前記第2チャネルの出力信号がほぼ0であることを考慮して、前記検体中の前記抗原の濃度を検出する抗原濃度検出部、をさらに備えることを特徴とする弾性表面波センサである。 Further, according to the present disclosure, when the unbound antigen detection unit detects the presence of the antigen that is not bound to the secondary antibody in the specimen, based on the output signal of the second channel, or detecting the concentration of the antigen in the specimen based on the output signal of the second channel and the output signal of the first channel in which the specimen is also dropped in the first detection region, and detecting the non-binding antigen detection unit; detects that the antigen not bound to the secondary antibody is absent in the specimen, based on the output signal of the first channel in which the specimen is also dropped onto the first detection region, and and an antigen concentration detection unit for detecting the concentration of the antigen in the specimen considering that the output signal of the second channel is approximately zero.

この構成によれば、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、検体中の抗原の全濃度を正しく検出することができる。 According to this configuration, even when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, the total concentration of antigen in the sample can be detected correctly.

また、本開示は、前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在することを検出したときには、前記第2チャネルの出力信号と、前記第2検出領域で前記抗原を除去され前記第2検出領域から移動された前記検体が前記第1検出領域に滴下された前記第1チャネルの出力信号と、に基づいて、前記検体中の前記抗原の濃度を検出し、前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在しないことを検出したときには、前記第2検出領域で抗体抗原反応を起こさず前記第2検出領域から移動された前記検体が前記第1検出領域に滴下された前記第1チャネルの出力信号に基づいて、前記検体中の前記抗原の濃度を検出する抗原濃度検出部、をさらに備えることを特徴とする弾性表面波センサである。 Further, according to the present disclosure, when the unbound antigen detection unit detects that the antigen that is not bound to the secondary antibody is present in the specimen, the output signal of the second channel and the second detection The concentration of the antigen in the sample is determined based on the output signal of the first channel in which the sample, from which the antigen has been removed in the region and has been moved from the second detection region, is dropped onto the first detection region. When the unbound antigen detection unit detects that the antigen not bound to the secondary antibody does not exist in the specimen, the second detection does not cause an antibody-antigen reaction in the second detection region. An antigen concentration detection unit that detects the concentration of the antigen in the specimen based on the output signal of the first channel in which the specimen moved from the area is dropped onto the first detection area. is a surface acoustic wave sensor.

この構成によれば、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、不十分な事前混和反応時であっても、検体中の抗原の全濃度を正しく検出することができる。 According to this configuration, even when the amount of antigen is larger than the amount of secondary antibody, and even when the pre-mixing reaction is insufficient, the total concentration of antigen in the sample can be detected correctly.

このように、本開示は、血液等の検体中の抗原の濃度を検出するために、弾性表面波センサ及びサンドイッチアッセイ法を利用するにあたり、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、検体中の抗原の全濃度を正しく検出し、不十分な事前混和反応時であっても、フック現象又は混和不足の異常を検出することができる。 Thus, the present disclosure is useful in utilizing surface acoustic wave sensors and sandwich assays to detect the concentration of antigen in a specimen such as blood, even when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody. , it is possible to correctly detect the total concentration of antigen in the specimen and to detect hook phenomena or undermixing abnormalities even during insufficient premixing reactions.

従来技術の検体中の抗原の濃度の検出方法を示す図である。FIG. 1 shows a prior art method for detecting the concentration of an antigen in a sample. 本開示の第1、2実施形態の弾性表面波センサの構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a surface acoustic wave sensor according to first and second embodiments of the present disclosure; FIG. 本開示の第1実施形態の検体中の抗原の濃度の検出手順を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a procedure for detecting the concentration of an antigen in a specimen according to the first embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の第1実施形態の検体中の抗原の濃度の検出方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a method for detecting the concentration of antigens in a specimen according to the first embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の第1実施形態の検体中の抗原の濃度の検出結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing detection results of antigen concentration in a specimen according to the first embodiment of the present disclosure; 本開示の第2実施形態の検体中の抗原の濃度の検出手順を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a procedure for detecting the concentration of an antigen in a sample according to the second embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の第2実施形態の検体中の抗原の濃度の検出方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a method for detecting the concentration of antigens in a specimen according to the second embodiment of the present disclosure;

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of implementing the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.

本開示の第1実施形態の弾性表面波センサの構成を図2に示す。弾性表面波センサSは、弾性表面波センサ本体1及び抗原濃度検出装置2から構成される。弾性表面波センサ本体1は、第1チャネル11、第2チャネル12及び第3チャネル13から構成される。第1チャネル11は、第1検出領域111及び第1櫛形電極112から構成される。第2チャネル12は、第2検出領域121及び第2櫛形電極122から構成される。第3チャネル13は、第3検出領域131及び第3櫛形電極132から構成される。抗原濃度検出装置2は、非結合抗原検出部21及び抗原濃度検出部22から構成される。 FIG. 2 shows the configuration of the surface acoustic wave sensor according to the first embodiment of the present disclosure. The surface acoustic wave sensor S is composed of a surface acoustic wave sensor body 1 and an antigen concentration detection device 2 . The surface acoustic wave sensor main body 1 is composed of a first channel 11 , a second channel 12 and a third channel 13 . The first channel 11 consists of a first detection region 111 and a first comb electrode 112 . The second channel 12 consists of a second detection region 121 and a second comb electrode 122 . The third channel 13 is composed of a third detection region 131 and a third comb electrode 132 . The antigen concentration detection device 2 is composed of an unbound antigen detection section 21 and an antigen concentration detection section 22 .

第1検出領域111は、サンドイッチアッセイ法の1次抗体AB1が固定化される。第1櫛形電極112は、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する。第2検出領域121は、サンドイッチアッセイ法の2次抗体AB2が固定化される。第2櫛形電極122は、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する。第3検出領域131は、リファレンス用に、抗原AGと反応しないブロッキング膜が固定化される。第3櫛形電極132は、リファレンス用に、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する。非結合抗原検出部21は、前段のスイッチの切り替えにより、第1チャネル11、第2チャネル12及び第3チャネル13の出力信号の位相及び振幅をそれぞれ測定する。抗原濃度検出部22は、第1チャネル11及び第2チャネル12の出力信号/抗原濃度の検量線(図4又は図7の下段を参照。)をそれぞれ記憶している。 The first detection region 111 is immobilized with the primary antibody AB1 for the sandwich assay method. The first comb electrodes 112 transmit and receive or transmit and reflect surface acoustic waves. Second detection region 121 is immobilized with secondary antibody AB2 for sandwich assay method. The second comb-shaped electrode 122 transmits and receives or transmits and reflects surface acoustic waves. A blocking membrane that does not react with the antigen AG is immobilized on the third detection region 131 for reference. The third comb electrode 132 transmits and receives or transmits and reflects surface acoustic waves for reference. The unbound antigen detection unit 21 measures the phase and amplitude of the output signals of the first channel 11, the second channel 12 and the third channel 13 by switching the switches in the previous stage. The antigen concentration detector 22 stores calibration curves of the output signal/antigen concentration of the first channel 11 and the second channel 12 (see the lower part of FIG. 4 or FIG. 7).

本開示の第1実施形態の検体中の抗原の濃度の検出手順/方法を図3、4に示す。まず、抗原AG及び2次抗体AB2を包含する検体を、事前に十分に混和反応させる(ステップS1)。図4の左上欄に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、2次抗体AB2と反応した抗原AGは存在するが、2次抗体AB2と未反応の抗原AGは存在しない。図4の右上欄に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、2次抗体AB2と反応した抗原AGも存在するし、2次抗体AB2と未反応の抗原AGも存在する。 3 and 4 show the procedure/method for detecting the concentration of the antigen in the specimen according to the first embodiment of the present disclosure. First, a specimen containing antigen AG and secondary antibody AB2 is sufficiently mixed and reacted in advance (step S1). As shown in the upper left column of FIG. 4, when the amount of antigen is less than the amount of secondary antibody, antigen AG reacted with secondary antibody AB2 exists, but antigen AG unreacted with secondary antibody AB2 does not exist. As shown in the upper right column of FIG. 4, when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, there is antigen AG that has reacted with secondary antibody AB2, and there is also antigen AG that has not reacted with secondary antibody AB2.

次に、事前に十分に混和反応された検体を、第1、2、3検出領域111、121、131に滴下する(ステップS2)。図4の左中欄に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、事前に2次抗体AB2と反応した抗原AGは、第1検出領域111上の1次抗体AB1とは結合可能であるが、第2検出領域121上の2次抗体AB2とは結合不能である。そして、系全体は平衡状態になる。図4の右中欄に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、事前に2次抗体AB2と反応した抗原AGは、第1検出領域111上の1次抗体AB1とは結合可能であるが、第2検出領域121上の2次抗体AB2とは結合不能である。一方で、事前に2次抗体AB2と未反応の抗原AGは、第1検出領域111上の1次抗体AB1とも結合可能であるし、第2検出領域121上の2次抗体AB2とも結合可能である。そして、系全体は平衡状態になる。 Next, the sample sufficiently mixed and reacted in advance is dropped onto the first, second and third detection regions 111, 121 and 131 (step S2). As shown in the left middle column of FIG. 4, when the antigen amount is less than the secondary antibody amount, the antigen AG that has reacted with the secondary antibody AB2 in advance does not bind to the primary antibody AB1 on the first detection area 111. It is possible, but it cannot bind to the secondary antibody AB2 on the second detection area 121 . The whole system then reaches equilibrium. As shown in the right middle column of FIG. 4, when the antigen amount is larger than the secondary antibody amount, the antigen AG that has reacted with the secondary antibody AB2 in advance does not bind to the primary antibody AB1 on the first detection area 111. It is possible, but it cannot bind to the secondary antibody AB2 on the second detection area 121 . On the other hand, the antigen AG that has not previously reacted with the secondary antibody AB2 can bind to both the primary antibody AB1 on the first detection area 111 and the secondary antibody AB2 on the second detection area 121. be. The whole system then reaches equilibrium.

次に、非結合抗原検出部21は、第2、3チャネル12、13の出力信号に基づいて、検体中に2次抗体AB2と結合していない抗原AGが存在するかどうかを検出する(ステップS3)。ここで、第2チャネル12の出力信号は、検体の導入の前後における、弾性表面波の伝搬振幅又は伝搬位相の変化である。そして、第3チャネル13の出力信号をリファレンスとすることで、検体の粘弾性や温度変化等の外乱の影響を除去したうえで、第2検出領域121上の2次抗体AB2及びこれと結合した抗原AGの影響のみを抽出する。なお、第3チャネル13の出力信号は、リファレンスとしてもよいが必須ではない。 Next, based on the output signals of the second and third channels 12 and 13, the unbound antigen detection section 21 detects whether or not the antigen AG not bound to the secondary antibody AB2 is present in the specimen (step S3). Here, the output signal of the second channel 12 is the change in propagation amplitude or propagation phase of the surface acoustic wave before and after the introduction of the specimen. Then, by using the output signal of the third channel 13 as a reference, after removing the influence of disturbance such as the viscoelasticity of the specimen and temperature change, the secondary antibody AB2 on the second detection area 121 and the binding to it Extract only the effect of the antigen AG. The output signal of the third channel 13 may be used as a reference, but it is not essential.

図4の下段の左側に後に示すように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、検体中の抗原AGの全濃度が増加したとしても、第2チャネル12の出力信号はほぼ0である。そして、第2チャネル12の出力信号がSN2(≒0)であると測定されるため、検体中に2次抗体AB2と結合していない抗原AGは存在しないと検出され、フック現象が生じていないと判定される。 As shown later on the lower left side of FIG. 4, when the amount of antigen is less than the amount of secondary antibody, the output signal of second channel 12 is nearly zero even if the total concentration of antigen AG in the sample increases. Since the output signal of the second channel 12 is measured to be S N2 (≈0), it is detected that there is no antigen AG not bound to the secondary antibody AB2 in the sample, and the hook phenomenon does not occur. is determined not to exist.

図4の下段の右側に後に示すように、抗原量が2次抗体量より多いときには、検体中の抗原AGの全濃度が増加するにつれて、第2チャネル12の出力信号は単調に増加する。そして、第2チャネル12の出力信号がSH2(≠0)であると測定されるため、検体中に2次抗体AB2と結合していない抗原AGは存在すると検出され、フック現象が生じていると判定される。 As shown later on the lower right side of FIG. 4, when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, the output signal of second channel 12 increases monotonically as the total concentration of antigen AG in the sample increases. Then, since the output signal of the second channel 12 is measured as S H2 (≠0), it is detected that the antigen AG not bound to the secondary antibody AB2 is present in the sample, and the hook phenomenon occurs. is determined.

次に、抗原濃度検出部22は、非結合抗原検出部21が検体中に2次抗体AB2と結合していない抗原AGが存在することを検出したときには(ステップS4においてYES)、第2、3チャネル12、13の出力信号に基づいて、又は、第1~3チャネル11~13の出力信号に基づいて、検体中の抗原AGの濃度を検出する(ステップS5)。一方で、抗原濃度検出部22は、非結合抗原検出部21が検体中に2次抗体AB2と結合していない抗原AGが存在しないことを検出したときには(ステップS4においてNO)、第1、3チャネル11、13の出力信号に基づいて、かつ、第2チャネル12の出力信号がほぼ0であることを考慮して、検体中の抗原AGの濃度を検出する(ステップS6)。 Next, when the unbound antigen detection unit 21 detects that the antigen AG not bound to the secondary antibody AB2 is present in the sample (YES in step S4), the antigen concentration detection unit 22 detects second and third Based on the output signals of channels 12 and 13 or based on the output signals of first to third channels 11 to 13, the concentration of antigen AG in the sample is detected (step S5). On the other hand, when the unbound antigen detection unit 21 detects that the antigen AG not bound to the secondary antibody AB2 does not exist in the specimen (NO in step S4), the antigen concentration detection unit 22 detects the first and third Based on the output signals of channels 11 and 13 and considering that the output signal of second channel 12 is approximately 0, the concentration of antigen AG in the specimen is detected (step S6).

ここで、第1チャネル11の出力信号は、検体の導入の前後における、弾性表面波の伝搬振幅又は伝搬位相の変化である。そして、第3チャネル13の出力信号をリファレンスとすることで、検体の粘弾性や温度変化等の外乱の影響を除去したうえで、第1検出領域111上の1次抗体AB1並びにこれと結合した2次抗体AB2及び抗原AGの影響のみを抽出する。なお、第3チャネル13の出力信号は、リファレンスとしてもよいが必須ではない。 Here, the output signal of the first channel 11 is the change in propagation amplitude or propagation phase of the surface acoustic wave before and after the introduction of the specimen. Then, by using the output signal of the third channel 13 as a reference, after removing the influence of disturbance such as the viscoelasticity of the specimen and temperature change, the primary antibody AB1 on the first detection area 111 and the binding to it Only the effects of secondary antibody AB2 and antigen AG are extracted. The output signal of the third channel 13 may be used as a reference, but it is not essential.

そして、抗原濃度検出に先立って、検体中の2次抗体AB2の濃度を固定したうえで、検体中の抗原AGの既知の様々な濃度に対して、第1、2チャネル11、12の出力信号を測定し、検体中の抗原AGのその他の様々な濃度に対して、第1、2チャネル11、12の出力信号を補間し、図4の下段に示した出力信号/抗原濃度の検量線を記憶する。 Then, prior to antigen concentration detection, after fixing the concentration of the secondary antibody AB2 in the specimen, the output signals of the first and second channels 11 and 12 for various known concentrations of the antigen AG in the specimen and interpolate the output signals of the first and second channels 11 and 12 for various other concentrations of the antigen AG in the specimen, and obtain the output signal/antigen concentration calibration curve shown in the lower part of FIG. Remember.

図4の下段の左側に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、検体中の抗原AGの全濃度が増加するにつれて、第1チャネル11の出力信号は単調に増加する。一方で、検体中の抗原AGの全濃度が増加したとしても、第2チャネル12の出力信号はほぼ0である。 As shown in the lower left part of FIG. 4, when the amount of antigen is less than the amount of secondary antibody, the output signal of first channel 11 increases monotonically as the total concentration of antigen AG in the specimen increases. On the other hand, even if the total concentration of antigen AG in the sample increases, the output signal of second channel 12 is almost zero.

図4の下段の左側の黒丸印については、第1チャネル11の出力信号がS11(>0)であると測定され、第2チャネル12の出力信号がS21(≒0)であると測定される。よって、第1チャネル11の出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の抗原AGの全濃度はCN1(>0)であると正しく検出される。 4, the output signal of the first channel 11 was measured to be S 11 (>0) and the output signal of the second channel 12 was measured to be S 21 (≈0). be done. Therefore, based on the output signal/antigen concentration calibration curve of the first channel 11, the total concentration of the antigen AG in the specimen is correctly detected as C N1 (>0).

図4の下段の左側の黒三角印については、第1チャネル11の出力信号がS12(>S11)であると測定され、第2チャネル12の出力信号がS21(≒0)であると測定される。よって、第1チャネル11の出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の抗原AGの全濃度はCN2(>CN1)又はC(>CN2)であると検出されるが、第2チャネル12の出力信号がS21(≒0)であることに基づいて、検体中の抗原AGの全濃度はC(>CN2)ではなくCN2(<C)であると正しく検出される。 For the black triangles on the bottom left of FIG. 4, the output signal of the first channel 11 is measured to be S 12 (>S 11 ) and the output signal of the second channel 12 is S 21 (≈0). is measured as Therefore, based on the output signal/antigen concentration calibration curve of the first channel 11, the total concentration of the antigen AG in the sample is detected to be C N2 (>C N1 ) or C H (>C N2 ). , based on the fact that the output signal of the second channel 12 is S 21 (≈0), the total concentration of the antigen AG in the sample is C N2 (<C H ) instead of C H (>C N2 ). Correctly detected.

図4の下段の右側に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、検体中の抗原AGの全濃度が増加するにつれて、第2チャネル12の出力信号は単調に増加する。一方で、検体中の抗原AGの全濃度が増加するにつれて、第1チャネル11の出力信号は増加から減少へと転じる。 As shown on the lower right side of FIG. 4, when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, the output signal of second channel 12 monotonically increases as the total concentration of antigen AG in the specimen increases. On the other hand, as the total concentration of the antigen AG in the specimen increases, the output signal of the first channel 11 changes from increasing to decreasing.

図4の下段の右側の黒四角印については、第1チャネル11の出力信号がS12(>S11)であると測定され、第2チャネル12の出力信号がS22(>0)であると測定される。よって、第2チャネル12の出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の抗原AGの全濃度はC(>CN2)であると正しく検出される。或いは、第1チャネル11の出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の抗原AGの全濃度はCN2(>CN1)又はC(>CN2)であると検出されるが、第2チャネル12の出力信号がS22(>0)であることに基づいて、検体中の抗原AGの全濃度はCN2(<C)ではなくC(>CN2)であると正しく検出される。 For the black squares on the bottom right of FIG. 4, the output signal of the first channel 11 is measured to be S 12 (>S 11 ) and the output signal of the second channel 12 is S 22 (>0). is measured as Therefore, based on the output signal/antigen concentration calibration curve of the second channel 12, the total concentration of the antigen AG in the specimen is correctly detected as C H (>C N2 ). Alternatively, based on the output signal/antigen concentration calibration curve of the first channel 11, the total concentration of the antigen AG in the sample is detected to be C N2 (>C N1 ) or C H (>C N2 ). , based on the fact that the output signal of the second channel 12 is S 22 (>0), the total concentration of the antigen AG in the specimen is C H (>C N2 ) instead of C N2 (<C H ). Correctly detected.

なお、抗原AG及び2次抗体AB2を包含する検体が事前に十分に混和反応されていなければ、抗原量が2次抗体量より多いときはもちろん、抗原量が2次抗体量より少ないときであっても、2次抗体AB2と未反応の抗原AGが存在する。しかし、不十分な事前混和反応時には、第2チャネル12の出力信号がS22(>0)であることに基づいて、混和不足の異常を検出することができる。そして、十分な事前混和時には、第2チャネル12の出力信号がS22(>0)であることに基づいて、フック現象の異常を検出することができる。さらに、十分な事前混和時には、第2チャネル12の出力信号がS21(≒0)であることに基づいて、フック現象及び混和不足の異常がないことを検出することができる。 If the specimen containing the antigen AG and the secondary antibody AB2 has not been sufficiently mixed and reacted in advance, the amount of the antigen should not only be greater than the amount of the secondary antibody, but also less than the amount of the secondary antibody. However, there is an antigen AG that has not reacted with the secondary antibody AB2. However, during an insufficient pre-mixing reaction, an under-mixing anomaly can be detected based on the output signal of the second channel 12 being S 22 (>0). Then, when sufficient premixing is performed, an abnormality in the hook phenomenon can be detected based on the fact that the output signal of the second channel 12 is S 22 (>0). Furthermore, when the pre-mixing is sufficient, it can be detected that there is no hook phenomenon and insufficient mixing based on the fact that the output signal of the second channel 12 is S 21 (≈0).

本開示の第1実施形態の検体中の抗原の濃度の検出結果を図5に示す。抗原量に対する2次抗体量の比率が減少するにつれて、第1チャネル11の出力信号は減少し、第2チャネル12の出力信号は増加し、第3チャネル13の出力信号はほぼ0であることが分かる。ただし、抗原量に対する2次抗体量の比率が1.3から0.4へと減少するにつれて、第2チャネル12の出力信号は減少する。これは、第2検出領域121上の2次抗体量が、2次抗体AB2と未反応の抗原量より不足するためである(出力信号の飽和。)。 FIG. 5 shows the detection result of the antigen concentration in the specimen according to the first embodiment of the present disclosure. As the ratio of the secondary antibody amount to the antigen amount decreases, the output signal of the first channel 11 decreases, the output signal of the second channel 12 increases, and the output signal of the third channel 13 is almost zero. I understand. However, the output signal of the second channel 12 decreases as the ratio of secondary antibody to antigen decreases from 1.3 to 0.4. This is because the secondary antibody amount on the second detection area 121 is less than the secondary antibody AB2 and the unreacted antigen amount (output signal saturation).

このように、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、フック現象の発生を検出し、検体中の抗原AGの全濃度を正しく検出することができる。そして、不十分な事前混和反応時であっても、フック現象又は混和不足の異常を検出することができる。 Thus, even when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, the occurrence of the hook phenomenon can be detected and the total concentration of antigen AG in the sample can be detected correctly. And even during an insufficient pre-mixing reaction, it is possible to detect the hook phenomenon or anomalies of insufficient mixing.

本開示の第2実施形態の検体中の抗原の濃度の検出手順/方法を図6、7に示す。第2実施形態の弾性表面波センサSの構成は、第1実施形態の弾性表面波センサSの構成と同様である。図6のステップS11~S14は、図3のステップS1~S4と同様である。ただし、図6のステップS12では、事前に十分に混和反応された検体を、第2、3検出領域121、131に滴下する。図7の左上欄、右上欄、左中欄の上側及び右中欄の上側は、図4の左上欄、右上欄、左中欄の下側及び右中欄の下側と同様である。 6 and 7 show the procedure/method for detecting the concentration of the antigen in the specimen according to the second embodiment of the present disclosure. The configuration of the surface acoustic wave sensor S of the second embodiment is the same as that of the surface acoustic wave sensor S of the first embodiment. Steps S11 to S14 in FIG. 6 are the same as steps S1 to S4 in FIG. However, in step S<b>12 of FIG. 6 , the specimen sufficiently mixed and reacted in advance is dropped onto the second and third detection regions 121 and 131 . The upper left column, upper right column, upper left middle column and upper right middle column in FIG. 7 are the same as the lower left upper column, upper right column, left middle column and lower right middle column in FIG.

次に、抗原濃度検出部22は、非結合抗原検出部21が検体中に2次抗体AB2と結合していない抗原AGが存在することを検出したときには(ステップS14においてYES)、第2検出領域121で抗原AGを除去された検体を、第2検出領域121から第1検出領域111へと移動させる(ステップS15)。そして、第1~3チャネル11~13の出力信号に基づいて、検体中の抗原AGの濃度を検出する(ステップS16)。なお、第3チャネル13の出力信号は、リファレンスとしてもよいが必須ではない。 Next, when the unbound antigen detection unit 21 detects the presence of the antigen AG not bound to the secondary antibody AB2 in the sample (YES in step S14), the antigen concentration detection unit 22 detects the presence of the second detection region. The specimen from which the antigen AG has been removed in 121 is moved from the second detection area 121 to the first detection area 111 (step S15). Then, the concentration of the antigen AG in the specimen is detected based on the output signals of the first to third channels 11 to 13 (step S16). The output signal of the third channel 13 may be used as a reference, but it is not essential.

一方で、抗原濃度検出部22は、非結合抗原検出部21が検体中に2次抗体AB2と結合していない抗原AGが存在しないことを検出したときには(ステップS14においてNO)、第2検出領域121で抗体抗原反応のない検体を、第2検出領域121から第1検出領域111へと移動させる(ステップS17)。そして、第1、3チャネル11、13の出力信号に基づいて、検体中の抗原AGの濃度を検出する(ステップS18)。なお、第3チャネル13の出力信号は、リファレンスとしてもよいが必須ではない。 On the other hand, when the unbound antigen detection unit 21 detects that the sample does not contain the antigen AG that is not bound to the secondary antibody AB2 (NO in step S14), the antigen concentration detection unit 22 detects the second detection region. In 121, the specimen with no antibody-antigen reaction is moved from the second detection area 121 to the first detection area 111 (step S17). Then, the concentration of the antigen AG in the sample is detected based on the output signals of the first and third channels 11 and 13 (step S18). The output signal of the third channel 13 may be used as a reference, but it is not essential.

ここで、検体を第2検出領域121から第1検出領域111へと移動させるためには、第2検出領域121上の保湿部材及び第1検出領域111上の吸湿部材を用いてもよく(特許文献1を参照。純水等が保湿部材に滴下されると、検体が吸湿部材に移動される。)、第2検出領域121から第1検出領域111へのマイクロ流路を用いてもよい。 Here, in order to move the sample from the second detection region 121 to the first detection region 111, a moisturizing member on the second detection region 121 and a moisture absorbing member on the first detection region 111 may be used (Patent See Document 1. When pure water or the like is dripped onto the moisturizing member, the specimen moves to the moisture absorbing member.

そして、第2検出領域121で抗原AGを除去するためには、第2検出領域121上の2次抗体量を多くしてもよく、第2検出領域121上のマイクロ撹拌機を用いてもよく、第2検出領域121上の2次抗体AB2と抗原AGとの結合反応障壁を低くしてもよい。 In order to remove the antigen AG in the second detection region 121, the amount of secondary antibody on the second detection region 121 may be increased, or a micro stirrer on the second detection region 121 may be used. , the binding reaction barrier between the secondary antibody AB2 on the second detection area 121 and the antigen AG may be lowered.

図7の左中欄の下側に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、事前に2次抗体AB2と反応した抗原AGは、第1検出領域111上の1次抗体AB1と結合可能である。なお、事前に2次抗体AB2と未反応の抗原AGは、そもそも存在していない。そして、系全体は平衡状態になる。図7の右中欄の下側に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、事前に2次抗体AB2と反応した抗原AGは、第1検出領域111上の1次抗体AB1と結合可能である。なお、事前に2次抗体AB2と未反応の抗原AGは、すでに除去されている。そして、系全体は平衡状態になる。 As shown in the lower left middle column of FIG. 7, when the antigen amount is smaller than the secondary antibody amount, the antigen AG that has reacted with the secondary antibody AB2 in advance is the primary antibody AB1 on the first detection area 111. can be combined with In addition, there is no antigen AG that has not reacted with the secondary antibody AB2 in advance. The whole system then reaches equilibrium. As shown in the lower right middle column of FIG. 7, when the antigen amount is larger than the secondary antibody amount, the antigen AG that has reacted with the secondary antibody AB2 in advance is detected by the primary antibody AB1 on the first detection area 111. can be combined with The antigen AG that has not reacted with the secondary antibody AB2 has already been removed in advance. The whole system then reaches equilibrium.

ここで、抗原濃度検出に先立って、以下の処理を実行する。まず、検体中の2次抗体AB2の濃度を0に固定したうえで、検体中の抗原AGの既知の様々な濃度に対して、第2チャネル12の出力信号を測定し、検体中の抗原AGのその他の様々な濃度に対して、第2チャネル12の出力信号を補間する。次に、検体中の2次抗体AB2と抗原AGとを1対1で反応させたうえで、検体中の2次抗体AB2と抗原AGとの複合体の既知の様々な濃度に対して、第1チャネル11の出力信号を測定し、検体中の2次抗体AB2と抗原AGとの複合体のその他の様々な濃度に対して、第1チャネル11の出力信号を補間する。結果的に、図7の左下欄及び右下欄に示した出力信号/抗原濃度の検量線を記憶する。 Here, the following processing is executed prior to antigen concentration detection. First, after fixing the concentration of the secondary antibody AB2 in the specimen to 0, the output signal of the second channel 12 is measured for various known concentrations of the antigen AG in the specimen, and the antigen AG in the specimen is measured. , the output signal of the second channel 12 is interpolated for various other concentrations of . Next, the secondary antibody AB2 in the sample and the antigen AG are allowed to react in a one-to-one ratio, and then various known concentrations of the complex of the secondary antibody AB2 and the antigen AG in the sample are tested. The output signal of one channel 11 is measured and the output signal of the first channel 11 is interpolated for various other concentrations of complexes of secondary antibody AB2 and antigen AG in the specimen. As a result, the output signal/antigen concentration calibration curves shown in the lower left and lower right columns of FIG. 7 are stored.

図7の左下欄及び右下欄に示したように、検体中の2次抗体AB2と未反応の抗原AGの濃度が増加するにつれて、第2チャネル12の出力信号は単調に増加する。一方で、検体中の2次抗体AB2と反応した抗原AGの濃度が増加するにつれて、第1チャネル11の出力信号は単調に増加する。ここで、第1チャネル11の出力信号は、第2チャネル12の出力信号より、単調増加の速度が速い。これは、2次抗体AB2と反応した抗原AGが、2次抗体AB2と未反応の抗原AGより、質量も大きさも大きいためである。 As shown in the lower left and lower right columns of FIG. 7, the output signal of the second channel 12 monotonously increases as the concentration of the secondary antibody AB2 and unreacted antigen AG in the sample increases. On the other hand, the output signal of the first channel 11 monotonously increases as the concentration of the antigen AG reacted with the secondary antibody AB2 in the specimen increases. Here, the output signal of the first channel 11 monotonically increases faster than the output signal of the second channel 12 . This is because the antigen AG reacted with the secondary antibody AB2 is larger in mass and size than the antigen AG unreacted with the secondary antibody AB2.

図7の左下欄に示したように、抗原量が2次抗体量より少ないときには、第1チャネル11の出力信号がSN1であると測定されるため、出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の2次抗体AB2と反応した抗原AGの濃度はCN1であると正しく検出される。一方で、第2チャネル12の出力信号がSN2(≒0)であると測定されるため、出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の2次抗体AB2と未反応の抗原AGの濃度は0であると正しく検出される。よって、検体中の抗原AGの全濃度はCN1となる。 As shown in the lower left column of FIG. 7, when the amount of antigen is less than the amount of secondary antibody, the output signal of the first channel 11 is measured as SN1 . Therefore, the concentration of the antigen AG reacted with the secondary antibody AB2 in the sample is correctly detected as CN1. On the other hand, since the output signal of the second channel 12 is measured to be S N2 (≈0), based on the output signal/antigen concentration calibration curve, the secondary antibody AB2 in the specimen and the unreacted antigen AG is correctly detected as 0. Therefore, the total concentration of antigen AG in the specimen is CN1 .

図7の右下欄に示したように、抗原量が2次抗体量より多いときには、第1チャネル11の出力信号がSH1であると測定されるため、出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の2次抗体AB2と反応した抗原AGの濃度はCH1であると正しく検出される。一方で、第2チャネル12の出力信号がSH2(≠0)であると測定されるため、出力信号/抗原濃度の検量線に基づいて、検体中の2次抗体AB2と未反応の抗原AGの濃度はCH2であると正しく検出される。よって、検体中の抗原AGの全濃度はCH1+CH2となる。 As shown in the lower right column of FIG. 7, when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, the output signal of the first channel 11 is measured as SH1 , so the output signal/antigen concentration calibration curve is Based on this, the concentration of the antigen AG that reacted with the secondary antibody AB2 in the sample is correctly detected as CH1. On the other hand, since the output signal of the second channel 12 is measured to be S H2 (≠0), based on the output signal/antigen concentration calibration curve, the secondary antibody AB2 in the specimen and the unreacted antigen AG is correctly detected to be CH2 . Therefore, the total concentration of antigen AG in the specimen is C H1 +C H2 .

なお、抗原AG及び2次抗体AB2を包含する検体が事前に十分に混和反応されていなければ、抗原量が2次抗体量より多いときはもちろん、抗原量が2次抗体量より少ないときであっても、2次抗体AB2と未反応の抗原AGが存在するため、フック現象が発生する。しかし、不十分な事前混和反応時であっても、十分な事前混和反応時と同様に、図7の左下欄及び右下欄に示した出力信号/抗原濃度の検量線を用いることができる。これは、図7の左下欄及び右下欄に示した出力信号/抗原濃度の検量線は、検体中の抗原AGの全濃度を横軸としておらず、検体中の2次抗体AB2と反応した抗原AGの濃度又は検体中の2次抗体AB2と未反応の抗原AGの濃度を横軸としているためである。 If the specimen containing the antigen AG and the secondary antibody AB2 has not been sufficiently mixed and reacted in advance, the amount of the antigen should not only be greater than the amount of the secondary antibody, but also less than the amount of the secondary antibody. However, since the secondary antibody AB2 and unreacted antigen AG are present, the hook phenomenon occurs. However, the output signal/antigen concentration calibration curves shown in the lower left and lower right columns of FIG. 7 can be used in the same way as in the case of a sufficient premixing reaction, even with an insufficient premixing reaction. This is because the output signal/antigen concentration calibration curves shown in the lower left and lower right columns of FIG. This is because the concentration of the antigen AG or the concentration of the antigen AG that has not reacted with the secondary antibody AB2 in the sample is plotted on the horizontal axis.

このように、抗原量が2次抗体量より多いときであっても、フック現象の発生を検出し、検体中の抗原AGの全濃度を正しく検出することができる。そして、不十分な事前混和反応時であっても、フック現象の発生を検出し、検体中の抗原AGの全濃度を正しく検出することができる。 Thus, even when the amount of antigen is greater than the amount of secondary antibody, the occurrence of the hook phenomenon can be detected and the total concentration of antigen AG in the sample can be detected correctly. Then, even when the pre-mixing reaction is insufficient, the occurrence of the hook phenomenon can be detected, and the total concentration of the antigen AG in the sample can be detected correctly.

本開示の弾性表面波センサ及び抗原濃度検出方法は、サンドイッチアッセイ法を利用して、血液等の検体中の抗原の濃度を検出する用途に、適用することができる。 The surface acoustic wave sensor and antigen concentration detection method of the present disclosure can be applied to the use of detecting the concentration of antigen in a specimen such as blood using a sandwich assay method.

S:弾性表面波センサ
AB1:1次抗体
AB2:2次抗体
AG:抗原
1:弾性表面波センサ本体
2:抗原濃度検出装置
11:第1チャネル
12:第2チャネル
13:第3チャネル
21:非結合抗原検出部
22:抗原濃度検出部
111:検出領域、第1検出領域
112:第1櫛形電極
121:第2検出領域
122:第2櫛形電極
131:第3検出領域
132:第3櫛形電極
S: Surface acoustic wave sensor AB1: Primary antibody AB2: Secondary antibody AG: Antigen 1: Surface acoustic wave sensor body 2: Antigen concentration detector 11: First channel 12: Second channel 13: Third channel 21: Non Bound antigen detection unit 22: antigen concentration detection unit 111: detection region, first detection region 112: first comb-shaped electrode 121: second detection region 122: second comb-shaped electrode 131: third detection region 132: third comb-shaped electrode

Claims (5)

サンドイッチアッセイ法の1次抗体が固定化された第1検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第1櫛形電極と、を備える第1チャネルと、
サンドイッチアッセイ法の2次抗体が固定化された第2検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第2櫛形電極と、を備える第2チャネルと、
を備えることを特徴とする弾性表面波センサ。
a first channel comprising a first detection area immobilized with a primary antibody for sandwich assay and a first interdigitated electrode for transmitting and receiving or transmitting and reflecting surface acoustic waves;
a second channel comprising a second detection region immobilized with a secondary antibody of the sandwich assay method and a second comb-shaped electrode that transmits and receives or transmits and reflects surface acoustic waves;
A surface acoustic wave sensor comprising:
前記第2チャネルの出力信号に基づいて、抗原及び前記2次抗体を包含し事前に混和反応されたうえで前記第2検出領域に滴下された検体中に、前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在するかどうかを検出する非結合抗原検出部、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の弾性表面波センサ。
Based on the output signal of the second channel, the sample that contains the antigen and the secondary antibody, is mixed and reacted in advance, and is dropped onto the second detection region does not bind to the secondary antibody. an unbound antigen detector that detects whether the antigen is present;
The surface acoustic wave sensor of claim 1, further comprising:
前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在することを検出したときには、前記第2チャネルの出力信号に基づいて、又は、前記第2チャネルの出力信号及び前記検体が前記第1検出領域にも滴下された前記第1チャネルの出力信号に基づいて、前記検体中の前記抗原の濃度を検出し、
前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在しないことを検出したときには、前記検体が前記第1検出領域にも滴下された前記第1チャネルの出力信号に基づいて、かつ、前記第2チャネルの出力信号がほぼ0であることを考慮して、前記検体中の前記抗原の濃度を検出する抗原濃度検出部、
をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の弾性表面波センサ。
When the unbound antigen detection unit detects the presence of the antigen that is not bound to the secondary antibody in the specimen, based on the output signal of the second channel, or the output of the second channel detecting the concentration of the antigen in the specimen based on the signal and the output signal of the first channel in which the specimen is also dropped into the first detection region;
When the unbound antigen detection unit detects that the antigen not bound to the secondary antibody does not exist in the specimen, the output of the first channel in which the specimen is also dropped into the first detection region an antigen concentration detection unit that detects the concentration of the antigen in the specimen based on the signal and considering that the output signal of the second channel is approximately zero;
3. The surface acoustic wave sensor of claim 2, further comprising:
前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在することを検出したときには、前記第2チャネルの出力信号と、前記第2検出領域で前記抗原を除去され前記第2検出領域から移動された前記検体が前記第1検出領域に滴下された前記第1チャネルの出力信号と、に基づいて、前記検体中の前記抗原の濃度を検出し、
前記非結合抗原検出部が前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在しないことを検出したときには、前記第2検出領域で抗体抗原反応を起こさず前記第2検出領域から移動された前記検体が前記第1検出領域に滴下された前記第1チャネルの出力信号に基づいて、前記検体中の前記抗原の濃度を検出する抗原濃度検出部、
をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の弾性表面波センサ。
When the unbound antigen detection unit detects the presence of the antigen that is not bound to the secondary antibody in the specimen, the output signal of the second channel and the removal of the antigen by the second detection region detecting the concentration of the antigen in the specimen based on the output signal of the first channel in which the specimen that has been removed from the second detection area and dropped onto the first detection area;
When the non-binding antigen detection section detects that the antigen that is not bound to the secondary antibody does not exist in the specimen, the antibody-antigen reaction does not occur in the second detection area and the antigen moves from the second detection area. an antigen concentration detection unit that detects the concentration of the antigen in the sample based on the output signal of the first channel in which the sample is dropped onto the first detection region;
3. The surface acoustic wave sensor of claim 2, further comprising:
弾性表面波センサを用いる抗原濃度検出方法であって、
前記弾性表面波センサは、
サンドイッチアッセイ法の1次抗体が固定化された第1検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第1櫛形電極と、を備える第1チャネルと、
サンドイッチアッセイ法の2次抗体が固定化された第2検出領域と、弾性表面波を送信及び受信する又は送信及び反射する第2櫛形電極と、を備える第2チャネルと、
を備え、
前記抗原濃度検出方法は、
抗原及び前記2次抗体を包含する検体を事前に混和反応させる検体混和手順と、
事前に混和反応された前記検体を前記第2検出領域に滴下する検体滴下手順と、
前記第2チャネルの出力信号に基づいて、前記検体中に前記2次抗体と結合していない前記抗原が存在するかどうかを検出する非結合抗原検出手順と、
を順に備える、弾性表面波センサを用いる抗原濃度検出方法。
An antigen concentration detection method using a surface acoustic wave sensor, comprising:
The surface acoustic wave sensor is
a first channel comprising a first detection area immobilized with a primary antibody for sandwich assay and a first interdigitated electrode for transmitting and receiving or transmitting and reflecting surface acoustic waves;
a second channel comprising a second detection region immobilized with a secondary antibody of the sandwich assay method and a second comb-shaped electrode that transmits and receives or transmits and reflects surface acoustic waves;
with
The antigen concentration detection method comprises:
A sample mixing procedure for pre-mixing and reacting a sample containing an antigen and the secondary antibody;
A sample dropping procedure for dropping the sample mixed and reacted in advance onto the second detection area;
an unbound antigen detection procedure for detecting whether or not the antigen not bound to the secondary antibody is present in the specimen based on the output signal of the second channel;
An antigen concentration detection method using a surface acoustic wave sensor, comprising in order:
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