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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023182293
(43)【公開日】2023-12-26
(54)【発明の名称】牛妊娠関連糖タンパク質測定キット
(51)【国際特許分類】
   G01N 33/543 20060101AFI20231219BHJP
   G01N 33/53 20060101ALI20231219BHJP
【FI】
G01N33/543 521
G01N33/543 541B
G01N33/53 V
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022095818
(22)【出願日】2022-06-14
(71)【出願人】
【識別番号】000003160
【氏名又は名称】東洋紡株式会社
(72)【発明者】
【氏名】山口 達哉
(57)【要約】
【課題】 本発明は、酪農の現場において、乳牛の乳汁中bPAG濃度を迅速、簡便、高感度に測定可能なイムノクロマト測定キットを提供する。
【解決手段】 本発明は、乳汁中のbPAGを定量するためのイムノクロマト測定キットであって、前記乳汁を希釈するための検体希釈液、およびイムノクロマトストリップを含み、前記検体希釈液は、ランタノイド錯体で標識されたbPAGに対する抗体を含む測定キットである。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
乳汁中のbPAGを定量するためのイムノクロマト測定キットであって、
前記乳汁を希釈するための検体希釈液、およびイムノクロマトストリップを含み、
前記検体希釈液は、ランタノイド錯体で標識されたbPAGに対する抗体を含む、
ことを特徴とする測定キット。
【請求項2】
前記イムノクロマトストリップは、試料添加部材、膜担体、および吸収部材が順に連接配置されており、前記膜担体はテストラインおよびコントロールラインを有することを特徴とする請求項1に記載の測定キット。
【請求項3】
前記テストラインには、抗bPAG抗体が固定化されており、前記コントロールラインには、前記標識されたbPAGに対する抗体と特異的に結合する抗体が固定化されていることを特徴とする請求項2に記載の測定キット。
【請求項4】
前記ランタノイドは、ユウロピウム、テルビウム、サマリウム、またはジスプロシウム、あるいはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の測定キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、牛から得られる生体試料中の牛妊娠関連糖タンパク質(bPAG)を測定するためのイムノクロマト測定キットに関する。より詳しくは、乳汁(検体)を希釈するための検体希釈液、およびbPAGを定量するためのイムノクロマトストリップを含む、乳汁中のbPAGを測定するための測定キットに関する。
【背景技術】
【0002】
酪農経営にとって乳牛が妊娠することは、牛乳を搾る上での必要条件である。乳牛が妊娠し、分娩して初めて牛乳の生産が開始される。より多くの妊娠牛を確保することは、酪農の経営安定化には最も重要である。受精後、不受胎になった場合には、経済的損失を抑えるためになるべく早期に再交配を行うなどの対処が必要となる。従って、授精後に妊娠診断を行い、妊娠の成否をなるべく早期に知ることは極めて重要である。乳牛の妊娠検査は、直腸検査法、携帯型超音波画像診断装置を用いた診断、70日ノンリターン法(授精後70日を経て発情がなければ妊娠したと判定する方法)などの方法により、従来から実施されてきている。近年、新たな妊娠検査法として、血中や乳汁中のbPAGを測定する方法の有用性が報告されており、その利用が広がりつつある。
【0003】
bPAGの測定には、ELISA法が一般に用いられている。例えば、特許文献1には、bPAGのELISA測定に関する記載がされている。しかし、現場で乳汁や血液を採取し、検査機関にサンプルを送付し測定を依頼するケースでは、検査結果が出るのは翌日~数日後であり、万一、非妊娠である場合には対処が遅れる可能性があるという欠点がある。
【0004】
また、血中bPAGを測定するためには採血が必要であり、これは獣医師に委ねなければならないことが多いため、容易に採取可能な乳汁中のbPAGを測定対象とすることが望ましい。このため、乳汁中のbPAGを牛の飼育現場で簡便に測定する方法が求められている。一方で、乳汁中のbPAGは血液中に比べると著しくその濃度が低いことが報告されており、通常のイムノクロマト法では正確に測定することは容易ではない(非特許文献1)。即ち、高感度に乳汁中bPAG濃度の測定が出来る、イムノクロマト法の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開公報2009/076632
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】PLOS ONE,2021,12;16(5),e0251414
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、乳牛の飼育現場において乳汁中のbPAG濃度を迅速、簡便、高感度に測定することができるイムノクロマト測定キット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】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示す手段により前記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【0009】
すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
(1) 乳汁中のbPAGを定量するためのイムノクロマト測定キットであって、
前記乳汁を希釈するための検体希釈液、およびイムノクロマトストリップを含み、
前記検体希釈液は、ランタノイド錯体で標識されたbPAGに対する抗体を含む、
ことを特徴とする測定キット。
(2) 前記イムノクロマトストリップは、試料添加部材、膜担体、および吸収部材が順に連接配置されており、前記膜担体はテストラインおよびコントロールラインを有することを特徴とする(1)に記載の測定キット。
(3) 前記テストラインには、抗bPAG抗体が固定化されており、前記コントロールラインには、前記標識されたbPAGに対する抗体と特異的に結合する抗体が固定化されていることを特徴とする(2)に記載の測定キット。
(4) 前記ランタノイドは、ユウロピウム、テルビウム、サマリウム、またはジスプロシウム、あるいはそれらの組み合わせであることを特徴とする(1)~(3)のいずれかに記載の測定キット。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、乳牛の飼育現場において乳汁中のbPAG濃度を、高感度、迅速、簡便に測定することが可能なbPAG測定用イムノクロマトキットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】イムノクロマトストリップの一例を示す模式図(上面図)である。
図2】イムノクロマトストリップの一例を示す模式図(側面図)である。
図3】ハウジングケースに収容したイムノクロマトストリップの一例を示す模式図である。
図4】本発明のイムノクロマト測定キットを用いて得られたbPAGの測定値の一例を示すグラフである。
図5】本発明のイムノクロマト測定キットおよびELISA法による測定値の関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0013】
本発明は、乳汁中のbPAGを定量するためのイムノクロマト測定キットであって、前記乳汁を希釈するための検体希釈液、およびイムノクロマトストリップを含み、前記検体希釈液は、ランタノイド錯体で標識されたbPAGに対する抗体を含む測定キットである。
【0014】
(生体試料)
本発明において、係る対象となる生体試料としては、乳汁が適しているが特に限定されない。動物種も、ウシの他、ヒト、ウマ、イヌ、ネコなどを測定対象とすることが出来る。
【0015】
(bPAG)
bPAG(牛妊娠関連糖タンパク質)は、妊娠時にのみ胎盤から分泌される糖タンパク質であり、アスパルティックプロテアーゼファミリーに属する。胎盤で産生されたbPAGは血液中に分泌される。末梢血中のbPAGは妊娠20日前後に約1ng/mLの濃度で検出され、妊娠の経過とともに増加し、分娩の約20日前から急増して、分娩日には1~2μg/mLの濃度にまで達する。bPAGには、bPAG-1、bPAG-2などの他、全部で20種以上のアイソフォームが存在し、それぞれが異なるアミノ酸配列を有することが明らかとなっている。bPAGは血清、血漿、唾液、乳または尿中にも含まれているが、乳汁中のbPAGは血液中の濃度と関係が深く、血中PAGと同様に妊娠時に上昇し、分娩後に減少していく。本発明においては、PAG-1の他、いずれのアイソフォームも定量することができる。
【0016】
(ランタノイド)
ランタノイド(Ln)とは、周期表で第6周期第3族に位置する15個の金属元素の総称である。これらの金属は他の分子との複合体(錯体)を形成したときに強い蛍光を発するが、その蛍光は、通常の有機化合物の蛍光に比べて、水中で約1万倍から10万倍という長い蛍光寿命を持つことが大きな特徴である。ランタノイド錯体の蛍光プローブを用いれば、励起光を当てた後に一定の時間を置いて(余分な蛍光が減衰してから)測定を開始することにより、高いS/N比で測定することが出来る。これは時間分解測定と呼ばれる。
【0017】
(ランタノイド標識)
ランタノイド錯体は、蛍光標識物質として抗体などのタンパク質に結合させることが出来る。例えば、市販の標識体作成のためのキット(QuickALLAssayTMユーロピウムキレートラベリングキット、BNpands、W1024)などを利用することが出来る。キットを利用して、例えば、ユウロピウム錯体標識した抗bPAG抗体を作製することが出来る。
【0018】
(蛍光強度測定)
前述のように、ランタノイドは、通常の蛍光物質と比較し蛍光寿命が非常に長いという特徴がある。この特徴を利用した時間分解測定では、通常の蛍光が消光した後に測定を開始し、一定時間内の蛍光強度の測定を行う。更に、ランタノイドはストークスシフト(ユウロピウムの場合は、励起波長340nm、蛍光波長615nm)が非常に広いという特徴を持ち合わせているため、バックグラウンドの影響を最小限に抑えることができる。本発明の測定キットの蛍光強度測定には、ユウロピウムの時間分解測定に対応したイムノクロマトリーダーなどが好適に利用出来る。
【0019】
(検体希釈液)
本発明において、検体希釈液は、所定のpH範囲において充分な緩衝能力を有していれば、いかなる種類の緩衝剤を用いてもよく、例えば、トリス、リン酸、フタル酸、クエン酸、マレイン酸、コハク酸、シュウ酸、ホウ酸、酒石酸、酢酸、炭酸、グッドバッファー(MES、ADA、PIPES、ACES、コラミン塩酸、BES、TES、HEPES、アセトアミドグリシン、トリシン、グリシンアミド、ビシン)等が挙げられる。
【0020】
本発明において、検体希釈液は、生体試料を展開させるための展開液として使用することができる。検体希釈液は、イムノクロマトストリップ上での生体試料の展開性を向上させ、かつ免疫反応に影響しない非イオン性界面活性剤を含むことが好ましい。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(Triton(登録商標)系界面活性剤等)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(Brij(登録商標)系界面活性剤等)、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(Tween(登録商標)系界面活性剤等)、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アルキルグルコシド、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられる。また、検体希釈液中の界面活性剤の濃度は、生体試料の希釈倍率にもよるが0.01質量%以上0.2質量%以下が好ましく、0.05質量%以上0.2質量%以下がより好ましく、0.05質量%以上0.15質量%以下がさらに好ましい。濃度が低すぎると、生体試料希釈液が展開しにくくなることがあり、濃度が高すぎると、テストラインのシグナルが低くなることがある。
【0021】
また、検体希釈液は、競合反応の効率化、促進、特異性向上のために、ポリエチレングリコールおよび/または塩化ナトリウムを含むことが好ましい。検体希釈液へのポリエチレングリコールおよび塩化ナトリウムの添加濃度は、生体試料希釈液中の終濃度がそれぞれ、1質量%以上4質量%以下、1質量%以上3質量%以下となるように添加するのが好ましい。なお、使用するポリエチレングリコールの数平均分子量は、好ましくは2000以上16000以下であり、より好ましくは5000以上10000以下である。数平均分子量が小さい場合、本発明に適した充分な抗原抗体反応の促進作用が得られないことがある。また、数平均分子量が大きい場合、同様に、抗原抗体反応の促進作用が得られないとか、生体試料希釈液の粘性が高くなり、イムノクロマトストリップ上の展開性が低下することがある。
【0022】
本発明において、検体希釈液は、ランタノイド錯体により標識された抗bPAG抗体を含んでいる。抗体は、bPAGに対する抗体であればよく、ポリクローナル抗体であってもモノクローナル抗体であってもよい。
【0023】
本発明ではまた、前記検体希釈液を用いて生体試料を希釈する際の希釈倍率は、2倍~500倍程度が好ましく、5倍~100倍がより好ましい。この希釈倍率においては、検体中の夾雑物の影響を回避し、且つ、より正確にbPAGの測定が可能となる。
【0024】
(抗bPAG抗体)
本発明において、抗bPAG抗体は、ポリクローナル抗体でもモノクローナル抗体でもよく、ポリクローナル抗体は、ウサギやマウスなどに免疫して得られた抗血清からIgGを精製するなどして得ることが出来る。モノクローナル抗体の産生細胞は、例えば、精製したbPAGを適当なアジュバントとともにマウスのような動物に免疫したのち、免疫された動物の脾細胞とミエローマ細胞とを融合し、融合細胞のみが増殖出来る選択培地で培養し、増殖した細胞を前記bPAGなどを使用して、たとえば酵素標識免疫法などにより選別することにより取得することができる。
【0025】
(イムノクロマトストリップ)
イムノクロマトストリップの具体例としては、図1、2に示されるようなイムノクロマトストリップ7が挙げられる。図1、2において、1は粘着シート、2は膜担体、3はテストライン、4はコントロールライン、5は試料添加部材、6は吸収部材を示している。膜担体2は、幅5mm、長さ25mmの細長い帯状のニトロセルロース製メンブレンからなり、同じく幅5mmの粘着シート1の中ほどに貼り付けられている。膜担体2には、クロマト展開の始点側、すなわち図1、2の左側(上流側)の末端から右側(下流側)に向かって3mm以上15mm以下の位置に、抗bPAG抗体が線状に固定され、生体試料(希釈液)中のbPAGを捕捉するためのテストライン4が形成(標識体中の化合物を特異的に結合する抗体が固定化)されている。さらに、膜担体2の上流側の末端から下流側に向かって8mm以上25mm以下の位置にコントロールライン4が形成されている。なお、テストラインはコントロールラインよりも上流側に配置され、テストラインとコントロールラインとの距離は3mm以上10mm未満とするのが好ましい。コントロールライン4は、分析対象物質であるbPAGの存否に係わらずイムノクロマト展開が行われたことを確認するためのものである。例えば、標識体に結合している抗体(IgG)に対する抗体をコントロールライン4に固定化することによって形成することができる。
【0026】
(試料添加部材)
本発明において、試料添加部材5は、例えば、多孔質ポリエチレンおよび多孔質ポリプロピレンなどのような多孔質合成樹脂のシートまたはフィルム、あるいは、濾紙および綿布などのようなセルロース製の紙または不織布などを用いることができる。
【0027】
(膜担体)
本発明において、膜担体2は、ニトロセルロース製メンブレンフィルターを用いているが、生体試料に含まれるbPAGをクロマト展開可能で、かつテストライン3を形成する抗体等の物質を固定可能なものであれば、いかなるものであってもよく、他のセルロース類膜、ナイロン膜、ガラス繊維膜なども使用できる。
【0028】
(テストライン)
本発明において、テストラインに固定化する抗体は、bPAGに特異的に結合することが出来る抗bPAG抗体であればよく、ポリクローナル抗体であっても、モノクローナル抗体であってもよい。また、テストラインに固定化する抗体は、1種類であっても良いし、複数種を混合して用いても良い。
【0029】
(コントロールライン)
本発明において、コントロールラインには、標識体中の化合物を特異的に結合する抗体が固定化されているのが好ましい。例えば、抗ウサギIgG抗体や抗マウスIgG抗体などを膜担体に固定化することによって形成することができる。コントロールラインを用いることにより、イムノクロマト展開が(正常に)行われたことを確認することができる。
【0030】
(吸収部材)
本発明において、吸収部材6は、液体をすみやかに吸収、保持できる材質のものであればよく、綿布、濾紙、およびポリエチレン、ポリプロピレン等からなる多孔質プラスチック製不織布等を挙げることができるが、特に濾紙が最適である。
【0031】
イムノクロマトストリップ7は、これを保護するため、また、取り扱いがし易いように、プラスチック製のハウジングケース8などに収容されるのが好ましい(図3)。このケースは、例えば、イムノクロマトストリップの試料添加部材5およびテストライン3およびコントロールライン4の上部に試料滴下部9と判定部(判定窓)10が開口されていることが好ましい。
【0032】
(イムノクロマト展開)
生体試料と検体希釈液とを混合して調製した生体試料希釈液を試料添加部材5の試料滴下部9に滴下して毛細管現象を利用してイムノクロマトストリップ上を展開させる。展開中に試料中のbPAGは、ランタノイド錯体で標識された抗bPAG抗体に捕捉される。同時に、試料中bPAGは、テストライン上の抗bPAG抗体にも捕捉される。このようにして得られたテストラインの蛍光強度を測定することにより、試料中のbPAG濃度を定量することが出来る。
【0033】
(イムノクロマト測定キット)
本発明のイムノクロマト測定キットは、上記のイムノクロマトストリップに加えて、生体試料を希釈するための検体希釈液を少なくとも含み、更に必要に応じて、検量線を作成するための標準液や、希釈するための容器などを含む。また、イムノクロマト結果を測定するための測定装置も含む場合がある。
【実施例0034】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各特性値の測定は、以下の方法に従った。
【0035】
(抗bPAG抗体の作製)
bPAG-1(WUHAN HUAMEI BIOTECH Co.,Ltd、CSB-EP644917BO)をウサギに免疫して得られた血清から、アフィニティクロマトグラフィーによりIgGを精製して得られたものを、抗bPAG抗体として用いた。
【0036】
(ランタノイド錯体標識抗bPAG抗体の作製)
蛍光標識試薬であるユウロピウム錯体(ATBTA-Eu3+、東京化成工業、A2083)を用いた。即ち、タンパク質のアミノ基にジクロロトリアジニル基を導入し、DTBTA-Eu3+に変換することにより、抗bPAG抗体のアミノ基をユウロピウム錯体標識した。
【0037】
(検体希釈液の調製)
PBS(pH7.4)に0.1質量%のTritonX100を添加し、更に、ポリエチレングリコール#6000(ナカライテスク、Code:10200-25)を2質量%、塩化ナトリウムを1質量%となるように添加し調製した。更に、前記調製したユウロピウム錯体標識抗体を、0.1μg/mLの濃度になるよう添加した。
【0038】
(テストラインおよびコントロールラインの作製)
前記作製した抗bPAG抗体を1mg/mLの濃度に調製した後、これを25mm×300mmのニトロセルロース製メンブレンフィルターに1.0μL/cmの量で線状に塗布してテストラインを作製した。
次に、抗ウサギIgG抗体(MyBiosource.Inc.、MBS539780)を1mg/mLの濃度に調製した後、上記ニトロセルロース製メンブレンフィルターに1.0μL/cmの量で線状に塗布してコントロールラインを作製した。
テストラインおよびコントロールラインを作製後、50℃で30分間乾燥させ、25mm×5mmの大きさに切断し、膜担体とした。
【0039】
(イムノクロマトストリップの作製)
粘着シート1の上に、前記得られた膜担体2、試料添加部材5、および吸収部材6を配置し、イムノクロマトストリップを作製した。
【0040】
(bPAG標準液の調製)
PBS(pH7.4)に、bPAG-1(WUHAN HUAMEI BIOTECH Co.,Ltd、CSB-EP644917BO)を溶解し、bPAG標準液を調製した。
【0041】
(測定キットを用いた試験)
前記標準液を、PBSで所定の濃度になるよう希釈した後、更に前記調製した検体希釈液を用いてそれぞれ50倍希釈し、各濃度のbPAG液を調製した。そして、イムノクロマトストリップの試料添加部材5の試料滴下部9にマイクロピペットで100μL滴下し、10分後、テストラインにおける蛍光強度をイムノクロマトリーダ(浜松ホトニクス、C10066-50)にて測定した。その結果を表1に示した。また、測定の結果得られたグラフを図4に示した。
【0042】
【表1】
【0043】
(ELISA法測定との比較実験)
12頭の乳牛から得た乳汁中のbPAG濃度を、ELISA法および本発明のイムノクロマト測定キットを用いて測定した。ELISA法の測定には、Bovine PAG1/Pregnancy Associated Glycoprotein ELISA Kit(MyBioSource.Inc.、MBS2890050)を使用した。イムノクロマト法では、各濃度の標準液を測定して得られた標準曲線(図4)より、各血清のbPAG濃度を算出し測定結果を表2および図5に示した。イムノクロマト法の測定値とELISA法による測定値の相関係数は0.96であり、良好な相関関係を示した。本発明の測定キットを用いることにより、精度よくbPAGを定量できることが確認された。
【0044】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明により、酪農の生産現場において乳牛の乳汁中bPAG濃度を迅速、簡便、高感度に測定することができるため、乳牛の妊娠/非妊娠を判断する上で極めて有用である。
【符号の説明】
【0046】
1 粘着シート
2 膜担体
3 テストライン
4 コントロールライン
5 試料添加部材
6 吸収部材
7 イムノクロマトストリップ
8 ハウジングケース
9 試料滴下部
10 判定部(窓)
図1
図2
図3
図4
図5