開発するバイオ技術のブログ。誰かの役に立つかもしれない事を思い付くままに書いています。抗体を目で見てみようでは抗体について。血液中に何百万もの物質がある中で、ある1物質だけをどうやって釣り上げるのか聞かれる事があります。それは、狙った獲物(抗原)にくっつく一投必釣の餌「抗体」があるため。バイオの世界ではそういうものがあるのです。抗体というのがどんなものか見てみましょう。ただの透明な液体にしか見えませんが、抗体は目に見えないほど小さい、タンパク質。この中に沢山、溶けて漂っているのです。ミクロの世界ではどんな構造をしているのでしょうか。便利な事にX線構造解析の結果が無料で見られます。例としてPDBjの1igtを見てみましょう。Y字型の概念図で書かれます。赤と黄色のは糖鎖ですね。タンパク質にはよく付きます。概念図を絵で描いてみます。だいたいこんな形です。Y字の上の部分がFab部位で、抗原にくっつく部分(ちょっと色を変えています)が先端に付いています。抗体分子の左右2ヶ所に抗原が結合できます。下の部分はFc部位と呼ばれています。免疫反応(補体活性)に重要な部位です。このような「抗体」を、ピペットや薬品を使って加工して、診断薬を作っているのです。言うなら、釣りの仕掛けを作るようなものです。いえ目で見えないものなので、電気回路やソフトウェアを作るのと同じ感覚です。「測る」にも色々ありまして...さて、私はイムノアッセイを専門に開発をして、濃度換算をする方法を説明してきたわけですが...この方法は、measurementではなく、assayなんですね。元々は「計量法」ではなく、「分析法」なんです。血中に何万もある物質から、特定の物質だけを特異的に検出する分析法。それに定規の役目をするキャリブレーターを測定しておく事で、「測定法」のまねごとをして検体中の濃度を推定するのがassayです。臨床検査で測る測定項目というものは、どこかに反応を介在して、その濃度を「推定する」という方法をとっているものです。この「反応」が結構、癖があるものなんですよ。部分の性質を正しく理解しなくちゃいけないんです。これから暫くはイムノアッセイ系を「作る」ところから解説していきたいと思います。検量線を描いたら、それを使って検体の測定値を濃度に換算します。昔はグラフ用紙から読み取っていたけど、今はExcelで簡単にできます。Signal(吸光度とか発光量とか)が200,000だったとしましょう。これに相当する濃度はいくつになるのか計算します。ゴールシークを使う方法Excelには「ゴールシーク」という機能があって、濃度を色々変えてSignalが一定値になる濃度を探してくれる機能があります。Excel2016では「データ」リボンの以下の位置にあるようです。前回求めたLogistic曲線で、適当なxに対するyを求めた時に式を入れたはずなので、そのセルを選択して「ゴールシーク」です。目標値は200,000、変化させるセルはxの値が入っているセルを指定します。「OK」を押すと計算開始です。x=1.82と出ました。これが換算した濃度です。この方法の利点は、Logistic曲線に限らず、どんな計算式でもできること。逆関数を解く必要がないのです。欠点は一つ一つ計算していくので、多検体のデータ処理に向かない事です。逆関数を使う方法4係数ロジスティック曲線の式は簡単なので、逆関数を作ればyから直接xに変換できます。これをxについて解くと、となります。これぐらいなら数式入力できます。a,b,c,dの係数を絶対参照にしておけば、式をコピー&ペーストするだけで沢山のyに対するxを計算できます。検量線を引いてみよう。キャリブレータの測定値から、検量線を引く方法。あたりの教科書も読んでね。ここでは具体的なやり方を解説します。Excelで簡単にできるんですよ。データを取得する濃度既知のキャリブレータを測って、その測定値を表にします。このグラフにぴったり合うような検量線を描くのです。ここで濃度0の測定値はバックグラウンドです。濃度∞の値は、抗原を高濃度に添加して測定すればOKです。実験してれば「大体これくらい」という値がわかると思いますので、予測で入れてしまっても良いと思います。ロジスティック曲線の一般式に当てはめる教科書に載っているロジスティック曲線の式。+dっていうのは勝手に付け足しました。バックグラウンドの分です。さっきの表から、以下のように対数を取って変換します。このように変換すると、キャリブレータの各点が一直線に並ぶのです。すると最小二乗法を使って直線回帰ができる。その傾きと切片から、式のαとβを求める事ができるのです。4係数ロジスティック曲線の係数に換算する。この式は係数それぞれに意味があり、解析に都合が良いので重宝しています。一般式の係数から、上式のb,cを計算します。aとdは最初の表からそのまま引っ張ってきます。検量線を実際に描いてみる適当にxを設定して、それぞれのyを計算します。これをグラフにスムージングを掛けて重ねます。重回帰でもできるんですけどね。一度対数変換し、直線回帰して係数を出す。この方法が一番わかりやすいと思います。)Tweet2017年01月07日19:37カテゴリよもやま話ブログ始めますブログを始める事にしました。開発をやっていました。専門は血液中の微量物質を測定する技術です。昔は本や論文を読みまくって、実験のネタにしていたものですが、技術の世界も変わったもので、今や検索すれば大体の事が分かる時代。私たちも先人達が書き綴ったブログに色々助けられていたものです。自分もいつかは技術系のブログを発信する側になりたいと思っていました。これから技術を志す誰かの助けになれれば幸いですし、何より書く事で、自分自身の理解を深める事にもなると考えています。科学者とはちょっと違います。お客様の役に立ってなんぼの職業です。【技術】科学の原理を(産業や医療・事務などの活動に)役立てて、ものを生産したり組織したりするしかた・わざ。本当の意味で夢を叶えてくれるのはドラえもんじゃなくて、未来の道具を作った技術者だと思うんですよ。そんな技術者の一人に、私もなりたいと思っています。