CH635438A5 - Test process operating using a specific bond for the investigation of a liquid medium on a ligand and reagent for carrying out the process - Google Patents
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- CH635438A5 CH635438A5 CH497976A CH497976A CH635438A5 CH 635438 A5 CH635438 A5 CH 635438A5 CH 497976 A CH497976 A CH 497976A CH 497976 A CH497976 A CH 497976A CH 635438 A5 CH635438 A5 CH 635438A5
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Description
Die vorliegende Erfindung kann auf die Auffindung beliebiger Liganden angewandt werden, für die es einen spezifischen Bindungspartner gibt. Der Ligand ist gewöhnlich ein Peptid, Protein, Kohlehydrat, Glycoprotein, Steroid oder anderes organisches Molekül, für welches ein spezifischer Bindungspartner in biologischen Systemen vorhanden ist oder synthetisiert werden kann. Der Ligand besteht gewöhnlich aus Antigenen oder Antikörpern dazu, Haptenen oder Antikörpern dazu oder Hormonen, Vitaminen, Metaboliten und pharmakologischen Mitteln, deren Rezeptoren und Bindungssubstanzen. Spezifische Liganden, die erfindungsgemäss aufgespürt werden können, sind Hormone wie Insulin, chorionisches Gonadotropin, Thyroxin, Liothyronin und Östriol; Antigene und Haptene wie Ferritin, Bradykinin, Prostaglandine und tumorspezifische Antigene, Vitamine wie Biotin, Vitamin Bu, Folsäure, Vitamin E und Ascorbinsäure, Metaboliten wie 3',5'-Adenosinmonophos-phat und 3',5'-Guanosinmonophosphat, Pharmaka wie Dilan-tin, Digoxin, Morphin, Digitoxin und Barbiturate, Antikörper wie Mikrosom-Antikörper und Antikörper gegen Hepatitis und Allergene, und spezifische Bindungsrezeptoren wie Thyroxin, Bindungsglobulin, Avidin, intrinsischer Faktor und Transcobal-amin. The present invention can be applied to the discovery of any ligand for which there is a specific binding partner. The ligand is usually a peptide, protein, carbohydrate, glycoprotein, steroid or other organic molecule for which a specific binding partner is present or can be synthesized in biological systems. The ligand usually consists of antigens or antibodies to it, haptens or antibodies to it or hormones, vitamins, metabolites and pharmacological agents, their receptors and binding substances. Specific ligands that can be detected according to the invention are hormones such as insulin, chorionic gonadotropin, thyroxine, liothyronine and estriol; Antigens and haptens such as ferritin, bradykinin, prostaglandins and tumor-specific antigens, vitamins such as biotin, vitamin Bu, folic acid, vitamin E and ascorbic acid, metabolites such as 3 ', 5'-adenosine monophosphate and 3', 5'-guanosine monophosphate, pharmaceuticals such as Dilan -tin, digoxin, morphine, digitoxin and barbiturates, antibodies such as microsome antibodies and antibodies against hepatitis and allergens, and specific binding receptors such as thyroxine, binding globulin, avidin, intrinsic factor and transcobalamin.
Im erfindungsgemässen Konjugat ist das Reagens an eine spezifische Bindungssubstanz gebunden oder mit dieser gekup- In the conjugate according to the invention, the reagent is bound to a specific binding substance or coupled to it.
11 635 438 11 635 438
pelt, die aus dem Liganden, einem spezifischen Bindungs-Ana- stanz in verschiedenen Kategorien untergebracht werden, da log des Liganden oder einem spezifischen Bindungspartner des sie auf mehrere Arten wirken kann in Abhängigkeit der chemi-Liganden besteht, je nach dem gewählten Testverfahren, wobei sehen Umgebung. Es handelt sich jedoch um die Aktivität die-eine messbare Menge der Aktivität des Reagenses erhalten ser Substanz bei der jeweiligen Monitor-Reaktion, die die funkbleibt. Die Bindung zwischen Reagens und spezifischer Bin- 5 tionelle Identität dieser Substanz im Rahmen vorliegender dungssubstanz ist gewöhnlich unter den Testbedingungen irre- Beschreibung bestimmt. pelt, which consists of the ligand, a specific binding response in different categories, since log of the ligand or a specific binding partner that can act in several ways depending on the chemi-ligand, depending on the test method chosen, where see surroundings. However, it is the activity that - a measurable amount of the activity of the reagent obtained ser substance in the respective monitor reaction that remains. The bond between reagent and specific binding identity of this substance in the context of the present substance is usually determined under the test conditions.
versibel, indem die Monitor-Reaktion, in der das Reagens Akti- Vorzugsweise ist das Reagens ein enzymatisches Reagens, vität aufweist, diese Bindung nicht chemisch zerstören soll wie wie zum Beispiel ein Enzymsubstrat, ein Coenzym oder eine zum Beispiel in obigen lumineszierenden und zyklischen Reak- aktive Modifikation oder ein Derivat davon. Ein Enzymsubstrat tionssystemen. In bestimmten Fällen jedoch wird die Bindung io ist eine Verbindung oder ein Rest, der, katalysiert durch ein bestimmungsgemäss durch die gewählte Monitor-Reaktion Enzym, eine chemische Umwandlung eingeht. Wird ein Sub-zuerstört oder anderweitig beeinflusst, wobei auf diese Weise strat als konjugiertes Reagens verwendet, so beträgt das bevor-die Veränderung der Aktivität des Reagenses festgestellt wird. zugte Molekulargewicht weniger als 9000 und vorzugsweise Ein solcher Fall sind die Reaktionssysteme mit enzymatisch weniger als 5000. Substrate dieser Grösse sind zur Verwendung fluoreszierendem Substrat, die vorstehend erwähnt wurden. is bei der Herstellung des Konjugats am günstigsten, da sie keine Das Reagens kann direkt auf die spezifische Bindungssub- komplexen Moleküle besitzen. Die Aktivität dieser Substrate, stanz gekuppelt werden, so dass das Molekulargewicht des gekuppelt mit einer spezifischen Bindungssubstanz, wird durch Konjugats gleich oder weniger als die Summe des Molekular- die Reaktion des Konjugats mit einer spezifischen Bindungsgewichts von Reagens und spezifischer Bindungssubstanz substanz leicht beeinflusst. Beispiele für Enzymsubstrate zur betragen. Gewöhnlich werden Reagens und spezifische Bin- 20 erfindungsgemässen Verwendung sind die durch Enzyme spalt-dungssubstanz jedoch über ein Brückenglied aus 1 bis 50 und baren fluoreszierenden Substrate der vorstehend erwähnten vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Heteroatomen Art wie zum Beispiel die Fluorescein- und Umbelliferonderi-wie Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel, Phosphor oder derglei- vate, pH-Indikatoren und spektrophotometrische Indikatorchen miteinander verknüpft. Beispiele für Brückenglieder aus farbstoffe, insbesondere chromogene Verbindungen. Versible in that the monitor reaction, in which the reagent is active, preferably the reagent is an enzymatic reagent, should not chemically destroy this bond, such as, for example, an enzyme substrate, a coenzyme or, for example, in the above luminescent and cyclic reac - active modification or a derivative thereof. An enzyme substrate system. In certain cases, however, the bond io is a compound or a residue which, catalyzed by an enzyme as intended by the monitor reaction chosen, undergoes a chemical conversion. If a sub-first is disturbed or otherwise influenced, using strat as the conjugated reagent in this way, this is before the change in the activity of the reagent is determined. molecular weight less than 9000 and preferably one such case are the reaction systems with enzymatically less than 5000. Substrates of this size are for use with the fluorescent substrate mentioned above. is the cheapest in the preparation of the conjugate since it does not have any. The reagent can have molecules directly on the specific binding sub-complex. The activity of these substrates, punch-coupled so that the molecular weight of the coupled with a specific binding substance, is slightly influenced by conjugate equal to or less than the sum of the molecular- the reaction of the conjugate with a specific binding weight of reagent and specific binding substance. Examples of enzyme substrates. The reagent and specific use according to the invention are usually those which are cleaved by enzymes, however, via a bridge member composed of 1 to 50 and bare fluorescent substrates of the aforementioned preferably 1 to 10 carbon atoms or heteroatoms, such as, for example, the fluorescein and umbelliferone species Nitrogen, oxygen, sulfur, phosphorus or the like, pH indicators and spectrophotometric indicators linked together. Examples of bridges made of dyes, especially chromogenic compounds.
einem Atom sind die Methylengruppe ( 1 Kohlenstoffatom) 25 Aus obigen Gründen und wegen der Vielseitigkeit und oder die Aminogruppe (1 Heteroatom). Das Brückenglied Anpassungsfähigkeit werden Coenzyme zur Verwendung als besitzt gewöhnlich ein Molekulargewicht von nicht mehr als Reagens im Konjugat besonders bevorzugt. Ein Coenzym ist 1000 und vorzugsweise von weniger als 200. Es besteht aus ein kein Protein darstellendes Molekül, welches von einem einer Kette aus Kohlenstoff- oder Heteroatomen oder einer Enzymprotein zum anderen wandert und die katalytische Funk-Kombination beider und ist an Reagens und spezifische Bin- 30 tion des Enzyms steigert. Alle bekannten Coenzyme besitzen dungssubstanz oder ein aktives Derivat davon gebunden über Molekulargewichte von weniger als 9000 und die bevorzugten eine verbindende Gruppe, die gewöhnlich aus einer Ester-, Coenzyme weisen Molekulargewichte von weniger als etwa One atom is the methylene group (1 carbon atom) 25 For the above reasons and because of the versatility and or the amino group (1 hetero atom). The bridge member adaptability, coenzymes are particularly preferred for use as usually having a molecular weight of no more than reagent in the conjugate. A coenzyme is 1000 and preferably less than 200. It consists of a non-protein molecule that migrates from one chain of carbon or heteroatoms or an enzyme protein to another and the catalytic radio combination of both and is reagent and specific bin - 30 tion of the enzyme increases. All known coenzymes have an additive or an active derivative thereof bound via molecular weights less than 9000 and the preferred one connecting group, which usually consists of an ester, coenzymes have molecular weights less than about
Amid-, Äther-, Thioester-, Thioäther-, Acetal-, Methylen- oder 5000 auf. Brauchbare Coenzyme sind zum Beispiel die Nucleo-Aminogruppe besteht. tid-Coenzyme, insbesondere solche mit Adeningruppen wie die Amide, ether, thioester, thioether, acetal, methylene or 5000. Examples of useful coenzymes are the nucleo amino group. tid coenzymes, especially those with adenine groups like that
Das Reagens im Konjugat gemäss vorliegender Erfindung 35 Adenosinphosphate (das heisst Mono-, Di- und Tri-Phosphat), kann eine beliebige Substanz sein, die eine gegebene (das heisst Nicotinamid-Adenin-dinucleotid und dessen reduzierte Formen festgesetzte oder bekannte) Aktivität als Bestandteil einer und Nicotinamid-Adenin-dinucleotidphosphat und dessen redu- The reagent in the conjugate according to the present invention 35 adenosine phosphates (i.e. mono-, di- and tri-phosphate) can be any substance which has a given (i.e. nicotinamide-adenine dinucleotide and its reduced forms fixed or known) activity as Part of a and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate and its reduced
bestimmten Monitor-Reaktion aufweist. Unter «Reagens» bzw. zierte Formen. Weitere nützliche Coenzyme sind die Guanosin-«Substanz mit Reaktionsaktivität» wird in vorliegender phosphate, Flavinmononucleotid und deren reduzierte For- specific monitor response. Under «reagent» or decorated forms. Other useful coenzymes are the guanosine "substance with reactivity" is in the present phosphate, flavin mononucleotide and their reduced form
Beschreibung jede chemische Substanz verstanden, die einer 4Q men, Flavin-Adenin-dinucleotid und deren reduzierte Formen, endlichen messbaren chemischen Umwandlung unterliegen Coenzym A und dessen Thioester einschliesslich Succinyl-kann, bei der ein odier mehrere vom Ausgangsmaterial ver- coenzym A, 3',5'-Adenosindiphosphat und Adenosin-3'-phos-schiedene Produkte entstehen und die aufgrund der Einwir- phat-5 ' -phosphosulfat. Description understood any chemical substance that a 4Q men, flavin adenine dinucleotide and its reduced forms, finite measurable chemical conversion are subject to coenzyme A and its thioester including succinyl, in which one or more of the starting material coenzyme A, 3 ' , 5'-adenosine diphosphate and adenosine-3'-phos-different products are formed and because of the single-phosphate sulfate.
kung von reaktionseinleitenden Mitteln erfolgt zum Beispiel Brauchbare Coenzym-aktive Konjugate enthalten Nucleo- Reaction-initiating agents are used, for example. Useful coenzyme-active conjugates contain nucleo-
einer chemischen Substanz (das heisst einem weiteren Rea- 45 tid-coenzyme mit einer Adeningruppe, an welche die spezifi-gens, einem Katalysator oder Material, das an derartigen sehe Bindungssubstanz, das heisst ein Ligand, ein spezifisches chemischen Umwandlungen teilnimmt), elektromagnetischer Bindungs-Analogon eines Liganden oder ein spezifischer Bin-Strahlung, thermischer oder Schallenergie. Zur Klasse von Sub- dungspartner eines Liganden in direkter Bindung oder über ein stanzen die somit als «Reagentien» bezeichnet werden, gehö- Brückenglied der vorstehend genannten Art gebunden ist. ren daher konventionelle anorganische und organische Rea- 50 Diese Coenzym-aktiven Konjugate, die ein Adenosinphosphat, gentien und verschiedene biochemische Stoffe, nicht jedoch Nicotinamid-Adenin-dinucleotid oder dessen reduzierte Form, Stoffe wie Katalysatoren einschliesslich Enzyme und radioak- - oder Nicotinamid-Adenin-dinucIeotidphosphat oder dessen tive Isotope, die keine Reagentien der Monitor-Reaktion dar- reduzierte Form enthalten, besitzen folgende allgemeine Forstellen. Selbstverständlich kann eine bestimmte chemische Sub- mei: a chemical substance (that is, another reactive coenzyme with an adenine group to which the specifics, a catalyst or material which participates in such a binding substance, ie a ligand, undergoes a specific chemical transformation), electromagnetic binding -Analogon of a ligand or a specific bin radiation, thermal or acoustic energy. The class of binding partner of a ligand in direct binding or via a punch, which are thus referred to as “reagents”, includes a bridge member of the type mentioned above. Therefore, conventional inorganic and organic rea- 50 These coenzyme-active conjugates, which contain an adenosine phosphate, genes and various biochemical substances, but not nicotinamide adenine dinucleotide or its reduced form, substances such as catalysts including enzymes and radioak - or nicotinamide adenine DinucIeotidphosphat or its active isotopes, which contain no reagents of the monitor reaction reduced form, have the following general requirements. Of course, a certain chemical submei can:
635 438 635 438
worin R where R
00 00
1 < -0-P-0 1 <-0-P-0
0 0
12 12
R1-CH R1-CH
j2/-0 j2 / -0
r* r *
oh r oh r
O® O0 O® O0
I I Q I I Q
-0-p-0-p-0u ii ii 0 0 -0-p-0-p-0u ii ii 0 0
0° 0 0° 0 ° 0 0 °
I 1 I 0 I 1 I 0
-0-p-0-p-0-p-0u -0-p-0-p-0-p-0u
II II II 0 0 0 II II II 0 0 0
0e o0 0e o0
, oder -o-p-o-p-o-ch worin R = , or -o-p-o-p-o-ch where R =
worin R = where R =
0' 0 '
,0 , 0
0 0
ï© ï ©
-oh o -o-p-o^ und h -oh o -o-p-o ^ and h
il il
2^0 2 ^ 0
R R
oh oh nh2 oh oh nh2
r- r-
1 J 1 year
r* r *
nh. nh.
©M © M
(' ii n ('ii n
VU«' VU «'
fi fi
< <
N- N-
nhr* nhr *
n nh2 5 n nh2 5
| Z R* | Z R *
n- n-
n n
© ©
N N
wobei R^ = where R ^ =
\ \
N. N.
n- n-
nh n^! nh n ^!
bedeuten, mean,
®\\ // ® \\ //
conh^ conh ^
und R5 = -Y-Z darstellen, wobei Y eine Bindung oder ein Brük-kenglied und Z ein Ligand, ein spezifisches Bindungs-Analogon eines Liganden oder ein spezifischer Bindungspartner eines Liganden ist. Die obige Formel gibt die ionisierte Form des Coenzym-aktiven Konjugats wieder, doch sind auch proto-nierte oder Säureform gleichermassen brauchbar. Das Ausmass der Protonierung hängt vom pH des Milieus ab. Gegebe- and R5 = -Y-Z, where Y is a bond or a bridging member and Z is a ligand, a specific binding analog of a ligand or a specific binding partner of a ligand. The above formula represents the ionized form of the coenzyme-active conjugate, but protonated or acidic forms are equally useful. The extent of the protonation depends on the pH of the environment. Given
conh2 conh2
nenfalls können auch die Salze dieser Konjugate verwendet werden. otherwise the salts of these conjugates can also be used.
Ausser obigen Verbindungen sind brauchbare Coenzym-65 aktive Konjugate die Adenosinphosphate, an die die spezifische Bindungssubstanz über die Phosphatgruppe gebunden ist. Diese Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel: In addition to the above compounds, useful coenzyme-65 active conjugates are the adenosine phosphates to which the specific binding substance is bound via the phosphate group. These compounds correspond to the general formula:
13 13
635 438 635 438
oh oh 0© 0© oh oh 0 © 0 ©
worin R where R
-o-p-o-r -o-p-o-r
è è
0© o© 0© 0 © o © 0 ©
I l 1 I l 1
•o-p-o-p-o-p-o-r O-p-o-p-o-p-o-r
II ! II!
-o-p-o-p-o-r -o-p-o-p-o-r
I! Il I! Il
0 0 0 0
oder or
0 0
A fi wobei R2 = -Y-Z bedeutet und Y eine Bindung oder ein Brük-kenglied und Z ein Ligand, ein spezifisches Bindungs-Analogon eines Liganden oder ein spezifischer Bindungspartner eines Liganden ist. Auch die protonierte oder Säureform und Salze können gegebenenfalls verwendet werden. A fi where R2 = -Y-Z and Y is a bond or a bridging member and Z is a ligand, a specific binding analogue of a ligand or a specific binding partner of a ligand. The protonated or acid form and salts can optionally also be used.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung liegen die Komponenten der spezifischen Bindungsreaktion, die mit dem flüssigen Medium, in dem man den Liganden vermutet, vereinigt werden sollen, in flüssiger oder fester Form vor. Im bevorzugten homogenen Testsystem liegen die Komponenten gewöhnlich in Lösung oder in einer festen Form vor, die sich leicht im flüssigen Medium löst. Da das zu testende flüssige Medium gewöhnlich wässrig ist, sind die Komponenten im allgemeinen wasserlöslich, das heisst, sie liegen als wässrige Lösung oder in wasserlöslicher fester Form, zum Beispiel als Pulver oder Harz, vor. Die Testmethode kann in einem üblichen Laborgefäss wie zum Beispiel einem Reagensrohr durchgeführt werden, wobei die Komponenten der spezifischen Bindungsreaktion und die Komponenten des Reaktionssystems in fester oder flüssiger Form zugegeben werden. According to one embodiment of the invention, the components of the specific binding reaction which are to be combined with the liquid medium in which the ligand is suspected are in liquid or solid form. In the preferred homogeneous test system, the components are usually in solution or in a solid form that easily dissolves in the liquid medium. Since the liquid medium to be tested is usually aqueous, the components are generally water-soluble, that is to say they are present as an aqueous solution or in a water-soluble solid form, for example as a powder or resin. The test method can be carried out in a conventional laboratory vessel such as a test tube, the components of the specific binding reaction and the components of the reaction system being added in solid or liquid form.
Auch können eine oder mehrere Komponenten der spezifischen Bindungsreaktion und/oder ein oder mehrere Komponenten der Monitor-Reaktion mit einem Träger zugegeben werden. Der Träger kann ein Flüssigkeit enthaltendes Gefäss wie ein Reagensrohr oder eine die Komponente (n) im Inneren enthaltende Kapsel sein, wobei diese Komponenten in Form einer Flüssigkeit oder eines losen Feststoffs oder Überzug auf der Innenfläche des Gefässes vorliegen. Ferner kann der Träger die Form einer Matrix haben, die unlöslich und porös ist und vorzugsweise das zu testende flüssige Medium absorbiert. Die Matrix kann beispielsweise aus saugfähigem Papier, Polymerfilm, Membranen, Vliessen oder Blöcken, Gelen und dergleichen bestehen. In dieser Form liefert die entsprechende Vorrichtung ein bequemes Mittel, um den Kontakt mit dem zu testenden flüssigen Medium herzustellen, die spezifische Bindungsreaktion und/oder die Monitor-Reaktion durchzuführen und die resultierenden Veränderungen zu beobachten. One or more components of the specific binding reaction and / or one or more components of the monitor reaction with a carrier can also be added. The carrier may be a liquid-containing vessel such as a reagent tube or a capsule containing the component (s) inside, these components being in the form of a liquid or a loose solid or coating on the inside surface of the vessel. Furthermore, the carrier can have the form of a matrix which is insoluble and porous and preferably absorbs the liquid medium to be tested. The matrix can consist, for example, of absorbent paper, polymer film, membranes, nonwovens or blocks, gels and the like. In this form, the corresponding device provides a convenient means of making contact with the liquid medium to be tested, carrying out the specific binding reaction and / or the monitor reaction and observing the resulting changes.
Das zu testende flüssige Medium kann eine natürlich vorkommende oder künstlich gebildete Flüssigkeit sein, in der man den Liganden vermutet. Gewöhnlich handelt es sich um eine biologische Flüssigkeit oder eine Flüssigkeit, die durch Verdünnen oder Behandlung einer solchen resultiert. Biologische Flüssigkeiten, die erfindungsgemäss getestet werden können, sind zum Beispiel Serum, Plasma, Urin, Fruchtwasser, Cerebral- und Rückenmarkflüssigkeit. Auch andere Stoffe wie zum Beispiel Feststoffe, beispielsweise Gewebe, oder Gase können getestet werden, indem man sie auf eine flüssige Form zurückführt, zum Beispiel durch Auflösen von Feststoff oder Gas in einer Flüssig-25 keit oder Flüssigkeitsextraktion des Feststoffes. The liquid medium to be tested can be a naturally occurring or artificially formed liquid in which the ligand is suspected. It is usually a biological fluid or a fluid that results from dilution or treatment thereof. Biological fluids that can be tested according to the invention are, for example, serum, plasma, urine, amniotic fluid, cerebral and spinal fluid. Other substances, such as solids, for example tissue, or gases can also be tested by returning them to a liquid form, for example by dissolving solid or gas in a liquid or liquid extraction of the solid.
Im Gegensatz zu früheren homogenen Testsystemen können biologische Flüssigkeiten, die eine Reaktionsaktivität besit- • zen, welche der der konjugierten markierenden Substanz ähnlich oder gleich ist, ohne Hintergrundstörung auf den Liganden 30 getestet werden. Die Aktivität des endogenen Hintergrunds kann auf verschiedenen Wegen leicht eliminiert werden. Man kann die biologische Flüssigkeit behandeln, um endogene Aktivität selektiv zu zerstören. Zu derartigen Behandlungen gehören die Einwirkung eines Klärungsmittels, welches die endo-35 gene Aktivität chemisch zerstört, gefolgt von einer Behandlung zur Inaktivierung der zerstörenden Wirkung des Klärungsmittels. In contrast to previous homogeneous test systems, biological fluids which have a reaction activity which is similar or identical to that of the conjugated labeling substance can be tested on the ligand 30 without background interference. The activity of the endogenous background can be easily eliminated in various ways. The biological fluid can be treated to selectively destroy endogenous activity. Such treatments include exposure to a clarifier that chemically destroys endogenous activity, followed by treatment to inactivate the destructive effect of the clarifier.
So kommen beispielsweise das Reagens abbauende Enzyme häufig in biologischen Flüssigkeiten vor, insbesondere 40 wenn das Reagens ein Coenzym ist wie NAD, NADP oder ATP. Es gibt zahlreiche Inhibitoren für Coenzym-abbauende Enzyme, zum Beispiel Chelatbildner, die die Enzyme der essentiellen Metallionen-Aktivatoren berauben. Als spezifisches Beispiel werden NAD-abbauende Enzyme in normalem Serum 45 gefunden, die ausreichende enzymatische Wirkung besitzen, um im wesentlichen sämtliche endogene NAD-Aktivität aus isoliertem Serum innerhalb weniger Stunden zu beseitigen. Die . abbauende Wirkung dieser Enzyme kann wirksam inhibiert werden durch Zusatz eines Chelatbildners wie Äthylendiamin-5o tetraessigsäure. Die Eliminierung der abbauenden Aktivität kann auch durch Zusatz eines spezifischen Enzyminhibitors stattfinden. Beispielsweise kann man ATP-abbauende Enzyme inhibieren durch Zusatz von ß y-Methylen-ATP oder aß-Methy-len-ATP. For example, enzymes that degrade the reagent are often found in biological fluids, especially if the reagent is a coenzyme such as NAD, NADP or ATP. There are numerous inhibitors of coenzyme-degrading enzymes, for example chelating agents, which deprive the enzymes of the essential metal ion activators. As a specific example, NAD-degrading enzymes are found in normal serum 45 which have sufficient enzymatic activity to remove essentially all endogenous NAD activity from isolated serum within a few hours. The . degrading effect of these enzymes can be effectively inhibited by adding a chelating agent such as ethylenediamine-5o tetraacetic acid. The degradation activity can also be eliminated by adding a specific enzyme inhibitor. For example, one can inhibit ATP-degrading enzymes by adding β-methylene-ATP or aß-methyl-ATP.
55 55
Beispiel 1 : Herstellung eines Konjugats aus Nicotinamid-Ade-nin-dinucleotid-Biotin Example 1: Preparation of a conjugate from nicotinamide-adenine dinucleotide-biotin
6o A. Nicotinamid-6-(2-aminoäthylamino)-purindinucleotid 6o A. Nicotinamide-6- (2-aminoethylamino) purine dinucleotide
2 g Nicotinamid-Adenin-dinucleotid (NAD) werden in 10 ml Wasser gelöst und 0,6 ml Äthylenimin werden zugetropft, 2 g of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) are dissolved in 10 ml of water and 0.6 ml of ethylene imine are added dropwise,
wobei der pH-Wert durch Zusatz von 1-m-Perchlorsäure unterhalb 7 gehalten wird. Nach beendeter Zugabe des Äthylenimins 65 wird der pH-Wert auf 4,5 eingestellt und die Reaktion wird bei 20 bis 25 °C inkubiert. In Abständen von 24 Stunden erfolgt Zusatz von 0,6 ml Äthylenimin und der pH-Wert wird erneut auf 4,5 eingestellt. Nach 96 Stunden wird die Lösung in 10 Volu- wherein the pH is kept below 7 by adding 1 m perchloric acid. When the addition of ethyleneimine 65 has ended, the pH is adjusted to 4.5 and the reaction is incubated at 20 to 25 ° C. At intervals of 24 hours, 0.6 ml of ethylene imine is added and the pH is adjusted to 4.5 again. After 96 hours the solution is poured into 10
635 438 14 635 438 14
mina Aceton von -10 °C eingegossen. Das sich bildende Öl 264 nm und einem Verhältnis von optischer Dichte bei 340 nm wird gesammelt, mit Äther gewaschen und in etwa 50 ml Was- zu 264 nm von mehr als 0,18 werden vereinigt und das so ser in einem Kolben gelöst. gewonnene Material wird auf 4 bis 5 ml eingeengt und wie folgt mina poured acetone from -10 ° C. The oil which forms 264 nm and a ratio of optical density at 340 nm is collected, washed with ether and combined in about 50 ml of water to 264 nm of more than 0.18 and the water is dissolved in a flask. material obtained is concentrated to 4 to 5 ml and as follows
Die resultierende Lösung wird mit 1-m-Natriumhydroxidlö- durch Elektrophorese gereinigt: The resulting solution is purified with 1 m sodium hydroxide solution by electrophoresis:
sung auf pH 7,0 bis 7,5 eingestellt und dann wird 1 g Natriumbi- s Das konzentrierte Material wird auf einen Bogen aus What-carbonat zugesetzt. Dann wird 4 bis 5 Minuten Stickstoff durch man 3MM-Papier (Vertrieb Reeve Angel, Clifton, New Jersey) die Lösung geperlt und 1 g Natriumhydrosulfit zugesetzt. Der in Form eines 1 bis 2 cm breiten Streifens aufgetragen, der Kolben wird fest verschlossen und bei Raumtemperatur 45 senkrecht zur Fliessrichtung verläuft. Das Papier wird dann mit Minuten stehengelassen. Die Lösung wird dann 15 Minuten 0,02molarer Natriumphosphatlösung vom pH 6,0 benetzt. Die belüftet und mit Natriumhydroxid auf pH 11,3 eingestellt. Dann "> Elektrophorese wird nach der Hängemethode nach Durrum, S. wird 1 Stunde auf 75 °C erwärmt. Danach wird das Reaktions- Science 121:829 (1955) während 4 bis 7 Stunden bei einem gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und mit 0,6 g Potentialgradienten von etwa 8,5 Volt/cm durchgeführt. Die solution to pH 7.0 to 7.5 and then 1 g of sodium bis. The concentrated material is added to a sheet of what carbonate. Then the solution is bubbled through 4MM nitrogen for 4 to 5 minutes through 3MM paper (Reeve Angel, Clifton, New Jersey) and 1 g of sodium hydrosulfite is added. The is applied in the form of a 1 to 2 cm wide strip, the flask is tightly closed and at 45 ° is perpendicular to the direction of flow. The paper is then left to stand for minutes. The solution is then wetted for 15 minutes with 0.02 molar sodium phosphate solution at pH 6.0. The aerated and adjusted to pH 11.3 with sodium hydroxide. Then "> electrophoresis is heated according to the hanging method according to Durrum, S. for 1 hour at 75 ° C. Thereafter, the reaction science 121: 829 (1955) is cooled for 4 to 7 hours in a mixture to room temperature and with 0.6 g potential gradients of about 8.5 volts / cm
Tris(hydroxymethyl)-aminomethan versetzt und dann mit Lage des gewünschten Pyridinnucleotid-Derivats wird auf Tris (hydroxymethyl) aminomethane is added and then with the location of the desired pyridine nucleotide derivative is on
5-n-Salzsäure auf pH 7,5 eingestellt. Zur resultierenden Lösung Grund der Fluoreszenz ermittelt, die sich nach Besprühen eines werden 1000 internationale Einheiten Alkohol-Dehydrogenase 15 Teststreifens mit 0,5-m-Natriumcyanidlösung nach dem in J. und 1 ml Acetaldehyd zugegeben. Die abnehmende optische Biol. Chem. 191:447 (1951) beschriebenen Verfahren entwik-Dichte des Reaktionsgemischs wird bei 340 nm verfolgt und, kelt. Der das gewünschte Derivat enthaltende Bereich wird sobald keine weitere Abnahme beobachtet wird, wird der ausgeschnitten und dreimal mit je 50 ml Wasser extrahiert. Die pH-Wert auf 3,5 eingestellt. Die Lösung wird in 10 Volumina resultierenden Extrakte, die das Nicotinamid-6-(2-aminoäthyl-Aceton von -10 °C eingegossen. Das sich bildende Öl wird 20 amino)-purin-Dinucleotid enthalten, werden vereinigt, auf 3 bis abgesondert und mit Äther gewaschen und dann in 10 bis 15 ml 4 ml eingeengt und bei - 20 °C gelagert. 5N hydrochloric acid adjusted to pH 7.5. The resulting solution is determined on the basis of the fluorescence which is obtained after spraying 1000 test units of alcohol dehydrogenase 15 test strips with 0.5 m sodium cyanide solution after the in J. and 1 ml of acetaldehyde. The decreasing optical density of the reaction mixture described at Biol. Chem. 191: 447 (1951) is followed at 340 nm and kelt. The area containing the desired derivative is cut out as soon as no further decrease is observed, and the area is extracted three times with 50 ml of water each time. The pH is adjusted to 3.5. The solution is combined in 10 volumes of resulting extracts which pour the nicotinamide-6- (2-aminoethyl-acetone at -10 ° C. The oil which forms will contain 20 amino) -purine dinucleotide, are combined to 3 to and washed with ether and then concentrated in 10 to 15 ml 4 ml and stored at - 20 ° C.
Wasser gelöst. Water dissolved.
Die resultierende Lösung wird auf eine 2,5 x 90-cm-Säule B. Nicotinamid-Adenin-dinucleotid-Biotin-Konjugat aus Sephadex G-10 (Pharmacia AB, Uppsala), welche mit Was- 16 mg Biotin werden in 1 ml Wasser, welches 20 mg Nicotin-ser äquilibriert ist, aufgegeben. Fraktionen von je 12 ml werden 25 amid-6-(2-aminoäthylamino)-purin-Dinucleotid (siehe Teil A) aufgefangen. Für jede Fraktion werden die Wellenlängen der enthält, suspendiert. Um die Lösung des Biotins zu unterstüt-maximalen optischen Absorption im Ultraviolett-Bereich und zen, werden einige Tropfen 0,1-n-Natriumhydroxidlösung zuge-die optische Dichte bei dieser Wellenlänge bestimmt. Ferner setzt. Dann werden der resultierenden Lösung 240 mg 1-Cyclo-wird die optische Dichte jeder Fraktion bei 340 nm nach der hexyl-3-(2-morpholinoäthyl)-carbodiimid-metho-p-toluolsulfo-Reduktion mit Alkohol-Dehydrogenase ermittelt. Diejenigen 30 nat zugegeben, wobei durch Zutropfen von 0,1 -n-Salzsäure Fraktionen, die ein Absorptionsmaximum bei 264 nm aufweisen Lösung bewirkt wird. Das Reaktionsgemisch wird 5 Stunden und ein Verhältnis von optischer Dichte bei 340 nm zu 264 nm bei Raumtemperatur stehengelassen und dann in 10 ml Aceton von mehr als 0,05, werden vereinigt. Dieses vereinigte Material von -10 °C eingegossen. Das sich bildende Öl wird abgeson-wird auf einem Rotationsverdampfer auf 15 bis 20 ml eingeengt dert, zweimal mit 5 bis 10 ml Äther gewaschen und in 1 bis 2 ml und durch eine mit Dowex 1-X8 gefüllte Säule von 2,5 x 28 cm 35 Wasser gelöst. Das resultierende Material wurde wie vorste-(Vertrieb Bio-Rad Laboratories, Richmond, California), die mit hend beschrieben durch Papierelektrophorese gereinigt. Nach Wasser äquilibriert worden war, geführt. Mit zusätzlichem dem Besprühen mit Natriumcyanid erscheinen 2 fluoreszie-Wasser wird das vereinigte Material durch die Säule gewa- rende Banden, von denen die eine zur Kathode und die andere sehen, wobei 10-ml-Fraktionen aufgefangen werden. Die Frak- zur Anode gewandert ist. Die letztere Bande, die das NAD-Bio-tionen mit einem Absorptionsmaximum bei 264 nm und einem 40 tin-Konjugat enthält, wird mit Wasser gewaschen und bei Verhältnis von optischer Dichte bei 340 nm zu 264 nm von -20 °C gelagert. The resulting solution is applied to a 2.5 x 90 cm column of B. nicotinamide-adenine-dinucleotide-biotin conjugate from Sephadex G-10 (Pharmacia AB, Uppsala), which are mixed with water-16 mg biotin in 1 ml of water , which is equilibrated with 20 mg nicotine ser. Fractions of 12 ml each are collected 25 amid-6- (2-aminoethylamino) -purine dinucleotide (see Part A). The wavelengths containing are suspended for each fraction. In order to support the solution of the biotin-maximum optical absorption in the ultraviolet range and zen, a few drops of 0.1 n sodium hydroxide solution are added to determine the optical density at this wavelength. Furthermore sets. Then the resulting solution 240 mg of 1-cyclo-the optical density of each fraction at 340 nm is determined after the hexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide-metho-p-toluenesulfo reduction with alcohol dehydrogenase. Those 30 nat were added, solution by dropwise addition of 0.1 n hydrochloric acid fractions which have an absorption maximum at 264 nm. The reaction mixture is left for 5 hours and a ratio of optical density at 340 nm to 264 nm at room temperature and then in 10 ml of acetone of more than 0.05 are combined. This combined material is poured in at -10 ° C. The oil which forms is reduced to 15 to 20 ml on a rotary evaporator, washed twice with 5 to 10 ml of ether and in 1 to 2 ml and through a 2.5 x 28 cm column filled with Dowex 1-X8 35 water dissolved. The resulting material was purified as described above (Bio-Rad Laboratories, Richmond, California) using paper electrophoresis. After water had been equilibrated. With additional spraying with sodium cyanide appearing 2 fluorescent water, the combined material becomes bands through the column, one of which faces the cathode and the other, collecting 10 ml fractions. The Frak has migrated to the anode. The latter band, which contains the NAD bio-ion with an absorption maximum at 264 nm and a 40 tin conjugate, is washed with water and stored at a ratio of optical density at 340 nm to 264 nm of -20 ° C.
mehr als 0,1 werden vereinigt. more than 0.1 are combined.
Dieses vereinigte Material wird durch eine mit Doweg Beispiel 2 : Homogener spezifischer Bindungstest; Wirkung von This combined material is determined by a Doweg Example 2: Homogeneous specific binding test; Effect of
50-X2 gefüllte Säule von 5x45 cm (Vertrieb Bio-Rad Laborato- Avidin und Biotin auf die enzymatische Kreislaufgeschwindig-ries, Richmond, California), die mit Wasser äquilibriert worden 45 keit von NAD und NAD-Biotin-Konjugaten war, geleitet. Mit zusätzlichem Wasser wird das Material durch Das in diesem Beispiel verwendete Kreislaufsystem basiert die Säule gewaschen, wobei 20-ml-Fraktionen aufgefangen wer- auf folgenden Reaktionen: 50-X2 filled column of 5x45 cm (sales Bio-Rad Laborato-Avidin and Biotin to the enzymatic circulatory system, Richmond, California), which had been equilibrated with water, led to 45% of NAD and NAD-biotin conjugates. The material is washed with additional water. The circulation system used in this example is based on the column, whereby 20 ml fractions are collected on the following reactions:
den. Die Fraktionen mit einem Absorptionsmaximum bei the. The fractions with an absorption maximum at
/ \ t.» j . r Milchsäure - / \ t. » j. r lactic acid -
(a) NAD-Ligand + Lactat De hydrogenase ^ (a) NAD ligand + lactate de hydrogenase ^
NADH-Ligand + Pyruvat NADH ligand + pyruvate
(b) NADH-Ligand + Thiazolylblau (oxidiert) DiaPhorase ^ (b) NADH ligand + thiazolyl blue (oxidized) diaPhorase ^
NAD-Ligand + Thiazolylblau (reduziert) NAD ligand + thiazolyl blue (reduced)
Es wurden 8 Reaktionsgemische hergestellt, von denen wurden bei Raumtemperatur 2 bis 3 Stunden lang inkubiert, 8 reaction mixtures were prepared, of which incubation was carried out at room temperature for 2 to 3 hours,
jedes ein Gesamtvolumen von 0,5 ml aufwies und 0,12 m Jedes Reaktionsgemisch wurde mit einem wässrigen each had a total volume of 0.5 ml and 0.12 m. Each reaction mixture was washed with an aqueous
N,N-Bis-2-hydroxyäthylglycin-hydrochlorid-Puffer von pH 7,8 Enzym-Substrat-Gemisch in Berührung gebracht durch Zusatz enthielt. Konzentrationen bzw. Aktivitäten von NAD, NAD- von 0,1-ml 1 m-Lithiumlactat, 0,05 ml 10 mM Thiazolylblau in Biotin-Konjugat (s. Beispiel 1), Biotin und Avidin, welch letzte- 65 oxidierter Form und einer zum Auffüllen auf 1 ml Reaktionsvo- N, N-bis-2-hydroxyethylglycine hydrochloride buffer of pH 7.8 enzyme-substrate mixture contacted by addition contained. Concentrations or activities of NAD, NAD- of 0.1 ml of 1 M lithium lactate, 0.05 ml of 10 mM thiazolyl blue in biotin conjugate (see Example 1), biotin and avidin, which last- 65 oxidized form and one for filling up to 1 ml reaction
res Bindungsaffinität zum Biotin besitzt, zeigt Tabelle 1. Eine lumen ausreichenden Menge von 0,12 m N,N-Bis-2-Hydroxy- res has binding affinity for biotin, shows Table 1. A lumen sufficient amount of 0.12 m N, N-bis-2-hydroxy-
Einheit der Avidin-Aktivität ist diejenige Avidinmenge, die zur äthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,8, der 0,38 interatio- The unit of avidin activity is that amount of avidin which forms the ethylglycine hydrochloride buffer with a pH of 7.8 and 0.38 interatio-
Bindung von 1 p,g Biotin befähigt ist. Die Reaktionsgemische naie Einheiten Rinderherz-Milchsäuredehydrogenase und 1,5 Binding of 1 p, g biotin is capable. The reaction mixtures naie units bovine heart lactic acid dehydrogenase and 1.5
15 635 438 15 635 438
internationale Einheiten Schweineherz-Diaphorase enthielt. Dichte bei 570 nm während einer 24-Minuten-Periode inner- international units contained pig heart diaphorase. Density at 570 nm during a 24-minute period
Die relative Produktionsgeschwindigkeit der reduzierten Form halb der ersten Stunde nach Zusatz des Enzym-Substrat- The relative production rate of the reduced form half the first hour after adding the enzyme substrate
des Thiazolylblaus wurde dann in allen Reaktionsgemischen Gemischs ermittelte. Das gesamte Verfahren wurde im Doppel bestimmt, indem man die Gesamtveränderung der optischen ausgeführt und die Mittelwerte zeigt Tabelle 1. The thiazolyl blue was then determined in all reaction mixtures. The entire procedure was determined in duplicate by performing the total change in optical and the mean values are shown in Table 1.
Tabelle 1 Table 1
Reaktion reaction
Konzentration concentration
Konzentration an Concentration
Konzentration concentration
Avidin-Aktivität mitti. Zunahme Avidin activity mitti. increase
an NAD (nM) to NAD (nM)
NAD-Biotin-Konjugat (nM) NAD-biotin conjugate (nM)
an Biotin (nM) to biotin (nM)
(Einheiten) (Units)
der optischen Dichte (570 nm) optical density (570 nm)
1 1
0,002 0.002
2 2nd
220 220
- -
- -
- -
0,103 0.103
3 3rd
- -
360 360
- -
- -
0,079 0.079
4 4th
- -
- -
360 360
- -
0,003 0.003
5 5
220 220
- -
- -
0,11 0.11
0,103 0.103
6 6
- -
360 360
- -
0,11 0.11
0,025 0.025
7 7
- -
360 360
360 360
0,11 0.11
0,069 0.069
8 8th
- -
- -
- -
0,11 0.11
0,001 0.001
Die Reaktionen 1,4 und 8 sind Vergleichsversuche, die zei- dung vermindert proportional der Konzentration des Biotins gen, dass in Abwesenheit von NAD und dem NAD-Biotin-Kon- im Reaktionsgemisch. Reactions 1, 4 and 8 are comparative experiments, the drawing decreases proportionally to the concentration of the biotin gene in the absence of NAD and the NAD-Biotin-Kon- in the reaction mixture.
jugat im wesentlichen kein Kreisprozess stattfindet. Die Ergeb- Das Beispiel zeigt somit, dass die Aktivität von NAD im nisse der Reaktionen 2 und 3 zeigen, dass das NAD-Biotin-Kon- 25 NAD-Biotin-Konjugat bezüglich des Kreislaufreaktionssy-jugat eine signifikante Coenzym-Aktivität gegenüber nativem stems in Gegenwart von Avidin vermindert ist und das Aus-NAD ausübt. Aus den Ergebnissen der Reaktionen 3 und 6 mass dieser Verminderung durch die zusätzliche Anwesenheit ersieht man, dass die Anwesenheit von Avidin im Reaktionsge- von Biotin verkleinert wird. jugat essentially no cycle takes place. The result thus shows that the activity of NAD in the reaction of reactions 2 and 3 shows that the NAD-biotin conjugate-25 NAD-biotin conjugate has a significant coenzyme activity with respect to the native stems in relation to the circulatory reaction syjugate Presence of avidin is decreased and the Aus-NAD exerts. From the results of reactions 3 and 6 due to this reduction due to the additional presence, it can be seen that the presence of avidin in the reaction mixture of biotin is reduced.
misch die Bildung des Thiazolylblau (reduzierte Form) inhibiert, wenn das vorhandene NAD mit Biotin konjugiert ist. 30 Beispiel 3: Homogener konkurrierende Bindung/Biolumines-Durch Vergleich der Ergebnisse der Reaktionen 6 und 7 zenztest; Einfluss verschiedener Biotinmengen auf die maxi erkennt man, dass die Anwesenheit von freiem Biotin das Aus- male Lichtintensität mass der Inhibierung der Thiazolylblau (reduzierte Form-)Bil- Das Reaktionssystem dieses Beispiels basiert auf folgenden mixed inhibits the formation of thiazolyl blue (reduced form) when the existing NAD is conjugated with biotin. 30 Example 3: Homogeneous Competing Binding / Biolumines-by comparing the results of reactions 6 and 7 zenztest; Influence of different amounts of biotin on the maxi shows that the presence of free biotin shows the overall light intensity due to the inhibition of thiazolyl blue (reduced form). The reaction system of this example is based on the following
Reaktionen: Reactions:
(c) NAD-Ligand + Äthanol ^ ^-^ohol-- > (c) NAD ligand + ethanol ^ ^ - ^ ohol-->
Dehydrogenase Dehydrogenase
NADH-Ligand + Acetaldehyd NADH ligand + acetaldehyde
(d) NADH-Ligand + FMN* + H® ^ v *?ADH . (d) NADH ligand + FMN * + H® ^ v *? ADH.
Dehydrogenase" Dehydrogenase "
NAD-Ligand + FMNH^ NAD ligand + FMNH ^
(e) FMNH2 + langkettiger Aldehyd + 02 Luciferas e—^ (e) FMNH2 + long chain aldehyde + 02 Luciferas e— ^
J?MN + langkettige Säure + H20 + hV J? MN + long chain acid + H20 + hV
Flavimaononucleotid Flavimaononucleotide
Eine lichterzeugende Lösung zur Durchführung der Reak- Suspension bei 1500xg 10 Minuten zentrifugiert und der tionen (d) und (e) wurde wie folgt zubereitet: Ein 0,13- m-Phos- Kuchen wurde verworfen. Die lichterzeugende Lösung wurde phatpuffer vom pH 7,0,0,67 Gewichts-% Rinderserumalbumin, dann innerhalb 5 Minuten bis zur Verwendung hergestellt 15,7 (xM Flavinmononucleotid (FMN) und 13,3 mM Natrium- 60 durch Vereinigen von 75 jxl des Reagensgemischs, 5 |il oder acetat enthaltendes Reaktionsgemisch wurde im Dunkeln bei Dodecanal-Emulsion und 20 jxl der Luciferaselösung. -20 °C gelagert. Eine Emulsion aus 5 p.1 Dodecanal in 5 ml Was- Um die durch Reaktion (e) erzeugte Lichtmenge zu bestim-ser wurde an dem Tag, an dem die lichterzeugende Lösung ver- men, wurde ein Photometer gebaut, das aus einem Photodetek-wendet werden sollte, hergestellt. Aus Photobacterium fisheri tor und einer 6 x 50-mm-Küvette bestand, welche innerhalb (Vertrieb Worthington Biochemical Corp., Freehold, New Jer- 65 einer lichtintegrierenden Kugel derart angebracht war, dass sey) extrahierte, lyophilisierte Luciferase wurde zu 0,013-m- das in der Küvette erzeugte Licht auf den Photodetektor Phosphatpuffer vom pH 7,3 in einer Konzentration von reflektiert wurde. Das durch den Photodetektor erzeugte elek- A light-generating solution to carry out the reac suspension was centrifuged at 1500xg for 10 minutes, and the ions (d) and (e) were prepared as follows: A 0.13 m Phos cake was discarded. The light generating solution was made up of phate buffer pH 7.0.0.67% by weight bovine serum albumin, then used within 5 minutes until use 15.7 (xM flavin mononucleotide (FMN) and 13.3 mM sodium-60 by combining 75 μl of the Reagent mixture containing 5 μl or acetate was stored in the dark with a dodecanal emulsion and 20 μl of the luciferase solution at −20 ° C. An emulsion of 5 μl of dodecanal in 5 ml Was- Um the amount of light generated by reaction (s) on the day on which the light-generating solution came together, a photometer was built, which was to be used from a photodetector, consisting of Photobacterium fisheri tor and a 6 x 50 mm cuvette, which consisted of inside (distribution Worthington Biochemical Corp., Freehold, New York-65 a light-integrating sphere was attached such that sey), extracted, lyophilized luciferase was converted to 0.013-m-the light generated in the cuvette onto the photodetector phosphate buffer of pH 7 , 3 was reflected in a concentration of. The electrical generated by the photodetector
20 mg/ml zugesetzt. Nach 30 Minuten wurde die resultierende tronische Signal wurde zu einem Linienschreiber weitergelei- 20 mg / ml added. After 30 minutes the resulting tronic signal was passed on to a line recorder
635 438 635 438
16 16
tet. Die maximale Lichtstärke wurde aus den Aufzeichnungen des Schreibers und auf dem Streifen angebrachten willkürlichen Einheiten entnommen. tet. The maximum light intensity was taken from the writer's notes and arbitrary units attached to the strip.
Es wurden 7 Reaktionsgemische hergestellt, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 0,2 ml aufwies und 0,1 m Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-hydrochlorid-Puffer vom pH 8,0,0,6 m Äthanol, 0,01 m Semicarbazid-hydrochlorid, 343 nM NAD-Biotin-Konjugat (s. Beispiel 1), 0,025 internationale Einheiten Alkohol-Dehydrogenase und 0,055 Einheiten Avidin enthielt. Zu 6 der 7 Reaktionsgemische, das heisst zu den Gemischen 2 bis 7 von Tabelle 2, wurde Biotin in den angegebenen Konzentrationen zugesetzt. 7 reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 0.2 ml and 0.1 m tris (hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride buffer with a pH of 8.0.0.6 m ethanol, 0.01 m semicarbazide hydrochloride, 343 nM NAD-biotin conjugate (see Example 1), 0.025 international units of alcohol dehydrogenase and 0.055 units of avidin. Biotin was added to 6 of the 7 reaction mixtures, that is to say mixtures 2 to 7 of Table 2, in the concentrations indicated.
Die Reaktionsgemische wurden bei Raumtemperatur etwa 30 Minuten lang inkubiert. 10 jxl von jedem Reaktionsgemisch wurden in einzelne Küvetten eingespritzt, die wie im vorangehenden Beispiel in einem Photometer angeordnet waren und 100 jil der vorstehenden lichterzeugenden Lösung enthielten, die 2 bis 3 Minuten bei 28 °C vorinkubiert worden war. Das gesamte Verfahren wurde im Doppel ausgeführt, die Mittelwerte zeigt Tabelle 2. The reaction mixtures were incubated at room temperature for about 30 minutes. 10 μl of each reaction mixture was injected into individual cuvettes, which were arranged in a photometer as in the previous example and contained 100 μl of the above light-generating solution, which had been preincubated at 28 ° C. for 2 to 3 minutes. The entire procedure was carried out in duplicate, the mean values are shown in Table 2.
Tabelle 2 Table 2
Reaktionsgemisch Reaction mixture
Konzentration an Biotin (nM) Concentration of biotin (nM)
maximale maximum
Lichtintensität Light intensity
(Mittelwert) (Average)
1 1
0 0
36 36
2 2nd
25 25th
44 44
3 3rd
50 50
57 57
4 4th
100 100
79 79
5 5
150 150
90 90
6 6
200 200
97 97
7 7
300 300
104 104
gen Medium unter Anwendung einer konkurrierenden Bindungsreaktion in einem Biolumineszenztest. gene medium using a competitive binding reaction in a bioluminescence test.
Beispiel 4: Herstellung von 2,4-Dinitrophenyl-fluorescein-Kon-5 jugat; Fluorescein-3'[6-(2,4-dinitroanilino)hexanoat] Example 4: Preparation of 2,4-dinitrophenyl-fluorescein-Kon-5 jugate; Fluorescein-3 '[6- (2,4-dinitroanilino) hexanoate]
Bei der Synthese wird das Säurechlorid der 6-(2,4-Dinitro-anilino)-hexansäure mit dem Dinatriumsalz des Fluoresceins umgesetzt. Die 6-(2,4-Dinitroanilino)-hexansäure wurde nach dem in Biochem. J. 42:287-294 (1948) beschriebenen Verfahren io hergestellt. In the synthesis, the acid chloride of 6- (2,4-dinitro-anilino) -hexanoic acid is reacted with the disodium salt of fluorescein. The 6- (2,4-dinitroanilino) -hexanoic acid was after the in Biochem. J. 42: 287-294 (1948).
1,5 g (5 Millimol) 6-(2,4-Dinitroanilino)-hexansäure wurden in Lösung in das Säurechlorid überführt durch Umsetzung mit 10 ml warmem Thionylchlorid während 15 Minuten; anschliessend wurde abgekühlt und mit 20 ml Hexan verdünnt. Das so i5 entstandene feste Säurechlorid wurde abfiltriert und sorgfältig getrocknet und dann zu 600 mg des Dinatriumsalzes von Fiuorescein in 10 ml trockenem Aceton zugegeben. Nach 5stündi-gem Kochen am Rückfluss wurde die Reaktion durch Zusatz von 2 ml Wasser und 5 ml Aceton abgebrochen. Nach 30 Minu-20 ten bei 25 °C wurde das Gemisch zur Trockene eingeengt und der Rückstand wurde zwischen Äthylacetat und wässriger Natriumbicarbonatlösung verteilt. Die organische Phase wurde abgesondert und mit l%iger wässriger Schwefelsäure gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet 25 und eingeengt. Das rote Öl wurde an 60 g Silikagel 60 (Vertrieb E. Merck, Darmstadt, BRD) chromatographiert unter Verwendung von 20 Volumen-% Aceton in Tetrachlorkohlenstoff als Eluierungsmittel. Die dabei erhaltenen 1,2 g unreiner Bis-Ester wurden erneut an 60 g Silikagel mit 10 Volumen-% Aceton in 3o Tetrachlorkohlenstoff chromatographiert. Geeignete Fraktionen wurden vereinigt und eingeengt, wobei 180 mg eines gelben glasartigen Feststoffs erhalten wurden. 1.5 g (5 millimoles) of 6- (2,4-dinitroanilino) hexanoic acid was converted into the acid chloride in solution by reaction with 10 ml of warm thionyl chloride for 15 minutes; it was then cooled and diluted with 20 ml of hexane. The solid acid chloride thus formed was filtered off and carefully dried and then added to 600 mg of the disodium salt of fiuorescein in 10 ml of dry acetone. After refluxing for 5 hours, the reaction was stopped by adding 2 ml of water and 5 ml of acetone. After 30 minutes at 25 ° C the mixture was evaporated to dryness and the residue was partitioned between ethyl acetate and aqueous sodium bicarbonate solution. The organic phase was separated and washed with 1% aqueous sulfuric acid, dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated. The red oil was chromatographed on 60 g of silica gel 60 (E. Merck, Darmstadt, Germany) using 20% by volume of acetone in carbon tetrachloride as the eluent. The 1.2 g of impure bis-ester obtained in this way were again chromatographed on 60 g of silica gel with 10% by volume of acetone in 30 ° carbon tetrachloride. Appropriate fractions were pooled and concentrated to give 180 mg of a yellow glassy solid.
Analyse: Ber. für GwHssNsChs: C: 59,33; H: 4,30; N: 9,43; Gef.: C: 60,92; H: 4,35; N: 6,65. Analysis: Ber. for GwHssNsChs: C: 59.33; H: 4.30; N: 9.43; Found: C: 60.92; H: 4.35; N: 6.65.
35 Das Infrarotspektrum zeigte die erwartete Ester-Carbonyl-Absorption bei 1765 cm-1. 35 The infrared spectrum showed the expected ester carbonyl absorption at 1765 cm-1.
Dieses Beispiel zeigt somit, dass der Peak der Lichtintensität, die die Biolumineszenzreaktion erzeugt, und damit die Aktivität des NAD im NAD-Biotin-Konjugat, eine direkte Funktion der im Reaktionsgemisch vorhandenen Biotinmenge sind. Die Erfindung liefert daher ein Testgemisch und ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Liganden Biotin in einem flüssiBeispiel 5: Homogener spezifischer Bindungstest für Derivate von 2,4-Dinitrobenzol und Antikörper dagegen unter Verwen-4o dung eines Enzymsubstrats (modifiziertes Fiuorescein) als markierender Substanz This example thus shows that the peak of the light intensity that the bioluminescence reaction produces, and thus the activity of the NAD in the NAD-biotin conjugate, is a direct function of the amount of biotin present in the reaction mixture. The invention therefore provides a test mixture and a method for the quantitative determination of the ligand biotin in a liquid. Example 5: Homogeneous specific binding test for derivatives of 2,4-dinitrobenzene and antibodies against it using an enzyme substrate (modified fiuorescein) as a labeling substance
Die verwendeten Testsysteme basierten auf der Reaktion von Schema 1. The test systems used were based on the reaction of Scheme 1.
17 17th
2 ,4 - Dinitrophenyl-fluorescein-K.onjugat 2, 4 - Dinitrophenyl-fluorescein K. conjugate
635 438 635 438
+ andereProdukte + other products
(naximaleFluoreszen ze bei 510 nn) (maximum fluorescence at 510 nn)
r =- r = -
-(ch2)5 - (ch2) 5
nh nh
0„N 0 "N
C C.
r r
// //
.no, .no,
A. Homogener Test mit direkter Bindung/Fluoreszenz auf Antikörper gegen 2,4-Dinitrophenyl; Einfluss verschiedener Mengen des Antikörpers auf die Reaktionsgeschwindigkeit A. Homogeneous direct binding / fluorescence test for antibodies against 2,4-dinitrophenyl; Influence of different amounts of the antibody on the reaction rate
7 spezifische Reaktionsgemische wurden zubereitet und analysiert. Für jedes Gemisch wurden 20 jil 1 jxM 2,4-Dinitro-phenyl-fluorescein-Konjugate (siehe Beispiel 4) in Dimethylsul-foxid mit einem Volumen Antiserum gegen 2,4-Dinitrophenyl gemäss Tabelle 3 und mit einer für ein Gesamtvolumen von 2,0 ml ausreichenden Volumenmenge an 0,1 m Bis-hydroxy-äthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0 vereinigt. Die Hintergrund-Hydrolysengeschwindigkeit der Esterbindung im Konjugat wurde für jedes Reaktionsgemisch 3 Minuten lang verfolgt, indem man die Zunahme der Fluoreszenzintensität bei 510 nm mit einem auf die Anregung bei 470 nm eingestellten Fluorometer bestimmte. Dann wurden zu jedem Reaktionsgemisch 10 nl 0,1 m Bis-hydroxyäthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0, der 0,54 Einheiten Typ I-Esterase (E.C. No. 3.1.1.1, Vertrieb Sigma Chemical Co, St. Louis, Missouri) enthielt, zugegeben. Die resultierende Gesamtgeschwindigkeit wurde wie im Fall der Hintergrund-Hydrolysengeschwindigkeit gemessen, die Ergebnisse zeigt Tabelle 3. 7 specific reaction mixtures were prepared and analyzed. For each mixture, 20 μl 1 μl M 2,4-dinitro-phenyl-fluorescein conjugates (see Example 4) in dimethyl sulphoxide with a volume of antiserum against 2,4-dinitrophenyl according to Table 3 and with a volume of 2, 0 ml of sufficient volume of 0.1 m bis-hydroxy-ethylglycine hydrochloride buffer of pH 7.0 combined. The background hydrolysis rate of the ester bond in the conjugate was followed for 3 minutes for each reaction mixture by measuring the increase in fluorescence intensity at 510 nm with a fluorometer set at 470 nm for excitation. Then 10 ml of 0.1 M bis-hydroxyethylglycine hydrochloride buffer of pH 7.0, the 0.54 units of type I esterase (EC No. 3.1.1.1, sales Sigma Chemical Co, St. Louis, Missouri) contained, admitted. The resulting overall rate was measured as in the case of the background hydrolysis rate, the results are shown in Table 3.
Tabelle 3 Table 3
Reaktions Reaction
Menge amount
Hintergrund- Background-
Gesamt-Reak- Total react
gemisch mixture
Antiserum (jil) Antiserum (jil)
Hydrolysenge tionsgeschwin- Hydrolysis rate
schwindigkeit digkeit speed speed
1 1
0 0
0,02 0.02
2,68 2.68
2 2nd
5 5
0,07 0.07
2,48 2.48
3 3rd
10 10th
0,11 0.11
1,91 1.91
4 4th
20 20th
0,17 0.17
1,08 1.08
5 5
30 30th
0,21 0.21
0,63 0.63
6 6
40 40
0,22 0.22
0,45 0.45
7 7
60 60
0,26 0.26
0,30 0.30
Dieser Teil des Beispiels zeigt, dass die Netto-Reaktionsge-35 schwindigkeit der Hydrolyse eine umgekehrte Funktion der Menge an Antikörper zu Ligand, 2,4-Dinitrophenyl, der im Reaktionsgemisch vorhanden ist, darstellt. Ferner konnte gezeigt werden, dass die Reaktionsgeschwindigkeit der Hinter-grund-Hydrolysenreaktion eine direkte Funktion der Antikör-40 permenge im Reaktionsgemisch ist. Die Erfindung stellt daher ein Testgemisch und ein Verfahren zur Bestimmung eines Antikörpers gegen 2,4-Dinitrophenyl (Ligand) in einem flüssigen Medium unter Anwendung eines direkten Bindungstests (Fluoreszenzverfahren) dar. This part of the example shows that the net reaction rate of hydrolysis is an inverse function of the amount of antibody to ligand, 2,4-dinitrophenyl present in the reaction mixture. It could also be shown that the reaction rate of the background hydrolysis reaction is a direct function of the amount of antibody in the reaction mixture. The invention therefore represents a test mixture and a method for determining an antibody against 2,4-dinitrophenyl (ligand) in a liquid medium using a direct binding test (fluorescence method).
45 45
B. Homogener Test (konkurrierende Bindung/Fluoreszenz) auf Derivate des 2,4-Dinitrobenzols; Einfluss verschiedener Mengen 2,4-Dinitrophenyl-ß-Alanin auf die Reaktionsgeschwindigkeit. B. Homogeneous test (competitive binding / fluorescence) for derivatives of 2,4-dinitrobenzene; Influence of different amounts of 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine on the reaction rate.
so 10 Reaktionsgemische wurden zubereitet, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 2,0 ml aufwies und 0,1 m Bis-hydroxy-äthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0 und 2,4-Dinitrophe-nyl-ß-alanin (Herstellung s. J. Amer. Chem. Soc. 76:1328 (1954) in den in Tabelle 4 angegebenen Konzentrationen enthielt. Zu 9 55 der 10 Reaktionsgemische, das heisst zu den Proben 2 bis 10, wurde eine Menge Antiserum gegen 2,4-Dinitrophenyl zugesetzt, die ausreichte zur Inhibierung der Geschwindigkeit der Esterase-katalysierten Reaktion im Gemisch Nr. 1 um 60%. Nach dem Mischen wurden 20 jjlI 1 n-m 2,4-Dinitrophenyl-fluo-60 rescein-Konjugat (s. Beispiel 4) in Dimethylsulfoxid zu jedem Reaktionsgemisch zugegeben, gefolgt von 10 (il 0,1 m Bis-hydroxyäthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0, der 0,54 Einheiten Typ I-Esterase (E.C. No. 3.1.1.1, Vertrieb Sigma Chemical Co, St. Louis, Missouri) enthielt. Die resultierende 65 Reaktionsgeschwindigkeit wurde wie in Teil A gemessen. Für die Reaktionen 2 bis 10 wurde die Reaktionsgeschwindigkeit in Prozent der Geschwindigkeit der Reaktion Nr. 1 (kein Antikörper vorhanden) berechnet, die Ergebnisse zeigt Tabelle 4. 10 reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 2.0 ml and 0.1 M bis-hydroxyethylglycine hydrochloride buffer of pH 7.0 and 2,4-dinitrophenyl-β-alanine (preparation see J. Amer. Chem. Soc. 76: 1328 (1954) in the concentrations given in Table 4. 9 55 of the 10 reaction mixtures, that is to say Samples 2 to 10, were treated with a large amount of antiserum against 2,4- Dinitrophenyl was added, which was sufficient to inhibit the speed of the esterase-catalyzed reaction by 60% in mixture No. 1. After mixing, 20 μl of 1 nm 2,4-dinitrophenyl-fluo-60 rescein conjugate (see Example 4) were added Dimethyl sulfoxide was added to each reaction mixture, followed by 10 (0.1 ml 0.1M bis-hydroxyethylglycine hydrochloride buffer of pH 7.0 containing 0.54 units of type I esterase (EC No. 3.1.1.1, sales Sigma Chemical Co, St. Louis, Missouri) The resulting 65 reaction rate was measured as in Part A. For reactions 2 to 10, the reaction rate is calculated as a percentage of the rate of reaction No. 1 (no antibody present), the results are shown in Table 4.
635 438 635 438
18 18th
Tabelle 4 Table 4
Reaktions Reaction
Konzentration Reaktionsge- Concentration reaction
% der gemisch an schwindigkeit % of the mixture of speed
Reaktionsge Reaction area
2,4-Dinitrophe schwindigkeit 2,4-Dinitrophic speed
nyl-ß-alanin (nM) nyl-ß-alanine (nM)
von Reaktion 1 of reaction 1
1 1
0 0
2,78 2.78
2 2nd
0 0
1,04 1.04
37 37
3 3rd
5 5
1,01 1.01
36 36
4 4th
10 10th
1,04 1.04
37 37
5 5
20 20th
1,24 1.24
45 45
6 6
30 30th
1,51 1.51
54 54
7 7
50 50
1,54 1.54
56 56
8 8th
75 75
1,80 1.80
65 65
9 9
100 100
1,85 1.85
67 67
10 10th
150 150
2,33 2.33
84 84
Dieser Teil des Beispiels zeigt somit, dass die Geschwindigkeit der Hydrolyse eine direkte Funktion der Menge an 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin im Reaktionsgemisch ist. Die Erfindung stellt daher ein Testgemisch und ein Verfahren bereit zur Bestimmung von Liganden wie Derivaten des 2,4-Dinitroben-zols in einem flüssigen Medium unter Anwendung einer konkurrierenden Bindungsreaktion/Fluoreszenz. This part of the example thus shows that the rate of hydrolysis is a direct function of the amount of 2,4-dinitrophenyl-β-alanine in the reaction mixture. The invention therefore provides a test mixture and a method for the determination of ligands such as derivatives of 2,4-dinitrobenzene in a liquid medium using a competing binding reaction / fluorescence.
C. Homogener spektrophotometrischer Test mit konkurrierender Bindung auf Derivate des 2,4-Dinitrobenzol; Einfluss verschiedener Mengen 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin auf die Reaktionsgeschwindigkeit C. Homogeneous spectrophotometric test with competing binding for derivatives of 2,4-dinitrobenzene; Influence of different amounts of 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine on the reaction rate
8 Reaktionsgemische wurden zubereitet, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 1,0 ml aufwies und 0,1 m Tris-(hydroxy-methyl-)aminomethan-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0 und 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin in den in Tabelle 5 angegebenen Konzentrationen enthielt. Zu 7 der 8 Reaktionsgemische, nämlich den Gemischen 2 bis 8, wurde eine Menge Antiserum gegen 2,4-Dinitrophenyl zugesetzt, die ausreichte zur Inhibierung der Geschwindigkeit der Esterase-katalysierten Reaktion im Gemisch Nr. 1 um 82%. Nach dem Vermischen wurden zu jedem Reaktionsgemisch 10 (il 0,1 mM 2,4-Dinitrophenyl-fluo-rescein-Konjugat (siehe Beispiel 4) in Dimethylsulfoxid zugesetzt, dann wurden 20 p.1 0,1 m Tris-(hydroxymethyl)-aminome-than-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0 zugegeben, der 2,16 internationale Einheiten Typ I-Esterase (E.C. No. 3.1.1.1, Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri) enthielt. Die Veränderung der Absorption wurde bei 489 nm pro Minute mit einem Spek-trophotometer Gilford 2000 verfolgt, die Ergebnisse zeigt Tabelle 5. 8 reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 1.0 ml and 0.1 M tris (hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 7.0 and 2,4-dinitrophenyl-β-alanine in contained the concentrations given in Table 5. To 7 of the 8 reaction mixtures, namely mixtures 2 to 8, an amount of antiserum against 2,4-dinitrophenyl was added which was sufficient to inhibit the rate of the esterase-catalyzed reaction in mixture No. 1 by 82%. After the mixing, 10 (il 0.1 mM 2,4-dinitrophenyl-fluorescein conjugate (see Example 4) in dimethyl sulfoxide were added to each reaction mixture, then 20 p.1 0.1 M tris (hydroxymethyl) aminomethane than hydrochloride pH 7.0 buffer containing 2.16 international units of type I esterase (EC No. 3.1.1.1, Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri) was added tracked at 489 nm per minute with a Gilford 2000 spectrophotometer, the results are shown in Table 5.
Tabelle 5 Table 5
Reaktionsgemisch Konzentration an Veränderung der Reaction mixture concentration of change in
2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin Absorption (UM) 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine absorption (UM)
1 1
0 0
0,0261 0.0261
2 2nd
0 0
0,0047 0.0047
3 3rd
1,25 1.25
0,0118 0.0118
4 4th
2,5 2.5
0,0131 0.0131
5 5
5,0 5.0
0,0185 0.0185
6 6
7,5 7.5
0,0202 0.0202
7 7
10,0 10.0
0,0192 0.0192
8 8th
12,5 12.5
0,0223 0.0223
Dieser Teil des Beispiels zeigt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit eine direkte Funktion der Menge an 2,4-Dinitrophenyl-ß-Alanin im Reaktionsgemisch ist. Die Erfindung liefert daher ein Testgemisch und ein Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit von Liganden wie Derivaten des 2,4-Dinitrobenzols in einem flüssigen Medium unter Verwendung eines spektrophotometrischen Tests und einer konkurrierenden Bindungsreaktion. This part of the example shows that the reaction rate is a direct function of the amount of 2,4-dinitrophenyl-β-alanine in the reaction mixture. The invention therefore provides a test mixture and method for determining the presence of ligands such as derivatives of 2,4-dinitrobenzene in a liquid medium using a spectrophotometric test and a competing binding reaction.
D. Homogener Test mit konkurrierender Bindung/Fluoreszenz auf Derivate des 2,4-Dinitrobenzol; Verwendung einer nicht-enzymatischen Monitor-Reaktion D. Homogeneous competitive binding / fluorescence test for derivatives of 2,4-dinitrobenzene; Using a non-enzymatic monitor response
Das Testsystem entsprach dem in Schema 1 gezeigten System, jedoch wurde keine Esterase zur Katalysierung der Hydrolyse der Esterbindung im Konjugat zugesetzt. The test system corresponded to the system shown in Scheme 1, but no esterase was added to catalyze the hydrolysis of the ester bond in the conjugate.
8 Reaktionsgemische wurden hergestellt, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 2 ml aufwies und 0,1 m Tris-(hydroxy-methyl)-aminomethan-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,5 und 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin in den in Tabelle 6 angegebenen Konzentrationen enthielt. Zu jedem Reaktionsgemisch wurden 50 (il Antiserum gegen 2,4-Dinitrophenyl zugesetzt, und nach dem Vermischen wurden 20 (j.12 jiM 2,4-Dinitrophenyl-fluores-cein-Konjugat (siehe Beispiel 4) in Dimethylsulfoxid zugesetzt, worauf die resultierende Reaktionsgeschwindigkeit wie in Teil A dieses Beispiels beschrieben gemessen wurde. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 6. 8 reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 2 ml and 0.1 M tris (hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 7.5 and 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine in the in Contained concentrations given in Table 6. To each reaction mixture was added 50 (il antiserum against 2,4-dinitrophenyl, and after mixing, 20 (12 jiM 2,4-dinitrophenyl-fluores-cein conjugate (see Example 4) in dimethyl sulfoxide) was added, followed by the resulting Reaction rate was measured as described in Part A of this example, Table 6 shows the results.
Tabelle 6 Table 6
Reaktionsgemisch Reaction mixture
Konzentration an Concentration
Reaktionsgeschwin- Reaction rate
2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin digkeit 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine acidity
(nM) (nM)
1 1
0 0
0,96 0.96
2 2nd
12,5 12.5
0,94 0.94
3 3rd
31,2 31.2
0,84 0.84
4 4th
62,5 62.5
0,78 0.78
5 5
94,0 94.0
0,70 0.70
6 6
125 125
0,59 0.59
7 7
187 187
0,57 0.57
8 8th
250 250
0,53 0.53
Dieser Teil dieses Beispiels zeigt, dass die Hintergrund-Hydrolysengeschwindigkeit in Abwesenheit von Esterase eine umgekehrte Funktion der Menge an 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin im Reaktionsgemisch ist. Vorliegende Erfindung stellt daher ein Testgemisch und Verfahren bereit zur Bestimmung der Anwesenheit von Liganden wie Derivaten des 2,4-Dinitrobenzols in flüssigem Medium unter Verwendung einer konkurrierenden Bindung/Fluoreszenz, wobei der Bindungspartner nach Bindung an den Liganden im Konjugat an der Monitor-Reak-tion teilnimmt. This part of this example shows that the background hydrolysis rate in the absence of esterase is an inverse function of the amount of 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine in the reaction mixture. The present invention therefore provides a test mixture and method for determining the presence of ligands such as derivatives of 2,4-dinitrobenzene in liquid medium using competing binding / fluorescence, the binding partner after binding to the ligand in the conjugate on the monitor reac- tion participates.
Beispiel 6: Herstellung von 2,4-Dinitrophenyl-ATP-Konjugat (Derivat in 6-Stellung) Example 6: Preparation of 2,4-dinitrophenyl-ATP conjugate (derivative in 6-position)
N6-[2-(2,4-Dinitrophenyl)aminoäthyl]-adenosin-5'-triphos-phat. N6- [2- (2,4-dinitrophenyl) aminoethyl] adenosine 5'-triphosphate.
A. N6-(2-Aminoäthyl)-adenosin-5 ' -monophosphat A. N6- (2-aminoethyl) adenosine 5 'monophosphate
2 g (7 Millimol) 6-Chlorpurin-ribosid (Sigma Chemical Co, St. Louis, Missouri) werden mit 17 ml Triäthylphosphat verrührt und mit Phosphorylchlorid in Gegenwart von Wasser nach der Vorschrift von Chem. Scrip. 19:165-170 (1972) umgesetzt. Nach der Hydrolyse des Phosphodichloridats werden 9,5 ml (140 Millimol) Äthylendiamin zugegeben und bei Raumtemperatur während 3 Stunden reagieren gelassen. Das Reaktionsgemisch wird mit Wasser auf 4 Liter verdünnt und mit Natriumhydroxid auf pH 12 eingestellt. Diese Lösung wird durch eine 5x30-cm-Säule, gefüllt mit Dowex 1 x8 (Bio-Rad Laboratories, Richmond, California) in Acetatform, geleitet. Die Säule wird mit 310,01-m-Ammoniumchloridlösung gewaschen und das Chromatogramm wird mit einem linearen Gra- 2 g (7 millimoles) of 6-chloropurine riboside (Sigma Chemical Co, St. Louis, Missouri) are stirred with 17 ml of triethyl phosphate and with phosphoryl chloride in the presence of water according to the instructions from Chem. Scrip. 19: 165-170 (1972). After hydrolysis of the phosphodichloridate, 9.5 ml (140 millimoles) of ethylenediamine are added and the mixture is left to react at room temperature for 3 hours. The reaction mixture is diluted to 4 liters with water and adjusted to pH 12 with sodium hydroxide. This solution is passed through a 5x30 cm column filled with Dowex 1 x8 (Bio-Rad Laboratories, Richmond, California) in acetate form. The column is washed with 310.01 m ammonium chloride solution and the chromatogram is analyzed with a linear graph.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
19 635438 19 635438
dienten entwickelt, der aus 31 Wasser und 311-m-Essigsäure tet und das Chromatogramm wird mit einem linearen Gradien-erzeugt wird. Ein isolierter Peak an UV-absorbierendem Mate- tenaus 31 Wasser und 310,5-m-Ammoniumcarbonatlösung ent-rial, welcher zwischen 1800 und 2050 ml des Gradienten eluiert wickelt. Der zuerst eluierte Peak aus gelbem Material wird als wird, wird im Vakuum auf etwa 25 ml eingeengt. Beim Stehen das Diphosphat identifiziert. Ein zweiter Peak aus gelbem bei 7 °C bilden sich über Nacht weisse Kristalle, die gesammelt 5 Material, der zwischen 4,15 und 4,41 des Gradienten eluiert und getrocknet werden, wobei man 65% Ausbeute an Produkt wird, wird zur Trockene eingeengt und ergibt das gewünschte erhält. Eine Probe wird zur Analyse aus heissem Wasser umkri- Konkugat in 20%iger Ausbeute. Die Analyse zeigt 3,0 Phospha-stallisiert. treste pro Riboserest. were developed, which is tet from 31 water and 311-m-acetic acid and the chromatogram is generated with a linear gradient. An isolated peak of UV-absorbing material from 31 water and 310.5 m ammonium carbonate solution ent-rial, which eluates between 1800 and 2050 ml of the gradient. The first eluted peak of yellow material is called, is concentrated in vacuo to about 25 ml. When standing the diphosphate identified. A second peak of yellow at 7 ° C white crystals form overnight, the collected material, which is eluted between 4.15 and 4.41 of the gradient and dried, becoming 65% yield of product, is evaporated to dryness and gives the desired get. A sample is crystallized from hot water for analysis in 20% yield. The analysis shows 3.0 phospha-installed. residue per ribose residue.
Analyse: Ber. für C12H19N6O7P.2H2O: C: 33,8; H: 5,45; N: Analysis: Ber. for C12H19N6O7P.2H2O: C: 33.8; H: 5.45; N:
19,7 ; Gef.: C: 34,3; H: 5,22; N : 19,7. 10 Beispiel 7 : Herstellung von 2,4-Dinitrophenyl-ATP-Konjugat 19.7; Found: C: 34.3; H: 5.22; N: 19.7. 10 Example 7: Preparation of 2,4-dinitrophenyl-ATP conjugate
(Derivat in 8-Stellung); 8-[2-(2,4-Dinitrophenyl)aminoäthyl]ami- (Derivative in 8-position); 8- [2- (2,4-dinitrophenyl) aminoethyl] ami-
Dünnschichtenchromatogramme werden mit 2 Lösungs- noadenosin-5'-triphosphat mittelsystemen entwickelt, wobei das erste aus 4 Teilen 0,5-m- Thin-layer chromatograms are developed with 2 solution noadenosine 5'-triphosphate by means of systems, the first consisting of 4 parts of 0.5 m
Ammoniumacetat zu 1 Teil Äthanol und das zweite aus 3 Teilen A. 8-(2-Aminoäthyl)aminoadenosin-5'-monophosphat Isobuttersäure zu 5 Teilen 1-m-Ammoniumhydroxid besteht. In 15 Ein Gemisch aus 2,2 Millimol 8-Bromadenosin-5'-mono-beiden Fällen zeigte sich eine Komponente, die die Fluorés- phosphat (Herstellung s. Biphys. 163:561-159 (1974)), 66 Milli-zenz dämpfte und mit Ninhydrin reagierte. Die Verbindung in mol Äthylendiamin und 25 ml Wasser wird im Ölbad 2 Stunden 0,1-n-Salzsäure besass ein Absorptionsmaximum bei 264 nm, auf 140 °C erhitzt. Das abgekühlte Gemisch wird mit Natrium-der millimolare Extinktionskoeffizient betrug 17,7. Die Spektral- hydroxid auf pH 11,5 eingestellt und auf eine 2,5 x 55-cm-Säule eigenschaften entsprechen somit den Charakteristika von 20 aus Dowex 1x8 (Teilchengrösse 0,074 bis 0,037 mm, Bicarbo-N6-alkylierten Adenosinderivaten. natform) aufgegeben. Die Säule wird mit 300 ml Wasser und dann mit einem linearen Gradienten aus 31 Wasser und 31 Ammonium acetate to 1 part of ethanol and the second consists of 3 parts of A. 8- (2-aminoethyl) aminoadenosine-5'-monophosphate isobutyric acid to 5 parts of 1 m ammonium hydroxide. In 15 A mixture of 2.2 millimoles of 8-bromadenosine-5'-mono-two cases showed a component that the fluoresis phosphate (production see Biphys. 163: 561-159 (1974)), 66 milli-zenz steamed and reacted with ninhydrin. The compound in mol of ethylenediamine and 25 ml of water is heated in an oil bath for 2 hours at 0.14N hydrochloric acid with an absorption maximum at 264 nm at 140 ° C. The cooled mixture is sodium with the millimolar extinction coefficient was 17.7. The spectral hydroxide was adjusted to pH 11.5 and the properties on a 2.5 x 55 cm column thus correspond to the characteristics of 20 from Dowex 1x8 (particle size 0.074 to 0.037 mm, bicarbo-N6-alkylated adenosine derivatives. Natform). The column is filled with 300 ml of water and then with a linear gradient of 31 water and 31
B. N6-[2,4-Dinitrophenyl)aminoäthyl]-adenosin-5 ' -monophos- 0,5-m-Ammoniumbicarbonatlösung gewaschen. Die Absorp-phat tion der auslaufenden Lösung bei 25 nm wird verfolgt und ein B. N6- [2,4-dinitrophenyl) aminoethyl] adenosine-5 '-monophos- 0.5 m ammonium bicarbonate solution. The absorption of the leaking solution at 25 nm is followed and a
250 mg (0,65 Millimol) N6-(2-Aminoäthyl)adenosin-5'-mono- 25 Hauptpeak an absorbierendem Material wird zwischen 4,6 und phosphat gemäss Teil A dieses Beispiels werden in 20 ml Was- 5,81 des Gradienten eluiert. 250 mg (0.65 millimoles) of N6- (2-aminoethyl) adenosine-5'-mono-25 main peak of absorbent material is between 4.6 and phosphate according to Part A of this example in 20 ml of water-5.81 of the gradient eluted.
ser bei pH 8 gelöst. Dann werden 168 mg Natriumbicarbonat Das Ammoniumbicarbonat wird durch wiederholtes Ein- dissolved at pH 8. Then 168 mg of sodium bicarbonate. The ammonium bicarbonate is
und anschliessend 0,2 ml l-Fluor-2,4-dinitrobenzol (1,58 Milli- dunsten im Vakuum zur Trockene (5mal, jeweils 20 bis 30 ml mol, in 2 ml Äthanlol gelöst) zugegeben. Das Reaktionsgemisch Wasser) entfernt und der Rückstand wird in 20 ml Wasser unter wird im Dunkeln bei Raumtemperatur 4 Stunden gerührt, dann 30 Zusatz von Ammoniumhydroxid bis pH 8,0 gelöst. Die Lösung wird noch 0,1 ml l-Fluor-2,4-dinitrobenzol in 1 ml Äthanol zuge- wird filtriert, mit Ameisensäure auf pH 5,0 eingestellt und einen geben. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht gerührt, dann Tag bei 5 °C stehengelassen. Die sich bildenden Kristalle wer-mit Salzsäure auf pH 21,0 eingestellt und in 200 ml Methanol den gesammelt, bei pH 8,0 gelöst und erneut bei pH 5,0 umkri-gegossen. Der sich bildende Niederschlag wird in 200 ml Was- stallisiert. Die Ausbeute an Zwischenprodukt beträgt 27%. Im ser gelöst und die Lösung wird mit Natriumhydroxid auf pH 8,0 35 Dünnschichtenchromatogramm wandert das Produkt in einem eingestellt und an einer 2,5 x 30 cm Säule aus DEAE-Cellulose in Lösungsmittel aus 4 Teilen 0,5-m-Ammoniumacetatlösung zu Bicarbonatform (Reeve Angel, Clifton, New Jersey) chromato- 1 Teil Äthanol als ein Ninhydrin-positiver Fleck, der Fluores-graphiert. Das Chromatogramm wird mit einem linearen Gra- zenz dämpft. Das Absorptionsmaximum in 0,02-n-SaIzsäure dienten aus 1,51 Wasser und 1,510,7-m-Ammoniumbicarbonat- liegt bei 275 nm und der millimolare Extinktionskoeffizient lösung entwickelt. Ein Hauptpeak aus gelbem Material, das 40 beträgt 17,5. Diese Spektraleigenschaften sind charakteristisch UV-Licht absorbiert, wird zwischen 1200 und 1500 ml des Gra- für alkylierte 8-Aminoadenosinderivate. and then 0.2 ml of l-fluoro-2,4-dinitrobenzene (1.58 milliseconds in vacuo to dryness (5 times, in each case 20 to 30 ml mol, dissolved in 2 ml of ethanol) added. The reaction mixture water) removed and the residue is stirred in 20 ml of water in the dark at room temperature for 4 hours, then 30 addition of ammonium hydroxide to pH 8.0 is dissolved. The solution is then filtered with 0.1 ml of 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene in 1 ml of ethanol, adjusted to pH 5.0 with formic acid and given one. The reaction mixture is stirred overnight, then left to stand at 5 ° C. for a day. The crystals that form are adjusted to pH 21.0 with hydrochloric acid and collected in 200 ml of methanol, dissolved at pH 8.0 and re-cast at pH 5.0. The precipitate that forms is installed in 200 ml of water. The yield of intermediate is 27%. Dissolved in water and the solution is adjusted to pH 8.0 with sodium hydroxide. 35 Thin layer chromatogram, the product migrates in a set and on a 2.5 x 30 cm column of DEAE cellulose in solvent from 4 parts of 0.5 m ammonium acetate solution to bicarbonate form (Reeve Angel, Clifton, New Jersey) chromato- 1 part ethanol as a ninhydrin positive stain that fluoresces. The chromatogram is damped with a linear limit. The absorption maximum in 0.02-n-acetic acid served from 1.51 water and 1.510.7-m-ammonium bicarbonate - is at 275 nm and the millimolar extinction coefficient solution developed. A main peak made of yellow material, the 40 is 17.5. These spectral properties are characteristic of UV light, is between 1200 and 1500 ml of Gra- for alkylated 8-aminoadenosine derivatives.
dienten eluiert. Das Ammoniumbicarbonat wird durch wieder- Analyse: Ber. für C12H20N7O7P.H2O: C: 3,40; H: 5,33; N: 23,2. holtes Eindampfen zur Trockene entfernt, wobei man 40% Aus- Gef.: C: 34,1 ; H: 5,28; N: 23,9. served eluted. The ammonium bicarbonate is again analyzed by: Analysis. for C12H20N7O7P.H2O: C: 3.40; H: 5.33; N: 23.2. Holte evaporation to dryness, with 40% Ausgef .: C: 34.1; H: 5.28; N: 23.9.
beute des gewünschten Produkts erhält. Dieses Produkt wandert als ein gelber Fleck in Dünnschichtenchromatogrammen, 45 B. 8-[2<2,4-Dinitrophenyl)aminoäthyl]aminoadenosin-5'-monodie mit den in Teil A genannten Lösungsmittelsystemen entwik- phosphat kelt werden, sowie auf Epichlorhydrin/Triäthanolamin-Anion- 0,64 Millimol 8-(2-Aminoäthyl)aminoadenosin-5'-monophos- loot of the desired product. This product migrates as a yellow spot in thin-layer chromatograms, 45 B. 8- [2 <2,4-dinitrophenyl) aminoethyl] aminoadenosine-5'-monodie developed with the solvent systems mentioned in part A, and on epichlorohydrin / triethanolamine -Anion- 0.64 millimole of 8- (2-aminoethyl) aminoadenosine-5'-monophos-
austauscherpapier, das mit 0,25-m-Natriumacetat/Essigsäure- phat (siehe Teil A) werden in 20 ml Wasser unter Zusatz von Puffer vom pH 5,0 entwickelt wird. In 0,02-n-Salzsäure weist Ammoniumhydroxid bis pH 8,0 gelöst. Dann werden 168 mg das Produkt Absorptionsmaxima bei 264 und 363 nm auf, milli- 50 Natriumbicarbonat und anschliessend 0,2 ml l-Fluor-2,4-dinitro-molare Extinktionskoeffizienten 21,8 bzw. 14,2. benzol (1,58 Millimol in 2 ml Äthanol) zugegeben. Das Reak tionsgemisch wird 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, Exchanger paper, which is developed with 0.25 m sodium acetate / acetic acid phate (see Part A) in 20 ml water with the addition of buffer of pH 5.0. Ammonium hydroxide dissolved in 0.02 N hydrochloric acid has a pH of up to 8.0. Then 168 mg the product absorption maxima at 264 and 363 nm, milli- 50 sodium bicarbonate and then 0.2 ml l-fluoro-2,4-dinitro-molar extinction coefficients 21.8 and 14.2, respectively. benzene (1.58 millimoles in 2 ml ethanol) was added. The reaction mixture is stirred at room temperature for 18 hours,
C. 2,4-Dinitrophenyl-ATP-Konjugat dann wird noch 0,1 ml l-Fluor-2,4-dinitrobenzol in 1 ml Äthanol C. 2,4-dinitrophenyl-ATP conjugate then 0.1 ml of l-fluoro-2,4-dinitrobenzene in 1 ml of ethanol
0,3 Millimol N6-[2-(2,4-Dinitrophenyl)aminoäthyl]-adenosin- zugesetzt. Nach weiterem 4stündigem Rühren wird das 5'-monophosphat (siehe Teil B) werden in das Pyridiniumsalz 55 Gemisch mit Salzsäure auf pH 2,0 eingestellt und in 200 ml kaiüberführt durch Chromatographieren an einer 1,5 x 20-cm- tes Aceton (-10 °C) gegossen. Der sich bildende gelbe Nieder-Säule aus Dowex 50 x 2 in Pyridiniumform (Bio-Rad Laborato- schlag wird abfiltriert, in 200 ml Wasser gelöst und auf eine ries, Richmond, California). Die gelbe ausfliessende Lösung 2,5 x 45-cm-Säule aus DEAE-Cellulose in Bicarbonatform gege-wird zur Trockene eingeengt und mit 15 ml Dimethylformamid ben. Das Chromatogramm wird mit einem linearen Salzgra-und 0,3 Millimol Tri-n-butylamin versetzt. Dieses Gemisch wird eo dienten aus 21 Wasser und 21.0,7-m-Ammoniumcarbonatlösung zur Trockene eingeengt und der Rückstand wird durch wieder- entwickelt. Ein Peak aus gelbem Material mit einem Absorp-holtes Eindunsten weiter getrocknet. Das als Zwischenprodukt tionsmaximum bei 275 nm wird zwischen 2 und 31 des Gradien-erhaltene Monophosphat wird dann nach der in J. Amer. Chem. ten eluiert. Das Ammoniumbicarbonat wird aus diesem Mate-Soc. 87:1785-1788 (1965) beschriebenen Methode in das Tri- rial durch Eindunsten im Vakuum entfernt, die Ausbeute an phosphat überführt. Die in Dimethylformamid löslichen Reak- 65 gewünschtem Zwischenprodukt beträgt 37%. Optische Absorptionsprodukte werden zu 250 ml Wasser zugegeben, das dann tionsmaxima in 0,02-n-Salzsäure erscheinen bei 275 und 373 nm, auf pH 8,0 eingestellt wird. Diese Lösung wird durch eine millimolare Extinktionskoeffizienten 21,8 bzw. 15,5. Die weitere 2,5 x 58-cm-Säule aus DEAE-Cellulose in Bicarbonatform gelei- Analyse ergibt 1,07 Phosphatreste pro Ribosereste. 0.3 millimoles of N6- [2- (2,4-dinitrophenyl) aminoethyl] adenosine was added. After stirring for a further 4 hours, the 5'-monophosphate (see Part B) is adjusted to a pH of 2.0 in the pyridinium salt 55 mixture with hydrochloric acid and transferred to 200 ml by chromatography on a 1.5 x 20 cm acetone (- 10 ° C) poured. The resulting yellow low column made of Dowex 50 x 2 in pyridinium form (Bio-Rad Laboratolag is filtered off, dissolved in 200 ml of water and poured onto a ream, Richmond, California). The yellow outflowing solution 2.5 x 45 cm column made of DEAE cellulose in bicarbonate form is evaporated to dryness and treated with 15 ml of dimethylformamide. A linear salt gray and 0.3 millimole tri-n-butylamine is added to the chromatogram. This mixture is eo served from 21 water and 21.0.7 m ammonium carbonate solution, evaporated to dryness and the residue is redeveloped by. A peak of yellow material further dried with an absorptive evaporation. The intermediate maximum at 275 nm is between 2 and 31 of the gradient obtained monophosphate is then according to the in J. Amer. Chem. Ten eluted. The ammonium bicarbonate is made from this Mate Soc. 87: 1785-1788 (1965) described in the triplet by evaporation in vacuo, the yield of phosphate converted. The desired intermediate product, which is soluble in dimethylformamide, is 37%. Optical absorption products are added to 250 ml of water, which then appear maxima in 0.02 n hydrochloric acid at 275 and 373 nm, adjusted to pH 8.0. This solution is characterized by a millimolar extinction coefficient of 21.8 and 15.5 respectively. The additional 2.5 x 58 cm column made of DEAE cellulose in bicarbonate form analysis shows 1.07 phosphate residues per ribose residue.
635 438 635 438
20 20th
C. 2,4-Dinitrophenyl-ATP-Konjugat C. 2,4-Dinitrophenyl-ATP conjugate
0,5 Millimol des Monophosphats werden in das Tri-n-buty-lammoniumsalz überführt, indem man 0,8 Millimol Tri-n-butyla-min zusetzt. Das Gemisch wird durch wiederholtes Eindampfen aus trockenem Dimethylformamid (4mal, jeweils 10 bis 15 ml) 5 getrocknet. Der letzte Rückstand wird in 1 ml Dimethylformamid gelöst und mit 2,0 Millimol Carbonyldiimidazol, das ebenfalls in 1 ml Dimethylformamid vorliegt, versetzt und 4 Stunden bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Überschüssiges Carbonyldiimidazol wird durch 'Astündige Umsetzung mit 15 [il io Methanol zerstört. Schliesslich werden 3 Millimol Tri-n-butyl-ammoniumpyrophosphat in 4 ml Dimethylformamid zugesetzt und 20 Stunden damit reagieren gelassen. Der sich bildende feste Rückstand wird abzentrifugiert und 2mal mit je 5 ml Dimethylformamid gewaschen. Die vereinigten überstehenden is Lösungen werden zu 200 ml Wasser zugegeben, dann wird auf pH 8 eingestellt und an einer 2,5x25-cm-Säule aus DEAE-Cellu-lose in Bicarbonatform chromatographiert. Das Chromatogramm wird mit einem linearen Gradienten aus 21 Wasser und 210,5-m-Ammoniumbicarbonatlösung entwickelt. Ein Peak aus 20 gelbem Material mit Absorptionsmaxima bei 275 und 363 nm wird zwischen 2,0 und 2,91 des Gradienten eluiert. Das Ammoniumbicarbonat wird durch Abdunsten entfernt, dabei erhält man das gewünschte Konjugat in 22%iger Ausbeute. Die Analysenwerte ergeben, dass dieses Produkt 3,2 Phosphatreste pro 25 Riboserest aufweist. 0.5 millimoles of the monophosphate are converted to the tri-n-butylammonium salt by adding 0.8 millimoles of tri-n-butyla-min. The mixture is dried by repeated evaporation from dry dimethylformamide (4 times, 10 to 15 ml each) 5. The last residue is dissolved in 1 ml of dimethylformamide and mixed with 2.0 millimoles of carbonyldiimidazole, which is also present in 1 ml of dimethylformamide, and left to react for 4 hours at room temperature. Excess carbonyldiimidazole is destroyed by reaction with 15 ml of methanol for an hour. Finally, 3 millimoles of tri-n-butylammonium pyrophosphate in 4 ml of dimethylformamide are added and allowed to react with it for 20 hours. The solid residue which forms is centrifuged off and washed twice with 5 ml each of dimethylformamide. The combined supernatant solutions are added to 200 ml of water, then the pH is adjusted to 8 and the mixture is chromatographed on a 2.5 × 25 cm column of DEAE cellulose in bicarbonate form. The chromatogram is developed with a linear gradient of 21 water and 210.5 m ammonium bicarbonate solution. A peak of 20 yellow material with absorption maxima at 275 and 363 nm is eluted between 2.0 and 2.91 of the gradient. The ammonium bicarbonate is removed by evaporation, the desired conjugate being obtained in a 22% yield. The analysis values show that this product has 3.2 phosphate residues per 25 ribose residues.
Beispiel 8: Homogener Test mit konkurrierender Bindung/Biolumineszenz auf Derivate des 2,4-Dinitrobenzols; Verwendung von ATP als markierende Substanz Example 8: Homogeneous test with competing binding / bioluminescence for derivatives of 2,4-dinitrobenzene; Use of ATP as a labeling substance
Das in diesem Beispiel verwendete Reaktionssystembe-ruhte auf folgender Umsetzung: The reaction system used in this example was based on the following implementation:
B. Test unter Verwendung des in 8-Stellung gebundenen ATP-Derivats B. Test using the 8-position bound ATP derivative
4 Reaktionsgemische wurden hergestellt, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 100 jxl aufwies und 20 mM Tris-(hydro-xymethyl)-aminomethan-hydrochIorid-Puffer vom pH 7,4, 10 mM Äthylendiamintetraessigsäure, 20 p.1 Antiserum gegen 2,4-Dinitrophenyl, 594 nM 2,4-Dinitrophenyl-ATP-Konjugat (in 8-Stellung gebundenes Derivat, Herstellung siehe Beispiel 7) sowie 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin in den in Tabelle 8 angegebenen Konzentrationen enthielt. Nach 2stündiger Inkubation bei 25 °C wurden 10-fil-Proben jedes Reaktionsgemischs im Doppel wie in Teil A getestet und der Mittelwert der maximalen Lichtintensität wurde berechnet. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 8. 4 reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 100 μl and 20 mM tris (hydro-xymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 7.4, 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 20 p.1 antiserum against 2,4- Dinitrophenyl, 594 nM 2,4-dinitrophenyl-ATP conjugate (derivative bound in the 8-position, preparation see Example 7) and 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine in the concentrations given in Table 8. After incubation at 25 ° C for 2 hours, 10-fil samples of each reaction mixture were tested in duplicate as in Part A and the average of the maximum light intensity was calculated. The results are shown in Table 8.
Tabelle 8 Table 8
Tabelle 7 Table 7
Reaktions- Reaction
Konzentration an maximale gemisch Concentration on maximum mix
2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin Lichtintensität 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanine light intensity
(UM) (AROUND)
(Mittelwert!) (Average!)
1 1
0 0
7 7
2 2nd
25 25th
14 14
3 3rd
2500 2500
185 185
Reaktions Reaction
Konzentration an maximale gemisch Concentration on maximum mix
2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin Lichtintensität 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanine light intensity
ftiM) ftiM)
(Mittelwert) (Average)
1 1
0 0
18 18th
2 2nd
25 25th
51 51
3 3rd
250 250
191 191
4 4th
2500 2500
190 190
ATP-Ligand + reduziertes Luciferin Luciferase; ATP ligand + reduced luciferin luciferase;
AMP-Ligand + oxidiertes Luciferin + h 0 AMP ligand + oxidized luciferin + h 0
A. Test mit dem in 6-Stellung gebundenen ATP-Derivat A. Test with the ATP derivative bound in the 6-position
3 Reaktionsgemische wurden hergestellt, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 100 |xl aufwies und 10 mM Tris-(hydro-xymethyl-)aminomethan-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,4, 10 mM Äthylendiamintetraessigsäure, 20 jxl Antiserum gegen 2,4-Dinitrophenyl, 512 mM 2,4-Dinitrophenyl-ATP-Konjugat (Derivat in 6-Stellung, Herstellung siehe Beispiel 6) und die in Tabelle 7 angegebenen Mengen 2,4-Dinitrophenyl-ß-alanin enthielt. Nach 2stündiger Inkubation bei 25 °C wurden 10-jj.l-Pro-ben jedes Reaktionsgemischs im Doppel getestet durch Injektion in 0,1 ml der vorstehend beschriebenen lichterzeugenden Lösung, die vorgängig bei 25 °C mindestens 2 Minuten inkubiert worden war und sich in einem Reagensrohr befand, welches in ein Biolumineszenz-Photometer von Dupont Modell 760 (E.I. duPont de Nemours, Willmington, Delaware) eingebaut war. Die maximale Lichtintensität wurde am Photometer abgelesen. Sowohl der Mittelwert der maximalen Lichtintensität wie die relative Intensität (100%x Verhältnis von maximaler Lichtintensität der Probe zu maximaler Lichtintensität in Abwesenheit des Antiserums) wurden berechnet. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 7. 3 reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 100 | xl and 10 mM tris (hydro-xymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 7.4, 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 20 μl antiserum against 2,4-dinitrophenyl , 512 mM 2,4-dinitrophenyl-ATP conjugate (derivative in 6-position, preparation see Example 6) and contained the amounts of 2,4-dinitrophenyl-ß-alanine given in Table 7. After incubation for 2 hours at 25 ° C., 10 μl samples of each reaction mixture were tested in duplicate by injection into 0.1 ml of the light-generating solution described above, which had previously been incubated at 25 ° C. for at least 2 minutes and was in a reagent tube, which was built into a Dupont Model 760 bioluminescence photometer (EI duPont de Nemours, Willmington, Delaware). The maximum light intensity was read on the photometer. Both the average of the maximum light intensity and the relative intensity (100% x ratio of the maximum light intensity of the sample to the maximum light intensity in the absence of the antiserum) were calculated. The results are shown in Table 7.
35 35
40 40
45 45
55 55
60 60
65 65
Die Ergebnisse dieses Beispiels zeigen, dass die markierende Substanz ATP nach Derivatbildung in verschiedenen Stellungen zur Herstellung eines Konjugats dient, das im erfin-1 dungsgemässen Testverfahren brauchbar ist. The results of this example show that the marking substance ATP, after the formation of a derivative, is used in various positions to produce a conjugate which can be used in the test method according to the invention.
Beispiel 9: Herstellung von Biotin-Isoluminol-Konjugat. 6-(3- Example 9: Preparation of biotin-isoluminol conjugate. 6- (3-
Biotinoylamido-2-hydroxypropylamin)-2,3-dihydrophthalazin- Biotinoylamido-2-hydroxypropylamine) -2,3-dihydrophthalazine-
1,4-dion 1,4-dione
A.4-(3-Chlor-2-hydroxypropylamino)-N-methylphthalimid A.4- (3-chloro-2-hydroxypropylamino) -N-methylphthalimide
25 g (0,142 Mol) 4-Amino-N-methylphthalimid (Herstellung siehe J. Chem. Soc. 26: (1937)) und 20,7 g (0,21 Mol) l-Chlor-2,3-epoxypropan wurden zu 150 ml 2,2,2-Trifluoräthanol zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren 48 Stunden am Rückfluss erhitzt. 70 bis 80 ml des 2,2,2-Trifluoräthanols wurden abdestilliert, und es entstand ein schwerer gelber Niederschlag beim Abkühlen der zurückbleibenden Lösung auf Raumtemperatur. Dieser Niederschlag wurde mit Äthylacetat verrieben, abfiltriert und getrocknet, wobei 29,5 g (77% Ausbeute) des gewünschten Zwischenprodukts vom F. 25 g (0.142 mol) of 4-amino-N-methylphthalimide (preparation see J. Chem. Soc. 26: (1937)) and 20.7 g (0.21 mol) of 1-chloro-2,3-epoxypropane were added 150 ml of 2,2,2-trifluoroethanol were added and the reaction mixture was heated under reflux for 48 hours with stirring. 70 to 80 ml of the 2,2,2-trifluoroethanol were distilled off, and a heavy yellow precipitate formed when the remaining solution cooled to room temperature. This precipitate was triturated with ethyl acetate, filtered off and dried, giving 29.5 g (77% yield) of the desired intermediate from the F.
136-138,5 °C erhalten wurden. 136-138.5 ° C were obtained.
Analyse: Ber. für C12H13CN2O3: C: 53,64; H: 4,88; N: 10,45. Gef.: C: 53,87; H: 4,85; N: 10,81. Analysis: Ber. for C12H13CN2O3: C: 53.64; H: 4.88; N: 10.45. Found: C: 53.87; H: 4.85; N: 10.81.
B. 4-[3-(N-Phthalimido)-2-hydroxypropylamino]-N-methyl-phthalimid B. 4- [3- (N-Phthalimido) -2-hydroxypropylamino] -N-methyl-phthalimide
13,5 g (0,05 Mol) des gemäss Teil A dargestellten Zwischenprodukts und 15,7 g (0,085 Mol) Kaliumphthalimid werden unter Rühren in 150 ml Dimethylformamid 24 Stunden am Rückfluss gekocht. Das Dimethylformamid wird entfernt und der Rückstand wird mit Wasser gewaschen und abfiltriert. Der gelbe Filterkuchen wird aus Essigsäure/Wasser umkristallisiert, dabei erhält man 12,8 g Produkt (67% Ausbeute) vom F. 247-248,5 °C. 13.5 g (0.05 mol) of the intermediate shown in Part A and 15.7 g (0.085 mol) of potassium phthalimide are refluxed for 24 hours with stirring in 150 ml of dimethylformamide. The dimethylformamide is removed and the residue is washed with water and filtered off. The yellow filter cake is recrystallized from acetic acid / water, 12.8 g of product (67% yield) of mp 247-248.5 ° C. are obtained.
Analyse: Ber. für C20H17N3O5: C: 63,32; H: 4,52; N : 11,08. Gef.: C: 63,16; H: 4,38; N: 10,93. Analysis: Ber. for C20H17N3O5: C: 63.32; H: 4.52; N: 11.08. Found: C: 63.16; H: 4.38; N: 10.93.
C. 6-[3-Amino-2-hydroxypropylamino]-2,3 dihydrophthalazin-1,4-dion C. 6- [3-Amino-2-hydroxypropylamino] -2,3 dihydrophthalazine-1,4-dione
5,0 g (13,2 Millimol) des Zwischenprodukts gemäss Teil B, 90 ml absolutes Äthanol und 35 ml 95%iges Hydrazin werden unter Rühren 4 Stunden am Rückfluss gekocht. Das Lösungs- 5.0 g (13.2 millimoles) of the intermediate according to Part B, 90 ml of absolute ethanol and 35 ml of 95% hydrazine are refluxed with stirring for 4 hours. The solution
21 21st
635 438 635 438
mittel wird im Vakuum entfernt und der resultierende Feststoff wird 24 Stunden im Vakuum bei 120 °C getrocknet. Dieses Material wird dann 1 Stunde mit 70 ml 0,1-n-Salzsäure verrührt. Das unlösliche 2,3-Dihydroxyphthalazin-l,4-dion wird abfiltriert und das Filtrat wird mit gesättigter Natriumbicarbonatlö- 5 sung auf pH 6,5 eingestellt. Der sich bildende weisse Niederschlag wird abfiltriert und getrocknet, wobei man 2,2 g Produkt (67% Ausbeute) erhält. Nach dem Umkristallisieren aus Wasser zersetzt sich die Verbindung bei 273 °C. medium is removed in vacuo and the resulting solid is dried in vacuo at 120 ° C. for 24 hours. This material is then stirred for 1 hour with 70 ml of 0.1 N hydrochloric acid. The insoluble 2,3-dihydroxyphthalazin-1,4-dione is filtered off and the filtrate is adjusted to pH 6.5 with saturated sodium bicarbonate solution. The white precipitate which forms is filtered off and dried, giving 2.2 g of product (67% yield). After recrystallization from water, the compound decomposes at 273 ° C.
Analyse: Ber. für ChHmNjOî: C: 52,79; H: 5,64; N: 22,39. io Gef.: C: 52,73; H: 5,72; N: 22,54. Analysis: Ber. for ChHmNjOî: C: 52.79; H: 5.64; N: 22.39. Found: C: 52.73; H: 5.72; N: 22.54.
D. Biotin-isoluminol-Konjugat D. Biotin-isoluminol conjugate
0,29 g (1,2 Millimol) Biotin und 0,17 ml Triäthylamin werden in 20 ml trockenem Dimethylformamid unter wasserfreien 15 Bedingungen gelöst und auf -WC abgekühlt. Langsam wird dann eine Lösung von 0,141 ml Chlorameisensäureäthylester in 2,86 ml Äther zugegeben und das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten gerührt. Ein sich abscheidender Niederschlag wird abfiltriert. Zum Filtrat wird rasch eine Suspension zugegeben, 20 die aus 600 mg (2,4 Millimol) des Zwischenprodukts gemäss Teil C, 20 ml trockenem Dimethylformamid und 1 ml trockenem Pyridin besteht. Dieses Gemisch wird 30 Minuten bei -10 °C und dann über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Während dieses Zeitraums wird eine Lösung erhalten. Das Dimethylformamid wird bei 60 °C und 0,10 mm Hg abdestilliert, der ölige Rückstand wird mit 50 ml n-Salzsäure 1 Stunde lang gerührt. Ein sich bildender weisser Feststoff wird abfiltriert und mit 0,1-n-Salzsäure und dann mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen im Vakuum über Nacht bei Raumtemperatur erhält man 0,55 g Produkt (97% Ausbeute) vom F. 170-173 °C. 0.29 g (1.2 millimoles) of biotin and 0.17 ml of triethylamine are dissolved in 20 ml of dry dimethylformamide under anhydrous conditions and cooled to -WC. A solution of 0.141 ml of ethyl chloroformate in 2.86 ml of ether is then slowly added and the reaction mixture is stirred for 30 minutes. A precipitate that separates is filtered off. A suspension is quickly added to the filtrate, 20 which consists of 600 mg (2.4 millimoles) of the intermediate according to Part C, 20 ml of dry dimethylformamide and 1 ml of dry pyridine. This mixture is stirred for 30 minutes at -10 ° C and then overnight at room temperature. A solution will be obtained during this period. The dimethylformamide is distilled off at 60 ° C. and 0.10 mm Hg, the oily residue is stirred with 50 ml of n-hydrochloric acid for 1 hour. A white solid which forms is filtered off and washed with 0.1N hydrochloric acid and then with water. After drying in vacuo overnight at room temperature, 0.55 g of product (97% yield) of mp 170-173 ° C.
Analyse: Ber. für C21H28N6O5S: C: 52,92; H: 5,92; N: 17,64. Gef.: C: 51,69; H: 5,90; N: 17,63. Analysis: Ber. for C21H28N6O5S: C: 52.92; H: 5.92; N: 17.64. Found: C: 51.69; H: 5.90; N: 17.63.
Beispiel 10: Homogener Test mit konkurrierender Bindung/ Chemilumineszens auf Biotin Example 10: Homogeneous competing binding / chemiluminescent test for biotin
Das in diesem Beispiel angewandte Reaktionssystem basierte auf folgender Umsetzung: The reaction system used in this example was based on the following implementation:
Biotin-Isoluminol + KO2 -* Biotin isoluminol + KO2 - *
Biotin-Aminophthalat + N2 + H 0 Biotin aminophthalate + N2 + H 0
16 Reaktionsgemische wurden hergestellt, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 150 ja,l aufwies und 0,1 m Tris-(hydro-xymethyl)-aminomethan-hydrochlorid vom pH 8,0,42 nM Bio-tin-Luminol-Konjugat (Herstellung siehe Beispiel 9) sowie Biotin in den in Tabelle 9 angegebenen Konzentrationen und 0,12 Einheiten/ml Avidin (Zugabe an letzter Stelle) enthielt. Nach 5minütiger Inkubation bei 25 °C werden 10 jxl Dimethylformamid, welches 0,15 M Kaliumsuperoxid (KO2) (Alpha Products, Beverly, Massachusetts) und 0,10 M 1,4,7,10,13,16-Hexaoxy-cyclooctadecan (Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wisconsin) enthält, in jedes Reaktionsgemisch eingespritzt. Nach weiterer 2minütiger Inkubation bei 25 °C werden 10 (xl 0,95 mM Wasserstoffperoxid in 10 mM Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,4 in jedes Reaktionsgemisch ein- 55 gespritzt und die maximale Lichtintensität wird mit einem Bio-lumineszens-Photometer Dupont Modell 760 (E.I. duPont de Nemours, Willmington, Delaware) gemessen. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 9. 16 reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 150 μl and 0.1 m tris (hydro-xymethyl) aminomethane hydrochloride with a pH of 8.0.42 nM bio-tin-luminol conjugate (preparation see Example 9) and biotin in the concentrations given in Table 9 and 0.12 units / ml avidin (added at the last position). After 5 minutes of incubation at 25 ° C., 10 μl of dimethylformamide which contains 0.15 M potassium superoxide (KO2) (Alpha Products, Beverly, Massachusetts) and 0.10 M 1,4,7,10,13,16-hexaoxy-cyclooctadecane ( Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wisconsin) is injected into each reaction mixture. After a further 2 minute incubation at 25 ° C., 10 (xl 0.95 mM hydrogen peroxide in 10 mM tris (hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 7.4 are injected into each reaction mixture and the maximum light intensity is measured with a Dupont Model 760 bio-luminescent photometer (EI duPont de Nemours, Willmington, Delaware) was measured and the results are shown in Table 9.
60 60
Tabelle 9 Table 9
Reaktionsge Reaction area
Konzentration an Biotin maximale misch Maximum concentration of biotin mixed
(nM) (nM)
Lichtintensität (Mittelwert) Light intensity (mean)
1 1
0 0
38,5 38.5
2 2nd
13 13
38,5 38.5
3 3rd
27 27th
34,3 34.3
4 4th
40 40
36,1 36.1
5 5
53 53
35,2 35.2
6 6
67 67
36,2 36.2
7 7
101 101
34,0 34.0
8 8th
133 133
31,7 31.7
9 9
166 166
29,1 29.1
10 10th
200 200
24,2 24.2
11 11
267 267
22,8 22.8
12 12
333 333
20,5 20.5
13 13
400 400
13,4 13.4
14 14
534 534
8,6 8.6
15 15
667 667
8,3 8.3
16 16
800 800
7,0 7.0
25 25th
30 30th
35 35
45 45
50 50
Es wurde somit gezeigt, dass die Höhe der maximalen Lichtintensität, welche vom chemilumineszenten Reaktionssystem gebildet wird, die umgekehrte Funktion der im spezifischen Bindungsreaktionsgemisch vorhandenen Biotinmenge ist. Die Erfindung liefert daher ein Testgemisch und ein Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit des Liganden Biotin in einem flüssigen Medium unter Verwendung einer Technik mit konkurrierender Bindung-Chemilumineszenz, das keine Enzym-katalysierte Monitor-Reaktion verwendet. It has thus been shown that the level of maximum light intensity which is formed by the chemiluminescent reaction system is the opposite function of the amount of biotin present in the specific binding reaction mixture. The invention therefore provides a test mixture and method for determining the presence of the ligand biotin in a liquid medium using a competing binding chemiluminescence technique that does not use an enzyme-catalyzed monitor response.
Beispiel 11 : Herstellung von Biotin-Umbelliferon-Konjugat; Example 11: Preparation of biotin-umbelliferone conjugate;
(2-Oxo-2-H-l-benzopyran-7-yl)-5-[cis-hexahydro-2-oxo-lH- (2-oxo-2-H-l-benzopyran-7-yl) -5- [cis-hexahydro-2-oxo-lH-
thieno-(3,4-d-)-imidazol]valeriansäureester thieno- (3,4-d -) - imidazole] valeric acid ester
Eine Lösung von 300 mg (1,2 Millimol) wasserfreiem Biotin in 20 ml trockenem Dimethylformamid wird bei -10 °C unter Stickstoffgas gerührt und mit 0,17 ml (1,2 Millimol) rockenem Triäthylamin versetzt. Dann wird die Lösung von frisch destilliertem Chlorameisensäureäthylester (0,141 ml in 3 ml trockenen Äthers) zugetropft. Nach 'Astündiger Inkubation unter Rühren wird der resultierende Niederschlag in trockener Stick-stoffatmosphäre abfiltriert und sofort auf -10 °C abgekühlt. Zum Rückstand wird eine Lösung von 197 mg (1,2 Millimol) wasserfreiem 7-Hydroxycumarin in 3 ml Pyridin zugesetzt, A solution of 300 mg (1.2 millimoles) of anhydrous biotin in 20 ml of dry dimethylformamide is stirred at -10 ° C. under nitrogen gas and 0.17 ml (1.2 millimoles) of rocked triethylamine are added. Then the solution of freshly distilled ethyl chloroformate (0.141 ml in 3 ml dry ether) is added dropwise. After incubation for one hour with stirring, the resulting precipitate is filtered off in a dry nitrogen atmosphere and immediately cooled to -10 ° C. A solution of 197 mg (1.2 millimoles) of anhydrous 7-hydroxycoumarin in 3 ml of pyridine is added to the residue,
dann wird 1 Stunde bei -10 °C und 20 Stunden bei 25 °C gerührt. Die Lösungsmittel werden im Hochvakuum bei 40 °C abdestilliert. Nach dem Abkühlen wird der resultierende Feststoff abfiltriert und aus Methanol umkristallisiert, wobei man das gewünschte Produkt vom F. 216-218 °C erhält. then the mixture is stirred at -10 ° C. for 1 hour and at 25 ° C. for 20 hours. The solvents are distilled off at 40 ° C. in a high vacuum. After cooling, the resulting solid is filtered off and recrystallized from methanol, giving the desired product of mp 216-218 ° C.
Analyse: Ber. für C19H20N2P5S: C: 48,75; H: 4,19; N: 7,21. Gef.: C: 58,4; H: 5,12; N: 6,86. Analysis: Ber. for C19H20N2P5S: C: 48.75; H: 4.19; N: 7.21. Found: C: 58.4; H: 5.12; N: 6.86.
Beispiel 12: Heterogener Test mit konkurrierender Bindung/ Biolumineszenz auf Biotin; Einfluss verschiedener Biotinmengen auf das Maximum der Lichtintensität Example 12: Heterogeneous test with competing binding / bioluminescence for biotin; Influence of different amounts of biotin on the maximum of light intensity
Das Reaktionssystem dieses Beispiels basierte auf den in Beispiel 3 angegebenen Umsetzungen. The reaction system of this example was based on the reactions given in example 3.
A. Herstellung der lichterzeugenden Lösung A. Preparation of the light generating solution
Die lichterzeugende Lösung wurde nach der Vorschrift von Beispiel 3 hergestellt. The light-generating solution was prepared according to the instructions in Example 3.
65 B. Herstellung eines unlöslich gemachten Bindungspartners Avidin, das eine Bindungsaffinität für Biotin besitzt, wurde unlöslich gemacht, indem es wie folgt an ein wasserunlösliches Polymer gebunden wurde: Sepharose 4B (Pharmacia AB, Upp- 65 B. Preparation of an Insolubilized Binding Partner Avidin, which has a binding affinity for biotin, was made insoluble by being bound to a water-insoluble polymer as follows: Sepharose 4B (Pharmacia AB, Upp-
635 438 22 635 438 22
sala, Schweden) wurde nach dem Verfahren von March et al., NAD, NAD-Biotin-Konjugat, Avidin-gebundener Sepharose sala, Sweden) was made according to the method of March et al., NAD, NAD-biotin conjugate, avidin-bound Sepharose
Analytical Biochemistry 60:149 (1974) zur Bindung an Avidin 4B-Suspension (Herstellung siehe Teil B) und Sepharose aktiviert. Etwa 4 ml der aktivierten Sepharose 4B wurden in 4B-Suspension (erhalten durch Suspendieren von 1 ml gepack- Analytical Biochemistry 60: 149 (1974) for binding to avidin 4B suspension (preparation see part B) and Sepharose activated. About 4 ml of the activated Sepharose 4B was packed in 4B suspension (obtained by suspending 1 ml
8 ml 0,1-m-Zitratpuffer vom pH 7,0 suspendiert. Zur Suspension ter Sepharose 4B in 60 ml 0,1 m Tris-(hydroxymethyI)-aminome- 8 ml of 0.1 m citrate buffer of pH 7.0 suspended. For suspension of Sepharose 4B in 60 ml 0.1 m tris (hydroxymethyl) aminome-
wurden 6 mg Avidin mit einer Aktivität von 9,9 Einheiten pro s than-hydrochlorid-Puffer vom pH 8,0) enthielt. Die Reaktions- 6 mg of avidin with an activity of 9.9 units per s than hydrochloride buffer (pH 8.0) were contained. The reaction
mg in 3 ml Wasser zugesetzt. Eine Einheit Avidinaktivität ist gemische wurden 15 Minuten bei Raumtemperatur gelinde diejenige Avidinmenge, die zur Bindung von 1 (ig Biotin befä- geschüttelt. Dann wurden 0,22 internationale Einheiten Alko- mg added in 3 ml of water. One unit of avidin activity is mixed. For 15 minutes at room temperature, the amount of avidin that has been shaken to bind 1 (ig biotin is mild. Then 0.22 international units of alcohol
higt ist. Das resultierende Reaktionsgemisch wurde 6 Stunden hol-Dehydrogenase zu jedem Reaktionsgemisch zugegeben, is. The resulting reaction mixture was added 6 hours hol dehydrogenase to each reaction mixture
bei 7 °C gerührt. Dann wurde die an Avidin gebundene Sepha- um die Reduktionsreaktion einzuleiten. Semicarbazid verbin- stirred at 7 ° C. Then the Sepha- bound to avidin was used to initiate the reduction reaction. Compound semicarbazide
rose 4B abfiltriert, mit 100 ml 0,1-m-Natriumbicarbonatpuffer io det sich mit dem in Reaktion (c) erzeugten Acetaldehyd unter vom pH 9,0 gewaschen und erneut in 240 ml 0,1 M Tris-(hydro- Bildung eines Semicarbazons, wodurch die Reaktion (c) in die xymethyl)-aminomethan-hydrochlorid-Puffer vom pH 8,0 gewünschte Richtung gedrängt wird. Rose 4B filtered off, washed with 100 ml of 0.1 m sodium bicarbonate buffer with the acetaldehyde produced in reaction (c) under pH 9.0 and again in 240 ml of 0.1 M tris (hydro- formation of a semicarbazone whereby reaction (c) is forced in the xymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 8.0 desired direction.
suspendiert. Die Reaktionsgemische wurden nochmals 15 Minuten bei suspended. The reaction mixtures were again at 15 minutes
Raumtemperatur geschüttelt. Dann wurden 10 ixl der in jedem Shaken at room temperature. Then 10 ixl's in each
C. Vergleichsversuche 15 Reaktionsgemisch überstehenden Flüssigkeit in die Küvette C. Comparative experiments 15 reaction mixture supernatant liquid in the cuvette
9 Reaktionsgemische wurden hergestellt, von denen jedes eines Biolumineszenz-Photometers DuPont Modell 760 (E.I. 9 reaction mixtures were prepared, each of which was a DuPont Model 760 bioluminescence photometer (E.I.
ein Gesamtvolumen von 0,19 ml aufwies und 0,1 m Tris-(hydro- duPont de Nemours, Willmington, Delaware) eingespritzt, die xymethyl>aminomethan-hydrochlorid-Puffer vom pH 8,0,0,6 M bereits 100 jxl der vorgängig hergestellten lichterzeugenden had a total volume of 0.19 ml and 0.1 m Tris (hydro-duPont de Nemours, Willmington, Delaware) injected, the xymethyl> aminomethane hydrochloride buffer of pH 8.0.0.6 M already 100 jxl previously produced light-producing
Äthanol, 0,01 M Semicarbazid-hydrochlorid und die in Lösung enthielt, welche 2 bis 3 Minuten bei 25 °C vorinkubiert Ethanol, 0.01 M semicarbazide hydrochloride and contained in solution, which pre-incubated at 25 ° C for 2 to 3 minutes
Tabelle 10 angegebenen Mengen bzw. Konzentrationen an 20 worden war. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 10. Amounts or concentrations of 20 given in Table 10. The results are shown in Table 10.
Tabelle 10 Table 10
Reaktion reaction
Konzentration concentration
Konzentration an Concentration
Avidin-gebun- Avidin-bound
Sepharose maximale Sepharose maximum
an NAD (nM) to NAD (nM)
NAD-Biotin-Kon- NAD-biotin con-
dene Sepharose 4B-Suspension dene Sepharose 4B suspension
Lichtintensität Light intensity
jugat (nM) jugat (nM)
4B-Suspension (ixl) 4B suspension (ixl)
00) 00)
(Mittelwert) (Average)
1 1
- -
- -
_ _
_ _
1,2 1.2
2 2nd
21 21st
- -
- -
- -
159 159
3 3rd
21 21st
- -
20 20th
- -
147 147
4 4th
- -
10 10th
- -
- -
45,9 45.9
5 5
- -
21 21st
- -
- -
110 110
6 6
- -
21 21st
20 20th
- -
28,5 28.5
7 7
21 21st
- -
- -
10 10th
154 154
8 8th
- -
21 21st
- -
10 10th
114 114
0 0
- -
- -
20 20th
- -
1,6 1.6
40 40
Die Ergebnisse der Vergleichsreaktionen 1 und 9 zeigen, dass in Abwesenheit von NAD und NAD-Biotin-Konjugat sehr wenig Licht erzeugt wird. Die Reaktionen 2 und 3 zeigen, dass die lichterzeugende Reaktion stattfindet, wenn man freies NAD zusetzt, und dass diese Reaktion durch die Anwesenheit Avidin-gebundener Sepharose 4B im wesentlichen unbeein-flusst bleibt. Die Ergebnisse der Reaktionen 4,5 und 6 zeigen, dass das NAD-Biotin-Konjugat in der lichterzeugenden Reaktion aktiv ist, dass die maximale Lichtintensität zunimmt bei zunehmender Menge an NAD-Biotin-Konjugat und dass die Anwesenheit Avidin-gebundener Sepharose 4B die Lichterzeugung inhibiert. Vergleicht man die Ergebnisse der Reaktionen 3 und 5 mit den Ergebnissen der Reaktionen 7 und 8, so zeigt sich, dass die lichterzeugende Reaktion durch die Anwesenheit von einfacher Sepharose 4B nicht beeinflusst wird. The results of comparative reactions 1 and 9 show that very little light is generated in the absence of NAD and NAD-biotin conjugate. Reactions 2 and 3 show that the light-generating reaction takes place when free NAD is added, and that this reaction is essentially unaffected by the presence of avidin-bound Sepharose 4B. The results of reactions 4, 5 and 6 show that the NAD-biotin conjugate is active in the light-generating reaction, that the maximum light intensity increases with an increasing amount of NAD-biotin conjugate and that the presence of avidin-bound Sepharose 4B is used to generate light inhibited. A comparison of the results of reactions 3 and 5 with the results of reactions 7 and 8 shows that the light-generating reaction is not influenced by the presence of simple Sepharose 4B.
D. Testverfahren D. Test procedure
5 weitere Reaktionsgemische wurden hergestellt, von denen jedes ein Volumen von 0,19 ml aufwies und 0,1 m Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-hydrochlörid-Puffer vom pH 8,0,0,6 M Äthanol, 0,01 M Semicarbozid und die in Tabelle 11 aufgeführten Mengen bzw. Konzentrationen an NAD-Biotin-Konjugat, freiem Biotin und Avidin-gebundener Sepharose 4B-Suspension enthielt. Jedes Reaktionsgemisch wurde in gleicher Weise wie die Vergleichsgemische aus Teil C dieses Beispiels behandelt. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 11. 5 further reaction mixtures were prepared, each of which had a volume of 0.19 ml and 0.1 M tris (hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 8.0.0.6 M ethanol, 0.01 M semicarbocide and contained the amounts or concentrations of NAD-biotin conjugate, free biotin and avidin-bound Sepharose 4B suspension listed in Table 11. Each reaction mixture was treated in the same manner as the comparative mixtures from Part C of this example. The results are shown in Table 11.
Tabelle!! Table!!
Reak-45 tion Reak-45 tion
,10 , 10th
11 11
12 12
13 13
14 14
Konzentration Konzentra- Avidin-gebun- maximale an tion an Biotin dene Lichtinten- Concentration concentra- Avidin-bound maximum ion of biotin light-in
NAD-Biotin- (nM) Sepharose sität NAD-Biotin (nM) Sepharose sity
Konjugat (nM) 4B-Suspension (Mittelwert) Conjugate (nM) 4B suspension (mean)
(nD (nD
21 21 21 21 21 21 21 21 21 21
79 158 158 79 158 158
20 20 20 20 20 20
79,1 17,4 43,1 59,9 79,7 79.1 17.4 43.1 59.9 79.7
55 55
Die Ergebnisse der Reaktionen 11,12 und 13 zeigen, dass freies Biotin und NAD-Biotin-Konjugat erfolgreich bezüglich der Bindungsstellen am unlöslich gemachten Avidin konkurrieren, da die erzeugte maximale Lichtintensität von der freien 60 Biotinmenge abhängt. Die Reaktionen 10 und 14 zeigen, dass in Abwesenheit von unlöslich gemachtem Avidin die maximale Lichtintensität bei reichlich verschiedenen Konzentrationen an freiem Biotin konstant ist. The results of reactions 11, 12 and 13 show that free biotin and NAD-biotin conjugate successfully compete for the binding sites on the insolubilized avidin, since the maximum light intensity generated depends on the free amount of biotin. Reactions 10 and 14 show that in the absence of insolubilized avidin, the maximum light intensity is constant at widely different concentrations of free biotin.
Dieses Beispiel zeigt somit, dass die Menge an NAD-Biotin-65 Konjugat in der flüssigen Phase in umgekehrter Beziehung zur Menge an vorhandenem freiem Biotin steht, so dass die erfindungsgemässe Testmethode brauchbar ist zur Bestimmung eines Liganden in einer unbekannten flüssigen Probe. This example thus shows that the amount of NAD-biotin-65 conjugate in the liquid phase is inversely related to the amount of free biotin present, so that the test method according to the invention is useful for determining a ligand in an unknown liquid sample.
23 23
635 438 635 438
Beispiel 13: Heterogener spezifischer Bindungstest auf Avidin und Biotin unter Verwendung eines Enzymsubstrats als markierende Substanz Example 13: Heterogeneous specific binding test for avidin and biotin using an enzyme substrate as a labeling substance
Das in diesem Beispiel verwendete Testsystem basierte auf folgenden Reaktionen: The test system used in this example was based on the following reactions:
-C-(CH2)4~ -C- (CH2) 4 ~
X X
Si N Si N
/ /
Esterase . Esterase.
H20, pH 8,0 p H20, pH 8.0 p
Bi ot in-IJmb e 11 if ermn-Kon jugat Bi ot in-IJmb e 11 if ermn conjugate
20 20th
+ iß + + eats +
Biotin Biotin
(max. Fluoreszenz bei 448 nm) (max.fluorescence at 448 nm)
A. Herstellung des unlöslich gemachten Bindungspartners A. Preparation of the Insolubilized Binding Partner
Avidin wurde unlöslich gemacht durch ko valente Bindung an ein wasserunlösliches Polymer, wobei das Verfahren von Beispiel 12, Teil B angewandt wurde mit der Abweichung, dass nach dem Waschen mit 100 ml 0,1-n-Natriumbicarbonatpuffer vom pH 9,0 die Avidin-gebundene Sepharose 4B in 12 ml 0,1 m Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-hydrochlorid-Puffervom pH 8,0 suspendiert und dann im Verhältnis 1:1 mit 0,1 m Bis-hydroxyäthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0 verdünnt wurde. Avidin was made insoluble by covalent binding to a water-insoluble polymer using the procedure of Example 12, Part B with the exception that after washing with 100 ml 0.1 n sodium bicarbonate buffer pH 9.0 the avidin bound Sepharose 4B in 12 ml of 0.1 M tris (hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride buffer of pH 8.0 and then in a 1: 1 ratio with 0.1 M bis-hydroxyethylglycine hydrochloride buffer of pH 7.0 was diluted.
Raumtemperatur wurde die in jedem Reaktionsgemisch 30 erzeugte Fluoreszenzintensität bei 448 nm unter Erregung bei 364 nm mit einem Spektrophotofluometer Amico-Bowman gemessen. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 12. At room temperature, the fluorescence intensity generated in each reaction mixture 30 at 448 nm with excitation at 364 nm was measured with an Amico-Bowman spectrophotofluometer. The results are shown in Table 12.
35 35
Tabelle 12 Table 12
40 40
B. Konkurrierender Bindungstest auf Biotin; Einfluss verschiedener Biotinmengen auf die Menge des freigesetzten Umbelli-feron B. Competing Biotin Binding Assay; Influence of different amounts of biotin on the amount of Umbelli-feron released
8 Reaktionsgemische wurden hergestellt, von denen jedes ein Gesamtvolumen von 0,2 ml aufwies und 0,1 m Bis-hydroxy-äthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 7,0,0,3 jiM Biotin- 45 Umbelliferon-Konjugat (Herstellung siehe Beispiel 11), 15 |il der Avidin-gebundenen Sepharose 4B-Suspension (Herstellung siehe Teil A) und Biotin in den in Tabelle 12 angegebenen Mengen enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur unter gelindem Schütteln 20 Minuten inkubiert. Jedes Reak- so tionsgemisch wurde zentrifugiert und 100 (il der überstehenden Flüssigkeit wurden mit 2 ml 0,1 m Bis-hydroxyäthylglycin-hydrochlorid-Puffer vom pH 8,2, der 1,08 Einheiten Schweine-Esterase enthielt, vereinigt. Nach 5minütiger Inkubationszeit bei Eight reaction mixtures were prepared, each of which had a total volume of 0.2 ml and 0.1 m bis-hydroxyethylglycine hydrochloride buffer with a pH of 7.0.0.3 μl Biotin-45 umbelliferone conjugate (preparation see example 11), 15 | il of the avidin-bound Sepharose 4B suspension (preparation see Part A) and biotin in the amounts given in Table 12. The reaction mixture was incubated at room temperature with gentle shaking for 20 minutes. Each reaction mixture was centrifuged and 100 µl of the supernatant was combined with 2 ml of 0.1 M bis-hydroxyethylglycine hydrochloride pH 8.2 buffer containing 1.08 units of porcine esterase. After 5 minutes of incubation at
Reaktionsgemisch Reaction mixture
Konzentration an Biotin Concentration of biotin
(tiM) (Tim)
intensität intensity
Fluoreszenz- Fluorescence-
1 1
0,00 0.00
0,355 0.355
2 2nd
0,10 0.10
0,495 0.495
3 3rd
0,20 0.20
0,469 0.469
4 4th
0,30 0.30
0,503 0.503
5 5
0,40 0.40
0,547 0.547
6 6
0,50 0.50
0,502 0.502
7 7
0,75 0.75
0,580 0.580
8 8th
1,00 1.00
0,688 0.688
In diesem Beispiel konnte somit gezeigt werden, dass die Menge an NAD-Biotin in der flüssigen Phase der vorhandenen freien Biotinmenge direkt proportional ist, so dass die Testmethode brauchbar ist zur Bestimmung eines Liganden in einer unbekannten flüssigen Probe. In this example it could thus be shown that the amount of NAD biotin in the liquid phase is directly proportional to the amount of free biotin present, so that the test method is useful for determining a ligand in an unknown liquid sample.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US57200875A | 1975-04-28 | 1975-04-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH635438A5 true CH635438A5 (en) | 1983-03-31 |
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