DE102013205055A1

DE102013205055A1 - Verfahren und Reagenz zur Bestimmung von Vitamin D Metaboliten

Info

Publication number: DE102013205055A1
Application number: DE102013205055.0A
Authority: DE
Inventors: Robert Poppe; Vukic Soskic
Original assignee: ORGENTEC DIAGNOSTIKA GmbH
Current assignee: ORGENTEC DIAGNOSTIKA GmbH
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-09-25
Also published as: JP6429857B2; IL241492A0; CN105247372A; RU2015145063A; EP2976649A1; EP2976649B1; MX2015013310A; WO2014147121A1; JP2016517004A; US9863963B2; AU2014234397A1; US20160047825A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Freisetzung von gebundenem Vitamin D, indem eine Vitamin D-enthaltende Probe in Kontakt mit einem Freisetzungsreagenz gebracht wird, welches mindestens eine hydrotrope Substanz und mindestens ein Übergangsmetallsalz enthält. Das freigesetzte Vitamin D kann anschließend quantitativ bestimmt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Reagenz zur Freisetzung und gegebenenfalls Bestimmung von Vitamin D, enthaltend mindestens eine hydrotrope Substanz und mindestens ein Übergangsmetallsalz, sowie die Verwendung eines solchen Freisetzungsreagenzes zur Freisetzung und gegebenenfalls Bestimmung von Vitamin D.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Freisetzung von gebundenem Vitamin D, indem eine Vitamin D-enthaltende Probe in Kontakt mit einem Freisetzungsreagenz gebracht wird, welches mindestens eine hydrotrope Substanz und mindestens ein Übergangsmetallsalz enthält. Das freigesetzte Vitamin D kann anschließend quantitativ bestimmt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Reagenz zur Freisetzung und gegebenenfalls Bestimmung von Vitamin D, enthaltend mindestens eine hydrotrope Substanz und mindestens ein Übergangsmetallsalz, sowie die Verwendung eines solchen Freisetzungsreagenzes zur Freisetzung und gegebenenfalls Bestimmung von Vitamin D.
Für den Menschen ist eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D essentiell. Die häufigsten physiologischen Formen von Vitamin D sind Vitamin D3 oder Vitamin D2. Die wichtigsten physiologisch wirksamen Derivate von Vitamin D3 (Cholecalciferol) sind 25OHD3 (25-Hydroxyvitamin D3 oder Calcidiol) und 1,25-(OH)₂D3 (1-alpha, 25-Dihydroxyitamin D3 oder Calcitriol). In der Regel wird die überwiegende Menge Vitamin D3 nicht wie andere Vitamine mit der Nahrung aufgenommen, sondern unter dem Einfluss von UV-Licht in der Haut hergestellt. Hierbei wird 7-Dihydroxycholesterol durch UV-Bestrahlung zu Prävitamin D3 umgewandelt, wobei sich das instabile Zwischenprodukt zu Vitamin D3 umstrukturiert. In der Nahrung ist Vitamin D3 besonders in fettreichem Fisch enthalten. Eine weitere Form von Vitamin D, die im Körper vorkommen kann, ist Vitamin D2 (Calciferol oder Ergocalciferol), welches in Pilzen vorkommt und mit der Nahrung aufgenommen werden kann. Vitamin D3 und Vitamin D2 Präparate stellen eine weitere Quelle zur Versorgung mit einer ausreichenden Vitamin D Menge dar.
Vitamin D und seine natürlichen Derivate sind äußerst hydrophobe Moleküle. Im Blut erfolgt der Transport von Vitamin D im Komplex mit Vitamin D-Binde-Protein (DBP). DBP gehört zur Familie der Albumine und bindet Vitamin D, Vitamin D Metaboliten und Fettsäuren.
In der Leber wird Vitamin D durch Cytochrom P450 an Position C-25 oxidiert. Das resultierende 25OHD (25-Hydroxyvitamin D3 oder 25-Hydroxyvitamin D2) ist der hauptsächlich in der Zirkulation vorliegende Vitamin D Metabolit. Die Konzentration von 25OHD in Serum dient als Indikator zur Bewertung des Vitamin D Status des Menschen.
In der Niere und in weiteren Geweben erfolgt die Umsetzung von 25OHD zu 1,25(OH)₂D, der physiologisch aktiven Form des Vitamin D, welche nach Bindung an den Vitamin D Rezeptor (VDR) Vitamin D-abhängig regulierte (VDRE) Genaktivitäten steuert.
Eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D ist für den normalen Knochenaufbau und die Regulation der Calcium- und Phosphatresorption wesentlich. Die Aktivierung des VDR mit 1,25(OH)₂D steigert die Effizienz der intestinalen Calciumaufnahme um ca. 30% und die Phosphataufnahme um ca. 80%. Wenn die Serumkonzentration von 25OHD unter 30 ng/ml absinkt, ist dies mit einer deutlichen Verringerung der Calciumresorption im Darm und einem Anstieg der Parathyroidhormonkonzentration verbunden. Vitamin D Mangel gilt als wesentlicher Faktor für Osteoporose mit erhöhtem Knochenbruchrisiko und ist mit weiteren Gesundheitsrisiken verbunden. Während die Vitamin D Konzentration im Serum abhängig von der Nahrungsaufnahme und der Sonnenexposition starken Schwankungen unterliegt, gilt die 25OHD Serumkonzentration als ein guter Indikator zur Ermittlung des Vitamin D Versorgungsstatus. Die Bestimmung der 25OHD Konzentration in Serum erfolgt daher in der medizinischen Diagnostik routinemäßig.
Die Bindung von 25OHD und anderer Vitamin D Substanzen an DBP stellt eine große Hürde bei der Bestimmung von Vitamin D Metaboliten dar. Alle Bestimmungsmethoden setzen eine Freisetzung des Vitamin D Metaboliten aus dem DBP-Komplex voraus.
Um Vitamin D und seine Metaboliten im Serum bestimmen zu können, müssen diese aus der Bindung mit DBP freigesetzt werden. Dies kann durch verschiedene Verfahren, wie z. B. die Ausfällung von DBP mit organischen Lösungsmitteln (z. B. Ethanol, Methanol) oder die Extraktion von Vitamin D und deren Metaboliten aus der wässrigen Phase mit phasenbildenden Lösungsmitteln, wie z. B. Chloroform oder Hexan, erfolgen.
US 7,482,162 B2 (Immunodiagnostic Systems Ltd.) beschreibt die Verwendung von 8-Anilino-1-naphthalinsulfonsäureammmoniumsalz (8-ANS) als nichtkompetitives Verdrängungsreagenz zur Freisetzung von an DBP gebundenem 1,25(OH)2D.
WO 2011/144661 (Roche Diagnostics GmbH) beschreibt eine Reagenzmischung, welche Carbonate oder Hydrogencarbonat freisetzende Substanzen in Kombination mit Reduktionsmitteln und alkalisierenden Substanzen enthält, wobei die Freisetzung von Vitamin D Metaboliten aus dem DBP-Komplex im pH-Bereich 11–14 erfolgt.
EP 2 126 586 (Immundiagnostik AG) betrifft die Anwendung eines proteolytischen Verfahrens unter Verwendung von Proteinase K zur Inaktivierung des DBP der daraus resultierenden Freisetzung von Vitamin D Metaboliten und der anschließenden Bestimmung von Vitamin D Metaboliten in einem ELISA-Testsystem.
US 7,087,395 (Quest) betrifft ein Verfahren zur Freisetzung von Vitamin D Metaboliten von DBP durch Vorbehandlung des Serums bei pH 13 mit einer alkalischen Reagenzmischung bestehen aus NaOH, Detergenzien, Cylodextrinderivaten und Salicylsäuresalzen.
WO 2008/138783 (Nordic Biosciences A/S) beschreibt die Vorbehandlung einer Serum- oder Plasmaprobe mit Pamoasäure zur Freisetzung von Vitamin D aus dem DBP-Komplex.
Bisher bekannte Methoden zur Freisetzung von Vitamin D aus dem Komplex mit DBP sind jedoch entweder arbeitsaufwendig und schwer automatisierbar oder fehleranfällig.
Automatisierbare Testverfahren zur Bestimmung von Vitamin D erfordern eine Freisetzung aus dem Komplex mit DBP unter Bedingungen, die idealerweise eine direkte weitere Analyse des Reaktionsansatzes erlauben. DBP ist jedoch ein sehr stabiles Protein und liegt in relativ hoher Serumkonzentration vor, die einer Bindekapazität von 1900 ng/ml für Vitamin D entspricht. Dies stellt, bei einer durchschnittlichen 25OHD-Serumkonzentration von 30 ng/ml, einen 60-fachen Überschuss an Bindekapazität für 25OHD dar.
Ein Freisetzungsreagenz sollte also Vitamin D aus der stabilen Bindung mit DBP lösen, den erheblichen Überschuss an Vitamin D Bindekapazität, der durch die hohe DBP-Serumkonzentration vorliegt, inaktivieren und zusätzlich die Bindung des freigesetzten Vitamin D an ein Detektionsreagenz, in der Regel einen Antikörper, ermöglichen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Reagenz zur Freisetzung von gebundenem Vitamin D zur Verfügung zu stellen, welches die bisherigen Probleme bei der Freisetzung von gebundenem Vitamin D aus Proteinkomplexen löst und für eine Verwendung in einem automatisierten Verfahren zur direkten quantitativen Bestimmung von Vitamin D geeignet ist.
Die Einschränkungen und Nachteile der Reagenzzusammensetzungen des Standes der Technik werden durch die vorliegende Erfindung zumindest teilweise behoben. Die vorliegende Erfindung stellt ein Reagenz zur Freisetzung von gebundenem Vitamin D zur Verfügung, welches eine effiziente Freisetzung von Vitamin D ermöglicht. Dieses Reagenz kann zusätzlich ein Bestimmungsreagenz von Vitamin D enthalten. Die Verwendung des Freisetzungsreagenzes bietet den Vorteil, dass das zu bestimmende Vitamin D nicht aus der Probe isoliert werden muss. Die Probe mit dem zugesetzten Freisetzungsreagenz kann ohne zusätzliche Behandlung direkt einem immunologischen Bestimmungsverfahren unterzogen werden. Dies ermöglicht eine kostengünstigere und zeitsparendere Bestimmung von Vitamin D als im Stand der Technik bekannt.
Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein zuverlässiges und automatisierbares Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Vitamin D, insbesondere von 25-Hydroxyvitamin D3 oder 25-Hydroxyvitamin D2, bereitgestellt.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft daher ein in vitro Verfahren zur Freisetzung von Vitamin D, umfassend die Schritte:

a) Inkontaktbringen einer Probe, die gebundenes Vitamin D, insbesondere in Form von Komplexen mit Proteinen, enthält, mit einem Freisetzungsreagenz, umfassend:
i. mindestens eine hydrotrope Substanz, und
ii. mindestens ein Übergangsmetallsalz, und
b) Freisetzen des gebundenen Vitamin D.

Wenn nicht anders angegeben, schließt der Ausdruck „Vitamin D” alle natürlich vorkommenden Verbindungen ein, welche das Vitamin D2 Grundgerüst oder das Vitamin D3 Grundgerüst gemäß den Strukturformeln I oder II aufweisen.
Formel I
Formel II
Die Nummerierung der Kohlenstoffatome in den Strukturformeln I und II ist gemäß der Steroid-Nomenklatur angegeben. 25-Hydroxyvitamin D bezeichnet Vitamin D Metaboliten, welche an Position 25 der Strukturformeln I oder II hydroxyliert sind, d. h. 25-Hydroxyvitamin D2 sowie 25-Hydroxyvitamin D3. Weitere Hydroxyvitamin D-Verbindungen sind beispielsweise 1,25-Dihydroxyvitamin D oder 24,25-Dihydroxyvitamin D.
1,25-Dihydroxyvitamin D bezieht sich auf die aktiven Formen von Vitamin D (die sogenannten D Hormone), welche an Position 1 sowie an Position 25 der Strukturformeln I und II hydroxyliert sind.
Andere gut bekannte Vitamin D-Verbindungen sind 24,25-Dihydroxyvitamin D2, 24,25-Dihydroxyvitamin D3 und C3-epi-25-Hydroxyvitamin D.
Der Ausdruck „Freisetzung von gebundenem Vitamin D” bedeutet die vollständige oder teilweise Abtrennung von Vitamin D aus Komplexen mit Proteinen, insbesondere DBP, an welche es gebunden ist. Vorzugsweise wird im Wesentlichen das gesamte in der Probe vorhandene Vitamin D freigesetzt. In diesem Zusammenhang bedeutet „im Wesentlichen”, dass mindestens 90%, 95%, 98% und bevorzugt mindestens 99% des Vitamin D freigesetzt wird.
Der Ausdruck „hydrotrope Substanz” oder „hydrotrope Verbindung” bezeichnet Verbindungen, welche die Löslichkeit von unlöslichen oder schwer löslichen organischen Verbindungen in wässrigen Medien erhöhen. Dabei vermindern die hydrotropen Verbindungen die Oberflächenspannung des Wassers und erleichtern somit die Dispergierung der zu lösenden Stoffe (Hydrotropie).
Der Ausdruck „Übergangsmetallsalz” bezeichnet anorganische oder organische Salze von Metallen der Gruppen III-XII beziehungsweise der Gruppen Ib-VIIb und VIII des Periodensystems der Elemente.
Die zu untersuchende Probe ist vorzugsweise eine biologische Flüssigkeit, die z. B. ausgewählt ist aus Blut, Serum, Plasma oder Milch. Die Probe stammt üblicherweise von einem Lebewesen, vorzugsweise von einem Säugetier, z. B. von einem Menschen.
Die hydrotrope Substanz ist vorzugsweise eine aromatische Säure und/oder ein Ester, Amid oder Salz davon. Bevorzugt wird diese ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N,N-Dimethylbenzamid, Dimethylbenzoesäure, 1,2-Naphthochinonsulfonsäure, para-Toluolsulfonsäure, Sulfanilsäure, Anthrachinon-2-sulfonsäure, Anilin-2-sulfonsäure und/oder Salzen davon. Besonders bevorzugt ist die hydrotrope Substanz Toluolsulfonsäure und/oder ein Ester, Amid oder Salz davon.
Die hydrotrope Substanz weist weiterhin bevorzugt einen HLB-Wert von 12–18 auf. Der Ausdruck „HLB-Wert” (hydrophilic lipophilic balance) ist ein von W. C. Griffin eingeführtes Maß der Wasser- und Fettfreundlichkeit von nicht ionogenen Tensiden und Emulgatoren. Der entsprechende HLB-Wert einer Verbindung kann durch im Fachgebiet bekannte Methoden ermittelt werden.
Die Übergangsmetallsalze des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen bevorzugt Salze der Metalle aus den Gruppen 5, 6, 7, 8, 10 und/oder 12, z. B. Salze von Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel und/oder Zink. Besonders bevorzugt ist das Übergangsmetallsalz ein Eisen(III) Salz und am meisten bevorzugt Eisen(III)chlorid oder Eisen(III)citrat. Die Salze bestehen dabei aus Übergangsmetallkationen und anorganischen oder organischen Anionen.
Die anorganischen Anionen umfassen Halogenide, wie beispielsweise Fluorid, Chlorid, Bromid oder Iodid, Sulfid, Carbonat, Hydrogencarbonat, Sulfat, Phosphat, Nitrat und Rhodanid.
Die organischen Anionen umfassen Carbonsäureanionen, wie beispielsweise Formiat, Acetat, Palmitat, Citrat, Oxalat, Fumarat, Benzoat, Maleat oder Salicylat, und organische Sulfate, wie beispielsweise Laurylsulfat.
Das Freisetzungsreagenz kann weiterhin einen Komplexbildner, bevorzugt Citrat, EDTA und/oder ein Salz davon, am meisten bevorzugt Citrat und/oder ein Salz davon, enthalten. Der Ausdruck „Komplexbildner” bezeichnet Verbindungen, die zur Bildung von Komplexen befähigt sind, wie beispielsweise Chelatbildner.
Das Freisetzungsreagenz wird der Probe vorzugsweise in einer Menge zugesetzt, um eine Endkonzentration von 200 bis 1000 mM, insbesondere von 300 bis 700 mM, der hydrotropen Substanz und eine Endkonzentration von 5 bis 100 mM, insbesondere von 10 bis 40 mM, des Übergangsmetallsalzes einzustellen. Das Freisetzungsreagenz wird vorzugsweise als Stammlösung in einem wässrigen Medium vorgelegt, welches 5–30 Gewichtsprozent, bevorzugt 10–25 Gewichtsprozent, der hydrotropen Substanz und 0,1–5 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,2–2 Gewichtsprozent, des Übergangsmetallsalzes, bezogen auf das Gesamtgewicht des Freisetzungsreagenzes, aufweist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein in vitro Verfahren zum Bestimmen von Vitamin D-Verbindungen, umfassend die Schritte:

a) Inkontaktbringen einer Probe, die gebundenes Vitamin D, insbesondere in Form von Komplexen mit Proteinen, enthält, mit einem Freisetzungsreagenz, umfassend:
i. mindestens eine hydrotrope Substanz, und
ii. mindestens ein Übergangsmetallsalz,
b) Freisetzen des gebundenen Vitamin D, und
c) Bestimmen des freigesetzten Vitamin D.

Die Bestimmung des freigesetzten Vitamin D gemäß Schritt c) kann zeitlich nach den Schritten a) und b) oder gemeinsam mit den Schritten a) und b) durchgeführt werden. Vorzugsweise wird Schritt c) ohne Abtrennung des Freisetzungsreagenzes von dem zu bestimmenden Vitamin D gleichzeitig mit den Schritten a) und b) ausgeführt, wodurch ein Ein-Schritt-Verfahren zur Bestimmung von Vitamin D in einer Probe bereitgestellt wird.
Die Bestimmung der Konzentration des Vitamin D in Schritt c) ist bevorzugt ein immunologisches Verfahren, bei dem das zu bestimmende Vitamin D an einen immunologischen Bindungspartner bindet, um einen Immunkomplex zu bilden. Der Ausdruck „immunologischer Bindungspartner” schließt Antikörper ein.
Beispiele für geeignete immunologische Verfahren schließen heterogene Assays, homogene Assays, Sandwich-Assays, Kompetitionsassays, Enzym-Immun-Assays, Radioimmunassays, Fluoreszenzpolarisationsimmunassays, Mikropartikelenzymimmunassays und chemolumineszente magnetische Immunassays ein. Viele der oben beschriebenen Testformate können entweder in einem Ein-Schritt-Verfahren oder in einem Zwei-Schritt-Verfahren durchgeführt werden. Bevorzugt werden Testformate verwendet, die in einem Ein-Schritt-Verfahren durchgeführt werden können.
Der Ausdruck „heterogener Assay” bezieht sich auf Verfahren, in welchen die Trennung des Immunkomplexes von anderen Bestandteilen, beispielsweise durch Waschen, erforderlich ist.
Der Ausdruck „homogener Assay” bezieht sich auf Verfahren, in welchen der Immunkomplex nicht von den anderen Bestandteilen abgetrennt werden muss.
Der Ausdruck „Kompetitionsassay” bezieht sich auf Verfahren, in welchen das in der Probe vorliegende Vitamin D mit einem detektierbaren (z. B. markierten) Tracer um einen immunologischen Bindungspartner konkurriert.
Der Ausdruck „Sandwich-Assay” bezieht sich auf Verfahren, in welchen Vitamin D zwischen zwei immunologischen Bindungspartnern gebunden wird, von denen mindestens einer detektierbar ist (z. B. durch Markierung).
Der Ausdruck „Enzym-Immun-Assay” bezieht sich auf Verfahren, welche ein Enzym als Markierung nutzen. Beispiele für solche Markierungen sind alkalische Phosphatase, Meerrettichperoxidase und β-Galactosidase. ELISA (enzyme-linked immunosorbant assay) ist beispielsweise ein bevorzugter heterogener Sandwich-Enzym-Immun-Assay.
Der Ausdruck „Radioimmunassay” bezieht sich auf Verfahren, welche ein radioaktives Isotop als Markierung nutzen. Ein Beispiel für eine solche Markierung ist Iod 125.
Die geeigneten Verfahren umfassen einen Detektionsschritt. Dieser kann eine Markierungsdetektierung umfassen. Alle im Fachgebiet für solche Zwecke bekannten Markierungen können dabei verwendet werden. Beispiele für geeignete Markierungen schließen Enzymmarkierungen (wie oben beschrieben), Radioisotop-Markierungen (wie oben beschrieben), Fluoreszenzmarkierungen, wie zum Beispiel Fluorescein oder Rhodamin, chemolumineszierende Markierungen, wie zum Beispiel Luminol oder Acridiniumester, und Polyhistidin-Markierungen ein.
Besonders bevorzugt wird ein kompetitives immunologisches Verfahren für die Bestimmung der Konzentration von Vitamin D in Schritt c) verwendet. Geeignete kompetitive Testformate sind dem Fachmann wohl bekannt. In einem typischen kompetitiven Bindungsassay wird ein Rezeptor oder Antikörper mit einem Tracer, d. h. einer markierten Form von Vitamin D, mit der zu untersuchenden Probe in Kontakt gebracht. Die Menge an Tracer, welcher an den Rezeptor oder Antikörper gebunden vorgefunden wird, ist dann indikativ für den Anteil an unmarkiertem Vitamin D in der Probe. Alternativ kann ein kompetitiver Bindungsassay das Inkontaktbringen eines an einen Tracer gebundenen Rezeptors oder Antikörpers mit der zu untersuchenden Probe und das Messen der Menge an verdrängtem Tracer, welche indikativ für die Menge an Vitamin D in der Probe ist, umfassen. Am meisten bevorzugt wird ein mit Biotin markierter Tracer und eine Detektion durch Peroxidase-markiertes Streptavidin verwendet.
Vorzugsweise werden zur Bestimmung des Vitamin D keine Probenbestandteile abgetrennt. Die Verfahrensschritte a), b) und c) können in einem einzigen Reaktionsgefäß durchgeführt werden, ohne dass eine Extraktion oder Aufreinigung zwischen den einzelnen Verfahrensschritten erfolgt.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren freigesetzte und zu bestimmende Vitamin D umfasst alle bekannten Vitamin D-Verbindungen, z. B. 25-Hydroxyvitamin D3, 25-Hydroxyvitamin D2, 1,25-Dihydroxyvitamin D3, 1,25-Dihydroxyvitamin D2, Vitamin D3, Vitamin D2 und Mischungen davon. Besonders bevorzugt sind die Vitamin D-Verbindungen 25-Hydroxyvitamin D3 und/oder 25-Hydroxyvitamin D2.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Reagenz zum Freisetzen von Vitamin D, umfassend:

a) mindestens eine hydrotrope Substanz, und
b) mindestens ein Übergangsmetallsalz.

Vorzugsweise enthält das Reagenz weiterhin einen Komplexbildner. Als Komplexbildner wird bevorzugt Citrat, EDTA und/oder ein Salz davon verwendet, bevorzugter Citrat und/oder ein Salz davon.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Reagenz weiterhin mindestens ein Reagenz zur Bestimmung von Vitamin D.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des oben beschriebenen Reagenzes zur Freisetzung von gebundenem Vitamin D und gegebenenfalls zur Bestimmung des freigesetzten Vitamin D.
Im Weiteren soll die vorliegende Erfindung detaillierter durch die folgenden Zeichnungen und Beispiele beschrieben werden.
Figurenlegende:
: Charakterisierung der Freisetzung definierter 25OHD3 Konzentrationen aus der Bindung mit Serum-DBP und Kompetition mit Biotin-25OHD3 Tracerreagenz. Zur ELISA Detektion der spezifischen 25OHD Kompetition wurden Verdünnungsserien von 25OHD3 in Vitamin D-freier Serummatrix (SerCon, Seracare Inc.) in den Konzentrationen 0, 5, 10, 20, 20, 50, 100, 200, 300 ng/ml in Gegenwart von 7,5 ng/ml Biotin-25OHD Tracerreagenz mit 80 μl Vitamin D Freisetzungsreagenz versetzt und auf Mikrotiterplattenkavitäten, die mit einem Anti 25OHD Antikörper beschichtet waren, aufgetragen. Die Bindung des Tracers in Abhängigkeit der kompetierenden 25OHD Konzentration wurde mit Peroxidase-markiertem Streptavidin und einer Tetramethylbenzidin(TMB)-Farbreaktion durch Messung der CD 450 nm bestimmt.
: Die vergleichende Analyse von Seren mit definierten 25OHD3 und 25OHD2 Konzentrationen (6PLUS1 Multilevel Serum Calibrator Set 25-OH-Vitamin D3/D2, Chromsystems GmbH) und deren Verdünnungen in Vitamin D-freier Serummatrix (SerCon, Seracare Inc.) zeigte eine hohe Übereinstimmung zwischen den HPLC und LC-MS/MS definierten 25-OHD3/D2 Konzentrationen und dem direkten 25-OH Vitamin D3/D2 Bestimmungsverfahren im automatischen Aleria^TM System (ORG270, ORGENTEC).
Beispiel 1: Herstellung eines Vitamin D Freisetzungsreagenzes
Natriumtoluolsulfonat wurde in Wasser gelöst und mit Stammlösungen von 1 M Natriumcitrat und 1 M Eisen(III)chlorid auf eine Endkonzentration von 1 M Natriumtoluolsulfonat, 100 mM Natriumcitrat und 50 mM Eisen(III)chlorid eingestellt.
Beispiel 2: Bindung von einem 25-OHD Antikörper an eine feste Phase
Ein Antikörper gegen 25-OH-Vitamin-D3 bzw. 25-OH-Vitamin-D2 wurde in Tris-Salzpuffer pH 8,0 auf eine Konzentration von 1 μg/ml verdünnt. Die Kavitäten einer Mikrotiterplatte (Maxisorb, Nunc) wurden mit 100 μl der Antikörperverdünnung beschichtet, bei 37°C getrocknet und bis zur Testdurchführung bei 4°C gelagert.
Beispiel 3: Kompetitive Bindungsanalyse
Vitamin D-freie Serummatrix (Seracon, Seracare Inc.) wurde mit definierten Konzentrationen 25-OHD3 versetzt. Jeweils 80 μl der Konzentrationsserie wurden in eine mit 25-OHD-Biotintracer vorbelegte Mikrotiterplattenkavität gefüllt und zur Resolubilisation des Tracerreagenz 5 min bei RT (20–27°C) inkubiert. Anschließend wurden 80 μl des Vitamin D Freisetzungsreagenzes aus Beispiel 1 der Probe zugefügt und gemischt. 100 μl der mit Vitamin D Freisetzungsreagenz verdünnten Proben wurden in 25OHD-Antikörper beschichtete Kavitäten transferiert und 30 min bei Raumtemperatur inkubiert. Anschließend wurde der Probenansatz entfernt und die Kavitäten wurden 3× mit je 200 μl Waschpuffer gespült. Die Detektion des antikörpergebundenen Biotin-25OHD Tracers erfolgte mit Peroxidase-markiertem Streptavidin und einer Tetramethylbenzidin(TMB)-Farbreaktion. Nach Abstoppen der Substratreaktion durch Zusatz von 100 μl 50 mM Phosphorsäure erfolgte die Messung der optischen Dichte bei 450 nm. Hierbei wurde, wie in 1 dargestellt, bereits bei einer 25OHD3 Konzentration von 5 ng/ml eine spezifische Kompetition des Biotin-25OHD Tracers nachgewiesen.
Beispiel 4: Bestimmung von 25-Hydroxyvitamin-D in Serum oder Plasma in dem automatischen Alegria^TM 25-OH Vitamin D3/D2 Testsystem
Zur Untersuchung der Korrelation zwischen HPLC + LC-MS/MS basierten 25OHD3/D2 Bestimmungsverfahren und dem automatischen Alegria^TM 25-OH Vitamin D3/D2 Testsystem wurden Serum- oder Plasmaproben, deren 25OHD3/D2 Konzentration über HPLC + LC-MS/MS basierte Verfahren charakterisiert wurde (6PLUS1 Multilevel Serum Calibrator Set 25-OH-Vitamin D3/D2, Chromsystems GmbH), sowie Verdünnungsstufen hieraus bis zur Bestimmung aliquotiert bei –20°C gelagert.
Zur Bestimmung im automatischen Alegria^TM 25-OH Vitamin D3/D2 Testsystem wurden je 80 μl der Proben in Kavität A des Alegria^TM-Teststreifens vorgelegt. Die 8 Kavitäten eines Teststreifens enthielten hierbei das Vitamin D Freisetzungsreagenz, Streptavidin-HRP Konjugat, TMB-Substrat, eine 25OHD Kalibratorlösung und 25-OHD Antikörper beschichtete Kavitäten für jeweils eine Probenbestimmung. Die Testbearbeitung erfolgte automatisch im Alegria^TM Automaten. Hierbei wurden innerhalb eines Teststreifens jeweils die Probe und der teststreifeninterne Kalibrator mit 25OHD-Biotintracer und Vitamin D Freisetzungsreagenz gemischt, in die 25OHD Antikörper beschichteten Kavitäten transferiert und nach 30 minütiger Inkubation gewaschen. Die Detektion des antikörpergebundenen Biotin-25OHD Tracers erfolgte mit Peroxidase-markiertem Steptavidin und einer Tetramethylbenzidin(TMB)-Farbreaktion durch Messung der optischen Dichte bei 650 nm.
Wie in 2 dargestellt, wurde eine hohe Übereinstimmung zwischen den HPLC und LC-MS/MS definierten 25-OHD3/D2 Konzentrationen in Serenproben und dem direkten 25-OH Vitamin D3/D2 Bestimmungsverfahren im automatischen Alegria^TM System (ORG270, ORGENTEC) beobachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7482162 B2 [0009]
WO 2011/144661 [0010]
EP 2126586 [0011]
US 7087395 [0012]
WO 2008/138783 [0013]

Claims

In vitro Verfahren zur Freisetzung von Vitamin D, umfassend die Schritte: a) Inkontaktbringen einer Probe, die gebundenes Vitamin D enthält, mit einem Freisetzungsreagenz, umfassend: i. mindestens eine hydrotrope Substanz, und ii. mindestens ein Übergangsmetallsalz, und b) Freisetzen des gebundenen Vitamin D.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu untersuchende Probe eine biologische Flüssigkeit ist, die bevorzugt ausgewählt wird aus Blut, Serum, Plasma oder Milch.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrotrope Substanz eine aromatische Säure und/oder ein Ester, Amid oder Salz davon, bevorzugt N,N-Dimethylbenzamid, Dimethylbenzoesäure, 1,2-Naphthochinonsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Sulfanilsäure, Anthrachinon-2-sulfonsäure, Anilin-2-sulfonsäure und/oder ein Salz davon, und besonders bevorzugt para-Toluolsulfonsäure und/oder ein Ester, Amid oder Salz davon, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsmetallsalz das Salz eines Metalls aus Gruppe 5, 6, 7, 8, 10 und/oder 12, bevorzugt ein Salz von Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und/oder Zink, besonders bevorzugt ein Eisen(III) Salz, und am meisten bevorzugt Eisen(III)chlorid oder Eisen(III)citrat, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Freisetzungsreagenz weiterhin einen Komplexbildner, bevorzugt Citrat, EDTA und/oder ein Salz davon, enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Freisetzungsreagenz der Probe in einer Menge zugesetzt wird, um eine Endkonzentration von 200 bis 1000 mM der hydrotropen Substanz und/oder eine Endkonzentration von 5 bis 100 mM des Übergangsmetallsalzes einzustellen.
In vitro Verfahren zum Bestimmen von Vitamin D, umfassend die Schritte: a) und b) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6 zum Freisetzen von gebundenem Vitamin D, und c) Bestimmen des freigesetzten Vitamin D.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vitamin D ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend 25-Hydroxyvitamin D3, 25-Hydroxyvitamin D2, 1,25-Dihydroxyvitamin D3, 1,25-Dihydroxyvitamin D2, Vitamin D3, Vitamin D2 und Mischungen davon, wobei das Vitamin D bevorzugt 25-Hydroxyvitamin D3 und/oder 25-Hydroxyvitamin D2 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung von Vitamin D ohne Abtrennung des Freisetzungsreagenzes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Konzentration des Vitamin D in Schritt c) durch ein immunologisches Verfahren, bevorzugt durch ein kompetitives immunologisches Verfahren, erfolgt.
Reagenz zur Freisetzung von Vitamin D, umfassend: a) mindestens eine hydrotrope Substanz, b) mindestens ein Übergangsmetallsalz, und c) gegebenenfalls mindestens einen Komplexbildner.
Reagenz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrotrope Substanz eine aromatische Säure und/oder ein Ester, Amid oder Salz davon, bevorzugt N,N-Dimethylbenzamid, Dimethylbenzoesäure, 1,2-Naphthochinonsulfonsäure, para-Toluolsulfonsäure, Sulfanilsäure, Anthrachinon-2-sulfonsäure, Anilin-2-sulfonsäure und/oder Salze davon, und besonders bevorzugt Toluolsulfonsäure und/oder ein Ester, Amid oder Salz davon, ist.
Reagenz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsmetallsalz das Salz eines Metalls aus Gruppe 5, 6, 7, 8, 10 und/oder 12, bevorzugt ein Salz von Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und/oder Zink, besonders bevorzugt ein Eisen(III) Salz, und am meisten bevorzugt Eisen(III)chlorid oder Eisen(III)citrat, ist.
Reagenz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es 5–30 Gew.-% bevorzugt 10–25 Gew.-% der mindestens einen hydrotropen Substanz und 0,1–5 Gew.-%, bevorzugt 0,2–2 Gew.-% des mindestens einen Übergangsmetallsalzes bezogen auf das Gesamtgewicht des Reagenzes in einer wässrigen Flüssigkeit aufweist.
Reagenz zur Bestimmung von Vitamin D, umfassend ein Freisetzungsreagenz nach einem der Ansprüche 12 bis 14 und ein Bestimmungsreagenz für Vitamin D.
Verwendung eines Reagenzes nach einem der Ansprüche 11 bis 15 zur Freisetzung von gebundenem Vitamin D, insbesondere in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10.