DE3780340T2 - Reagenz zur enzymatischen bestimmung von primaeren c1-c4-alkoholen und dasselbe verwendendes verfahren. - Google Patents

Reagenz zur enzymatischen bestimmung von primaeren c1-c4-alkoholen und dasselbe verwendendes verfahren.

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DE3780340T2
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Claudio Manzati
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
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    • C12N9/0006Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/26Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reagens in assoziierter Form für die qualitative und/oder quantitative enzymatische Bestimmung von primären C&sub1;-C&sub4;-Alkoholen sowie eine analytische Methode, die diesen Reagenskomplex verwendet. Es besteht ein dringender Bedarf für eine analytische Methode zur Bestimmung von primären C&sub1;-C&sub4;-Alkoholen, besonders von Methanol und Ethanol, die sowohl empfindlich und schnell, als auch einfach genug ist, um auch durch unerfahrenes Personal und ohne die Notwendigkeit von Laborarbeiten durchgeführt werden zu können.
  • Daher wurden einige Systeme entwickelt, die auf einer Reaktion mit Alkoholoxidase beruhen und die in folgendem Reaktionsschema zusammengefaßt sind: RCH&sub2;OH + O&sub2; AlkoholoxidaseR-CHO + H&sub2;O&sub2;.
  • Das sich bildende Wasserstoffperoxid wird durch bekannte Verfahren unter Verwendung einer Peroxidase und eines chromogenen Systems des Trindertyps (Phenol/4-Aminoantipyrin) nachgewiesen.
  • In den europäischen Offenlegungsschriften EP-A-110 173, EP- A-133 481 und EP-A-164 008 sind Testsysteme beschrieben, bei denen die Alkoholoxidase, die Peroxidase und die chromogenen Reagentien auf einen geeigneten Träger aus hydrophilem Material absorbiert werden. Alle diese Systeme erfordern jedoch besondere Maßnahmen, z.B. die Zugabe von Stabilisatoren oder von Enzymregulatoren, sowie den Einsatz von speziellen Verfahren zur Überwindung der Schwierigkeiten, die mit der geringen Stabilität der Alkoholoxidase und deren Tendenz zur Autoxidation verbunden sind, die folglich zu falsch-positiven Resultaten führt.
  • Es konnte jetzt die Möglichkeit aufgezeigt werden, unter Verwendung einer aus Hefe der Gattung Pichia extrahierten Alkoholoxidase und einer modifizierten Trinder-farbgebenden Reaktion, in der der Phenolbestandteil Chromotropsäure (4,5- Dihydroxy-2,7-naphthalindisulfonsäure) oder eines ihrer Salze ist, alle drei Reagentien ohne Stabilitätsprobleme in assoziierter Form zu kombinieren.
  • Der Reagentienkomplex ist unbegrenzt stabil und insofern vorteilhaft, als zu seiner Verwendung keine Vorbereitung und keine Zugabe von Stabilisatoren nötig ist und insbesondere, daß das zu untersuchende Serum nicht verdünnt werden muß, was das System verläßlicher macht. Die Analyse von 10 Ethanol-freien Seren mit einer optischen Dichte von 0,028 bis 0,034 zeigte, daß das erfindungsgemäße Verfahren keine falsch-positiven Resultate hervorruft und daß folglich keine Radikalfänger (wie Ascorbinsäure oder Cystein) erforderlich sind.
  • Durch das Fehlen der Peroxidradikalfänger wird mit einem Wert von 50 mg/100 ml eine höhere Empfindlichkeit erreicht, als es bei den bekannten Verfahren der Fall ist.
  • Die Peroxidase kann beliebigen Ursprungs sein. Sie wird in stöchiometrischen Mengenverhältnissen im Überschuß bis zu 100 Enzymeinheiten (U.I.) pro ml eingesetzt. So wurde gezeigt, daß die Peroxidase selbst einen stabilisierenden Einfluß auf die Alkoholoxidase ausübt.
  • Bezüglich des in Verbindung mit der Chromotropsäure einzusetzenden 1-Phenyl-pyrazolinonderivats ist 4- Aminoantipyrin besonders bevorzugt. Dieses führt zu einer Reaktion, die ein Absorptionsmaximum bei 590 nm aufweist, also in einem Bereich, der für optimale visuelle Untersuchungen geeignet ist.
  • Andere bekannte Verbindungen wie Aminophenazon, Propiphenazon, Methanpyron, Tozalinon, Dibupyron und Sulphapyrin können ebenfalls verwendet werden.
  • Es ist erfindungsgemäß möglich, in biologischen Flüssigkeiten Ethanol und andere primäre C&sub1;-C&sub4; Alkohole in einem Linearitätsbereich von 50 bis 400 mg/dl nachzuweisen, ohne dabei die Probe ausfällen zu müssen.
  • Die Bestimmung kann sowohl als Endpunktbestimmung als auch in Form einer Kinetik durchgeführt werden. Dabei können beide Formen quantitativ mittels Farbbestimmung gegen einen Standard und halb-quantitativ durch Vergleich mit einer Farbskala ausgeführt werden.
  • Dieses Verfahren erfordert nicht die Verwendung von Säuren zum Abstoppen der Reaktion, es kann sowohl manuell als auch in geeigneten automatischen Geräten durchgeführt werden und wird nicht durch Arzneistoffe (z.B. Antikoagulantien) oder biologische Substanzen, die normalerweise in biologischen Flüssigkeiten vorkommen, beeinflußt.
  • Insbesondere wurde keine Störung durch Glukose, Harnsäure und Cholesterin beobachtet, da diese Substanzen kein Substrat für die Alkoholoxidase darstellen.
  • Der erfindungsgemäße reaktive Komplex kann in lyophilisierter Form hergestellt werden, wobei dieser alle Bestandteile und geeignete Träger für die Lyophilisation wie Zucker, Aminosäuren, Polyole, Proteine und Gemische davon enthält. Vorzugsweise werden Saccharose, Lactose, Mannit, Polyvinylpyrrolidon, Glycin, Glutaminsäure und deren Salze, Asparaginsäure oder deren Salze, Albumin, usw. verwendet.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie einzuschränken.
  • Beispiel 1: Bestimmung von Ethanol mittels eines monoreaktiven, in lyophilisierter Form hergestellten Reagens:
  • Es werden zwei Lösungen mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
  • Lösung "A"
  • Phosphatpuffer, pH 7,50 500 mMol
  • Triton X 100 5 g/l
  • Lösung "B"
  • Phosphatpuffer 10 mMol
  • Chromotropsäure 15 mMol
  • 4-Aminoantipyrin 3 mMol
  • EDTA Na&sub2; 5 mMol
  • Peroxidase 20.000 U/l
  • Alkoholoxidase 40.000 U/l
  • Träger für die Lyophilisation 30 g/l.
  • 0,5 ml der Lösung "A" werden in Glasgefäße gefüllt und in einer Tiefkühlzelle 4 h bei -45ºC eingefroren. Anschließend werden in diese Gefäße 0,3 ml der Lösung "B" gegeben.
  • Das Reaktionsprodukt wird dann lyophilisiert unter Vermeidung von Erhitzen auf mehr als 40ºC.
  • Das so hergestellte Reaktionsagens wird dann in geeigneter Weise verschlossen und kann nach Rekonstitution mit 3 ml destilliertem Wasser für die manuelle Bestimmung verwendet werden. Dabei kann folgendes Verfahren Anwendung finden:
  • Probe: Serum oder Plasma
  • Temperatur: 20-25ºC oder 37ºC
  • Wellenlänge: 570-620 nm (585 nm)
  • Küvette: 1 cm optischer Weg.
  • In zwei verschiedene Gefäße, die jeweils das mit 3 ml destilliertem Wasser rekonstituierte Reaktionsagens enthalten, werden 10 mcl der Probe bzw. 10 mcl einer Standardlösung mit bekannter Ethanolkonzentration (von 50 bis 400 mg/dl) gegeben. Die Gefäße werden geschüttelt. Anschließend werden die Reaktionsgemische entweder wenigstens 30 min bei 20-25ºC oder 15 min bei 37ºC inkubiert. Die Absorption der Probenlösung (Ec) und der Referenzlösung (Er) wird in einem geeigneten Spektrofotometer oder Fotokolorimeter bei einer Wellenlänge von 585 nm gemessen. Dazu wird das Gerät mittels einer Lösung, die lediglich rekonstituiertes Reaktionsagens enthält, eingestellt.
  • Berechnung: Ethanol mg/dl = Ec/Er Konz.Ref.Lösung (mg/dl).
  • Beispiel 2 Automatisierte Ethanolbestimmung in Serum oder in anderen biologischen Flüssigkeiten
  • Eine Lösung folgender Zusammenstellung wird hergestellt:
  • Phosphatpuffer, pH 7,5 100 mMol
  • Chromotropsäure 1,5 mMol
  • 4-Aminoantipyrin 0,3 mMol
  • Peroxidase 2.000 U/l
  • Alkoholoxidase 2.000 U/l
  • Triton X 100 1 g/l
  • Die Lösung wird in automatischen Meßgeräten in einem Proben/Reaktionsagensverhältnis von 1:300 eingesetzt.
  • Das Ablesen erfolgt bei 600 nm.
  • Inkubationszeit: 15 min bei 37ºC oder 20-25ºC bei der Endpunktbestimmung oder bei der Bestimmung von ΔE/min zwischen 210 und 1000 Sekunden bei 37ºC zur Bestimmung der Kinetik.
  • Beispiel 3 Manuelle Ethanolbestimmung in ausgeatmeter Luft
  • Das Reaktionsagens nach Beispiel 1 kann nach Rekonstitution auch für die Ethanolbestimmung in ausgeatmeter Luft verwendet werden. Dazu reicht es aus, daß die Versuchsperson mittels einer Kanüle wenigstens 10 bis 20 Sekunden lang Luft in das Reaktionsagens ausatmet. Die sich bildende Farbe kann mittels eines Spektrofotometers oder durch Vergleich mit einer Farbskala ausgewertet werden.
  • Beispiel 4 Bestimmung des Alkoholgehaltes in Weinen und Spirituosen
  • Es ist möglich, das lyophilisierte Reaktionsagens des Beispiels 1 in dem gleichen Verfahren zu verwenden, wobei jedoch zuvor das Agens für Wein und Bier 1:50 und für Brandy und andere Spirituosen 1:100 mit Wasser verdünnt wird. Probe angegebener Wert ermittelter Wert Wein Spirituosen
  • Beispiel 5
  • 10 Serumproben mit bekannten Mengen an Ethanol wurden unter Verwendung des nach Beispiel 1 hergestellten Reaktionsagens untersucht. Einige Proben wurden im voraus von Protein gereinigt. Die folgende Tabelle zeigt die Unempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber der Anwesenheit von Serumproteinen. Proben ausgefälltes Serum nicht ausgefälltes Serum
  • Beispiel 6
  • Wie im vorangegangenen Beispiel wurde ein Vergleich ausgeführt, in diesem Fall jedoch zwischen der Endpunktbestimmung und der Bestimmung mittels einer Kinetik. Auch hier sind die Werte, die in der gleichen Probe, aber mit unterschiedlichen Techniken erhalten wurden, praktisch identisch und liegen innerhalb der gewöhnlich auftretenden experimentell bedingten Abweichungsfehler. Proben Endpunktbestimmung Bestimmung der Kinetik
  • Beispiel 7
  • Die in der folgenden Tabelle aufgeführten Verbindungen zeigen bis zu der angegebenen Konzentration keine Störung bei der Ethanolbestimmung im Serum. Arzneistoff getestete Konzentration (mg/l) Acetylsalicylsäure Ampicillin Ascorbinsäure Bezafibrat Carbochrom Chinidin Chloramphenicol Chlorodiazepoxid Caffein Etaverin Furosemid Glybenzylamid Indomethacin Metaqualon Methyldopa Nikotinsäure Nitrofurantoin Metamizol Ozazepam Oxytetracyclin Paracetamol Phenobarbital Phenoprocumon Phenazopyridin Phenytoin Probenecid Procain Pyridamol Pyritinol (Pyritiazin) Sulphamethoxazol Theophyllin Trimethoprim Dexchloropheniramin Antikoagulantien getestete Konzentration (mg/dl) Heparin Natriumcitrat Natriumfluorid EDTA Biologische Substanzen getestete Konzentration (mg/dl) Glucose Fructose Galactose Bilirubin Hämoglobin Triglycerid
  • Beispiel 8
  • In bezug auf die Stabilität wurden einige Experimente durchgeführt. Dazu wurden unterschiedliche Träger in Verbindung mit lyophilisierter Alkoholoxidase enthaltenden Reagentien untersucht. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefaßt.
  • In allen Lyophilisationsversuchen wurde die Alkoholoxidase in einer etwa 35%igen Saccharoselösung in 0,02 M Phosphatpuffer, pH 6,6, verdünnt. Enzymaktivität 37ºC behandeltes Testset Gehalt vor der Lyophilisation Gehalt nach Lyophilisation Tage verwendeter Träger n.b. = nicht bestimmt 4 A.A. = 4-Amino-antipyrin POD = Peroxidase Glut. = einbasisches Natriumglutamat

Claims (3)

1. Reagenz, in assoziierter Form, für die enzymatische Bestimmung von primären C&sub1;-C&sub4;-Alkoholen in Abwesenheit von Radikalfängern, umfassend eine Alkoholoxidase, extrahiert aus Hefe der Gattung Pichia, einen Überschuß an Peroxidase und Chromotropsäure/Antipyrin.
2. Reagenz nach Anspruch 1, in lyophilisierter Form auf inerten Trägern, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zuckern, Aminosäuren, Polyolen, Proteinen und Gemischen davon.
3. Verfahren für den enzymatischen Nachweis von primären C&sub1;- C&sub4; Alkoholen mittels einer Alkoholoxidase, Peroxidase und eines farbgebenden Systems, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Reagenzes bestehend aus Alkoholoxidase, extrahiert aus Hefe der Gattung Pichia, Peroxidase im Überschuß und Chromotropsäure/Antipyrin als farbgebendem System, in assoziierter Form.
DE8787105040T 1986-04-09 1987-04-04 Reagenz zur enzymatischen bestimmung von primaeren c1-c4-alkoholen und dasselbe verwendendes verfahren. Expired - Lifetime DE3780340T2 (de)

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