ES2229302T3 - Mezcla estable para la deteccion de fosfatasa alcalina con una sal del acido o-cresolftaleina-monofosforico. - Google Patents

Mezcla estable para la deteccion de fosfatasa alcalina con una sal del acido o-cresolftaleina-monofosforico.

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Abstract

EL OBJETO DE LA PRESENTE INVENCION ES UNA MEZCLA ESTABLE PARA LA DETECCION DE FOSFATASA ALCALINA, CARACTERIZADO PORQUE LA MISMA CONTIENE UNA SAL N FTALEINMONOFOSFORICO Y N -METILGLUCAMINA, ASI COMO UN ELEMENTO ANALITICO PARA LA DETECCION DE FOSFATASA ALCALINA CON UNA MATRIZ QUE LLEVA ESTA MEZCLA. ADEMAS, ES OBJETO DE LA INVENCION, UN PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACION DE FOSFATASA ALCALINA CON UNA SAL DEL ACIDO O VENCION O CON UN ELEMENTO ANALITICO DE LA INVENCION, DE FORMA QUE EN PRESENCIA DE FOSFATASA ALCALINA SE OBSERVA UN CAMBIO DE COLOR. FINALMENTE, SON OBJETO DE LA INVENCION LA SAL DEL ACIDO O CRESOLFTALEINMONOFOSFORICO CON N EL PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE DICHA SAL.

Description

Mezcla estable para la detección de fosfatasa alcalina con una sal de ácido o-cresolftaleína-monofosfórico.
La invención se refiere a una mezcla estable para la detección de la fosfatasa alcalina, que contiene una sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico. Es también objeto de la invención un elemento analítico para detectar la fosfatasa alcalina, que contiene una estructura (matriz) con un sustrato de la enzima fosfatasa alcalina, que en presencia de la enzima conduce a un cambio de color. Es también objeto de la invención un procedimiento para la determinación de fosfatasa alcalina con una sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico como sustrato de enzima y con un aceptor de ácido fosfórico.
La determinación de la actividad de la fosfatasa alcalina en los líquidos orgánicos humanos reviste una gran importancia clínica. En la patente US-3 975 405 se describe el uso del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico como sustrato para la determinación de la fosfatasa alcalina. En calidad de sales preferidas se mencionan las sales alcalinas, alcalinotérreas y amónicas, así como las sales de aminas orgánicas protonadas. Son ejemplos de tales aminas orgánicas protonadas el ciclohexilamonio, el tetrametiletilendiamonio y el etanolamonio. Para la ejecución de la detección de la fosfatasa alcalina en el suero sanguíneo se utiliza el o-cresolftaleína-monofosfato disódico junto con la dietanolamina como aceptor de ácido fosfórico que en concentración elevada (uno molar) actúa como tampón junto con el cloruro magnésico. Sin embargo, esta sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico no es estable a la hidrólisis no enzimática. Esto significa que incluso en ausencia de la enzima a determinar ya descompone al o-cresolftaleína-monofosfato y forma color. Con ello se reduce la sensibilidad de la detección de la fosfatasa alcalina, porque la medición tiene que realizarse en un trasfondo de color intenso o bien puede darse incluso el caso de simular la presencia de una enzima que realmente no existe.
En la solicitud de patente europea nº 0 182 179 se aborda este problema. En ella se recomienda separar físicamente el sustrato de la enzima y el aceptor de ácido fosfórico antes de realizar la detección, con el fin de aumentar la estabilidad de los reactivos de detección de la fosfatasa alcalina y no ponerlos en contacto hasta el momento de la reacción con el líquido de muestra a analizar. Para ello se describe un elemento analítico de varias capas, en el que el sustrato de la fosfatasa alcalina y el aceptor de ácido fosfórico se hallan en capas diferentes. Se mencionan como posibles sustratos de la fosfatasa alcalina las sales amónicas de arilfosfatos, en las que el grupo arilo puede ser un grupo fenilo sustituido por nitro, fenolftaleína, timolftaleína, arilo sustituido por arilazo o fluoresceína y el grupo amonio puede ser entre otros la N-metilglucamina. Se mencionan como receptores preferidos del ácido fosfórico los aminoalcoholes, entre ellos la N-metilglucamina. Los o-cresolftaleína-monofosfatos no se mencionan como posibles sustratos de la fosfatasa. Un inconveniente importante del objeto de la solicitud de patente europea nº 0 182 179 consiste en la separación del sustrato y del aceptor de ácido fosfórico. La incorporación de las sustancias en cuestión a capas separadas de un elemento analítico es laborioso en el caso de la fabricación de una tira analítica. Hay que tener en cuenta además que cada capa absorbe un volumen de líquido de muestra. Precisamente en el caso de utilizar elementos analíticos, la cantidad de líquido de muestra disponible es a menudo muy pequeña y escasa. Por otro lado, cuando se vierte la muestra líquida sobre las capas separadas de sustrato y aceptor pueden surgir problemas de mezclado homogéneo de sustrato, aceptor de ácido fosfórico y muestra, que pueden desembocar en una gran dispersión de resultados.
El objetivo de la presente invención consiste por tanto en superar los inconvenientes del estado de la técnica.
Esto se consigue con el objeto de la invención, caracterizado en las reivindicaciones.
Es objeto de la invención una mezcla estable para la detección de la fosfatasa alcalina que, como sustrato de enzima, contiene la sal N-metilglucamina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico y, como aceptor de ácido fosfórico, contiene la N-metilglucamina. Ambos están presentes con preferencia en forma de mezcla homogénea separada.
Es también objeto de la invención un elemento analítico para la detección de la fosfatasa alcalina, con preferencia en una muestra líquida, que contiene una estructura (matriz) con un sustrato de enzima fosfatasa alcalina, que en presencia de la enzima conduce a un cambio de color, dicha estructura (matriz) lleva la mezcla ya mencionada de la invención y por consiguiente tanto el sustrato de enzima como el aceptor de ácido fosfórico, en o sobre una capa.
Es también objeto de la invención un procedimiento para la determinación de la fosfatasa alcalina con una sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico como sustrato de enzima y con un aceptor de ácido fosfórico, para ello se pone en contacto la muestra a analizar con una mezcla de la invención o con una elemento analítico de la invención y, en caso de presencia de fosfatasa alcalina, se observa un cambio de color.
La sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico con la N-metilglucamina es nueva. También lo es un procedimiento para la obtención de dicha sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico con la N-metilglucamina.
Se ha puesto de manifiesto de modo sorprendente que una mezcla de la sal de N-metilglucamina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico y glucamina adicional, como aceptor de ácido fosfórico, que puede emplearse para la determinación de la fosfatasa alcalina, es muy estable a la hidrólisis no enzimática. Esto se cumple también cuando la mezcla contiene sustancia tampón y todas las demás sustancias requeridas para la detección de la fosfatasa alcalina. Precisamente la presencia de la sustancia tampón y del aceptor de ácido fosfórico se considera en la solicitud de patente europea nº 0 182 179 como una causa importante de la hidrólisis no enzimática de los sustratos de la enzima fosfatasa alcalina. En calidad de sal N-metilglucamina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico se utilizan con ventaja la sal de la D-N-metilglucamina y, como aceptor de ácido fosfórico, se utiliza la D-N-metilglucamina libre, es decir, la añadida adicionalmente. La sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico puede contener de 1 a 3 iones de N-metilglucamonio por cada molécula de o-cresolftaleína-monofosfato. El o-cresolftaleína-monofosfato de la presente invención contiene con preferencia de 2 a 3 iones N-metilglucamonio por molécula. En la forma especialmente preferida de ejecución, la sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico contiene en promedio de 2,3 iones de N-metilglucamonio por cada molécula de o-cresolftaleína-monofosfato.
La mezcla de la invención es estable a la hidrólisis no enzimática incluso en presencia de la sal sódica y/o magnésica necesaria para la detección de la fosfatasa alcalina así como en presencia de la sustancia tampón. La sustancia tampón está presente en una cantidad tal que, para la detección de la fosfatasa alcalina, se garantice un pH entre 10 y 12, con preferencia entre 10 y 11. El experto en la materia ya conoce las sustancias tampón adecuadas. Únicamente a título de ejemplo y sin pretender que sea exhaustiva se puede mencionar la siguiente lista: carbonatos, boratos, fosfatos, sustancias tampón de Good, glutamato y aspartato. La presencia de sal sódica y/o magnésica puede ser ventajosa para la determinación de la fosfatasa alcalina, por consiguiente la sustancia tampón puede estar presente por ejemplo en forma de dichas sales o bien la sal sódica y/o magnésica pueden añadirse adicionalmente a la mezcla estable de la invención.
Para ajustar las condiciones óptimas de la actividad enzimática, la mezcla de la invención deberá contener con ventaja en calidad de aceptor de ácido fosfórico por lo menos la N-metilglucamina en una cantidad tal que el ácido fosfórico, que se desprende del sustrato en presencia de la fosfatasa alcalina, sea capturado por el aceptor de ácido fosfórico. La mezcla estable de la presente invención contendrá con ventaja un exceso de N-metilglucamina. La proporción molar entre el sustrato de enzima y el aceptor de ácido fosfórico será por lo menos de 1:1, con ventaja hasta 1:4. Obviamente se puede trabajar también en otras proporciones, en el supuesto de que no se requieran condiciones óptimas de actividad enzimática.
Aunque la sal alcalina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico sea muy inestable a la hidrólisis no enzimática, la sal de N-metilglucamina es muy estable a la hidrólisis no enzimática, incluso en presencia de concentraciones muy elevadas de iones alcalinos.
La mezcla de la invención es muy estable en solución. Sin embargo, en forma seca, es decir como mezcla de las distintas sustancias secas, por ejemplo incluso en forma liofilizada, e muy estable a la hidrólisis no enzimática. Puede estar presente dentro o sobre una estructura (matriz) y formar parte de este modo de un elemento analítico para la detección de la fosfatasa alcalina. Se denomina estructura (matriz) cualquier material en forma de capas, que sea capaz de contener la mezcla de la invención sin influir negativamente en ella. En calidad de materiales de la estructura (matriz) se toman en consideración en general aquellos materiales que son capaces de recibir una solución de la mezcla estable de la invención mediante hinchamiento o absorción, por ejemplo por impregnación, o aquellos que pueden recubrirse con la mezcla o que pueden fabricarse en presencia de la mezcla de la invención y por ello la mezcla puede alojarse por sí misma en el material que constituye la estructura (matriz). Lo último es posible por ejemplo en caso de fabricación de capas de tipo lámina con materiales filmógenos, que existen en presencia de los componentes de la mezcla. En el marco de la presente invención son especialmente preferidos los elementos analíticos que contienen una estructura (matriz) porosa y absorbente, que se ha impregnado con una solución de la mezcla de la invención y después se ha secado. Como material de estructura (matriz) especialmente preferido se emplea el
papel.
La estructura que lleva la mezcla de la invención puede emplearse por sí misma como elemento analítico. También puede ser ventajoso sujetar la estructura por ejemplo sobre un material soporte inerte, que facilite la manipulación de la estructura. Estas formas de ejecución son conocidas por ejemplo en las tiras de análisis de orina. La estructura con la mezcla estable de la invención puede estar contenida también en elementos analíticos de varias capas, ya conocidos por el estado de la técnica. Puede formar parte por ejemplo de un elemento analítico de varias capas, descrito en la solicitud de patente europea nº 0 182 179, en tal caso la estructura sustituye a la capa de extensión y la capa tampón de este elemento analítico.
Para el análisis de la sangre total se ha observado que es especialmente ventajoso utilizar un elemento analítico como el descrito por ejemplo en la solicitud de patente europea nº 0 461 392 a través de la figura 1. Sobre una lámina soporte inerte (5), por ejemplo una lámina de plástico, se sujeta una capa de transporte (2), que sirve para el acarreo del líquido de la muestra desde la zona de recepción (7) hasta la zona de detección (8). Como capa de transporte (2) es idóneo en principio cualquier material que sea capaz de transportar el líquido a analizar desde la zona de recepción (7) hasta la zona de detección (8) sin alterarlo, de modo que no incida negativamente en el análisis. Es ventajoso en especial utilizar como capa de transporte (2) un tejido no tejido (vellón) de fibras de vidrio. Sobre la capa de transporte (2) se sujeta, cubriéndola en parte, una capa (3) destinada a separar los componentes corpusculares del líquido de muestra. En principio puede utilizarse para ello cualquier material que permita separar de la sangre los componentes corpusculares del líquido de muestra, en especial los glóbulos sanguíneos, sobre todo los eritrocitos, no dejando que estos alcancen en cantidades importantes la zona de detección (8), de modo que no provoquen en ella ninguna interferencia en la reacción de detección. Por lo demás, la capa separadora (3) no debe provocar una alteración del líquido de muestra, de modo que se altere la actividad de la fosfatasa alcalina a analizar y se falsee el resultado. Se ha constatado que son especialmente indicados como capa separadora (3) los tejidos no tejidos de fibra de vidrio, descritos p.ej. en la patente europea nº 0 045 476. Sobre la capa separadora (3) se coloca con ventaja una capa protectora (4), que impide que durante la introducción de la muestra, por ejemplo mediante una pipeta, pueda dañarse la capa separadora (3). Para ello ha dado buenos resultados una redecilla de material inerte, por ejemplo de plástico. La capa protectora (4) y la capa separadora (3) se sujetan sobre una lámina soporte inerte (5). Tal sujeción puede efectuarse por ejemplo mediante una tira autoadhesiva (6).
A los lados de la capa de transporte (2) se sujeta una lámina soporte fabricada con plástico traslúcido con la estructura (1) que contiene la mezcla de la invención. Tal sujeción se efectúa con ventaja sobre una zona de pegado (9), por ejemplo mediante una tira termoadhesiva. La estructura (matriz) (1) está dispuesta de tal manera que, en caso de presionar hacia abajo la lámina soporte traslúcida en dirección a la lámina soporte inerte (5), pueda ponerse en contacto con la capa de transporte (2) de modo que permita el paso del líquido.
Para la puesta en práctica del procedimiento de la invención de determinación de la fosfatasa alcalina en muestras líquidas se pone en contacto la muestra con una mezcla de la invención, después de ello puede observarse un cambio de color, si existe fosfatasa alcalina. Por lo general se detecta la fosfatasa alcalina en líquidos corporales, por ejemplo sangre, o en muestras extraídas de la sangre, como son el plasma o el suero. Obviamente, también es posible analizar la presencia de fosfatasa alcalina en otros líquidos. En principio se puede verter la mezcla de la invención sobre la muestra a analizar, o al revés: se puede añadir la muestra sobre la mezcla de la invención. Para el caso de que la mezcla de la invención esté presente sin soporte, es decir, en forma de polvo, de mezcla cristalina o en forma liofilizada, en la mayoría de casos será ventajoso verter la mezcla sobre la muestra a analizar.
Para el caso de que se utilice el elemento analítico de la invención con una estructura (matriz) que lleve la mezcla de la invención es ventajoso que la estructura se ponga en contacto con el líquido a analizar. Por ejemplo, la estructura puede sumergirse en el líquido a analizar. Para una forma especialmente preferida de ejecución de la determinación de la fosfatasa alcalina con un elemento analítico de la invención se vierte sangre total sobre la capa protectora (4) del elemento analítico especialmente preferido representado en la figura 1. La sangre penetra en la capa separadora (3) y los eritrocitos se separan del plasma o del suero. Por fuerzas capilares, el líquido resultante es absorbido hacia la zona de detección (8). Presionando la lámina soporte con la estructura de la invención (1) se pone en contacto la fase acuosa de la capa de transporte (2) con la estructura (1). El líquido penetra en la estructura y se inicia la reacción de determinación. La reacción se observa visualmente, a través de la lámina soporte de la estructura (1), gracias a la coloración que adquiere la estructura (1) o bien se mide por fotometría de reflexión.
La sal de N-metilglucamina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico, descrita como componente de la mezcla estable de la invención, es nueva. Para su obtención se hace reaccionar el ácido o-cresolftaleína-monofosfórico con la N-metilglucamina. El experto en la materia ya conoce la síntesis del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico por la patente US-3 975 405. La N-metilglucamina es un producto comercial. Se utiliza con ventaja la D-N-metilgluca-
mina.
La reacción del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico con la N-metilglucamina se lleva a cabo con ventaja de modo que se disuelve el ácido o-cresolftaleína-monofosfórico en un disolvente orgánico y se le añaden de dos a cuatro equivalentes de la N-metilglucamina. Se separa por filtración la sal precipitada y se purifica por recristalización en un disolvente orgánico apropiado. Como disolvente orgánico idóneo como medio de reacción han dado buenos resultados los alcoholes, por ejemplo el etanol y en especial el metanol. Para la recristalización se toman en consideración los disolventes no polares, por ejemplo el éter. La sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico obtenida de este modo contiene entre dos y tres iones de N-metilglucamina por cada molécula de ácido o-cresolftaleína-monofos-
fórico.
Se ha puesto de manifiesto que la nueva sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico es especialmente indicada para la detección de la fosfatasa alcalina porque el producto de descomposición enzimática de la o-cresolftaleína posee un coeficiente de extinción molar elevado y de este modo son posibles determinaciones muy sensibles.
Dado que la misma amina orgánica se utiliza como catión del sustrato de enzima y como aceptor de ácido fosfórico, la preparación de la mezcla de la invención para la detección de la fosfatasa alcalina resulta muy fácil. Además, esta mezcla es muy estable a la hidrólisis no enzimática. Esto permite fabricar tales mezclas sin cantidades notables de productos de hidrólisis, lo cual se traduce en señales iniciales bajas en las mediciones y además tales mezclas son estables al almacenaje. La presencia de iones alcalinos, por ejemplo iones sodio, incluso en un gran exceso, no influye en la estabilidad de la mezcla de la invención. Por el hecho de que el elemento analítico de la invención posee una capa común para el sustrato de enzima y para el receptor de ácido fosfórico se facilita la fabricación. Además, al elemento analítico de la invención le basta con poca cantidad de líquido de muestra, porque, en lugar de las dos capas recomendadas por el estado de la técnica, solamente la capa que contiene la mezcla de la invención tiene que absorber el líquido de la muestra. Por otro lado, el uso de una sola capa, que contiene el sustrato y el aceptor ya mezclados, conduce a una mezcla homogénea en el momento de la recepción de la muestra, lo cual se traduce en resultados reproducibles.
La invención se ilustra con mayor detalle mediante los ejemplos siguientes.
Ejemplo 1 Obtención de la sal N-metilglucamina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico
Se sintetiza el ácido o-cresolftaleína-monofosfórico con arreglo a la patente US-3 975 405. Se disuelven 24 g del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico en 94 ml de metanol y se le añaden 23 g de la D-N-metilglucamina. La sal N-metilglucamonio se aísla por precipitación en un volumen 10 veces mayor de éter de dietilo. Se seca el precipitado con vacío sobre ácido sulfúrico. Rendimiento: 44 g de la sal o-cresolftaleínafosfato de D-N-metilglucamonio.
Ejemplo 2 Obtención de la sal o-cresolftaleínafosfato sódico
Se disuelven 24 g del ácido o-cresolftaleínafosfórico en 94 ml de metanol, se ajusta el pH de la solución a 10,5 por adición de NaOH y se precipita con un volumen 10 veces mayor de éter de dietilo. Se separa el precipitado y se seca con vacío sobre ácido sulfúrico. Rendimiento: 22 g de o-cresolftaleínafosfato sódico.
Ejemplo 3 Detección de fosfatasa alcalina
Se impregna papel (papel de fibras largas, fabricante: Schoeller, Gernsbach, Alemania; peso por unidad de superficie: 12 g/m^{2}) con la mezcla de la invención, que se fabrica del modo siguiente. Se mezclan:
- agua, purificada 500,0 ml
- hidróxido sódico (5N) 91,0 ml
- D-N-glucamina 187,4 g
- sal magnésica de ácido L-aspártico 22,0 mg
- sal D-N-metilglucamina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico 218,1 g
y después se enrasa con agua hasta 1 litro.
Si es necesario se corrige el pH de la solución con hidróxido sódico (5N) para ajustarlo a 11,0.
Una vez secado el papel impregnado se vierte sobre dicho papel una muestra de suero sanguíneo, que contiene fosfatasa alcalina. En función de la actividad enzimática se observa un viraje de color del amarillo al violeta rojizo.
Ejemplo 4 Comparación de estabilidades
Se prepara un papel del modo descrito en el ejemplo 3 con la mezcla de la invención para la detección de la fosfatasa alcalina y se almacena a 50ºC durante varias semanas. Se mide la extinción a 567 nm frente al agua después de determinados intervalos de tiempo. En lugar de la sal N-metilglucamonio del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico de la invención, se prepara con arreglo al ejemplo 3 con la sal o-cresolftaleína-monofosfato sódico, obtenida con arreglo al ejemplo 2, una mezcla para la detección de la fosfatasa alcalina y con ella se impregna el mismo papel de fibras largas, de modo que se obtiene un elemento analítico similar al descrito en el ejemplo 3. Se somete este papel a las mismas condiciones de ensayo que el papel que contenía la sal de metilglucamina.
En la tabla 1 se recogen los resultados obtenidos al cabo de una semana y media y al cabo de tres semanas.
TABLA 1
Duración de Extinción del papel Extinción del papel con la
la prueba con la sal sódica sal N-metilglucamonio
1,5 semanas 2,664 1,022
3 semanas 3,735 1,255
De la tabla se deduce que la sal sódica es mucho más inestable a la hidrólisis no enzimática que la sal de N-metilglucamonio.

Claims (6)

1. Mezcla estable a la hidrólisis no enzimática para la detección de la fosfatasa alcalina, caracterizada porque contiene la sal de N-metilglucamina del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico como sustrato de enzima y la N-metilglucamina como aceptor de ácido fosfórico.
2. Mezcla estable según la reivindicación 1, caracterizada porque contiene la sal de la D-N-metilglucamina y la D-N-metilglucamina libre.
3. Mezcla estable según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la sal es la que contiene 2-3 iones de N-metilglucamonio por cada molécula de o-cresolftaleína-monofosfato.
4. Mezcla estable según una de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizada porque está presente en forma seca.
5. Elemento analítico para detectar la fosfatasa alcalina, que contiene una estructura (matriz) con un sustrato de la enzima fosfatasa alcalina, que en presencia de la enzima conduce a un cambio de color, caracterizado porque la estructura lleva una mezcla según una de las reivindicaciones de 1 a 4 y de este modo tanto el sustrato de enzima como el aceptor de ácido fosfórico están presentes dentro o sobre de una capa.
6. Procedimiento para la determinación de la fosfatasa alcalina con una sal del ácido o-cresolftaleína-monofosfórico como sustrato de enzima y un aceptor de ácido fosfórico, caracterizado porque se pone en contacto la muestra a analizar con una mezcla según una de las reivindicaciones 1-4 o con un elemento analítico según la reivindicación 5 y se observa un viraje de color cuando en la muestra está presente la fosfatasa alcalina.
ES97113807T 1996-08-12 1997-08-09 Mezcla estable para la deteccion de fosfatasa alcalina con una sal del acido o-cresolftaleina-monofosforico. Expired - Lifetime ES2229302T3 (es)

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