FI90254B - Dynaaminen jatkuvavirtauksinen entsyymireaktori - Google Patents

Dynaaminen jatkuvavirtauksinen entsyymireaktori Download PDF

Info

Publication number
FI90254B
FI90254B FI894472A FI894472A FI90254B FI 90254 B FI90254 B FI 90254B FI 894472 A FI894472 A FI 894472A FI 894472 A FI894472 A FI 894472A FI 90254 B FI90254 B FI 90254B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
factor
enzyme
enzyme reactor
phospholipid
blood coagulation
Prior art date
Application number
FI894472A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI90254C (fi
FI894472A0 (fi
FI894472A (fi
Inventor
Yale Nemerson
Vincent Turitto
Original Assignee
Sinai School Medicine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinai School Medicine filed Critical Sinai School Medicine
Publication of FI894472A0 publication Critical patent/FI894472A0/fi
Publication of FI894472A publication Critical patent/FI894472A/fi
Publication of FI90254B publication Critical patent/FI90254B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI90254C publication Critical patent/FI90254C/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/18Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/06Tubular
    • 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
    • C12Q1/56Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving blood clotting factors, e.g. involving thrombin, thromboplastin, fibrinogen
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/90Enzymes; Proenzymes
    • G01N2333/914Hydrolases (3)
    • G01N2333/948Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • G01N2333/95Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99)
    • G01N2333/964Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue
    • G01N2333/96425Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals
    • G01N2333/96427Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals in general
    • G01N2333/9643Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals in general with EC number
    • G01N2333/96433Serine endopeptidases (3.4.21)
    • G01N2333/96441Serine endopeptidases (3.4.21) with definite EC number
    • G01N2333/96444Factor X (3.4.21.6)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/90Enzymes; Proenzymes
    • G01N2333/914Hydrolases (3)
    • G01N2333/948Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • G01N2333/95Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99)
    • G01N2333/964Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue
    • G01N2333/96425Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals
    • G01N2333/96427Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals in general
    • G01N2333/9643Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals in general with EC number
    • G01N2333/96433Serine endopeptidases (3.4.21)
    • G01N2333/96441Serine endopeptidases (3.4.21) with definite EC number
    • G01N2333/96447Factor VII (3.4.21.21)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/90Enzymes; Proenzymes
    • G01N2333/914Hydrolases (3)
    • G01N2333/948Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • G01N2333/95Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99)
    • G01N2333/964Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue
    • G01N2333/96425Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals
    • G01N2333/96427Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals in general
    • G01N2333/9643Proteinases, i.e. endopeptidases (3.4.21-3.4.99) derived from animal tissue from mammals in general with EC number
    • G01N2333/96433Serine endopeptidases (3.4.21)
    • G01N2333/96441Serine endopeptidases (3.4.21) with definite EC number
    • G01N2333/96463Blood coagulation factors not provided for in a preceding group or according to more than one of the proceeding groups
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/90Enzymes; Proenzymes
    • G01N2333/914Hydrolases (3)
    • G01N2333/948Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • G01N2333/974Thrombin
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2405/00Assays, e.g. immunoassays or enzyme assays, involving lipids
    • G01N2405/04Phospholipids, i.e. phosphoglycerides

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

1 90254 DYNAAMINEN JATKUVAVIRTAUKSINEN ENTSYYMIREAKTORI Keksinnön taustaa Tämä keksintö koskee dynaamista jatkuvavirtauksista entsyymi-reaktoria ja menetelmää, joka mahdollistaa veren koaguloitu-misreaktioiden ja muiden dynaamisten entsymaattisten reaktioiden nopeuksien in vitro-mittauksen, reaktioiden aktiivisuuden ollessa riippuvainen fosfolipideistä, ympäristössä, joka läheisesti muistuttaa kehossa vallitsevaa. Koaguloitutoisjärjestelmä (hyytyminen) ihmisessä ja eläimissä on pääasiallinen aputekijä verenvuodon tyrehdyttämisen ylläpidossa sekä trombien (verihyytymät) muodostumisessa. Koaguloituminen on olennaisesti sarja peräkkäisiä tapahtumia, jossa kukin hyytymistekijä, joka normaalisti on läsnä veressä ja muissa kudoksissa entsyymin inaktiivisena esiasteena, s.o. tsymogeenina, aktivoituu vuoronperään proteolyyttiseksi entsyymiksi, joka selektiivisesti hyökkää seuraavaksi vuorossa olevan tsymogeenin kimppuun aiheuttaen näin sen muuttumisen aktiiviseksi entsyymiksi. Vahvistuminen tapahtuu jokaisessa prosessin vaiheessa, niin että pieni alkuärsyke voi lopulta johtaa merkittävään määrään fibriinihyytyrniä.
Hyytymistapahtumasarja alkaa kahtena erillisenä reaktiotapah-tumana, jotka lopulta lähenevät toisiaan. Toinen reaktiota-pahtuma on "sisäsyntyinen" verelle ja toista nimitetään "ulkosyntyiseksi", koska sen laukaisevat hyytymistekijät, joita normaalisti ei ole läsnä veressä. Sisäsyntyisen reaktion kulku on tärkeämpi verenvuodon tyrehdyttämisessä vamman jälkeen. Ulkosyntyinen reaktion voi aktivoitua erilaisissa patologisissa tilanteissa, esim. diffuusissa endoteelivauriossa, edistyneessä syövässä, endotoksemiassa ja raskauskomplikaatioissa.
Nyt on löydetty merkittäviä todisteita siitä, että koaguloituminen alkaa kehossa, kun tekijä VII, K-vitamiinista riippuva plasman hyytymistekijäproteiini, ja kudostekijä, soluun sitoutunut proteiini, joka normaalisti ei liity verisoluihin, \ joutuvat vuorovaikutuksiin keskenään. (Katso esim. Nemerson, 2 90254
Blood 71:1-8, 1988, katsauksen saamiseksi aiheesta). Tämä vuorovaikutus johtaa aktivoituneeseen kompleksiin, jolla on entsymaattista aktiivisuutta ja joka aloittaa hyytymisen muuttamalla kaksi muuta proteiinia, s.o. tekijä X:n ja tekijä IX:n niiden aktiivisiksi entsyymimuodoiksi, tekijä Xa:ksi ja tekijä IXa:ksi, vastaavasti. (Tavallisen käytännön mukaan veren aktiivisten hyytymistekijöiden esiasteita s.o. tsymogeeneja merkitään roomalaisilla numeroilla, ja aktiiviset muodot osoitetaan alaindeksillä "a", esim. tekijä X tsymogeenille ja tekijä Xa aktivoituneelle tekijälle.)
Kudostekijä on esikoaguloiva proteiini, jota on mukana olennaisesti kaikkien solujen pinnalla, eivätkä ne normaalisti ole suorassa kosketuksessa veren kanssa. Kudostekijä on kuitenkin indusoitavissa endoteelisoluihin ja monosyytteihin stimuloimalla erilaisilla farmakologisilla välittäjillä, esim. kas-vainkuoliotekijällä, interleukiini-l:llä ja endotoksiinilla. Ulkosyntyisen koaguloitumisen laukaisee kudostekijä, joka kompleksoituu tekijä VII:n, K-vitamiinista riippuvan serii-niproteaasitsymogeenin, kanssa aktivoiden sen. Tekijän VII:n aktivointi kudostekijällä tapahtuu kalsiumionien läsnäollessa ja sen uskotaan johtuvan tekijän VII avaruusrakenteen muutoksesta. Katso esim. Nemerson et ai. (1982), Progress in Hemostasis and Thrombosis, Spaet, T.H. edi., Grune & Stratton, New York, voi. 6, pp. 237-261; Carson (1984) Prog. Clin. Pathol. 9:1-14. Tekijä VII-tsymogeenin muuttuminen aktiiviseksi entsyymiksi VIIa tapahtuu lohkaisemalla arg-ile-peptidisidos tsy-mogeenissa, jolloin saadaan tekijä VIIa, jolla on kevyt ketju, joka sisältää Gla-alueen ja raskas ketju, joka sisältää entsyymin aktiivisen kohdan.
Jos tekijä VII tsymogeenillä on esikoaguloiva aktiivisuus, voi koaguloituminen yksinkertaisesti alkaa sen fysikaalisen esteen rikkomisesta, joka normaalisti erottaa tekijän VII kudosteki-jästä. Niinpä veren hyytymiseksi vaurio itsessään voi olla riittävä aloittamaan koaguloitumisen. Määritelmä, jonka mukaan tsymogeenillä on pieni määrä aktiivisuutta johdannaisentsyy-miinsä verrattuna, voi johtaa vaikeuksiin, koska aktiivisella tsymogeenillä voi olla sama aktiviteetti kuin inerttillä 3 90254 tsymogeenillä, joka on kontaminoitunut mainitulla entsyymillä. Useimmissa tapauksissa tämä ongelma ratkaistaan yksinkertaisesti käsittelemällä tsymogeenia aktiiviseen kohtaan suunnatulla entsyymi-inhibiittorilla, kuten di-isopropyylifluori-fosfaatti (DFP) tai sopiva kloorimetyyliketoni, jolloin inhiboidaan kontaminoiva entsyymi. Koska tsymogeenit tavallisesti ovat lähes inerttejä, tämä johtaa koko mitattavan aktiivisuuden häviämiseen. Tekijä VII-tsymogeeni kuitenkin itse helposti inhiboituu DFP:n vaikutuksesta estäen näin tämän suoraviivaisen lähestymistavan. Tekijän VII:n reaktiivisuus DFP:n kanssa on todellakin niin suuri, että jo tämä viittaa tekijä'VII tsymogeenin äärimmäisen suureen aktiivisuuteen.
DFP:n inhibitiotutkimukset, jotka suoritettiin käyttäen naudan tekijöitä VII ja VII., osoittivat, että tekijällä VII on kvalitatiivisesti sama entsymaattinen aktiivisuus kuin tekijällä VII., vaikka tekijä VII-tsymogeeni omaa hiukan alle 1 % tekijän Vila aktiivisuudesta. DFP:n on myös osoitettu inhiboivan ihmisen tekijää VII, nopeuden ollessa yksi kolmasosa tekijän VII. inhibointinopeudesta, joka on suunnilleen sama suhde kuin havaittiin käytettäessä naudan proteiineja. Katso esim. Ne-merson, Blood 71:1-8, 1988 ja Zur et ai., J. Biol. Chem. 257:5623-5631, 1982.
Kokeet tukevat havaintoa, että koaguloituminen voi alkaa yksinkertaisesti kudostekijän ja tekijän VII kompleksoituessa fysikaalisesti. Lisätodiste tälle käsitykselle saadaan havainnosta, että naudan tekijät VII ja VII, sitoutuvat kudosteki-jään oleellisesti samoilla dissosioitumisvakioilla. Kun ihmisen kudostekijän lähteenä käytettiin monosyyttejä, sama ilmiö havaittiin ihmisen tekijöille VII ja VII,. Sen mukaisesti ei tarvitse pitää selviönä koaguloitumisen proteolyyttistä aloitusta, jolloin vältetään proteolyyttisten tapahtumien äärettömän regression ongelma. Tämä tsymogeenin aktiivisuuden määrä on yleensä epätavallinen ja osoittautuu olevan ainutlaatuinen hyytymisjärjestelmässä. Tekijän VII ja, vielä enemmän tekijän VII,, aktiivisuus on yhteensopiva levossa olevan hyytymisjärjestelmän kanssa, koska kudostekijän poissaollessa se ei voi laukaista koaguloitumista.
4 90254
Sisäsyntyisestä reaktiivisuudestaan johtuen tekijä VII eroaa kaikista muista tunnetuista hyytymistsymogeeneistä. Niinpä, koska tekijä VII tsymogeenillä on entsymaattista aktiivisuutta, kun viitataan sekä tsymogeeniin että aktiiviseen entsyymiin tekemättä eroa näiden kahden lajin välillä, käytetään tekijän VII(a) määritelmää.
Kudostekijä on samoin ainutlaatuinen lisätekijöiden joukossa, koska, päinvastoin kuin hyytymistekijät V ja VIII sekä muut lisätekijät hyytymistapahtumasarjassa, kypsä kudostekijäprote-iini ilmeisesti ei vaadi enempää käsittelyä ollakseen'aktiivinen. Nämä havainnot yhdessä antavat aiheen ehdottaa, että ainoa vaatimus kudostekijän aikaansaaman koaguloitumisen alkamiselle on sen fysikaalinen kompleksoituminen tekijän VII kanssa.
Kudostekijä, joka on membraaniin sitoutunut glykoproteiini, joka liittyy fosfolipideihin, ei normaalisti ole läsnä verenkierrossa. Kuitenkin kun verisuonet rikkoutuvat, tekijä VII, joka on plasman koaguloitumistekijä, voi kompleksoitua kudos-tekijän kanssa muodostaen näin katalyyttisesti aktiivisen tekijän, joka aktivoi sekä tekijän IX (plasman tromboplastiini-komponentti), joka on komponentti, joka sisäsyntyisesti muodostaa tekijän IXa, että tekijän X (Stuartin tekijä), joka liittyy sekä ulkosyntyisiin e.ttä sisäsyntyisiin koaguloitumi-siin, jolloin syntyy tekijä Xa. Kudostekijällä on myös tärkeä kliininen käyttö diagnostisena reagenssina hyytymisen seurannassa ja tutkimisessa.
Tekijää VII on mukana hyvin pienissä määrin plasmassa (n. 10 nM). Vaikea verenvuoto, joka voidaan nähdä yksilöissä, joilla on merkittävä tekijän VII puute, osoittaa tämän proteiinin fysiologisen tärkeyden. Tekijän VII puutokset ovat harvinaisia, mutta viimeaikaiset todisteet antavat aiheen olettaa, että noin 16 %:lla potilaista, joilla se on, on aivoverenvuoto, joka tavallisesti johtaa kuolemaan. Ragni et ai., Factor VII Deficiency, Amer. J. Hematol., 10:79-88 (198.1). Toisaalta potilaat, joilla on niinkin vähän kuin 5 % normaalimää- * rästä tekijää VII, on joskus hyvin vähän tai ei lainkaan 5 90254 verenvuototaipumusta. Mikä tahansa annettu tekijän VII määrä onkaan, esiintyy huomattavasti kliinisiä vaihteluita.
Erilaisiin sairauksiin, esim. syöpä ja sydänverisuonitauti, liittyy lisääntynyt verihyytymien muodostuminen verisuonissa. Pääasiallisiin hoitoihin sydänverisuonitaudeille kuuluu anti-koagulanttien käyttö, esim. warfariinin ja sen sukuisten lääkkeiden käyttö, jotka häiritsevät K-vitamiinista riippuvien hyytymistekijöiden synteesiä (esim. tekijöiden II, VII, IX ja X). On tehty monia tutkimuksia, jotka osoittavat, että tämä hoito laskee verisuonten trombitulppaumien, keuhkotulppien ja sydänlihasinfarktien (sydänkohtausten) ilmenemistä. Warfa-riinihoitoon kuitenkin liittyy verenvuodon suhteellisen runsas esiintyminen, joka joskus on kuolemaan johtavaa.
Standarditapa, jossa warfariinin tyyppisten antikoagulanttien annostusta seurataan, on käyttää Quickin yksivaiheista pro-trombiiniaikaa. Tässä kokeessa, joka suoritetaan staattisissa olosuhteissa, potilaan veriplasmanäyte lämmitetään 37C°:seen. Kudoksen tromboplastiinin suspensio (epäpuhdas kudostekijä) lisätään sitten plasmanäytteeseen yhdessä kalsiumionien kanssa ja hyytymisaika määritetään. Normaali hyytymisaika on 12 + /-0,5 sekuntia. Antikoagulantin terapeuttinen alue on lääkkeen konsentraatio veressä, joka antaa hyytymisajan, joka on välillä 1,2 ja 1,5 kertaa normaaliarvo. Tämä pieni pelivara pakottaa kliiniset laboratotiot työskentelemään tarkkuuksilla, joita usein ei voida saavuttaa. Näiden epätarkkuuksien uskotaan olevan syynä joihinkin antikoagulanttien verenvuotosivu-vaikutuksiin.
Tekijä VII voidaan mitata samantapaisella menetelmällä. Laimennukset potilaan plasmasta lisätään normaaliin plasmaan ja suoritetaan yksivaiheinen protrombiiniaika-koe. Koenäytteessä olevan tekijän VII:n määrä arvioidaan vertaamalla koenäyttei-den hyytymisaikaa niihin, jotka saatiin normaalin plasman laimennuksista. Kaikki nykyään käytössä olevat koaguloitumisjärjestelmän kokeet ovat perustuneet erilaisten plasmojen hyyty-misaikojen määrittämiseen, mutta aina koeputkessa staattisissa olosuhteissa. Koska veren hyytyminen in vivo tapahtuu aina 6 90254 kuitenkin liikkuvassa virrassa, virtauksen vaikutuksia entsy-maattisiin reaktioihin ei voida sopivasti arvioida staattisessa järjestelmässä.
Nyt on havaittu, että spesifiset veren hyytymisen entsymaatti-set reaktiot voidaan tarkemmin suorittaa dynaamisesti kuljettamalla erilaisia veren hyytymisen tsymogeeneja yhdessä kal-siumionien kanssa määrätyllä virtausnopeudella putkimaisen kotelo-osan läpi, jonka sisäpinta on päällystetty tasomaisella fosfolipidin kaksoiskerrosmembraanilla. Valinnaisesti ja edullisesti tasomaiseen membraaniin sisältyy puhdistettu ku-dostekijä. Kotelon läpi kuljetetut reagenssit sisältävät joko tekijän VII tai Vila, joka kompleksoituu kuodostekijän kanssa ja muodostaa entsymaattisesti aktiivisia lajeja, yhdessä tekijän IX tai tekijän X kanssa, jotka ovat substraatteja kudoste-kijä - tekijä VII kompleksille. Tekijän IXa tai tekijän Xa valmistumisnopeudet voidaan helposti analysoida millä tahansa näille tekijöille sopivalla analyysillä. Dynaaminen reaktio mahdollistaa aktivoitujen tekijöiden tuotannon tarkemman analyysin kuin mitä nykyisillä staattisilla menetelmillä voidaan saada aikaan.
Lisäksi esim. potilaasta otetun plasmanäytteen, kuljettaminen tällaisen fosfolipidimembraanilla päällystetyn laitteen läpi keksinnön mukaisilla virtausnopeuksilla ja määrätyissä muissa olosuhteissa mahdollistaa tiettyjen entsyymituotteiden mittaamisen, jotka ovat syntyneet plasmanäytteen vuorovaikutuksesta kudostekijää sisältävän fosfolipidimembraanin kanssa ja voivat antaa arvokasta tietoa määrättyjen hyytymistekijöiden puutteista tai voi mahdollistaa entistä herkemmän analysoinnin sopivien antikoaguloitumisparametrien löytämiseksi potilaille, kuin mitä voitiin saada aikaan tekniikan tason menetelmillä.
Keksinnön entsyymireaktoria voidaan myös käyttää suoritettaessa ja analysoitaessa muita fosfolipidiriippuvaisia entsymaat-tisia reaktioita kuin veren hyytymisreaktiot. Tällaisiin reaktioihin kuuluu erilaisten inaktiivisten entsyymireaktiokompo-nenttien virtaaminen reagenssiliuoksessa läpi fosfolipidikak- s soiskerrosmembraanilla päällystetyn putkimaisen kotelon.
7 90254
Inaktiivisten entsyymien komponentit reagenssiliuoksessa tulevat entsymaattisesti aktiivisiksi vuorovaikutuksella kotelon sisäpinnalla olevan fosfolipidimembraanin kanssa ja reaktion tuotteet voidaan analysoida ulos virtaavasta liuoksesta.
Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön mukaisesti tarjotaan käyttöön dynaaminen jat-kuvavirtauksinen entsyymireaktori, joka mahdollistaa veren hyytymisreaktioiden ja muiden fosfolipideistä riippuvien ent-symaattisten reaktioiden nopeuksien mittaamisen in vitro ympäristössä, joka läheisesti muistuttaa elimistön ympäristöä. Tämän keksinnön mukaisesti tarjotaan käyttöön myös menetelmä erilaisten hyytymistekijöiden aktivoitumisnopeuksien mittaamiseksi, erityisesti tekijän X aktivoitumisessa tekijäksi Xa ja tekijän IX tekijäksi IXa, molemmat tekijän VII tai tekijän VIIa avulla, sekä menetelmän trombiinituotannon nopeuden niittämiseksi.
Lyhyt kuvaus piirroksista
Kuva 1 esittää tekijän X aktivoimista tekijän VIIa ja kudoste-kijän avulla tämän keksinnön erään toteutusmuodon mukaan.
Kuva 2 on kaavakuva tämän keksinnön jatkuvavirtauksisesta ent-syymireaktorista.
Kuva 3 on pituussuuntainen kuva tämän keksinnön jatkuvavirtauksisesta entsyymireaktorista.
Kuva 4 on kaaviokuva tämän keksinnön jatkuvavirtauksisesta entsyymireaktorista yhdistettynä laitteisiin, joilla reagens-sit pumpataan reaktoriin ja laitteisiin, joilla analysoidaan reaktiosta ulos virtaavasta liuoksesta sekä trombiini että tekijä Xa.
Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus Tämä keksintö koskee dynaamista jatkuvavirtauksista entsyymi-reaktoria, joka käsittää putkimaisen kotelon, joka on päällystetty sisäpinnaltaan lipidimembraanilla, joka koostuu tasomai- * sesta fosfolrpidikaksoiskerroksesta, joka valinnaisesti ja 8 90254 edullisesti sisältää entsyymin tai entsyymin lisätekijän. Putkimaisella kotelolla on toinen pää, joka on yhdistettävissä laitteeseen, jolla syötetään spesifisiä nestemäisiä reagens-seja siihen ja toisesta päästä yhdistettävissä laitteeseen, jolla kerätään ja analysoidaan siitä ulos tuleva neste. Edullisesti putkimainen kotelo on kapillaariputki, joka on avoin tai avattavissa molemmista päistä.
Erilaisia puhdistettuja hyytymistekijöitä tai tsymogeeneja tai, vaihtoehtoisesti plasmaa voidaan pumpata entsyymireakto-rin läpi kalsiumionien kanssa ja antaa reagoida entsyymin tai lisätekijän kanssa fosfolipidimembraanissa. Säätämällä näiden tekijöiden virtausnopeuksia niiden tullessa reaktoriin ja mittaamalla tuotteiden pitoisuudet reaktorista pois virtaavassa nesteessä voidaan arvioida veren hyytymistapahtumasarjän eri tsymogeenien aktivoitumisnopeuksia aktiivisiksi tuotteiksi ja määrittää virtauksen vaikutus tuotteiden muodostumiseen. Lisäksi voidaan myös laskea aika, joka tarvitaan minkä tahansa aktivoituneen lajin tuotannon steady-state tason saavuttamiseksi.
Keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaan fosfolipidikaksois-kerros sisältää puhdistettua kudostekijää, joka on entsyymin lisätekijä, joka aloittaa veren hyytymistekijöiden aktivoitumisen. Hyytymistekijät, jotka^pumpataan reaktorin läpi, ovat tekijä VII tai tekijä VIIa sekä tekijä IX tai tekijä X. Hyytymistekijät pumpataan fosfolipidimembraanilla päällystetyn kapillaariputken läpi kalsiumionien kanssa ja annetaan virrata kudostekijää sisältävän fosfolipidikaksoiskerrosmembraanin ohi, joka on putken sisäpinnalla. Kun merobraanissa oleva ku-dostekijä kohtaa tekijän VII tai tekijän VIIa virtaavassa aineessa, muodostuu kapillaariputken sisällä entsymaattisesti aktiivinen kompleksi. Tämä entsymaattisesti aktiivinen kompleksi puolestaan aktivoi tekijän IX tekijäksi IXa tai tekijän X tekijäksi Xa virtaavassa aineessa. Säätämällä virtausnopeuksia ja tekijän IX tai tekijän X ja tekijän VII tai tekijän Vlla pitoisuuksia reaktorin sisääntulossa sekä seuraamalla tekijän IXa tai tekijän Xa pitoisuuksia reaktorista ulos tulevas- % .
sa nesteessä voidaan laskea aktivoitumisnopeudet.tekxjän IX
9 90254 aktivoituessa tekijäksi IXa tai tekijän X aktivoituessa tekijäksi Xa ja määrittää virtauksen vaikutukset siihen. Lisäksi voidaan myös laskea aika, jona saavutetaan tekijän IXa tai tekijän Xa steady-state tuotanto erilaisilla tekijän VII tai VIIa pitoisuuksilla.
Tekijä VII voidaan korvata tekijällä VIIa ja päin vastoin, koska, kuten edellä todettiin, tsymogeenitekijällä VII on kvalitatiivisesti sama esikoaguloiva aktiivisuus kuin aktiivisella entsyymijohdannaisellaan tekijällä VIIa, vaikkakin tsymogeenin aktiviisuus on vain noin 1 % aktiivisesta entsyymistä. Zur et ai., J. Biol. Chem. 257:5623-5631 (1982); Ne-merson, Blood 71:1-8 (1988). Tekijää VII voidaan siis käyttää lähtöaineena tämän keksinnön entsyymireaktorissa ilman esi-prosessointia tekijäksi VII,.
Tämän keksinnön toisen toteutusmuodon mukaan puhdistetun tekijän VII tai tekijän VII, seos puhdistettujen hyytymistekijöiden, tekijän V, tekijän VIII, tekijän IX ja tekijän X kanssa voidaan viedä membraanilla päällystettyyn kapillaariputkeen yhdessä protrombiinin kanssa. Trombiinin tuotannon, tekijän IX, tuotannon tai tekijän X, tuotannon nopeus voidaan sitten mitata ja seurata kunkin hyytymistekijän erilaisten pitoisuuksien vaikutusta trombiinin, tekijän IX, tai tekijän X, tuotantoon.
Tämän keksinnön vielä erään toteutusmuodon mukaan plasmaa voidaan viedä fosfolipidimembraanilla päällystettyyn entsyymi-reaktoriin vakiovirtausnopeudella, tarkoituksena aloittaa hyytymistekijöiden aktivointi vuorovaikutuksella fosfolipidimem-braanissa olevan kudostekijän kanssa. Valittujen tekijöiden, kuten IX,:n, X,:n tai trombiinin tuotanto voidaan sitten mitata. Tämä toteutusmuoto mahdollistaa spesifisemmän arvioinnin hyytymien muodostumiselle kuin mikä voidaan saada protrombi-iniaikojen staattisella mittauksella ja sitä voidaan käyttää potilaiden tutkimiseen, joilla on hyytymispuutoksia tai syitä antikoagulanttihoitoon.
Jatkuvavirtauksisen entsyymireaktorin kapillaariputki voi olla 10 90254 mitoiltaan vaihteleva, ja sen sisähalkaisija voi olla välillä noin 0,10-1,10 mm ja pituus noin 1-15 cm. Alhaisilla seinämän leikkausnopeuksilla (n. 20 s'1) tuotteen muodostuminen on verrannollinen kapillaariputken kokoon yhtälön (L/Q)2/3 mukaan, jossa L on putken pituus ja Q on virtausnopeus reaktorin läpi, mikä osoittaa diffuusiokonrolloitua reaktiota. Suurilla leikkausnopeuksilla (yli 100 s-1) uskotaan, että diffuusio tulee vähemmän tärkeäksi ja entsyymikinetiikka hallitsevaksi.
Kapillaariputki valmistetaan upottamalla se ensin kiehuvaan detergenttiliuokseen, esim. Sparkleen* ja huuhtomalla' se sitten tislatussa deionisoidussa vedessä ultraäänihauteessa. Sitten se kuivataan 120 C°:ssa ja täytetään kudostekijää sisältävien lipidirakkuloiden suspensiolla. Kapillaariputki huuhdotaan sitten puskuriliuoksella, jossa on 0,01 M N-2-hydroksi-etyylipiperatsiini-N'-2-etaanisulfonihappoa (HEPES) sekä 0,14 M NaCl ja 1 mg/ml naudan seerumin albumiinia (BSA) , ja jossa pH on säädetty arvoon 7,5 HCl:llä. Täytetty kapillaariputki säilytetään lopuksi huoneenlämmössä puskuriliuoksessa membraa-nin ilmalle altistumisen estämiseksi.
Lipidirakkulasuspensio, joka sisältää puhdistettua kudostekijää, on edullisesti valmistettu menetelmän mukaan, joka on kuvattu julkaisussa Bach et ai., "Factor VII Binding to Tissue Factor in Reconstituted Phospholipid Vesicles: Induction of Cooperativity by Phosphatidylserine", Biochemistry 25:4007 (1986), johon liittyy kudostekijän liittäminen fosfolipidirak-kuloihin dialysoituvan ionittoman detergentin oktyyligluko-sidin läsnäollessa suuressa ylimäärässä, esim. 15-kertaisesti. Detergentin poistaminen dialyysillä johtaa puhdistetun kudos-tekijän spontaaniin liittymiseen suuriin fosfolipidirakkuloi-hin. Rakkulat valmistetaan fosfatidyyliseriinin tai muiden happamien fosfolipidien ja fosfatidyylikoliinin seoksesta. Edullisesti seos, jossa on 0-40 % fosfatidyyliseriiniä (PS) ja 60-100 % fosfatidyylikoliinia (PC), kompleksoidaan kudostekijän kanssa suhteessa noin 1-10 moolia kudostekijää 100 000 moolia fosfolipidiä kohti.
%
Puhdistettua kudostekijää voidaan valmistaa tunnetuilla 11 90254 menetelmillä naudan aivoista tai ihmisen aivoista tai istukasta (katso esim. Spicer et ai., Proc. Natl. Acad. Sei. 84: 5148-5152, 1987) tai valmistaa yhdistelmä-DNA-kloonausmene-telmällä, kuten US-patenttihakemuksessa sarjanumero 062 166 (Nemerson et ai., jätetty 12.6.1987) on esitetty.
Kuvien 2 ja 4 mukaan, kun entsyymireaktoria käytetään, kapil-laariputki (1) poistetaan säilytyspuskurista ja liitetään ruiskuun (3), joka sisältää kalsiumionien liuosta ja joko tekijää VII tai tekijää VIIa sekä yhtä tai useampaa puhdistettua hyytymistekijää, joita ovat tekijä V, tekijä VIII> tekijä IX, tekijä X ja protrombiini. Nämä puhdistetut tekijät voidaan saada tunnetuilla proteiinin eristysmenetelmillä tai tuottaa yhdistelmä-DNA-kloonausmenetelmillä. Käyttäen pumppua (4) liuos kuljetetaan kapillaariputken (1) läpi vakionopeudella ja erilaisten hyytymistekijöiden annetaan reagoida kudostekijän kanssa tasomaisessa fosfolipidi membraanissa. Aktivoituneet entsyymituotteet sisältävä poisvirtaava neste kerätään sitten keräilylaitteeseen (2) kapillaariputken (1) ulostulopäässä ja analysoidaan.
Valittujen entsyymien valmistumisnopeudet mitataan sitten.
Eräs menetelmä mitata tekijän IXa tai tekijän Xa valmistumisnopeuksia on käyttää tritiumilla leimattua tekijää IX tai tekijää X lähtöaineena ja mitata sitten happoon liukoisen tritiumin määrä, joka syntyy kapillaariputkesta poisvirtaa-vassa nesteessä. Lisäksi voidaan käyttää standardi sätei-lyanalyysejä tai fluoresenssi-(fluorogeenisia) analyysimenetelmiä analysoimaan tämän keksinnön reaktorissa tapahtuvien entsyymireaktioiden tuotteita. Kun käytetään fluoresenssi-analyysiä, erilaisten kemiallisten komponenttien vuorovaikutuksen jälkeen mitataan kapillaariputkesta ulostulevan nesteen fluoresenssi ajan funktiona.
Toinen menetelmä mitata annetun entsyymin tuotantonopeutta on lisätä entsyymituotteelle spesifinen kromogeeninen substraatti entsyymireaktorista ulosvirtaavaan nesteeseen, ja suunnata virta jatkuvajuoksuisen fotometrin läpi. Kuten esim. kuvassa 4 on esitetty, kun tekijän Xa tuotantonopeutta mitataan, i2 90254 kromogeeninen substraatti S2222 (6) (Lottenberg et ai., Meth.
Enzymol. 80:341-361, 1981) lisätään ulostulevaan nesteeseen ennen fotometrin läpi kulkemista. Sitten entsyymireaktorissa muodostuneen tekijän Xa pitoisuus voidaan mitata optisen ab-sorbanssin 405 nm:ssä, muutoksina. Tai esimerkiksi, kun on tarkoitus mitata trombiinin tuotantonopeutta, kromogeeninen substraatti S2238®(7) (Lottenberg et ai., Meth. Enzymol. 80:-341-361, 1981) lisätään entsyymireaktorista ulosvirtaavaan nesteeseen ennen kuin se viedään fotometriin. Jos on tarkoituksena mitata useamman kuin yhden entsyymin tuotantoa samanaikaisesti, entsyymireaktorista ulostuleva virta voidaan jakaa ja eri kromogeeniset substraatit lisätä kuhunkin virtaan ja mitata erillisesti optinen absorbanssi. Suhdepumppua (8) käytetään lähettämään virta sekoitusvaiheeseen (9), jonka jälkeen erilliset virrat lähetetään spektrofotometreihin (10) ja (11).
Yhdelle tai useammalle entsyymituotteelle mitattuja pitoisuustasoja käyttäen voidaan laskea aika steady-state tuotannon saavuttamiselle jokaiselle näistä tuotteista. Analyysitarkoi-tuksissa voidaan myös mitata aika annetun tuotteen steady-state tuotannon puolivälin (T 1/2 ) saavuttamiseksi, jolloin tietoja voidaan helpommin verrata. Tämä uusi parametri, t.s. aika, jona saavutetaan steady-state tuotanto, joka nyt voidaan saada käyttäen tämän keksinnön jatkuvavirtauksista entsyymi-reaktoria, mahdollistaa veren .hyytymismekanismin paremman analyysin. Sitävastoin tavallisilla staattisilla hyytymiskokeilla ei voida saada tietoa steady-state olosuhteista, eikä niitä voida käyttää arvioitaessa virtausnopeuden vaikutusta steady-state tilan saavuttamiseksi.
Tämän keksinnön entsyymireaktori kestää seinämän leikkausnopeuksia, jotka ovat suuruudeltaan ainakin 3000 s"1, joka on verrattavissa keskimääräisiin maksimaalisiin seinämäleikkaus-nopeuksiin ihmisen verisuonistossa, s.o. noin 2000 - 5000 s"1.
Seuraavat ei-rajoittavat esimerkit on tarkoitettu edelleen valaisemaan tätä keksintöä.
* i3 90254
Esimerkki 1
Seuraavalla tavalla valmistettiin fosfolipidirakkulat, jotka sisälsivät puhdistettua kudostekijää, joka oli saatu yhdistel-mä-DNA-kloonaustekniikalla, kuten on kuvattu US-patenttihake-muksessa sarjanumero 062 166 tai tunnetuilla proteiinien eris-tysmenetelmillä naudan aivoista tai ihmisen aivoista tai istukka jauheesta, kuten Spicer et ai. ovat kuvanneet julkaisussa Proc. Natl. Acad. Sei. 84:5148-5152, 1987. PS ja PC CHCl3:ssa yhdistettiin moolisuhteissa, jotka vaihtelivat välillä 0:100 -40:60 (PS:PC) ja kuivattiin ohueksi filmiksi boorisilikaatti-lasiputken seinämään N2-virrassa ja sitten vakuumissa 2 tuntia. Lisättiin 15-kertainen molaarinen ylimäärä oktyyliglu-kosidia (200 mM) 0,1 M NaCl:ssä ja 0,05 M Tris:ssä, pH 7,5 (TBS), ja seosta inkuboitiin huoneenlämmössä satunnaisesti pyörryttämällä kunnes se oli täysin kirkasta.
Puhdistettu kudostekijä TBSrssä, joka sisälsi 0,1 % Triton X-100:a, lisättiin fosfolipidi-oktyyliglukosidivalmisteeseen, jolloin saatiin lopullinen liuos, jossa Triton-' X-100:n pitoisuus oli < 0,02 % ja moolisuhde kudostekijä:fosfolipidi:oktyy-liglukosidi oli 1-10:100 000:1 500 000.
Lisättiin hyvin pieni määrä [14C] PC:tä ja 3H-kudostekijää proteiinin ja fosfolipidin tarkaksi annostelemiseksi lopullisessa materiaalissa. 3H-lukeman suhde 14C:n lukemaan oli suunnilleen 10-100:1 (riippuen kudostekijän pitoisuudesta). Näytteistä otettiin alikvoottinen määrä nestetuikelaskentaa varten ja jäljellä oleva osa dialysoitiin vasten 3x1 litraa TBS:ää huoneenlämmössä 72-96 tuntia, jonka jälkeen materiaali gee-lisuodatettiin huoneenlämmössä TBS:ssä Sepharose CL-2B-kolon-nissa (1,5 x 55 cm). 3H-kudostekijän ja [14C]-fosfolipidin saanti määritettiin tuikelaskennalla. Saatu suspensio sisälsi 2 mM PS/PC-lipidirakkuloita ja 20-200 nM kudostekijää.
Standardikäytössä olevat kapillaarilasit preparoitiin upottamalla ne ensin kiehuvaan detergenttiliuokseen, jossa oli 1 g
Sparkleen TM /500ml tislattua/deionisoitua vettä, 30 minuu- \ tiksi ja huuhtelemalla ne kolme kertaa 5 minuutin ajan 14 90254 tislatulla/deionisoidulla vedellä ultraäänihauteessa, kaikkiaan 15 minuuttia. Kapillaariputket kuivattiin sitten 120C°:ssa 30 minuuttia ja täytettiin sitten valmistetulla PS/PC-lipidi-rakkulasuspensiolla, joka sisälsi kudostekijää. 10 minuutin ku-luttua putket huuhdottiin HEPES/albumiinipuskurilla (0,01 M HEPES, 0,14 NaCl, 1 mg/ml BSA, pH säädettynä arvoon 7,5 käyttäen HC1) ja säilytettiin puskuriin upotettuna, jottei lipi-dimembraani joutunut kosketuksiin ilman kanssa.
Esimerkki 2
Kapillaariputket (sisähalk. = 0,56 mm, L = 75 mm) preparoituna ja käsiteltynä esimerkissä 1 kuvatun menetelmän mukaan liitettiin ruiskuun, joka sisälsi erilaisia tekijän VIIa liuoksia, 100 nM tritiummerkittyä tekijää X ja 5 mM CaCl2. Käyttäen tarkkuuspumppua liuokset kuljetettiin putkien läpi vakiovir-tausnopeudella 27,1 μΐ/min. Putkista ulos tulevat virrat analysoitiin sitten tekijän Xa, tuotannon ja pitoisuuden suhteen mittaamalla syntyneen happoliukoisen tritiumin määrä. Tulokset steady-state tilassa on esitetty taulukossa 1.
Taulukko 1
Kapillaari- Virt,nop. Kapillaariputkeen Steady- putki entsyymi- saapuvat pitoisuud. state-pit.
reaktoriin
Tekijä VIIa Tekijä X Tekijä Xa sisähalk. L ul/min nM nM nM
mm mm 0,56 75 27,1 1 100 8,4 0,56 75 27,1 0,5 100 9,8 0,56 75 27,1 0,1 100 8,8 0. 56 75 27,1 0,075 100 8,4
Kuten voidaan nähdä, muodostuneen tekijän pitoisuus on riippumaton tekijän VIIa pitoisuudesta steady-state vaiheessa. Kuva 1. esittää kuitenkin tekijän Xa määrää, joka syntyi ajan funktiona neljällä ylläolevalla tekijän VIIa pitoisuudella.
is 90254
Havaittiin, että steady-state tilan saavuttamiseksi tarvittava aika tekijän X, tuotannossa vaihteli kääntäen verrannollisesti tekijän VIIa pitoisuuksiin. Lisäksi tekijää VII käytettiin samoissa olosuhteissa ja se antoi samat tulokset, s.o. kun tekijän VII konsentraatio laski , aika steady-state tilan saavuttamiseksi nousi. Tekijän VII pitoisuudelle 0,1 nM oli tekijän X, steady-state tilan pitoisuus 10,6 nM.
Koska tekijän Xa tuotanto saavutti steady-state tilan asteittain laskettiin Xa:n T1/2. Kuvassa 1 on esitetty, että T1/2 on sama tekijän VIIa pitoisuuksilla 0,5-10 nM, nimttäin noin 4 minuuttia. Nämä tekijän VIIa määrät vastaavat 5-100% normaaleista tekijän VII määristä ihmisellä, ja vaikeat verenvuodot ilmenevät yleensä kun tekijän VIIa määrä kehossa on alle 5 %. Kuten kuvassa 1 on esitetty, kun tekijän VII, määrät putoavat 0,1 nM:iin (1 % normaalista), T1/2 nousee merkittävästi. Tässä esimerkissä kehittynyt seinämän leikkausnopeus oli suunnilleen sama kuin ihmisen verisuonijärjestelmissä, esim. noin 20 -40 s-1.
Esimerkki 3 Käytettiin samoja koeolosuhteita kuin esimerkissä 2 paitsi että kapillaariputken dimensiot ja virtausnopeus muutettiin. Tulokset, jotka saatiin kapillaariputken sisähalkaisijalla 0,33 mm ja pituudella 125 mm, annetaan taulukossa 2.
Taulukko 2
Kapillaari- Virt.nop. Kapillaariputkeen Steady- putki entsyymi- saapuvat pitoisuud. state-pit.
reaktoriin
Tekijä VII, Tekijä X Tekijä X, sisähalk. L μΐ/min nM nM nM
mm mm 0,33 125 200 1 200 3,20 0,33 125 400 1 200 2,40 % i6 90254
Alemmalla virtausnopeudella (200 ul/min) laskettu seinämän leikkausnopeus oli 856 s"1, joka on keskimääräisten seinämän leikkausnopeuksien välillä, jotka on saatu pienissä valtimoissa ja mikroverenkierrossa; nopeudella 400 ul/min saatu seinämän leikkausnopeus oli 1712 s'1, sama kuin mikroverenkierron nopeudet. Niinpä entsyymireaktori selvästi kesti leikkausnopeudet, jotka olivat verrattavissa fysiologisiin arvoihin. Täten erilaisten koaguloitumisjärjestelmien poikkeavuuksien vaikutukset voidaan arvioida virtausolosuhteissa, joiden alue ulottuu verisuonijärjestelmästä mikroverenkierrossa vallitseviin olosuhteisiin. Havaittiin, että kapillaariputkef, joiden sisäiset halkaisijat olivat alueella noin 0,10-1,10 mm ja putkenpituudet alueella noin 1,0-15 cm, olivat hyväksyttäviä. Putken halkaisijoiden muutosten havaittiin muuttavan syntyvien tuotteiden pitoisuuksia, muttei keksinnön perusmekanismia.
Edellä olevat esimerkit antavat kuvan siitä minkälaisia tietoja, voidaan saada käyttäen tämän keksinnön jatkuvavirtauksista entsyymireaktoria, ja joita ei voida saada käyttäen tunnettuja staattisia menetelmiä. Edelläolevan ei ole tarkoitettu rajoittavan keksinnön piiriä, koska tässä vaatimusten avulla esitettyä reaktoria voidaan käyttää mittaamaan trombiinin tuotan-tonopeuksia, hyytymistekijöiden tuotantoa kokoplasmassa ja erilaisia fosfolipideistä riippuvaisia entsyymireaktioita.
t *

Claims (23)

1. Dynaaminen jatkuvavirtauksinen entsyymireaktori fosfolipi-deistä riippuvaisten entsymaattisten reaktioiden suorittami-seksi ja analysoimiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää putkimaisen osan, jonka sisäpinta on päällystetty tasomaisella fosfolipidikaksoiskerrosmembraanilla, kotelon ollessa liitettävissä toisesta sen aukosta laitteeseen, jolla syötetään nestemäiset virtausreagenssit siihen ja yhdistettävissä toisesta sen aukosta laitteeseen, jolla kerätään ja analysoidaan siitä pois virtaava neste.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että kotelo on kapillaariputki.
3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että kotelo on kapillaariputki, jonka sisähalkaisija on noin 0,1 - 1,1 mm ja pituus noin 1,0 -15 cm.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että fosfolipidimembraani käsittää ainakin yhden lisäkomponentin, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat entsyymit ja entsyymien lisätekijät.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että lisätekijä on kudostekijä.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että fosfolipidimembraani sisältää neutraaleja ja happamia fosfolipidejä.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että fosfolipidimembraani sisältää fosfa-tidyylikoliinia ja fosfatidyyliseriiniä. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että fosfolipidimembraani koostuu seoksesta, jossa on 60-100 % fosfatidyylikoliinia ja 0-40 %» fosfatidyy- 18 90254 liseriiniä.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen entsyymireaktori, tunnettu siitä, että fosfolipidimembraani koostuu seoksesta, jossa on 70 % fosfatidyylikoliinia ja 30 % fosfatidyyliserii-niä.
10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen entsyymireaktori, t u n -n e t u siitä, että fosfolipidimembraani sisältää kudoste-kijää suhteessa noin 1-10 moolia kudostekijää kohti 100 000 moolia fosfolipidiä.
11. Menetelmä dynaamisten entsyymireaktioiden jatkuvaksi suorittamiseksi ja mittaamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: (a) syötetään reagensseja entsymaattisen reaktion suorittamiseksi määrätyllä virtausnopeudella dynaamisen jatkuvavirtauk-sisen entsyymireaktoriin sisäänmenoaukkoon, reaktorin koostuessa putkimaisesta osasta, joka on sisäpinnaltaan päällystetty tasomaisella fosfolipidikaksoiskerrosmembraanilla, jolloin reagenssit ja membraanikomponentit ovat erillisinä inaktiivisia entsymaattisen reaktion suorittamiseksi, mutta yhdessä antavat entsymaattisesti aktiivisen järjestelmän; (b) pumpataan reagenssit entsyymireaktorin läpi määrätyllä vakiovirtausnopeudella niin, että entsyymireaktorissa tapahtuu entsyymireaktio reagenssien joutuessa kosketuksiin fosfolipi-dimembraanin kanssa; (c) kerätään entsyymireaktion tuote entsyymireaktorin ulostu-loaukosta ulos virtaavasta nesteestä; ja (d) mitataan entsyymireaktion aikana muodostuneen tuotteen pitoisuus sopivilla koemenetelmillä.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että fosfolipidimembraani edelleen käsittää aina-kin yhden lisäkomponentin, joka on valittu ryhmästä, johon i9 90254 kuuluvat entsyymit ja entsyymien lisätekijät.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lisätekijä on kudostekijä.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että reagenssit kostuvat veren hyytymistekijöistä ja kalsiumioneista.
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että veren hyytymistekijät käsittävät veren hyytymistekijän, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat tekijä VII ja tekijä VIIa, yhdessä ainakin yhden tekijän kanssa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat tekijä IX, tekijä X, tekijä V, tekijä VIII, protrombiini ja kokoplasma.
16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että veren hyytymistekijät ovat tekijä VII ja tekijä IX.
17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että veren hyytymistekijät ovat tekijä VIIa ja tekijä IX.
18. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veren hyytymistekijät ovat tekijä VII ja X.
19. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että veren hyytymistekijät ovat tekijä VIIa ja .. . tekijä X.
20. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veren hyytymistekijät ovat tekijä VII, tekijä X, tekijä V ja protrombiini.
21. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että veren hyytymistekijä on tekijä VIIa/ tekijä X, tekijä V ja protrombiini. * 20 90254
22. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että koemenetelmä tuotteen pitoisuuden mittaamiseksi valitaan ryhmästä, johon kuuluvat säteilymittaukset, kromogeeniset mittaukset ja fluorogeeniset mittaukset.
23. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että se edelleen käsittää sen, että lisätään kro-mogeenista tai fluorogeenista substraattia, joka on selektiivinen reaktion tuotteelle, ulos virtaavaan nesteeseen ennen muodostuneen tuotteen pitoisuuden mittaamista.
24. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että se edelleen käsittää entsyymireaktorista poisvirtaavan tuotevirran jakamisen siten, että useamman kuin yhden entsyymireaktorissa muodostuneen tuotteen pitoisuus voidaan mitata. 2i 90254
FI894472A 1988-02-08 1989-09-21 Dynaaminen jatkuvavirtauksinen entsyymireaktori FI90254C (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/154,083 US4865984A (en) 1988-02-08 1988-02-08 Dynamic continuous flow enzyme reactor
US15408388 1988-02-08
PCT/US1989/000397 WO1989007133A2 (en) 1988-02-08 1989-02-01 Dynamic continuous flow enzyme reactor
US8900397 1989-02-01

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI894472A0 FI894472A0 (fi) 1989-09-21
FI894472A FI894472A (fi) 1989-09-21
FI90254B true FI90254B (fi) 1993-09-30
FI90254C FI90254C (fi) 1994-01-10

Family

ID=22549933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI894472A FI90254C (fi) 1988-02-08 1989-09-21 Dynaaminen jatkuvavirtauksinen entsyymireaktori

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4865984A (fi)
EP (1) EP0353291B1 (fi)
JP (1) JP2756606B2 (fi)
AU (1) AU607661B2 (fi)
CA (1) CA1282361C (fi)
DK (1) DK494989A (fi)
FI (1) FI90254C (fi)
WO (1) WO1989007133A2 (fi)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5045479A (en) * 1988-07-05 1991-09-03 The Johns Hopkins University Continuous flow competitive assay with reference system
GB9022938D0 (en) * 1990-10-22 1990-12-05 Biocompatibles Ltd Non-thrombogenic surfaces
US5314695A (en) 1990-11-13 1994-05-24 Corvas International, Inc. Tissue factor based prothrombin time reagent
US6203816B1 (en) * 1990-11-13 2001-03-20 Corvas International, Inc. Tissue factor based prothrombin time reagent
AU663343B2 (en) * 1991-10-04 1995-10-05 Dade Behring Inc. Preparation of prothrombin time reagents from recombinant human tissue factor and purified natural and synthetic phospholipids
US5366869A (en) * 1991-11-08 1994-11-22 Sheldon Goldstein Multiple coagulation test device and method
US6114135A (en) * 1991-11-08 2000-09-05 Goldstein; Sheldon Multiple coagulation test system and method of using a multiple coagulation test system
AU696924B2 (en) * 1994-04-28 1998-09-24 Dade Behring Inc. Calibrator for prothrombin time (PT) assays
US5731212A (en) * 1994-12-20 1998-03-24 International Technidyne Corporation Test apparatus and method for testing cuvette accommodated samples
US20030232075A1 (en) * 2002-05-06 2003-12-18 University Of Minnesota, A Minnesota Corporation Compositions for producing factor Xa
CN101151533A (zh) * 2005-02-16 2008-03-26 伊利诺斯大学理事会 基于金属螯合脂质的促凝血剂
ATE505488T1 (de) * 2005-03-04 2011-04-15 Univ Illinois Modulator von coagulationskaskaden und fibrinolytischen kaskaden
WO2009046194A2 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Fibrin sealant
WO2009061697A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Anticoagulant antagonist and hemophilia procoagulant
US8372343B2 (en) * 2007-12-07 2013-02-12 Sheldon Goldstein Multiple coagulation test cartridge and method of using same
BRPI0821158A2 (pt) 2007-12-20 2015-06-16 Novartis Ag Método para fazer lentes de contato
EP3291208B1 (en) 2016-08-31 2020-09-30 Ricoh Company, Ltd. Hydrogel structure, blood vessel, internal organ model, practice tool for medical procedure, and method of manufacturing the hydrogel structure
US10429377B1 (en) 2019-03-15 2019-10-01 Coagulation Sciences Llc Coagulation test device, system, and method of use

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785772A (en) * 1971-12-08 1974-01-15 Blowitz M Blood analyzer
DE2967545D1 (en) * 1979-06-11 1985-12-19 Gambro Lundia Ab A device for removal of substances from a liquid
US4452682A (en) * 1980-10-24 1984-06-05 Hitachi, Ltd. Apparatus for measuring clinical emergency check items of blood
DE3311287A1 (de) * 1983-03-28 1984-10-04 Behringwerke Ag, 3550 Marburg Verfahren zur fotometrischen bestimmung der aktivierten partiellen thromboplastinzeit und reagenz dazu
US4604182A (en) * 1983-08-15 1986-08-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Perfluorosulfonic acid polymer-coated indicator electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
AU607661B2 (en) 1991-03-07
WO1989007133A2 (en) 1989-08-10
AU3060489A (en) 1989-08-25
US4865984A (en) 1989-09-12
DK494989D0 (da) 1989-10-06
FI90254C (fi) 1994-01-10
EP0353291B1 (en) 1993-01-27
JPH02503057A (ja) 1990-09-27
DK494989A (da) 1989-12-07
EP0353291A1 (en) 1990-02-07
FI894472A0 (fi) 1989-09-21
JP2756606B2 (ja) 1998-05-25
WO1989007133A3 (en) 1989-09-08
CA1282361C (en) 1991-04-02
FI894472A (fi) 1989-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI90254B (fi) Dynaaminen jatkuvavirtauksinen entsyymireaktori
Funk et al. Reptilase®‐R—A New Reagent in Blood Coagulation
US8551405B2 (en) Electrophoretic interactive spectral methods and devices for the detection and/or characterization of biological particles
JP4718833B2 (ja) 複合生物媒体における、一時的なタンパク質分解活性の濃度を決定するための診断試験
JP2023017978A (ja) 凝固分析を使用した抗凝固剤の検出および分類
JPH10500008A (ja) 乾燥プロトロンビン時間アッセイ
Duchemin et al. A new assay based on thrombin generation inhibition to detect both protein C and protein S deficiencies in plasma
Ząbczyk et al. Assays of fibrin network properties altered by VKAs in atrial fibrillation–importance of using an appropriate coagulation trigger
Zeibi Shirejini et al. Current and future strategies to monitor and manage coagulation in ECMO patients
WO1989008150A1 (en) Method for measuring biological activity of antithrombin iii and reagents for the measurement
JP5212821B2 (ja) スペーサーを介して高分子へ結合する基質を含む修飾基質を用いた酵素測定アッセイ
CA2039173C (en) Factor ix chromogenic assay
JP2009198506A (ja) 血液凝固反応抑制血漿タンパク質の活性測定方法及び活性測定試薬
JP5176085B2 (ja) プロテインs及びプロテインcの活性測定方法並びに活性測定試薬
Owens et al. Ethanol inhibition of thrombus formation on collagen-coated glass
NO176574B (no) Dynamisk kontinuerlig strömmende enzymreaktor
Quien et al. Plasma tissue factor antigen levels in capillary whole blood and venous blood: effect of tissue factor on prothrombin time
US5114845A (en) Assays for plasminogen activator inhibitor and soluble fibrin
Novacek et al. No evidence of activated blood coagulation in Crohn's disease
WO2012124798A1 (ja) 試料中の総プロテインsの活性測定試薬及び活性測定方法
Tang et al. Preliminary study of simultaneous multi-anticoagulant deficiency diagnosis by fiber optic multi-analyte biosensor
EP0040601B1 (en) Method for detecting proteolytic enzymes in blood
RU2222019C2 (ru) Способ контроля лечения непрямыми антикоагулянтами
KOTLAREK Optical biosensing of biomarkers in blood and plasma enabled by biocompatible polymer architectures
Norén et al. Value of blood coagulation tests in ischemic cerebral disease

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: MOUNT SINAI SCHOOL OF MEDICINE OF THE