JP2001249079A - 発光量調節剤を用いた化学発光測定方法及び酵素免疫測定方法 - Google Patents
発光量調節剤を用いた化学発光測定方法及び酵素免疫測定方法Info
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Abstract
おいて、効率的な測定を可能とする化学発光測定方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、化学発光増強剤、酵素及び化
学発光基質とを反応させる化学発光測定方法において、
発光量調節剤を添加することにより酵素の濃度に対する
発光量の関係を直線比例的に増加させる系で、効率的な
測定を可能とする化学発光測定方法である。
Description
及び化学発光基質とを反応させる化学発光測定方法にお
いて、発光量調節剤の存在下で測定を行うことを特徴と
する化学発光測定方法及び該測定方法を用いる酵素免疫
測定方法に関する。本発明により、化学発光測定を効率
よく行うことができる。
存在又は濃度を、迅速、高感度に測定することができ、
HIV、HCV等のウィルス、その他生体内微量成分等
を測定するために広く用いられている。
ジオキセタン類は特に関心を集めている化合物であり、
該化合物を基質として酵素と反応させることにより生じ
る発光を利用した測定において、感度の向上や測定操作
の改善等についてこれまで種々の検討がなされている。
ており、1,2−ジオキセタン類を化学発光物質として
用いる化学発光測定方法において、発光量を増大させ測
定感度を上昇させる様々な化学発光増強剤が見いだされ
ている。その一つとしてポリビニルベンジルトリブチル
アンモニウムクロライド(以下、TBQと称する。)に
極めて高い発光増強効果があることは既に知られており
(特開平4−124185号公報参照)、さらに、生じ
る発光量をより増加させるための改良方法が種々検討さ
れている(特表平8−507694号公報参照)。
光増強剤を用いる測定系において、酵素濃度が低い場合
その発光増強効率は著しく高くなり、また、酵素濃度が
あるレベルを越えると減少していくため、酵素濃度と発
光量の関係を示すグラフは直線的な比例関係にならなか
った。そのため、この標準曲線を測定に用いることが困
難であり、酵素濃度の測定を効率的に安定して行うこと
ができなかった。
を用いる化学発光測定系においては、その測定感度の向
上を目的として発光量を増加させる種々の改善が行われ
てきているが、酵素の濃度と発光量との比例関係を改善
する検討はなされていない。そこで、本発明は化学発光
増強剤を用いる化学発光測定において、酵素の濃度に対
する発光量の関係を直線比例的に増加させる系とするこ
とで、効率的な測定を可能とすることを目的とするもの
である。
解決するため鋭意検討した結果、発光量調節剤を添加す
ることにより、酵素の量に対する発光量が直線比例的に
増加することを見いだし、本発明を完成したものであ
る。すなわち本発明は、化学発光増強剤、酵素及び化学
発光基質とを反応させる化学発光測定方法において、発
光量調節剤の存在下に行うことを特徴とする該化学発光
測定方法、及び該測定方法を用いる酵素免疫測定方法で
ある。
ルトリメチルアンモニウムブロマイド(以下、MTAB
と称する。)、セチルトリメチルアンモニウムブロマイ
ド(以下、CTABと称する。)、ラウリルトリメチル
アンモニウムブロマイド(以下、DTABと称す
る。)、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド
(以下、STABと称する。)、ミリスチルトリメチル
アンモニウムクロライド(以下、MTACと称する。)
及びベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロラ
イド(以下、BDMACと称する。)が挙げられ、これ
らの化合物の1種を単独で用いてもよいし、2種以上の
化合物を混合して用いてもよい。
より、測定を効率的に行うことができる点から、発光量
調節剤としてMTABを用いることが好ましい。
発光量の関係が直線関係もしくは直線に近い関係となる
のに必要な量である。発光量調節剤の量が少ない場合に
は、測定に有効な標準曲線を得ることができず、量が多
い場合には、発光増強効率を低下させてしまう。
に対して1/40〜等量の範囲で用いることができる
が、標準曲線の有効性の観点からTBQに対して1/5
〜1/2量であることが好ましい。
般式( I )
ルキル基、Ar1はフェニレン基又はナフチレン基、R3
は−OPO3 2-・2M+で表わされる基(Mは、ナトリウ
ム原子、カリウム原子又はNH4である。)又はガラク
トシル基である。)で表わされる1,2−ジオキセタン
誘導体、又は一般式(II )
r2は式(A)
は、ナトリウム原子、カリウム原子又はNH4であ
る。)又はガラクトシル基であり、R8は水素原子、ア
ルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、アルコキシル
基、アリールオキシ基又はアラルキルオキシ基であり、
Vは酸素原子又は硫黄原子である。)で表わされる基、
式(B)
原子又はC−R9(R9は、水素原子、アルキル基、アリ
ール基、アルコキシル基又はアラルキルオキシ基であ
る。)で表わされる基であり、Xは酸素原子又は硫黄原
子である。)で表わされる基、又は式(C)
原子、硫黄原子又はN−R10であり、Zは水素原子、ア
ルキル基、アリール基、−OR11、−SR12又は式
キル基、アリール基、ヒドロキシル基又はアルコキシル
基であり、R11、R12、R13及びR14は水素原子、アル
キル基又はアリール基である。また、R10とR11、R10
とR12、R10とR 13及びR13とR14は一体となって環を
形成することもでき、この環には2つ以上のヘテロ環を
含んでいてもよい。)で表わされる基である。)で表わ
される1,2−ジオキセタン誘導体を用いるものであ
る。
ジオキセタン誘導体のR1は、水素原子であってもよ
く、また、クロル原子、ブロム原子、ヨウ素原子等のハ
ロゲン原子であってもよい。また、R2の「低級アルキ
ル基」としては、炭素数1〜6個のアルキル基をいい、
例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチ
ル、ヘキシルの直鎖状、分枝鎖状又は環状の基を挙げる
ことができる。また、Ar 1はフェニレン基、ナフチレ
ン基等の芳香族炭化水素基を挙げることができる。
に例示すれば、3−[4−メトキシスピロ(1,2−ジ
オキセタン−3,2’−トリシクロ[3,3,1,1
3,7]デカン)−4−イル]フェニルリン酸 二ナトリ
ウム塩(以下、AMPPDと称する。)、7−[4−メ
トキシスピロ(1,2−ジオキセタン−3,2’−トリ
シクロ[3,3,1,13,7]デカン)−4−イル]ナ
フチル−2−イルリン酸二ナトリウム塩、3−[4−メ
トキシスピロ(1,2−ジオキセタン−3,2’−トリ
シクロ[3,3,1,13,7]デカン)−4−イル]フ
ェニル β−D−ガラクトピラノース、3−[4−メト
キシスピロ[1,2−ジオキセタン−3,2’−(5’
−クロロ)トリシクロ[3,3,1,13,7]デカン]
−4−イル]フェニルリン酸 二ナトリウム塩、3−
[4−メトキシスピロ[1,2−ジオキセタン−3,
2’−(5’−クロロ)トリシクロ[3,3,1,1
3,7]デカン]−4−イル]フェニル β−D−ガラク
トピラノース等を挙げることができる。
れ、実用化されている点から、化学発光基質として、A
MPPDを用いることが好ましい。
−ジオキセタン誘導体において、「低級アルキル基」と
は、前記した低級アルキル基と同様の基を挙げることが
でき、さらに、「アルキル基」としては、置換基を有し
ていてもよい炭素数1〜20個のアルキル基をいい、前
記した「低級アルキル基」の例示に加え、ヘプチル、オ
クチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリ
デシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、
ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコサニル
の直鎖状、分枝鎖状又は環状の基を挙げることができ
る。
ロキシル基、アルコキシル基、アリール基等である。そ
のアルコキシル基としては、例えばメトキシ、エトキ
シ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシル
オキシ、メトキシエトキシ、メトキシプロポキシ、エト
キシエトキシ、エトキシプロポキシ、メトキシエトキシ
エトキシ基等の炭素数1〜20個のアルコキシル基が直
鎖状又は分枝鎖状に1〜5個結合したもの等を挙げるこ
とができる。また、前記アリール基としては、例えば、
フェニル、ナフチル基等の炭素数6〜20個の芳香族炭
化水素基、及び、フリル、チエニル、ピリジル基等の環
内に1〜5個の窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を有す
るヘテロアリール基等を挙げることができる。
したアルキル基に置換してもよいアルコキシル基と同じ
ものを挙げることができ、「アリール基」としては、こ
れも前記したアルキル基に置換してもよいアリール基と
同じものを挙げることができる。さらに、「アラルキル
オキシ基」としては、ベンジルオキシ、フェネチルオキ
シ基等の炭素数7〜20個の基を挙げることができる。
前記式(C)で表わされる基である場合、Yが酸素原子
であり、R13及びR14が一体となって3〜7員環を形成
する基であることが好ましい。より好ましくは、Zが
r2が前記式(C)で表わされる基である場合、YがN
−R10であり、Zが−OR11であり、R10とR11とが一
体となって3〜7員環を形成するものも好ましい。より
好ましくは、R10とR11とが一体となり
溶液に溶解する範囲で使用することが可能であるが、
0.2〜0.8mg/mlの範囲であることが好まし
い。
Q、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロラ
イド、ポリビニルベンジルベンジルジメチルアンモニウ
ムクロライド、ベンジルジメチルセチルアンモニウムク
ロライド、ポリメタクリルアミドプロピレンメチルアン
モニウムクロライド、ポリビニルピロリドン、1,5−
ジメチル−1,5−ジアゾ−ウンデカメチレンポリメト
ブロマイド、ポリメチレンイミン、ポリ−L−リジン、
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド等が挙げ
られるが、この中でも極めて高い発光増強効果があるT
BQを用いることが好ましい。TBQは、1,2−ジオ
キセタン化合物の化学発光増強剤として古くから知られ
ている化合物である。
定溶液に溶解する範囲で使用することが可能であるが、
0.4〜1.6mg/mlの範囲であることが好まし
い。
ルカリホスファターゼ、ガラクトシダーゼ等を用いるこ
とができる。アルカリホスファターゼは、動物又は植物
から分離精製することにより入手することもでき、市販
品を購入してもよい。
もよく、抗原、抗体、ハプテン等と結合した状態であっ
てもよい。免疫反応に基づいて行う場合には、通常、抗
原、抗体、ハプテン等と結合させ複合体とし、測定対象
物と該複合体とが免疫反応に基づいて間接的に結合した
状態の酵素を測定することにより、測定対象物の濃度を
算出することができる。
存在下に測定することを必須の要件とするものである。
発光量調節剤を存在させることにより、化学発光増強剤
による発光の増強効率が酵素の濃度に関わらずほぼ一定
となり、発光量との関係において直線性を与えることが
できる。本発明における発光量調節剤は、化学発光増強
剤のみを用いた発光量と比較した場合、発光量を抑えて
直線比例性を高めるものであり、発光量をさらに増大さ
せるものではない。
通常行われているものに応用することができ、特に酵素
免疫測定に有効に用いることができる。その場合には、
検体として、血液、血漿、血清、尿、組織液等の測定対
象物を含む可能性の疑われるものを用いることができ
る。
前記検体に含まれるホルモン、酵素、蛋白質、サイトカ
イン、細菌、ウィルス等の抗原又はこれらの抗原に対す
る抗体を挙げることができる。
抗体はポリクローナル抗体でもモノクローナル抗体でも
よいが、特異性の観点からモノクローナル抗体であるこ
とが好ましい。モノクローナル抗体はケーラーとミルシ
ュタインの常法(Nature,256, 495(1975))に従って調
製することができる。調製した抗体は公知の方法で精製
すればよく、抗体を使用する際には、精製抗体のままで
も抗体フラグメントとしても使用することができる。
らに説明する。
イン(AFP)、固相としてモノクローナル抗AFP抗
体結合磁性粒子、標識抗体としてアルカリホスファター
ゼ(ALP)結合モノクローナル抗AFP抗体を用いた
AFP測定系(2ステップサンドイッチ法)において、
該測定系に用いる基質液として、化学発光基質としてA
MPPDを0.2mg/ml、化学発光増強剤としてポ
リビニルベンジルトリブチルアンモニウムクロライド
(TBQ)を0.4mg/ml、0.1Mジエタノール
アミン(DEA)、1mM塩化マグネシウム(MgCl
2)、0.05%アジ化ナトリウム(NaN3)から成る
水溶液(pH=10.0)を調製した。次に、0、1
0、100、800、2000ng/mlのAFPを含
むサンプルをBSA溶液で10倍希釈した。この溶液各
20μlをそれぞれ0.015%抗AFP抗体結合磁性
粒子250μl中に添加、混合後、反応容器中37℃で
10分間反応させた。この後、この反応容器に磁石を接
して粒子を集磁させ上清を除き洗浄を行った。次に0.
1μg/ml ALP結合抗AFP抗体の溶液を250
μl添加、混合し、37℃で10分間反応させた。反応
後この反応容器に磁石を接して粒子を集磁させ上清を除
き洗浄を行った。この粒子に基質液を200μl添加
し、混合した。37℃で5分間反応させた後、フォトン
カウンターで発光量を測定した。その結果を図1に示
す。
て、まず、基質液として、化学発光基質としてAMPP
Dを0.2mg/ml、化学発光増強剤としてポリビニ
ルベンジルトリブチルアンモニウムクロライド(TB
Q)を0.4mg/ml、0.1Mジエタノールアミン
(DEA)、1mM塩化マグネシウム(MgCl2)、
0.05%アジ化ナトリウム(NaN3)と、さらに発
光量調節剤としてミリスチルトリメチルアンモニウムブ
ロマイド(MTAB)を0.08mg/ml及び0.1
6mg/mlの濃度で添加した水溶液(pH=10.
0)をそれぞれ調製した。次に、参考例1と同様に、
0、10、100、800、2000ng/mlのAF
Pを含むサンプルをBSA溶液で10倍希釈した。この
溶液各20μlをそれぞれ0.015%抗AFP抗体結
合磁性粒子250μl中に添加、混合後、反応容器中3
7℃で10分間反応させた。この後、この反応容器に磁
石を接して粒子を集磁させ上清を除き洗浄を行った。次
に0.1μg/ml ALP結合抗AFP抗体の溶液を
250μl添加、混合し、37℃で10分間反応させ
た。反応後この反応容器に磁石を接して粒子を集磁させ
上清を除き洗浄を行った。この粒子に基質液を200μ
l添加し、混合した。37℃で5分間反応させた後、フ
ォトンカウンターで発光量を測定した。その結果を図2
に示す。また、標準曲線の傾きを図3に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)の
代わりに、ラウリルトリメチルアンモニウムブロマイド
(DTAB)を0.01mg/mlの濃度で添加した基
質液を用いて実施例1と同一の操作によりAFPを測定
した。その結果を図4に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)の
代わりに、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド
(CTAB)を0.04mg/mlの濃度で添加した基
質液を用いて実施例1と同一の操作によりAFPを測定
した。その結果を図5に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)の
代わりに、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイ
ド(STAB)を0.04mg/mlの濃度で添加した
基質液を用いて実施例1と同一の操作によりAFPを測
定した。その結果を図6に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)の
代わりに、ミリスチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド(MTAC)を0.08mg/mlの濃度で添加した
基質液を用いて実施例1と同一の操作によりAFPを測
定した。その結果を図7に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)の
代わりに、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウム
クロライド(BDMAC)を0.08mg/mlの濃度
で添加した基質液を用いて実施例1と同一の操作により
AFPを測定した。その結果を図8に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)を
0.04mg/mlの濃度で添加する他に、ラウリルト
リメチルアンモニウムブロマイド(DTAB)を0.0
4mg/mlの濃度で添加した基質液を用いて実施例1
と同一の操作によりAFPを測定した。その結果を図9
に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)を
0.04mg/mlの濃度で添加する他に、セチルトリ
メチルアンモニウムブロマイド(CTAB)を0.04
mg/mlの濃度で添加した基質液を用いて実施例1と
同一の操作によりAFPを測定した。その結果を図10
に示す。
チルトリメチルアンモニウムブロマイド(MTAB)を
0.04mg/mlの濃度で添加する他に、ベンジルジ
メチルテトラデシルアンモニウムクロライド(BDMA
C)を0.04mg/mlの濃度で添加した基質液を用
いて実施例1と同一の操作によりAFPを測定した。そ
の結果を図11に示す。
ポリビニルベンジルトリブチルアンモニウムクロライド
を用いる化学発光測定方法において、効率的な測定がで
き、従来よりも安定した測定が可能となる。
準曲線を示す図である。
系における標準曲線を示す図である。
節剤としてMTABを含有する測定系の標準曲線の傾き
を表す図である。
系における標準曲線を示す図である。
系における標準曲線を示す図である。
系における標準曲線を示す図である。
系における標準曲線を示す図である。
系における標準曲線を示す図である。
有する測定系における標準曲線を示す図である。
含有する測定系における標準曲線を示す図である。
含有する測定系における標準曲線を示す図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 化学発光増強剤、酵素及び化学発光基質
とを反応させる化学発光測定方法において、発光量調節
剤の存在下に行うことを特徴とする該化学発光測定方
法。 - 【請求項2】 発光量調節剤が、ミリスチルトリメチル
アンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウ
ムブロマイド、ラウリルトリメチルアンモニウムブロマ
イド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、
ミリスチルトリメチルアンモニウムクロライド及びベン
ジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロライドから
なる群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であるこ
とを特徴とする請求項1記載の化学発光測定方法。 - 【請求項3】 発光量調節剤が、ミリスチルトリメチル
アンモニウムブロマイドである請求項2記載の化学発光
測定方法。 - 【請求項4】 化学発光基質の濃度が0.2〜0.8m
g/ml、化学発光増強剤の濃度が0.4〜1.6mg
/mlであり、発光量調節剤の使用量が、前記化学発光
増強剤の使用重量に対して1/40〜等量である請求項
1乃至3記載の化学発光測定方法。 - 【請求項5】 発光量調節剤の使用量が、前記化学発光
増強剤の使用重量に対して1/5〜1/2量である請求
項4記載の化学発光測定方法。 - 【請求項6】 化学発光基質が、一般式 【化1】 で表わされる1,2−ジオキセタン誘導体である請求項
1乃至5記載の化学発光測定方法(式中、R1は水素原
子又はハロゲン原子、R2は低級アルキル基、Ar 1はフ
ェニレン基又はナフチレン基、R3は−OPO3 2-・2M
+で表わされる基(Mは、ナトリウム原子、カリウム原
子又はNH4である。)又はガラクトシル基であ
る。)。 - 【請求項7】 R1は水素原子、Ar1は3−フェニレン
基である請求項6記載の化学発光測定方法。 - 【請求項8】 R2はメチル基、R3は−OPO3 2-・2
Na+である請求項7記載の化学発光測定方法。 - 【請求項9】 化学発光基質が、一般式 【化2】 で表わされる1,2−ジオキセタン誘導体である請求項
1乃至5記載の化学発光測定方法(式中、R4、R5及
びR6は低級アルキル基であり、Ar2は式(A) 【化3】 (式中、R7は−OPO3 2-・2M+で表わされる基(M
は、ナトリウム原子、カリウム原子又はNH4であ
る。)又はガラクトシル基であり、R8は水素原子、ア
ルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、アルコキシル
基、アリールオキシ基又はアラルキルオキシ基であり、
Vは酸素原子又は硫黄原子である。)で表わされる基、
式(B) 【化4】 (式中、R7は前式(A)のR7と同じであり、Wは窒素
原子又はC−R9(R9は、水素原子、アルキル基、アリ
ール基、アルコキシル基又はアラルキルオキシ基であ
る。)で表わされる基であり、Xは酸素原子又は硫黄原
子である。)で表わされる基、又は式(C) 【化5】 (式中、R7は前式(A)のR7と同じであり、Yは酸素
原子、硫黄原子又はN−R10であり、Zは水素原子、ア
ルキル基、アリール基、−OR11、−SR12又は式 【化6】 で表わされる基である。ここで、R10は水素原子、アル
キル基、アリール基、ヒドロキシル基又はアルコキシル
基であり、R11、R12、R13及びR14は水素原子、アル
キル基又はアリール基である。また、R10とR11、R10
とR12、R10とR 13及びR13とR14は一体となって環を
形成することもでき、この環には2つ以上のヘテロ環を
含んでいてもよい。)で表わされる基である。)。 - 【請求項10】 前式(C)のYは酸素原子であり、Z
のR13とR14とが一体となって3〜7員環を形成するも
のである請求項9記載の化学発光測定方法。 - 【請求項11】 前式(C)のZが、 【化7】 で表わされる基である請求項10記載の化学発光測定方
法。 - 【請求項12】 前式(C)のYはN−R10、Zは−O
R11であり、R10とR11とが一体となって3〜7員環を
形成するものである請求項9記載の化学発光測定方法。 - 【請求項13】 前式(C)の、R10とR11とが一体と
なって形成する環が、 【化8】 で表わされる基である請求項12記載の化学発光測定方
法。 - 【請求項14】 化学発光増強剤が、ポリビニルベンジ
ルトリブチルアンモニウムクロライド、ポリビニルベン
ジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリビニルベ
ンジルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、ベン
ジルジメチルセチルアンモニウムクロライド、ポリメタ
クリルアミドプロピレンメチルアンモニウムクロライ
ド、ポリビニルピロリドン、1,5−ジメチル−1,5
−ジアゾ−ウンデカメチレンポリメトブロマイド、ポリ
メチレンイミン、ポリ−L−リジン又はポリジアリルジ
メチルアンモニウムクロライドである請求項1乃至13
記載の化学発光測定方法。 - 【請求項15】 化学発光増強剤が、ポリビニルベンジ
ルトリブチルアンモニウムクロライドである請求項14
記載の化学発光測定方法。 - 【請求項16】 酵素が、酸ホスファターゼ、アルカリ
ホスファターゼ又はガラクトシダーゼである請求項1乃
至15記載の化学発光測定方法。 - 【請求項17】 請求項1乃至16記載の化学測定方法
を用いる酵素免疫測定方法。
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