JP2001275698A - Carrier for holding luminescent reagent and method for assaying atp - Google Patents

Carrier for holding luminescent reagent and method for assaying atp

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JP2001275698A
JP2001275698A JP2000094590A JP2000094590A JP2001275698A JP 2001275698 A JP2001275698 A JP 2001275698A JP 2000094590 A JP2000094590 A JP 2000094590A JP 2000094590 A JP2000094590 A JP 2000094590A JP 2001275698 A JP2001275698 A JP 2001275698A
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JP
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carrier
atp
luciferase
reagent
sample
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Japanese (ja)
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Tatsuya Sakakibara
達哉 榊原
Seiji Murakami
成治 村上
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Kikkoman Corp
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Kikkoman Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid phase carrier for holding luminescent reagents, and to provide a convenient and high sensitive method for assaying ATP by using the same carrier. SOLUTION: This carrier features holding luciferin, luciferase and an ATP regenerating enzyme (e.g. pyruvate orthophosphate dikinase) as luminescent reagents. The method for assaying ATP in a specimen features contacting the above carrier with the specimen and then measuring generated light emission.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光試薬を保持す
る担体およびATPの測定方法に関する。
The present invention relates to a carrier holding a luminescent reagent and a method for measuring ATP.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、マグネシウムイオンの存在
下、アデノシン−3リン酸(以下「ATP」という)と
昆虫由来のルシフェリンおよびルシフェラーゼが反応す
る際に発光が生じることが知られている。これは、生物
発光反応と呼ばれ、この原理を利用し、試料中のATP
の測定法や、細胞内ATPを測定することによる細胞数
の測定法等が開発されている。また、ルシフェリン、ル
シフェラーゼ等、生物発光に関与する試薬(以下「発光
試薬」)も多数開発されている。
2. Description of the Related Art Hitherto, it has been known that luminescence occurs when adenosine-3-phosphate (hereinafter referred to as "ATP") reacts with insect luciferin and luciferase in the presence of magnesium ions. This is called a bioluminescence reaction, and utilizes this principle to make ATP in a sample
And a method for measuring the number of cells by measuring intracellular ATP have been developed. In addition, many reagents involved in bioluminescence (hereinafter referred to as “luminescent reagents”) such as luciferin and luciferase have been developed.

【0003】試料中のATP量や、細胞に含まれるAT
P量が少ない時は、従来の発光試薬や方法では充分な測
定結果が得られない場合があった。発光試薬を用いたA
TPの測定法の測定感度を向上させる方法として、反応
系にピルベ−トオルトホスフェ−トジキナ−ゼ(以下
「PPDK」という。EC2.7.9.1)を添加する方法が知
られている(特開平9−234099号、特開平11−
69994号)。ATP、ルシフェリンおよびルシフェ
ラーゼが反応するとATPが消費され、発光は急激に減
衰する。この生物発光反応に伴い、アデノシン−1リン
酸(AMP)とピロリン酸が生成する。PPDKは、マ
グネシウムイオンの存在下、これらの生成物に作用して
ATPを生成する反応(ATP再生反応)を触媒するの
で、生物発光反応における発光の減衰がなくなり、長時
間発光させることができる。このため測定法の高感度化
が可能となる。
The amount of ATP in a sample and the amount of AT contained in cells
When the amount of P is small, a sufficient measurement result may not be obtained with the conventional luminescent reagent or method. A using luminescent reagent
As a method for improving the measurement sensitivity of the method for measuring TP, there is known a method in which pyruvate orthophosphate dikinase (hereinafter referred to as "PPDK"; EC 2.7.9.1) is added to the reaction system (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1991). No. 234099, JP-A-11-
No. 69994). When ATP, luciferin and luciferase react, ATP is consumed, and the luminescence rapidly attenuates. Adenosine monophosphate (AMP) and pyrophosphate are generated with the bioluminescence reaction. Since PPDK catalyzes a reaction that generates ATP by acting on these products in the presence of magnesium ions (ATP regeneration reaction), luminescence is not attenuated in the bioluminescence reaction, and light can be emitted for a long time. This makes it possible to increase the sensitivity of the measurement method.

【0004】発光試薬であるルシフェリンおよびルシフ
ェラーゼを、シート状の紙や、多糖類製の膜等の担体に
保持あるいは固定化させることは公知である(米国特許
US5188965号、US5736351号)。試薬の操作性や安定性が
向上するので、発光試薬を固定化した担体は有用であ
る。発光試薬を保持した担体に関しても、一層の高感度
化が求められている。
It is known that a luminescent reagent, luciferin and luciferase, is held or immobilized on a carrier such as a sheet of paper or a polysaccharide membrane (US Pat.
US5188965, US5736351). A carrier on which a luminescent reagent is immobilized is useful because the operability and stability of the reagent are improved. There is also a demand for a carrier holding a luminescent reagent to have even higher sensitivity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、発光
試薬を保持する固相担体、およびそれを用いる簡便かつ
高感度なATPの測定方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid phase carrier for holding a luminescent reagent and a simple and highly sensitive method for measuring ATP using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意研究を重ねた結果、ルシフェリン、ルシフ
ェラ−ゼを保持する担体と、PPDKを用いるATP再
生反応系とを組み合わせることにより、ATPを簡便か
つ高感度に測定できることを見出し、本発明を完成し
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the above-mentioned problems, and as a result, by combining a carrier holding luciferin and luciferase with an ATP regeneration reaction system using PPDK, Was found to be easily and highly sensitive, and the present invention was completed.

【0007】すなわち本発明は、以下の担体および方法
に関する。1.発光試薬としてルシフェリン、ルシフェ
ラ−ゼおよびATP再生酵素を保持することを特徴とす
る担体。 2.発光試薬としてルシフェリン、ルシフェラ−ゼおよ
び以下の(1)〜(3)から選択される1種以上の試薬
を保持することを特徴とする担体。 (1)PPDK (2)ホスホエノ−ルピルビン酸 (3)ピロリン酸 3.さらにマグネシウムイオンを保持する上記2.の担
体。
That is, the present invention relates to the following carriers and methods. 1. A carrier which holds luciferin, luciferase and ATP regenerating enzyme as a luminescent reagent. 2. A carrier characterized by holding luciferin, luciferase and at least one reagent selected from the following (1) to (3) as a luminescent reagent. (1) PPDK (2) phosphoenolpyruvate (3) pyrophosphate The above-mentioned 2. which further holds magnesium ions. Carrier.

【0008】4.下記の3工程を含む試料中のATPの
測定法。 第1工程:ルシフェリン、ルシフェラ−ゼおよび以下の
(1)〜(3)から選択される1種以上の試薬を保持す
る担体を、試料と接触させる工程。 (1)PPDK (2)ホスホエノ−ルピルビン酸 (3)ピロリン酸 第2工程:第1工程終了後の担体と、上記(1)〜
(3)の試薬のうち担体に保持されていない試薬とを接
触させる工程。 第3工程:生じた発光を測定する工程。
[0008] 4. A method for measuring ATP in a sample including the following three steps. First step: a step of bringing a carrier holding luciferin, luciferase and one or more reagents selected from the following (1) to (3) into contact with a sample. (1) PPDK (2) Phosphoenolpyruvate (3) Pyrophosphate Second step: Carrier after completion of the first step and the above (1) to
And (3) a step of bringing the reagent into contact with a reagent that is not held by the carrier. Third step: a step of measuring the generated luminescence.

【0009】5.上記1.、2.または3.記載の担体を
試料と接触させた後、生じた発光を測定することを特徴
とする、試料中のATPの測定法。
[0009] 5. The above 1. 2. A method for measuring ATP in a sample, comprising measuring the emitted light after contacting the carrier according to 2. or 3. with the sample.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】「発光試薬を保持する担体」本発
明の担体は、発光試薬としてルシフェリン、ルシフェラ
−ゼおよびATP再生酵素を保持することを特徴とす
る。ATP再生酵素とは、生物発光反応において生成し
たAMPから、ATPを生成する反応を触媒する酵素を
意味する。該酵素を使用することにより、再生されたA
TPが再び生物発光反応に使われるので、発光が長時間
持続するようになる。ATP再生酵素としては、例え
ば、ホスホエノ−ルピルビン酸シンセターゼ(EC2.7.9.
2)、PPDKが挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION "Carrier holding luminescent reagent" The carrier of the present invention is characterized by holding luciferin, luciferase and ATP-regenerating enzyme as luminescent reagents. The ATP regenerating enzyme means an enzyme that catalyzes a reaction for generating ATP from AMP generated in a bioluminescence reaction. By using the enzyme, the regenerated A
Since TP is used again in the bioluminescence reaction, the luminescence is maintained for a long time. As the ATP regenerating enzyme, for example, phosphoenolpyruvate synthetase (EC 2.7.9.
2), PPDK.

【0011】ホスホエノ−ルピルビン酸シンセターゼ
は、AMP+ホスホエノ−ルピルビン酸+リン酸から、
ATP+ピルビン酸+水を生成する反応を触媒すること
ができる。該酵素をATP再生酵素として使用する際
は、さらにホスホエノ−ルピルビン酸およびリン酸を担
体に保持させることが好ましい。
[0011] Phosphoenolpyruvate synthetase is derived from AMP + phosphoenolpyruvate + phosphate.
It can catalyze the reaction that produces ATP + pyruvic acid + water. When the enzyme is used as an ATP-regenerating enzyme, it is preferable that phosphoenolpyruvate and phosphoric acid be further retained on a carrier.

【0012】別の態様では、本発明の担体は、発光試薬
としてルシフェリン、ルシフェラ−ゼおよび以下の
(1)〜(3)から選択される1種以上の試薬を保持す
ることを特徴とする。 (1)PPDK (2)ホスホエノ−ルピルビン酸 (3)ピロリン酸
[0012] In another aspect, the carrier of the present invention is characterized by holding luciferin, luciferase and one or more reagents selected from the following (1) to (3) as a luminescent reagent. (1) PPDK (2) phosphoenolpyruvate (3) pyrophosphate

【0013】本発明の担体は、発光試薬として、生物発
光反応に関与する試薬(ルシフェリン、ルシフェラ−
ゼ)に加え、ATP再生反応に関与する試薬(PPD
K、ホスホエノ−ルピルビン酸またはピロリン酸から選
択される1種以上)を保持することを特徴とする。該担
体は、後に説明するATPの測定法にて使用する担体と
して好適である。ATP再生反応に関与する試薬から選
択される試薬が1種または2種の場合、本発明の担体を用
いてATPを測定する際には、適当な工程において、担
体に保持されていない試薬を添加して、生物発光反応お
よびATP再生反応が起こるようにする必要がある。
The carrier of the present invention is used as a luminescent reagent as a reagent (luciferin, luciferase,
In addition to ze), a reagent involved in the ATP regeneration reaction (PPD
K, one or more selected from phosphoenolpyruvate or pyrophosphate). The carrier is suitable as a carrier used in the ATP measurement method described later. When one or two reagents are selected from the reagents involved in the ATP regeneration reaction, when the ATP is measured using the carrier of the present invention, a reagent not supported on the carrier is added in an appropriate step. Thus, the bioluminescence reaction and the ATP regeneration reaction need to occur.

【0014】生物発光反応およびATP再生反応は、マ
グネシウムイオンを必要とすることから、本発明の担体
は、さらにマグネシウムイオンを保持することが好まし
い。ATP測定における操作の簡便化の面から、本発明
の担体は、生物発光反応およびATP再生反応に必要な
試薬、すなわち、ルシフェリン、ルシフェラ−ゼ、PP
DK、ホスホエノ−ルピルビン酸、ピロリン酸およびマ
グネシウムイオンを全て保持していることが好ましい。
Since the bioluminescence reaction and the ATP regeneration reaction require magnesium ions, it is preferable that the carrier of the present invention further retains magnesium ions. From the viewpoint of simplification of the operation in the ATP measurement, the carrier of the present invention is a reagent necessary for the bioluminescence reaction and the ATP regeneration reaction, that is, luciferin, luciferase, PP
It is preferable that DK, phosphoenolpyruvate, pyrophosphate and magnesium ions are all retained.

【0015】PPDKとしては、AMPとピロリン酸に
作用してATPを生成する酵素であれば、いかなるもの
も使用可能である。植物由来のPPDKとしては、例え
ばトウモロコシ葉由来[Biochemistry 12、2862-2867 (19
73)]及びサトウキビ葉由来[The Biochemical Journal 1
14、117-125(1969)]の酵素が挙げられ、微生物由来のも
のとしては、例えばプロピオニバクテリウム・シェルマ
ニ(Propionibacteriumshermanii)[Biochemistry 10、721
-729(1971)]、アセトバクタ−・キシリナム(Acetobacte
r xylinum)[Journal of Bacteriology(1970)]、バクテ
ロイデス・シンビオサス(Bacteroides symbiosus)[Meth
ods in Enzymology 42、199-212(1975)]及びミクロビス
ポ−ラ属[例えばミクロビスポ−ラ・サ−モロ−ザ(Mic
robispora thermorosea)IFO 14047]等に属する微生物由
来の酵素が挙げられる。
As the PPDK, any enzyme can be used as long as it acts on AMP and pyrophosphate to generate ATP. As plant-derived PPDK, for example, corn leaf-derived [Biochemistry 12, 2862-2867 (19
73)] and from sugarcane leaves [The Biochemical Journal 1
14, 117-125 (1969)], and those derived from microorganisms include, for example, Propionibacterium shermanii [Biochemistry 10, 721].
-729 (1971)], Acetobacter xylinum (Acetobacte
r xylinum) [Journal of Bacteriology (1970)], Bacteroides symbiosus (Meth
ods in Enzymology 42, 199-212 (1975)] and the genus Microbispora [for example, Microbispora thermomorosa (Mic
robispora thermorosea) IFO 14047] and the like.

【0016】ルシフェリンおよびルシフェラーゼとして
は、例えば、昆虫(ゲンジボタル、ヘイケボタル、北米
産ホタル、ヒカリコメツキムシ、ツチボタル等)を由来
とするものが使用できる。ルシフェラーゼは、上記生物
の発光組織から精製した天然型ルシフェラーゼや、遺伝
子工学的手法により調製した天然型ルシフェラーゼ、さ
らには天然型ルシフェラーゼのアミノ酸配列中の1また
は複数のアミノ酸に付加、欠失、置換等の変異を導入し
た変異型ルシフェラーゼを使用することができる。他の
発光試薬であるホスホエノ−ルピルビン酸、ピロリン酸
およびマグネシウムイオンについては、市販品が使用で
きる。
As the luciferin and luciferase, those derived from, for example, insects (genji firefly, Heike firefly, firefly from North America, click beetle, glowworm) can be used. Luciferase is a natural luciferase purified from the luminescent tissue of the above organism, a natural luciferase prepared by genetic engineering techniques, and addition, deletion, substitution, etc. to one or more amino acids in the amino acid sequence of the natural luciferase. Mutant luciferase into which the above-mentioned mutation has been introduced can be used. Commercial products can be used for other luminescent reagents such as phosphoenolpyruvate, pyrophosphate and magnesium ion.

【0017】担体の素材や形状は限定されない。担体の
素材としては、濾紙等の紙、合成樹脂、ガラスフィルタ
ー、多糖類や蛋白質等の生体高分子、濾過膜として使用
される素材等が挙げられる。担体の形状としては、マイ
クロタイタープレート状、平板状、膜状、シート状、デ
ィスク状、管状、棒状等が挙げられる。また担体は多層
構造あるいは多孔性であってもよい。発光試薬を担体に
保持させる方法も限定されないが、試薬は担体上に充分
固定化されていることが好ましく、担体に酵素その他の
試薬を固定化する公知の方法が採用できる。
The material and shape of the carrier are not limited. Examples of the carrier material include paper such as filter paper, synthetic resins, glass filters, biopolymers such as polysaccharides and proteins, and materials used as filtration membranes. Examples of the shape of the carrier include a microtiter plate shape, a flat plate shape, a film shape, a sheet shape, a disk shape, a tubular shape, a rod shape and the like. The carrier may have a multilayer structure or a porous structure. The method for retaining the luminescent reagent on the carrier is not limited, but the reagent is preferably sufficiently immobilized on the carrier, and a known method for immobilizing enzymes and other reagents on the carrier can be employed.

【0018】試薬を担体に固定化する方法としては、発
光試薬を適当な溶媒に溶解した後、担体上に滴下あるい
は噴霧した後、凍結乾燥により溶媒を揮発させる方法が
使用できる。この他、発光試薬溶液をシート状の型に入
れ乾燥させる方法、濾紙・高吸水性樹脂・セルロースパ
ウダー等の担体に発光試薬をしみこませた後に乾燥する
方法、ニトロセルロース膜等に発光試薬溶液を吸着させ
る方法、発光試薬を印刷等の手段で担体に付着させる方
法等が使用できる。
As a method for immobilizing a reagent on a carrier, a method in which a luminescent reagent is dissolved in a suitable solvent, then dropped or sprayed on the carrier, and then the solvent is volatilized by freeze-drying can be used. In addition, a method of drying the luminescent reagent solution in a sheet-shaped mold, a method of impregnating the luminescent reagent into a carrier such as filter paper, superabsorbent resin, cellulose powder, and the like, and a method of drying the luminescent reagent solution on a nitrocellulose membrane or the like. A method of adsorbing, a method of attaching a luminescent reagent to a carrier by printing or the like can be used.

【0019】担体が膜状やシート状である場合は、あら
かじめ大きな膜やシートで調製し、それを最終的な目的
の大きさに切ることで本発明の担体を安価で大量に製造
できる、という利点がある。なお、本発明の担体は、発
光試薬の保存性や安定性の向上等のために、その他の試
薬、例えば、pH調整剤、キレート剤、酸化防止剤、防
腐剤等を保持していてもよい。
When the carrier is in the form of a film or sheet, the carrier of the present invention can be mass-produced at low cost by preparing a large film or sheet in advance and cutting it into the final target size. There are advantages. Note that the carrier of the present invention may hold other reagents, for example, a pH adjuster, a chelating agent, an antioxidant, a preservative, etc., for the purpose of improving the storage stability and stability of the luminescent reagent. .

【0020】「試料中のATPの測定法」本発明の測定
法は、下記の3工程を含む。この方法は、生物発光反応
とATP再生反応とを本発明の担体上で起こさせること
を技術的な特徴としている。なお、生物発光反応および
ATP再生反応はマグネシウムイオンを必要とするの
で、本発明の担体はマグネシウムイオンを保持している
ことが望ましい。マグネシウムイオンは第1または第2
工程を実施する際に反応系に添加してもよく、また、試
料調製の際に試料に添加してもよい。
"Measurement method of ATP in sample" The measurement method of the present invention includes the following three steps. This method is characterized by causing a bioluminescence reaction and an ATP regeneration reaction to occur on the carrier of the present invention. Since the bioluminescence reaction and the ATP regeneration reaction require magnesium ions, the carrier of the present invention desirably holds magnesium ions. Magnesium ion is first or second
It may be added to the reaction system when performing the step, or may be added to the sample when preparing the sample.

【0021】第1工程では、ルシフェリン、ルシフェラ
−ゼおよび以下の(1)〜(3)から選択される1種以
上の試薬を保持する担体を、試料と接触させる。 (1)PPDK (2)ホスホエノ−ルピルビン酸 (3)ピロリン酸
In the first step, a carrier holding luciferin, luciferase and one or more reagents selected from the following (1) to (3) is brought into contact with a sample. (1) PPDK (2) phosphoenolpyruvate (3) pyrophosphate

【0022】試料としては、例えば、飲食物、医薬、化
粧品、海水、河川水、工業用水、下水、土壌、尿、糞
便、血液、喀痰、膿汁、細胞の培養物等が挙げられる。
また、上記の試料は適当な溶媒(例えば、蒸留水、生理
的食塩水、リン酸緩衝液、トリス緩衝液、酢酸ナトリウ
ム緩衝液等)で希釈してもよい。
Examples of the sample include foods and drinks, pharmaceuticals, cosmetics, seawater, river water, industrial water, sewage, soil, urine, feces, blood, sputum, pus, and cell cultures.
Further, the above sample may be diluted with an appropriate solvent (for example, distilled water, physiological saline, phosphate buffer, Tris buffer, sodium acetate buffer, etc.).

【0023】担体を試料と接触させる方法は限定されな
いが、例えば、担体上の発光試薬が保持されている部分
に、試料溶液を滴下あるいは噴霧すればよい。また、試
料溶液に担体を浸漬してもよい。
The method of bringing the carrier into contact with the sample is not limited. For example, the sample solution may be dropped or sprayed on the portion of the carrier where the luminescent reagent is held. Further, the carrier may be immersed in the sample solution.

【0024】なお、細胞数の測定を目的として細胞内A
TPを測定する場合は、試料にATP抽出剤、例えば界
面活性剤、トリクロロ酢酸等を添加して、細胞からAT
Pを抽出する。また試料を加熱することによってもAT
P抽出は可能である。第2工程では、第1工程終了後の
担体と、上記(1)〜(3)の試薬のうち担体に保持さ
れていない試薬とを接触させる。これにより、マグネシ
ウムイオンの存在下、生物発光反応(ルシフェリン、ル
シフェラ−ゼ、試料中のATPの反応による発光)およ
びATP再生反応(PPDK、ホスホエノ−ルピルビン
酸、ピロリン酸、AMPの反応によるATPの再生)が
起こる。
In order to measure the number of cells, intracellular A
When TP is measured, an ATP extractant such as a surfactant, trichloroacetic acid or the like is added to the sample, and AT
Extract P. AT can also be achieved by heating the sample.
P extraction is possible. In the second step, the carrier after the completion of the first step is brought into contact with a reagent not held by the carrier among the reagents of (1) to (3). Thereby, in the presence of magnesium ions, bioluminescence reaction (luminescence by reaction of luciferin, luciferase, ATP in a sample) and ATP regeneration reaction (regeneration of ATP by reaction of PPDK, phosphoenolpyruvate, pyrophosphate, AMP) ) Happens.

【0025】第1工程と第2工程とは同時に実施されるこ
とが好ましく、その場合は、ルシフェリン、ルシフェラ
−ゼ、PPDK、ホスホエノ−ルピルビン酸、ピロリン
酸、マグネシウムイオンを保持する担体を使用し、該担
体と試料とを接触させればよい。
The first step and the second step are preferably carried out simultaneously, in which case a carrier holding luciferin, luciferase, PPDK, phosphoenolpyruvate, pyrophosphate, magnesium ion is used, What is necessary is just to make the said carrier and sample contact.

【0026】第3工程では、生じた発光を測定する。こ
の場合、第2工程が終了した担体を、ルミノメーターに
セットし、発光量を計測する方法が使用できる。ルミノ
メーターとしては、ホトマルチプライヤーやホトダイオ
ードを用いたものが使用でき、例えばアロカ社製ルミネ
ッセンスリーダーBLR−201、キッコーマン社製ル
ミテスターC-100等が使用できる。また、担体の形状が
膜状である場合、生物発光画像解析システム装置、例え
ばARGUS−50/CL〔テーパーファイバー付:浜
松ホトニック(株)社製〕により膜上の発光を撮像すれ
ば発光量の測定が可能となる。発光量の測定結果と、予
め作製した検量線とを比較することにより、試料中のA
TP量や、細胞数を算出することができる。
In the third step, the generated light emission is measured. In this case, a method in which the carrier after the second step is set in a luminometer and the amount of luminescence is measured can be used. As the luminometer, a luminometer using a photomultiplier or a photodiode can be used. For example, a luminescence reader BLR-201 manufactured by Aloka, a luminescence tester C-100 manufactured by Kikkoman, or the like can be used. When the carrier is in the form of a film, the amount of luminescence can be reduced by imaging the luminescence on the film using a bioluminescence image analysis system device, for example, ARGUS-50 / CL (with a tapered fiber: manufactured by Hamamatsu Photonic Co., Ltd.). Measurement becomes possible. By comparing the measurement result of the luminescence amount with the calibration curve prepared in advance, the A
The amount of TP and the number of cells can be calculated.

【0027】本発明の測定法を実施する際には、上述し
た本発明の担体、すなわち、発光試薬としてルシフェリ
ン、ルシフェラ−ゼおよびATP再生反応に関する試薬
(PPDK、ホスホエノ−ルピルビン酸、ピロリン酸か
ら選択される1種以上)を保持することを特徴とする担
体、あるいはさらにマグネシウムを保持する担体を使用
することが好ましい。これらの担体を使用する場合は、
該担体を試料と接触させた後、生じた発光を測定する。
担体が生物発光反応およびATP再生反応に必要な発光
試薬を全て保持していない場合は、適当な工程において
不足している発光試薬を添加する。
In carrying out the measurement method of the present invention, the above-mentioned carrier of the present invention, that is, luciferin, luciferase and a reagent relating to ATP regeneration reaction (selectable from PPDK, phosphoenolpyruvate, pyrophosphate) as a luminescent reagent. It is preferable to use a carrier characterized by holding at least one of the above, or a carrier holding magnesium. When using these carriers,
After contacting the carrier with the sample, the resulting luminescence is measured.
If the carrier does not hold all the luminescent reagents necessary for the bioluminescence reaction and the ATP regeneration reaction, the luminescent reagent that is lacking in an appropriate step is added.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例で本発明を説明する。実施例で
は、本発明の担体として、発光試薬を保持するプラスチ
ック性のシート状担体を作製した。
The present invention will be described below with reference to examples. In Examples, a plastic sheet-like carrier holding a luminescent reagent was prepared as the carrier of the present invention.

【0029】1.本発明の担体の作製 (1)発光試薬溶液:以下の発光試薬および保護剤を含
む溶液を調製した。 1.5mM ルシフェリン(シグマ社製) 2.05 mg/ml ゲンジボタルルシフェラーゼ 0.13 mg/ml PPDK(ミクロビスポ−ラ・サ−モロ−ザ由
来) 0.2mM PPi 2Na 10H2O(ピロリン酸ナトリウム・10水
和物) 4.2mM PEP 3Na 7.5H2O(ホスホエノールピルビン酸3
ナトリウム・7.5水和物) 15mM Mg Ac 4H2O(酢酸マグネシウム・4水和物) 保護剤( 0.2% BSA、2% シュークロース、20mM HEPE
S pH7.8、1 mM EDTA 2Na、1mM DTT)
1. Preparation of carrier of the present invention (1) Luminescent reagent solution: A solution containing the following luminescent reagent and protective agent was prepared. 1.5 mM luciferin (manufactured by Sigma) 2.05 mg / ml Genji firefly luciferase 0.13 mg / ml PPDK (from Microbispora thermoserum) 0.2 mM PPi 2Na 10H 2 O (sodium pyrophosphate decahydrate) 4.2 mM PEP 3Na 7.5H 2 O (phosphoenolpyruvate 3
Sodium 7.5 hydrate) 15 mM Mg Ac 4H 2 O (magnesium acetate tetrahydrate) Protectant (0.2% BSA, 2% sucrose, 20 mM HEPE
S pH7.8, 1mM EDTA 2Na, 1mM DTT)

【0030】(2)発光試薬の担体への固定化 上記の発光試薬溶液10mlを凍結乾燥して、その凍結乾燥
物を粉砕した。該粉砕物を、n-ヘキシルアルコール1 ml
に懸濁して、担体である透明なプラスチックシート(縦
10 cm×横10 cm×厚さ0.2mm)の片面の全体に均一
に塗布し、80℃で10分間乾燥した。以上により発光試薬
を担体上に固定化した。
(2) Immobilization of a luminescent reagent on a carrier 10 ml of the luminescent reagent solution was freeze-dried, and the freeze-dried product was pulverized. The pulverized product is mixed with 1 ml of n-hexyl alcohol.
Suspended in a transparent plastic sheet (vertical)
It was applied uniformly on one side (10 cm × 10 cm × 0.2 mm thick) and dried at 80 ° C. for 10 minutes. As described above, the luminescent reagent was immobilized on the carrier.

【0031】2.比較例1の担体の作製 発光試薬としては、上記1.(1)からPPDKを除いたも
のを使用した。この発光試薬を用いた場合、試料中のA
TPと接触することにより生物発光反応は起こるが、PP
DKが含まれないので、ATP再生反応は起こらない。上
記と同様の方法で、発光試薬を担体に固定化し、比較例
の担体とした。
2. Preparation of Carrier of Comparative Example 1 As the luminescent reagent, the following 1. The product obtained by removing PPDK from (1) was used. When this luminescent reagent is used, A in the sample
Bioluminescence reaction occurs by contact with TP, but PP
Since no DK is included, no ATP regeneration reaction occurs. The luminescent reagent was immobilized on a carrier in the same manner as described above to obtain a carrier of Comparative Example.

【0032】3.比較例2の担体の作製 以下の組成の発光試薬溶液を調製した。この発光試薬を
用いた場合、試料中のATPと接触することにより生物
発光反応は起こるが、ATP再生反応に関与する試薬が
含まれないので、ATP再生反応は起こらない。上記と
同様の方法で、発光試薬を担体に固定化し、比較例2の
担体とした。発光試薬溶液の組成: 1.5mM ルシフェリン(シグマ社製) 2.05 mg/ml ゲンジボタルルシフェラーゼ 15mM Mg Ac 4H2O(酢酸マグネシウム・4水和物) 保護剤( 0.2% BSA、2% シュークロース、20mM HEPE
S pH7.8、1 mM EDTA 2Na、1mM DTT)
3. Preparation of Carrier of Comparative Example 2 A luminescent reagent solution having the following composition was prepared. When this luminescent reagent is used, a bioluminescent reaction occurs when it comes into contact with ATP in a sample, but since a reagent involved in the ATP regeneration reaction is not included, the ATP regeneration reaction does not occur. In the same manner as described above, the luminescent reagent was immobilized on a carrier to obtain a carrier of Comparative Example 2. Composition of luminescence reagent solution: 1.5 mM luciferin (manufactured by Sigma) 2.05 mg / ml Genji firefly luciferase 15 mM Mg Ac 4H 2 O (magnesium acetate tetrahydrate) Protecting agent (0.2% BSA, 2% sucrose, 20 mM HEPE
S pH7.8, 1mM EDTA 2Na, 1mM DTT)

【0033】4.発光試薬を保持する担体を使用したA
TPの測定 発光試薬が付着したプラスチックシートを5 mm ×5 mm
に切って、6 mm ×6 mmのくぼみのある白色のプラスチ
ック棒のくぼみに固定した。担体上に1×10-9 MのATP溶
液25μlをたらし、横にしたルミテスターC 100(キッ
コーマン社製)にセットして発光量を測定した。本発明
の担体を用いた場合の発光量は、550080 RLUであ
った。一方、比較例1の担体を使用した場合の発光量は
100500RLU、比較例2の担体を使用した場合の発
光量は120153RLUであった。
4. A using a carrier holding a luminescent reagent
TP measurement 5 mm × 5 mm plastic sheet with luminescent reagent attached
And fixed in a white plastic rod recess with a 6 mm x 6 mm recess. 25 μl of a 1 × 10 −9 M ATP solution was applied to the carrier, and the luminescence amount was measured by setting it on a horizontal Lumitester C100 (manufactured by Kikkoman Corporation). The light emission amount when the carrier of the present invention was used was 55,080 RLU. On the other hand, the light emission amount when the carrier of Comparative Example 1 was used was 100,500 RLU, and the light emission amount when the carrier of Comparative Example 2 was used was 120,153 RLU.

【0034】比較例1および2の担体では、ATPとの
接触により生物発光反応のみが生じ、その発光は急激に
減衰する。一方、本発明の担体ではATP再生反応が生
じるために生物発光反応が持続する。このため、本発明
の担体を使用した場合は、比較例の担体を使用した場合
よりも高い発光量を得ることができた。
In the carriers of Comparative Examples 1 and 2, only the bioluminescence reaction occurs upon contact with ATP, and the luminescence is rapidly attenuated. On the other hand, in the carrier of the present invention, since the ATP regeneration reaction occurs, the bioluminescence reaction is continued. For this reason, when the carrier of the present invention was used, a higher luminescence amount could be obtained than when the carrier of the comparative example was used.

【0035】[0035]

【発明の効果】 本発明により、発光試薬を保持する固
相担体、およびそれを用いる簡便かつ高感度なATPの
測定方法を提供された。本発明は、試料中のATP量や
細胞数の測定に好適に使用できる。
Effects of the Invention According to the present invention, a solid phase carrier holding a luminescent reagent and a simple and highly sensitive method for measuring ATP using the same are provided. The present invention can be suitably used for measuring the amount of ATP and the number of cells in a sample.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発光試薬としてルシフェリン、ルシフェラ
−ゼおよびATP再生酵素を保持することを特徴とする
担体。
1. A carrier which holds luciferin, luciferase and ATP regenerating enzyme as luminescent reagents.
【請求項2】発光試薬としてルシフェリン、ルシフェラ
−ゼおよび以下の(1)〜(3)から選択される1種以
上の試薬を保持することを特徴とする担体。 (1)ピルベ−トオルトホスフェ−トジキナ−ゼ (2)ホスホエノ−ルピルビン酸 (3)ピロリン酸
2. A carrier comprising luciferin, luciferase and one or more reagents selected from the following (1) to (3) as luminescent reagents: (1) pyruvate orthophosphate dikinase (2) phosphoenolpyruvate (3) pyrophosphate
【請求項3】さらにマグネシウムイオンを保持する請求
項2記載の担体。
3. The carrier according to claim 2, further comprising magnesium ions.
【請求項4】下記の3工程を含む試料中のATPの測定
法。第1工程:ルシフェリン、ルシフェラ−ゼおよび以
下の(1)〜(3)から選択される1種以上の試薬を保
持する担体を、試料と接触させる工程。 (1)ピルベ−トオルトホスフェ−トジキナ−ゼ (2)ホスホエノ−ルピルビン酸 (3)ピロリン酸 第2工程:第1工程終了後の担体と、上記(1)〜
(3)の試薬のうち担体に保持されていない試薬とを接
触させる工程。 第3工程:生じた発光を測定する工程。
4. A method for measuring ATP in a sample, comprising the following three steps. First step: a step of bringing a carrier holding luciferin, luciferase and one or more reagents selected from the following (1) to (3) into contact with a sample. (1) Pyruvate orthophosphate dikinase (2) Phosphoenolpyruvate (3) Pyrophosphate Second step: The carrier after completion of the first step, and the above (1) to
And (3) a step of bringing the reagent into contact with a reagent that is not held by the carrier. Third step: a step of measuring the generated luminescence.
【請求項5】請求項1、2または3記載の担体を試料と
接触させた後、生じた発光を測定することを特徴とす
る、試料中のATPの測定法。
5. A method for measuring ATP in a sample, comprising: contacting the carrier according to claim 1, 2 or 3 with the sample, and measuring the generated luminescence.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015042156A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 国立大学法人北海道大学 Atp measurement method of blood sample and kit therefor

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