JP2005016989A

JP2005016989A - コンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法

Info

Publication number: JP2005016989A
Application number: JP2003178793A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Okamoto; 仁岡本
Original assignee: Taisho Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Taisho Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】コンドロイチン硫酸又はその塩の新規分析法として、インキャピラリー酵素反応法による泳動分離する方法を提供する。
【解決手段】コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する酵素を電気泳動用キャピラリーに導入する酵素導入工程と、試料を前記電気泳動用キャピラリーに導入する試料導入工程と、前記酵素及び前記試料を前記電気泳動用キャピラリー中で電気泳動させ、前記酵素及び前記試料を混合する混合工程と、を備えた。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法に関し、特に、インキャピラリー酵素反応法を用いたコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンドロイチン硫酸又はその塩は、複合糖質の主要成分の一つであるグリコサミノグリカンの一種であり軟骨、骨などの人体のいたるところに存在し、組織の維持、強化及び柔軟性の保持に寄与している。
【０００３】
【化１】

【０００４】
前記化学式１において、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３は独立して、それぞれ水素原子またはスルホン酸基である。ｎは、２〜１００００の整数であり、好ましくは２〜５０００の整数である。
【０００５】
前記化学式１において、コンドロイチン硫酸の塩というのは、カルボキシル基又はスルホン酸基が、テトラアルキルアンモニウム塩等の有機塩又は、アルカリ金属塩、アルカリ度類金属塩等の無機塩に置換されたものを指す。
【０００６】
前記化学式１に示すように、コンドロイチン硫酸は、長い直鎖状のヘテロ多糖ポリマーでありグルクロン酸とＮ−アセチルガラクトサミンにより構成されている。Ｎ−アセチルガラクトサミンのＣ−４位（Ｒ^１）もしくはＣ−６位（Ｒ^２）が硫酸化、さらにグルクロン酸のＣ−２位（Ｒ^３）が硫酸化されたものがあり、これらの総称をコンドロイチン硫酸という。また、コンドロイチン硫酸の用途は、医薬品、化粧品など多岐に渡っている。そのため、特に製薬分野ではコンドロイチン硫酸又はその塩を、より迅速で簡便かつ正確に分析する方法の開発が求められている。
【０００７】
コンドロイチン硫酸又はその塩を定量化する方法は大きく分けて二種類に分かれる。一つは、カルバゾール反応を利用した比色法に代表されるようにコンドロイチン硫酸を構成糖に分解して分析する方法（非特許文献１参照）であり、もう一つはコンドロイチン硫酸をそのまま、もしくは銅（Ｃｕ）イオンと錯体を形成させて高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ：Ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）（非特許文献２参照）により分析する方法であり、従来は主に比色法が利用されてきた。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｂｅａｔｙ，Ｎ．Ｂ．；Ｍｅｌｌｏ，Ｒ．Ｊ．Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ．１９８７，４１８，１８７−２２２
【非特許文献２】
Ｔｏｉｄａ，Ｔ．；Ｌｉｎｈａｒｄｔ，Ｒ．Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ１９９６，１７，３４１−３４６
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
コンドロイチン硫酸又はその塩は、異性体を有するため大きさ、及び電価が不均一である。そのため、高速液体クロマトグラフィーを用いたコンドロイチン硫酸又はその塩の分析においては、ピークの形状が悪く、改善の余地があった。また試料中に含まれるコンドロイチン硫酸又はその塩の異性体を含むコンドロイチン硫酸又はその塩のトータル量を測定する場合、比色法や高速液体クロマトグラフィーによる分析では操作が煩雑になってしまうという問題点もあった。
【００１０】
また、高速液体クロマトグラフィーを用いたコンドロイチン硫酸又はその塩の分析においては、酵素によりコンドロイチン硫酸又はその塩を形成している分子鎖を切断し、精製した構成糖を組成分析することが知られている。しかし、異性体を含むコンドロイチン硫酸又はその塩のトータル量を定量する場合、クロマトグラム上の二糖類の集合体を分析するにはそれぞれの標準物質を用意する必要があり、操作が比色法よりも煩雑になってしまう。
【００１１】
一般に酵素は高額で、少量のみしか手に入らない場合が多い。そのため、より少ない量でコンドロイチン硫酸又はその塩の定量を行うことができる分析方法の開発が求められている。
【００１２】
本発明では、従来法よりも少量の試料で、より迅速で簡便かつ正確に試料中のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析を行うことが可能なコンドロイチン硫酸又はその塩の新規分析方法を提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、コンドロイチン硫酸又はその塩を含む試料の分析において、初めてインキャピラリー酵素反応法を用いたことである。これによって、試料中のコンドロイチン硫酸又はその塩を、より簡単に定量することが可能となった。また酵素の組み合わせによっては、コンドロイチン硫酸又はその塩の組成分析や、コンドロイチン硫酸又はその塩の２以上の異性体を含む試料中のコンドロイチン硫酸又はその塩のトータル量の測定を行うことが可能となった。
【００１４】
本発明は、より具体的には以下のようなものを提供する。
【００１５】
（１）コンドロイチン硫酸又はその塩に対して反応をする酵素を電気泳動用キャピラリーに導入する酵素導入工程と、この酵素導入工程と同時もしくは前後して、試料を前記電気泳動用キャピラリーに導入する試料導入工程と、前記酵素導入工程と前記試料導入工程とを経た後に、これらの各工程で前記電気泳動用キャピラリーに導入された前記酵素及び前記試料を前記電気泳動用キャピラリー中で電気泳動させ、前記酵素及び前記試料を混合する混合工程と、を備えたコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００１６】
（２）前記酵素がコンドロイチン硫酸又はその塩の分解酵素である（１）に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００１７】
（３）前記分解酵素が、コンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼからなる群の少なくとも１種または２種以上のものを含む（２）に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００１８】
（４）前記分解酵素がコンドロイチナーゼＡＢＣである（２）に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００１９】
（５）前記酵素導入工程の後に前記試料導入工程が行われる（１）〜（４）に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００２０】
（６）前記試料がコンドロイチン硫酸又はその塩を含むものである（１）〜（５）に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００２１】
（７）前記酵素導入工程、前記試料導入工程及び前記電気泳動工程をオンラインで行う（１）〜（６）のいずれかに記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００２２】
（８）前記電気泳動用キャピラリーから流出した泳動液を検出する検出工程を更に有する（１）〜（７）のいずれかに記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳しく説明する。
【００２４】
本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法は、コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する酵素を電気泳動用キャピラリーに投入する酵素導入工程を有する。「コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する酵素」としては、好ましくはコンドロイチン硫酸又はその塩の分解酵素が用いられる。コンドロイチン硫酸又はその塩の分解酵素には、例えばコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼがある。これらの酵素は脱硫反応を起こすものもあれば、コンドロイチン硫酸又はその塩を不飽和コンドロ二糖に分解するものもある。前記酵素は過剰に導入される方が好ましい。
【００２５】
「キャピラリー」とは毛細管のことをいい、直径２〜１００μｍ、好ましくは直径１０〜８０μｍ、更に好ましくは直径５０μｍの毛細管が用いられる。本発明では、キャピラリー電気泳動の原理を応用した。キャピラリー電気泳動とは、このキャピラリーの両端に高電圧をかけることにより、一般には、溶液である泳動液中の各種イオンや有機酸等の荷電粒子が分離、移動する原理を応用した極めて分解能が高い分析方法である。また電気泳動用キャピラリー中には泳動液が含まれる。泳動液が、キャピラリー内において酵素溶液の溶媒も兼ねる場合には全ての酵素にとって最も反応効率の良い緩衝液を泳動液に適用することが好ましい。
【００２６】
また、本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法は、試料を前記電気泳動用キャピラリーに投入する試料導入工程を有する。「試料」には、コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する酵素と反応する成分と、コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する酵素と反応しない成分とが同時に含まれていてもよい。あるいは、コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する酵素と反応する成分のみが含まれていてもよい。あるいは、コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する成分が含まれていなくてもよい。
【００２７】
更にまた、本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法は、酵素及び試料を前記電気泳動用キャピラリー中で電気泳動させ、前記酵素及び前記試料を混合する混合工程を有する。この混合工程では、試料中にコンドロイチン硫酸又はその塩が含まれている場合には、前記酵素と前記試料とが反応し、生成物を生じる方が好ましい。反応は、異なる速度で移動してきた前記酵素と、前記試料とが混ざり合う箇所で起こる。混合する際には低い電圧で電気泳動させ、その後高い電圧で電気泳動させ分離することが好ましい。
【００２８】
更にまた、本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法は、好ましくは前記電気泳動用キャピラリーから流出した泳動液を検出する検出工程を有し、更に好ましくは生成物を検出できる工程を有する。
【００２９】
検出手段は限定されるものではなく、好ましくは公知の検出手段が用いられる。例えば紫外可視吸収検出器、フォトダイオードアレイ検出器を用いることができる。
【００３０】
インキャピラリー酵素反応法とは、まず試料と酵素とを別々に注入した後電気泳動分離を開始し、それぞれ異なる速度で移動する試料と酵素とが混合する場所で反応を起こさせ、続けて、移動してきた反応生成物を分析するというものである。
【００３１】
図１（Ａ）から図１（Ｃ）にインキャピラリー酵素反応法の概略を示す。図１（Ａ）では、キャピラリー１０に泳動液１２が充填されている。前記キャピラリー１０に酵素溶液１１を流入口１６から導入した場合を示している。
【００３２】
図１（Ｂ）は、前記キャピラリー１０中で酵素溶液１１と試料溶液１３とが流入口１６から導入された後の混合工程を示す。酵素溶液とは、一般には酵素を泳動液に溶解した溶液であり、試料溶液とは、一般には試料を泳動液に溶解した溶液である。このときの電圧は後の電気泳動よりも低い電圧であることが好ましい。また、生成物である不飽和コンドロ二糖は負電荷を帯びているため、流入口１６に陰極１８を、流出口１７に陽極１９を設け、電流を陰極１８から陽極１９に向かって電気泳動を行うことが好ましい。酵素反応は速く移動するゾーン、（例えば、試料溶液１３）が遅く移動するゾーン、（例えば、酵素溶液１１）を追い越すことを利用して、両者が混合した際に反応ゾーン１４にて反応を起こさせる）。従って、図１（Ａ）の導入工程では、試料溶液１３と酵素溶液１１とで電気泳動の移動度を比較し遅く移動する方（例えば酵素溶液１１）を先にキャピラリーに導入し、電気泳動で速く移動する方（例えば試料溶液１３）を後にキャピラリーに導入することが好ましい。試料溶液１３と酵素溶液１１とを導入する際には、間隔が空いてもよいが、間隔が空かなくてもよい。好ましくは間隔が空かない。
【００３３】
図１（Ｃ）の段階では、混合工程よりも高い電圧をかけることが好ましい。電気泳動は、陰極１８から陽極１９に進行し、流出口１７より生成物１５が分離される。生成物１５は酵素溶液１１よりも移動度の速い場合がある。
【００３４】
【実施例】
［装置］
フォトダイオードアレイ検出器（検出波長：２３２ｎｍ）を接続したキャピラリー電気泳動装置（アジレントＣＥ、アジレントテクノロジー社）を用いた。キャピラリー温度は３７℃、印加電圧は−３０ｋｖ、試料注入はすべて加圧注入法（５０ｍｂａｒ）を用いた。キャピラリー内壁への酵素の吸着を防ぐためにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）コーティングを施したキャピラリー（５０μｍ内径；３７５μｍ外径；有効長５６ｃｍ；全長６４．５ｃｍ）はアジレントテクノロジー社製のものを用い、検出感度向上のためバブルセルキャピラリーを用いた。キャピラリーは、毎分解析前に泳動液でフラッシング（３分間）を行った。すべてのデータは、ケムステーションソフトウェア（アジレントテクノロジー社）にて、解析を行った。
【００３５】
［試薬及び試液］
医薬品原料コンドロイチン硫酸ナトリウム塩（サメ）、コンドロイチン硫酸Ｃナトリウム塩（サメ軟骨）ＳＳＧ、コンドロイチン硫酸Ａナトリウム塩（クジラ軟骨）ＳＳＧ、コンドロイチン硫酸Ｄナトリウム塩（サメ軟骨）、コンドロイチン硫酸Ｅナトリウム塩（イカ軟骨）は、生化学工業株式会社（日本）より購入した。
【００３６】
コンドロイチナーゼＡＢＣ（Ｐｒｏｔｅｕｓｖｕｌｇａｒｉｓ）、コンドロ−４−スルファターゼ（Ｐｒｏｔｅｕｓｖｕｌｇａｒｉｓ）は、生化学工業株式会社より購入した。２−Ｏ−スルファターゼ（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｈｅｐａｒｉｎｕｍ）は、シグマ社（アメリカ）より購入した。不飽和コンドロ二糖類（２−アセトアミド−２−デオキシ−３−Ｏ−（β−グルコ−４−エノピラノシルロニックアシド）−Ｄ−ガラクトース：ΔＤｉ−ｎｏｎＳ、２−アセトアミド−２−デオキシ−３−Ｏ−（β−グルコ−４−エノピラノシルロニックアシド）−４−Ｏ−スルフォ−Ｄ−ガラクトース：ΔＤｉ−４Ｓ、２−アセトアミド−２−デオキシ−３−Ｏ−（β−グルコ−４−エノピラノシルロニックアシド）−６−Ｏ−スルフォ−Ｄ−ガラクトース：ΔＤｉ−６Ｓ、２−アセトアミド−２−デオキシ−３−Ｏ−（２−Ｏ−スルフォーβ−グルコ−４−エノピラノシルロニックアシド）−６−Ｏ−スルフォ−Ｄ−ガラクトース：ΔＤｉ−ｄｉＳ_Ｄ、２−アセトアミド−２−デオキシ−３−Ｏ−（β−グルコ−４−エノピラノシルロニックアシド）−４，６−ビス−Ｏ−スルフォ−Ｄ−ガラクトース：ΔＤｉ−ｄｉＳ_Ｅ）は、生化学工業株式会社より購入したものをピーク同定に使用した。
【００３７】
トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、フタル酸水素カリウム、カルバゾール、四ホウ酸ナトリウム十水和物及び硫酸は、和光純薬（日本）製のものを用いた。酢酸は国産化学（日本）より購入した。全ての試薬は特級を用いた。
【００３８】
コンドロイチン硫酸溶液は、コンドロイチン硫酸を１０ｍｍｏｌ／Ｌの、トリス−酢酸緩衝液（ｐＨ７．０）に溶解させて調製した。同様に、酵素溶液も酵素を１０ｍｍｏｌ／Ｌの、トリス−酢酸緩衝液（ｐＨ７．０）に溶解させて調製した。調製した泳動液は、０．４５μｍ水系メンブランフィルター（日本ポール株式会社、日本）にてろ過後使用した。
【００３９】
［参考例１］
インキャピラリー酵素反応法において、生成する生成物のピークの帰属を決定するために、不飽和コンドロ二糖類の分離条件の検討を行った（図１（Ａ）から（Ｃ）参照）。泳動液１２はキャピラリー内において酵素溶液の溶媒も兼ねるため、全ての酵素にとって最も反応効率の良い緩衝液を泳動液１２に適用する必要がある。そこで、１０ｍｍｏｌ／Ｌトリス−酢酸緩衝液（ｐＨ７．０）を選択した。キャピラリーは、酵素の吸着を防ぐためポリビニルアルコールコーティングを施したものを用いた。上記緩衝液中では不飽和コンドロ二糖類は負電荷を帯びているため、印加電圧を逆転させ陰極１６から陽極１７に向かって電気泳動を行った。
【００４０】
上記の条件で分離を行った不飽和コンドロ二糖類のエレクトロフェログラムを図２に示す。ピーク２０は内標準物質のピークであり、ピーク２１からピーク２５は、不飽和コンドロ二糖類のピークである。ピーク２１のΔＤｉ−ｄｉＳＤと、ピーク２２のΔＤｉ−ｄｉＳＥについてはベースライン分離が達成されていない。しかし、本研究の最終目標はすべての不飽和コンドロ二糖類をピーク２５のΔＤｉ−ｎｏｎＳに変換して分析することであるため、この分離条件で問題はないと判断した。図２のピークの帰属を基準とし、インキャピラリー酵素反応法における生成物のピークの帰属を行った。
【００４１】
［参考例２］
オフライン酵素反応法は、以下の手順で行った。コンドロイチン硫酸ナトリウム水溶液（１ｍｇ／ｍＬ）１ｍＬに内標準溶液１ｍＬを加え、１０ｍｍｏｌ／Ｌトリス−酢酸緩衝液（ｐＨ７．０）を加えて１０ｍＬとし、孔径０．４５μｍ水系メンブランフィルターでろ過した。内標準物質は塩酸フェニレフリン２０ｍｇを水に溶かし、１００ｍＬとしたものを用いた。ろ液５００μＬを取り、コンドロイチナーゼＡＢＣ溶液（１２．５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ）２μＬを加え、３７℃で６０分間インキュベーションを行い、酵素反応を進行させた。この混合溶液から５０μＬをとり、加圧注入法（５０ｍｂａｒ×５秒間）で導入し、印加電圧−３０ｋＶで電気泳動を行った。電気泳動開始前の試料溶液中のコンドロイチン硫酸の量と開始後の生成物のトータル量とを比較して、コンドロイチン硫酸のトータル量に変化は無いことを確かめた。次に、コンドロイチナーゼＡＢＣ反応後の試料溶液５０μＬをとり、コンドロ−４−スルファターゼ溶液（１．２５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ）２μＬ、コンドロ−６−スルファターゼ溶液（１．２５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ）２μＬ、及び２−Ｏ−スルファターゼ溶液（１２．５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ）２μＬ、を加え、３７℃で９０分間インキュベーションを行った。ここから５０μＬをとり加圧注入法（５０ｍｂａｒ×５秒間）で導入し、印加電圧−３０ｋＶで電気泳動を行った。それぞれの酵素反応を止めるためには反応チューブを１００℃で１分間加熱した。このときのエレクトロフェログラムでは、内標準物質のピーク、並びに、異性体を含むコンドロイチン硫酸由来のピークが確認された。
【００４２】
［実施例１］
インキャピラリー酵素反応法は以下の手順で行った。酵素溶液（コンドロイチナーゼＡＢＣ０．２５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ、コンドロ−６−スルファターゼ０．２５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ、コンドロ−４−スルファターゼ０．２５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ、２−Ｏ−スルファターゼ２．５ｕｎｉｔｓ／ｍＬ、１０ｍｍｏｌ／Ｌトリス−アセテート（ｐＨ７．０）、緩衝溶液）とコンドロイチン硫酸ナトリウム塩又は不飽和コンドロ二糖類を含む試料溶液１３（０．１ｍｇ／ｍＬ、１０ｍｍｏｌ／Ｌトリス−アセテート（ｐＨ７．０））とを、続けて加圧注入法（酵素１０ｓｅｃ、試料溶液５ｓｅｃ）でキャピラリーに注入した（図１（Ａ）及び図１（Ｂ）参照）。印加電圧−０．２ｋＶで混合時間を２０分間とった後、−３０ｋＶで電気泳動を行った。このときのエレクトロフェログラムでは内標準物質のピーク及び、異性体を含むコンドロイチン硫酸由来のピークが確認された。
【００４３】
［実施例２］
インキャピラリー酵素反応法における導入順序の検討を行った。インキャピラリー酵素反応法では、酵素と基質の移動度が異なることがキャピラリー内での両者の混合を可能にする。すなわち電気泳動において、速く移動するゾーンが遅く移動するゾーンを追い越すときを利用して反応を起こさせるからである（図１（Ａ）から（Ｃ）参照）。そこで、実際に各酵素と基質の導入順序を変えたときの変換効率への影響を調べた。
【００４４】
実施例１の試料溶液と酵素溶液とを用いて酵素反応を行った。まずコンドロイチナーゼＡＢＣについて調べたところ、酵素を先に導入し基質（試料溶液）を続けて導入する順番のほうが、その逆よりも不飽和コンドロ二糖類の生成量が多いことがわかった。
【００４５】
［実施例３］
実施例２と同様に、酵素にコンドロ−４−スルファターゼを用いた酵素溶液の場合における導入順序の検討を行った。その結果、実施例２と同様に酵素を先に導入し基質（試料溶液）を続けて導入する順番のほうが、その逆よりも不飽和コンドロ二糖類の生成量が多いことがわかった。
【００４６】
［実施例４］
実施例２と同様に、酵素にコンドロ−６−スルファターゼを用いた酵素溶液の場合における導入順序の検討を行った。その結果、実施例２と同様に酵素を先に導入し基質（試料溶液）を続けて導入する順番のほうが、その逆よりも不飽和コンドロ二糖類の生成量が多いことがわかった。
【００４７】
［実施例５］
実施例２と同様に、酵素に２−Ｏ−スルファターゼを用いた酵素溶液の場合における導入順序の検討を行った。その結果、実施例２と同様に酵素を先に導入し基質（試料溶液）を続けて導入する順番のほうが、その逆よりも不飽和コンドロ二糖類の生成量が多いことがわかった。
【００４８】
［実施例６］
実施例２と同様に、酵素にコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼ混合溶液を用いた酵素溶液の場合における導入順序の検討を行った。その結果、実施例２と同様に酵素を先に導入し基質（試料溶液）を続けて導入する順番のほうが、その逆よりも不飽和コンドロ二糖類の生成量が多いことがわかった。
【００４９】
実施例２から実施例６の結果の比較を行った結果、いずれの酵素においても、酵素を先に基質を後にという順番のほうが反応効率が良いことが示された。参考例２のオフライン法にて酵素反応した溶液を電気泳動分析した結果と比較して、ΔＤｉ−ｎｏｎＳの生成量は、酵素−基質の順で注入した場合４８．３％であったのに対して、その逆は６．８％にとどまった。以上の結果から、全ての酵素を一度に注入し、その後注入したコンドロイチン硫酸ナトリウム塩がキャピラリー内で酵素群を追い抜く間に反応を起こさせることが可能であることが示された。
【００５０】
［実施例７及び比較例１］
インキャピラリー酵素反応法における酵素変換率を上げる検討を行った。参考例２の酵素の変換効率と、実施例１の混合時間を２０分から３０分に増やしたときの酵素の変換効率と、を比較した。その結果、混合時間を２０分から３０分に増やすことにより、参考例２のオフライン酵素反応と比較して９９．２％の変換効率を達成した。そのときのエレクトロフェログラムを図３に示す。
【００５１】
図３（Ａ）は、参考例２のオフライン酵素反応を行ったときのエレクトロフェログラムを、図３（Ｂ）は、混合時間を２０分から３０分に増やして酵素反応を行った（オンライン）とき、すなわち実施例７のエレクトロフェログラムを示す。ピーク２０は内標準物質のピークであり、ピーク２５は、不飽和コンドロ二糖であるΔＤｉ−ｎｏｎＳのピークである。なお、インキャピラリー酵素反応法におけるベースラインのドリフトは酵素溶液に含まれる牛血清アルブミン（ＢＳＡ）由来であることを確認した。
【００５２】
［実施例８］
インキャピラリー酵素反応法の有用性を確かめるため、様々なコンドロイチン硫酸の分析を行った。
【００５３】
コンドロイチン硫酸を含む様々な試料を実施例１の条件で酵素反応を行った。試料溶液には、サメ由来のコンドロイチン硫酸ナトリウム塩（以下ＣＳ）、を実施例１の試料溶液と同様に調製したものを用いた。酵素にはコンドロイチナーゼＡＢＣのみを用いインキャピラリー酵素反応法にてこれらの試料溶液の分析を行った。このときのエレクトロフェログラムを図４に示す。
【００５４】
［実施例９］
試料溶液に、サメ軟骨由来のコンドロイチン硫酸Ｃナトリウム塩（以下ＣＳ―Ｃ）を用い、実施例８と同様の測定を行った。このときのエレクトロフェログラムを図５に示す。
【００５５】
［実施例１０］
試料溶液に、クジラ軟骨由来のコンドロイチン硫酸Ａナトリウム塩（以下ＣＳ―Ａ）を用い、実施例８と同様の測定を行った。このときのエレクトロフェログラムを図６に示す。
【００５６】
［実施例１１］
試料溶液に、サメ軟骨由来のコンドロイチン硫酸Ｄナトリウム塩（以下ＣＳ―Ｄ）を用い、実施例８と同様の測定を行った。このときのエレクトロフェログラムを図７に示す。
【００５７】
［実施例１２］
試料溶液に、イカ軟骨由来のコンドロイチン硫酸Ｅナトリウム塩（以下ＣＳ―Ｅ）を用い、実施例８と同様の測定を行った。このときのエレクトロフェログラムを図８に示す。
【００５８】
実施例８から実施例１２の結果をそれぞれ図４から図８に示す。ピーク２０は内標準物質のピークであり、ピーク２１からピーク２５は、不飽和コンドロ二糖類のピークである。ここではそれぞれの種におけるコンドロイチン硫酸構成糖の種類及びその比率を知ることができた。図４よりＣＳでは、その構成糖はΔＤｉ−６Ｓが最も多く、ΔＤｉ−４Ｓ及びΔＤｉ−ｄｉＳＤが続いて多く含まれることがわかった。図５より高純度精製品であるＣＳ―Ｃでは、ＣＳよりもさらにΔＤｉ−６Ｓが多く含まれることがわかった。図６よりＣＳ−Ａでは、その構成糖はΔＤｉ−４Ｓが最も多く、その他にΔＤｉ−６Ｓが含まれることがわかった。図７よりＣＳ−Ｄでは、他のコンドロイチン硫酸と比較してΔＤｉ−ｄｉＳＤが多く含まれることがわかった。またピーク２６、ピーク２７で表されたピークは未知ピークであり、硫酸基がさらに異なる位置に結合した異性体か、不完全切断オリゴ糖由来であると推定される。図８よりＣＳ−Ｅでは、他のコンドロイチン硫酸と比較してΔＤｉ−ｄｉＳＥが多く含まれることがわかった。またここでもさらなる未知ピークが確認された。
【００５９】
［実施例１３］
酵素にコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼ混合物を用いてＣＳをインキャピラリー酵素反応法にて分析を行った。このときの測定条件は実施例８と同様である。得られたエレクトロフェログラムを図９に示す。
【００６０】
［実施例１４］
酵素にコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼ混合物を用いてＣＳ―Ｃをインキャピラリー酵素反応法にて分析を行った。このときの測定条件は実施例８と同様である。得られたエレクトロフェログラムを図１０に示す。
【００６１】
［実施例１５］
酵素にコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼ混合物を用いてＣＳ―Ａをインキャピラリー酵素反応法にて分析を行った。このときの測定条件は実施例８と同様である。得られたエレクトロフェログラムを図１１に示す。
【００６２】
［実施例１６］
酵素にコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼ混合物を用いてＣＳ―Ｄをインキャピラリー酵素反応法にて分析を行った。このときの測定条件は実施例８と同様である。得られたエレクトロフェログラムを図１２に示す。
【００６３】
［実施例１７］
酵素にコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼ混合物を用いてＣＳ―Ｅをインキャピラリー酵素反応法にて分析を行った。このときの測定条件は実施例８と同様である。得られたエレクトロフェログラムを図１３に示す。
【００６４】
実施例１３から実施例１７の結果をそれぞれ図９から図１３に示す。ピーク２０は内標準物質のピークであり、ピーク２１からピーク２５は、不飽和コンドロ二糖類のピークである。５種のコンドロイチン硫酸ナトリウム塩を調べたが、４酵素系でのインキャピラリー酵素反応法を行ったところ、ＣＳ−Ｅを除いて、いずれも生成ピークはΔＤｉ−ｎｏｎＳのみとなりコンドロイチン硫酸トータル量の定量法として有用であることが示された。なお、ＣＳ−Ｅに関しては、その構成糖に複雑な硫酸基組成を持った異性体が含まれる可能性、あるいは製造過程での不純物の存在なども考えられ、設定した分析法をそのまま適用するのは難しいと考えられる。ただし医薬品に配合されるコンドロイチン硫酸ナトリウム塩は、そのほとんどがＣＳ―Ｃであるため、実際の運用に関しては問題ないと考える。
【００６５】
［実施例１８］
市販製剤のインキャピラリー酵素反応法は、以下の手順で行った。点眼剤２ｍＬをとり、内標準溶物質２ｍＬと１０ｍｍｏｌ／Ｌトリス−酢酸緩衝液（ｐＨ７．０）を加えて２０ｍＬとした。これを孔径０．４５μｍ水系メンブランフィルターでろ過し、ろ液を試料溶液とした。実施例２と同様に印加電圧−０．２ｋＶで混合時間を２０分間とった後、−３０ｋＶで電気泳動を行った。基準物質（コンドロイチン硫酸ナトリウム塩（サメ））は、対応量を量り、内標準物質２ｍＬを加え、１０ｍｍｏｌ／Ｌトリス‐酢酸緩衝液（ｐＨ７．０）を加えて２０ｍＬとし、孔径０．４５μｍ水系メンブランフィルターでろ過し、ろ液を標準溶液とした。内標準物質には塩酸フェニレフリン２０ｍｇを水に溶かし、１００ｍＬとしたものを用い、実施例１と同様に、印加電圧−０．２ｋＶで混合時間を２０分間とった後、−３０ｋＶで電気泳動を行った。このときのエレクトロフェログラムでは内標準物質のピーク及び、異性体を含むコンドロイチン硫酸由来のピーク及び他成分のピークが確認された。
【００６６】
［参考例３］
カルバゾール法による製剤分析法は、以下の手順で行った。カルバゾール法は、コンドロイチン硫酸ナトリウム塩をホウ酸ナトリウム硫酸試液により加水分解を行う。加水分解によって生成したグルクロン酸とカルバゾールとの反応で生じる生成物を５２５ｎｍにて吸光度測定を行う方法である。なお、夾雑物による妨害を取り除くため、あらかじめ固相抽出カラムにてクリーンアップした試料を反応に用いた。装置にスペクトロフォトメーター（日立製作所日本）を用いた。このときの分析結果では異性体を含むコンドロイチン硫酸由来のピークが確認された。
【００６７】
［実施例１９］
市販点眼剤中のコンドロイチン硫酸の定量を行い、分析法のバリデーションを検討した。
【００６８】
実施例２の手順で試料溶液を調整した。なお、このときの内標準物質としてフタル酸水素カリウムを用い、標準溶液、試料溶液及び各成分抜き試料を用いて特異性を確認した。代表的なエレクトロフェログラムを図１４に示す。ピーク２０は標準溶液のピークであり、ピーク２５は、不飽和コンドロ二糖類ΔＤｉ−ｎｏｎＳのピークである。ΔＤｉ−ｎｏｎＳ及び内標準物質の移動時間には妨害となるピークは認められなかった。なお、クロマトグラム上に認められたピークは他配合成分由来である。
【００６９】
標準溶液、試料溶液及び酵素溶液の安定性を確認したところ、遮光容器中で少なくとも室温２４時間までは酵素反応は問題なく行われ、安定性は確保できることを確かめた。
【００７０】
Ｓ／Ｎ＝３より求めた検出限界を表１に示す。
【００７１】
【表１】

【００７２】
表１よりコンドロイチン硫酸濃度２５μｇ／ｍＬ〜１５０ｇ／ｍＬの範囲の標準溶液で直線性を確認したところ、ほぼ原点を通り、かつ相関係数０．９９９以上の良好な直線が得られた。
【００７３】
成分抜き試料に、定量濃度の８０、１００、１２０％になるように各成分標準溶液を添加し（ｎ＝３）、回収率及び精度を確認した。その結果、回収率は１００．０〜１００．５％と良好な値が得られた。また、精度に関しても、０．２〜０．６％ＲＳＤであり良好な結果であった。
【００７４】
また市販点眼剤中の成分の定量をインキャピラリー酵素反応法で行うと同時に、カルバゾール法との比較も行った。
【００７５】
実施例１８及び参考例３の分析結果の比較を行った。なお、カルバゾール法では夾雑物による妨害を取り除くため、予め固相抽出カラムにてクリーンアップした試料を反応に用いた。その結果、いずれの成分の定量値も同等な値が得られ、インキャピラリー酵素反応法の妥当性を示した。また、精度の面においてもカルバゾール法に比較して良好な結果であった（表２参照）。
【００７６】
【表２】

【００７７】
以上の結果より、インキャピラリー酵素反応法の従来法に置き換わる医薬品品質管理法としての利用可能性が示された。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、コンドロイチン硫酸又はその塩と反応する酵素を電気泳動用キャピラリーに導入する酵素導入工程と、試料を前記電気泳動用キャピラリーに導入する試料導入工程と、前記酵素及び前記試料を前記電気泳動用キャピラリー中で電気泳動させ、前記酵素及び前記試料を混合する混合工程と、を備えたコンドロイチン硫酸又はその塩を分析する方法であり、これによりコンドロイチン硫酸又はその塩の定性分析又は定量分析に適用できる。
【００７９】
本発明は、比色法と比較して操作の簡便さ、安全性、迅速性、自動化の面で有用性が高い。また酵素消費量の大幅な削減が可能である。従来の高速液体クロマトグラフィーでは高価な酵素溶液をμＬレベルで調製しなければならないが、本発明ではｎＬレベルでの調製が可能であると考えられる。
【００８０】
酵素としてコンドローチナーゼＡＢＣのみを用いることにより、コンドロイチン硫酸又はその塩の構成糖の組成分析が可能になった。又、酵素としてコンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼの混合溶液を用いた場合には、コンドロイチン硫酸又はその塩のトータル量の分析が可能になった。従って、コンドローチナーゼＡＢＣのみの酵素バイアルと、コンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼの混合溶液を用いた酵素バイアルと、を用意するだけで、コンドロイチン硫酸トータル量分析と組成分析の両者が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインキャピラリー酵素反応法の概略の断面図を示す図である。図１（Ａ）は、酵素溶液１１を注入した直後の断面を示す図である。図１（Ｂ）は、更に試料溶液１３を注入した直後の断面を示す図である。図１（Ｃ）は生成物１５が酵素溶液１１より先行している状態の断面を示す図である。
【図２】本発明の参考例１による不飽和コンドロ二糖類のエレクトロフェログラムを示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、参考例２又は比較例１のエレクトロフェログラムであり、図３（Ｂ）は、本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図４】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図５】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図６】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図７】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図８】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図９】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図１０】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図１１】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図１２】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図１３】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【図１４】本発明のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法で得られたエレクトロフェログラムを示す図である。
【符号の説明】
１０・・・キャピラリー
１１・・・酵素溶液
１２・・・泳動液
１３・・・試料溶液
１４・・・反応ゾーン
１５・・・生成物
１６・・・流入口
１７・・・流出口
１８・・・陰極
１９・・・陽極
２０・・・標準溶液のピーク
２１・・・不飽和コンドロ二糖であるΔＤｉ−ｄｉＳ_Ｄのピーク
２２・・・不飽和コンドロ二糖であるΔＤｉ−ｄｉＳ_Ｅのピーク
２３・・・不飽和コンドロ二糖であるΔＤｉ−４Ｓのピーク
２４・・・不飽和コンドロ二糖であるΔＤｉ−６Ｓのピーク
２５・・・不飽和コンドロ二糖であるΔＤｉ−ｎｏｎＳのピーク
２６，２７・・・未知ピーク

Claims

コンドロイチン硫酸又はその塩に対して反応をする酵素を電気泳動用キャピラリーに導入する酵素導入工程と、
この酵素導入工程と同時もしくは前後して、試料を前記電気泳動用キャピラリーに導入する試料導入工程と、
前記酵素導入工程と前記試料導入工程とを経た後に、これらの各工程で前記電気泳動用キャピラリーに導入された前記酵素及び前記試料を前記電気泳動用キャピラリー中で電気泳動させ、前記酵素及び前記試料を混合する混合工程と、
を備えたコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
前記酵素がコンドロイチン硫酸又はその塩の分解酵素である請求項１に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
前記分解酵素が、コンドロイチナーゼＡＢＣ、コンドロ−４−スルファターゼ、コンドロ−６−スルファターゼ及び２−Ｏ−スルファターゼからなる群から選ばれる１種又は２種以上のものを含む請求項２に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
前記分解酵素がコンドロイチナーゼＡＢＣである請求項２に記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
前記酵素導入工程の後に前記試料導入工程が行われる請求項１から４のいずれかに記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
前記試料がコンドロイチン硫酸又はその塩を含むものである請求項１から５のいずれかに記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
前記酵素導入工程、前記試料導入工程及び前記電気泳動工程をオンラインで行う請求項１から６のいずれかに記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。
前記電気泳動用キャピラリーから流出した泳動液を検出する検出工程を更に有する請求項１から７のいずれかに記載のコンドロイチン硫酸又はその塩の分析方法。