JP2005114368A - Enzyme stabilizing method and specimen analyzing tool used therein - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乾燥状態における酵素の失活を防止する酵素の安定化方法およびそれに用いる検体分析用具に関する。 The present invention relates to an enzyme stabilization method for preventing enzyme deactivation in a dry state and a sample analysis tool used therefor.
従来、血液や尿等の生体試料を検査する際に、前記試料を多孔質材に含浸させて分析を行う検体分析用具が汎用されている。前記検体分析用具は、通常、前記試料中の分析対象成分を基質とする酵素等の各種試薬が予め多孔質材に保持されているため、例えば、前記多孔質材に試料を含浸させることによって、前記多孔質材中の試薬と前記試料中の分析対象成分とを反応させ、その反応結果を光学的手法や電気化学的手法で直接測定することができる。 Conventionally, when a biological sample such as blood or urine is examined, a specimen analysis tool is widely used which performs analysis by impregnating the sample with a porous material. In the sample analysis tool, usually, various reagents such as enzymes using the analysis target component in the sample as a substrate are held in advance in the porous material.For example, by impregnating the porous material with the sample, The reagent in the porous material can be reacted with the component to be analyzed in the sample, and the reaction result can be directly measured by an optical technique or an electrochemical technique.
このような検体分析用具は、一般の臨床検査等において使用されているが、近年では、さらに、遠隔臨床検査システムに利用することも検討され、実際に使用されている。前記遠隔臨床検査システムとは、在宅で患者等が血液を採血して前記血液検査用具に含浸・乾燥させ、これを病院等の検査機関に郵送して検査するシステムである。このシステムによれば、患者等は、病院に出向くことなく郵便等で検査結果を知ることができ、また、検査結果が出た時点で病院等に治療を受けに行くことができるため、病院での採血も不要となり、病院側および患者側の双方の労力が軽減される。 Such a sample analysis tool is used in general clinical tests and the like, but in recent years, it has been further studied and actually used for a remote clinical test system. The remote clinical test system is a system in which a patient or the like collects blood at home, impregnates and dries the blood test tool, and mails it to a test organization such as a hospital for testing. According to this system, patients can know the test results by mail without going to the hospital, and can go to the hospital to receive treatment when the test results come out. Blood collection is also unnecessary, and labor on both the hospital side and the patient side is reduced.
前記検体分析用具は、一般に、試薬溶液に前記多孔質材を含浸し、これを乾燥することによって製造できる。しかしながら、前記多孔質材の乾燥によって保持させる酵素が失活し、さらに前記検体分析用具の保存中に酵素活性がさらに低下するという問題がある。このため、前記多孔質材に保持させる酵素量を過剰量とする必要があり、コストの面でも問題がある。また、このような問題を解消すべく、安定化剤として、ウシ血清アルブミン等のタンパク質、アルギン酸ナトリウム、トレハロース等の多糖類等を共存させる方法もある(例えば、特許文献1等)。
しかしながら、このような安定化剤には、以下のような問題がある。すなわち、前記安定化剤は、一般に高分子構造をとるものが多いため、水性溶媒に溶解し難く、溶液自体の粘性も高いため、多孔質材への含浸が困難である。また、実際に試料を添加した場合にも、前記試料による溶解に時間がかかるため、反応速度も遅い。さらに、その効果として、前記アルギン酸ナトリウム等の多糖類には著しい効果が期待できない。一方、ウシ血清アルブミンは高価であり、安価な卵アルブミンは、不溶成分を含むため使用し難い。また、尿試験紙は、タンパク質を分析項目とするため、このようなタンパク質を安定化剤として使用することは困難である。 However, such stabilizers have the following problems. That is, since many of the stabilizers generally have a polymer structure, it is difficult to dissolve in an aqueous solvent and the viscosity of the solution itself is high, so that it is difficult to impregnate the porous material. Even when a sample is actually added, the reaction rate is slow because it takes time to dissolve the sample. Furthermore, as the effect, a remarkable effect cannot be expected for the polysaccharide such as sodium alginate. On the other hand, bovine serum albumin is expensive, and cheap egg albumin is difficult to use because it contains insoluble components. In addition, since urine test paper uses protein as an analysis item, it is difficult to use such a protein as a stabilizer.
そこで、本発明の目的は、安価であり、かつ、効果的に、乾燥状態における酵素の失活を防止するために、酵素を安定化する方法およびそれに用いる検体分析用具の提供である。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for stabilizing an enzyme and a sample analysis tool used therefor, which are inexpensive and effectively prevent the enzyme from being deactivated in a dry state.
前記目的を達成するために、本発明の安定化方法は、酵素を乾燥状態で安定化する方法であって、前記酵素をタンパク質分解物と共存させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the stabilization method of the present invention is a method of stabilizing an enzyme in a dry state, wherein the enzyme is allowed to coexist with a proteolysate.
また、本発明の検体分析用具は、多孔質材に酵素を保持させた検体分析用具であって、前記多孔質材が、さらにタンパク質分解物を保持していることを特徴とし、前記本発明の安定化方法に使用できる。 The sample analysis tool of the present invention is a sample analysis tool in which an enzyme is held in a porous material, wherein the porous material further holds a protein degradation product, Can be used for stabilization method.
このような本発明の安定化方法および検体分析用具によれば、前記酵素をタンパク質分解物と乾燥状態で共存させることにより、酵素の失活を抑制することができる。このため、前記酵素の使用量を低減でき、例えば、検体分析用具の使用期限を十分に延長することができ、低コスト化を図ることができる。また、検体分析用具が尿試験に供される場合であっても、安定化剤としてタンパク質分解物を使用していることから、分析項目がタンパク質であっても、分析精度に影響を与えることはない。さらに、検体分析用具を作製する場合に、従来の安定化剤のように粘性、溶解性、透明性等の問題がないため、非常に取り扱い易く、製造工程が簡便化され、乾燥処理による酵素の失活も防止できる。 According to such a stabilization method and sample analysis tool of the present invention, inactivation of the enzyme can be suppressed by allowing the enzyme to coexist with a proteolysate in a dry state. For this reason, the usage-amount of the said enzyme can be reduced, for example, the expiration date of a sample analysis tool can fully be extended, and cost reduction can be achieved. In addition, even if the sample analysis tool is used for urine testing, it uses a protein degradation product as a stabilizer, so even if the analysis item is protein, it may affect the analysis accuracy. Absent. Furthermore, when preparing a sample analysis tool, there are no problems such as viscosity, solubility, and transparency as in the case of conventional stabilizers, so it is very easy to handle, the manufacturing process is simplified, and the enzyme by drying treatment is simplified. Deactivation can also be prevented.
本発明の安定化方法および検体分析用具において、前記タンパク質分解物としては、分子量が500〜10,000のポリペプチドを含むことが好ましく、より好ましくは1000〜5000のポリペプチドである。なお、前記タンパク質分解物とは、変性タンパク質の分解物も含む。前記タンパク質分解物としては、具体的に、ゼラチン加水分解物、カゼイン加水分解物、大豆加水分解物等が使用でき、中でも好ましくはゼラチン分解物である。このようなタンパク質分解物は、例えば、タンパク質を各種プロテアーゼで分解することによって調製してもよいし、市販品を使用してもよい。前記ゼラチン分解物としては、例えば、商品名ニッピペプタイドPA-10,PE-20、PA-100、AFC(ニッピ社製)が使用できる。 In the stabilization method and the sample analysis tool of the present invention, the protein degradation product preferably contains a polypeptide having a molecular weight of 500 to 10,000, more preferably a polypeptide having a molecular weight of 1000 to 5000. The protein degradation product includes a denatured protein degradation product. As the protein degradation product, specifically, gelatin hydrolyzate, casein hydrolyzate, soybean hydrolyzate and the like can be used, and among them, gelatin degradation product is preferable. Such a protein degradation product may be prepared by, for example, degrading a protein with various proteases, or a commercially available product may be used. As the gelatin degradation product, for example, trade names NIPPEPEPTIDE PA-10, PE-20, PA-100 and AFC (manufactured by Nippi) can be used.
本発明において、前記酵素は、分析対象成分に応じて適宜選択されるが、本発明は乾燥状態での失活が問題となる酵素に有用であることから、例えば、グルコースオキシダーゼ(GOD)、ペルオキシダーゼ(POD)、アスコルビン酸オキシダーゼ(AsOD)、へキソキナーゼ、ジアホラーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ(COD)等が好ましい。具体的には、分析対象成分がグルコースの場合には、例えば、GODとPODとの組合せが好ましく、分析対象成分がコレステロールの場合には、例えば、CODとPODとの組合せが好ましい。 In the present invention, the enzyme is appropriately selected according to the component to be analyzed. However, since the present invention is useful for an enzyme in which inactivation in a dry state is a problem, for example, glucose oxidase (GOD), peroxidase (POD), ascorbate oxidase (AsOD), hexokinase, diaphorase, pyruvate oxidase, cholesterol oxidase (COD) and the like are preferable. Specifically, when the analysis target component is glucose, for example, a combination of GOD and POD is preferable, and when the analysis target component is cholesterol, for example, a combination of COD and POD is preferable.
前記酵素に対する前記タンパク質分解物の添加割合は、例えば、酵素の種類等に応じて適宜決定できるが、例えば、酵素1KUに対して、前記タンパク質分解物0.8〜20,000mgの範囲であることが好ましく、より好ましくは50〜2000mgの範囲であり、特に好ましくは200〜1000mgの範囲である。 The ratio of the protein degradation product added to the enzyme can be determined as appropriate according to, for example, the type of enzyme, and is, for example, in the range of 0.8 to 20,000 mg of the protein degradation product per 1 KU of enzyme. Is preferable, more preferably in the range of 50 to 2000 mg, and particularly preferably in the range of 200 to 1000 mg.
つぎに、本発明の安定化方法について説明する。本発明の安定化方法は、例えば、前記酵素および前記タンパク質分解物を水性溶媒に溶解した混合溶液を調製し、これを乾燥させることによって行うことができる。具体的には、前記酵素およびタンパク質分解物を含む溶液を多孔質材に含浸させ、前記多孔質材を乾燥することによって、前記酵素とタンパク質分解物を乾燥状態で共存させることが好ましい。このようにして調製した多孔質材が、前記酵素とタンパク質分解物を保持した本発明の検体分析用具である。前述のように、酵素と前記タンパク質分解物との共存下で、前記多孔質材に乾燥処理を施すことにより、乾燥処理による酵素の失活を防止することもできる。 Next, the stabilization method of the present invention will be described. The stabilization method of the present invention can be carried out, for example, by preparing a mixed solution in which the enzyme and the protein degradation product are dissolved in an aqueous solvent and drying the mixed solution. Specifically, it is preferable that the enzyme and the protein degradation product are allowed to coexist in a dry state by impregnating a porous material with a solution containing the enzyme and the protein degradation product and drying the porous material. The porous material thus prepared is the sample analysis tool of the present invention holding the enzyme and the protein degradation product. As described above, inactivation of the enzyme due to the drying treatment can be prevented by subjecting the porous material to a drying treatment in the presence of the enzyme and the protein degradation product.
前記混合溶液における酵素濃度は、例えば、5〜2000KU/Lの範囲であり、好ましくは50〜1000KU/Lの範囲であり、より好ましくは100〜500KU/Lの範囲である。また、前記混合溶液におけるタンパク質分解物濃度は、例えば、5〜200g/Lの範囲であり、好ましくは10〜100g/Lの範囲であり、より好ましくは20〜50g/Lの範囲である。本発明においては、タンパク質分解物を使用するため、調製する前記混合溶液は、懸濁状態ではなく、十分にタンパク質分解物が溶解された透明度に優れるものであり、また、粘性やpHも、検体分析用具の製造上、取り扱い性に優れる。 The enzyme concentration in the mixed solution is, for example, in the range of 5 to 2000 KU / L, preferably in the range of 50 to 1000 KU / L, and more preferably in the range of 100 to 500 KU / L. Moreover, the proteolysate concentration in the mixed solution is, for example, in the range of 5 to 200 g / L, preferably in the range of 10 to 100 g / L, and more preferably in the range of 20 to 50 g / L. In the present invention, since the protein degradation product is used, the mixed solution to be prepared is not in a suspended state but has excellent transparency in which the protein degradation product has been sufficiently dissolved. It is excellent in handling for the production of analytical tools.
前記混合溶液のpHは、例えば、2〜10の範囲であり、好ましくは4〜9である。また、前記水性溶剤としては、水、各種緩衝液等が使用できる。 The pH of the mixed solution is, for example, in the range of 2 to 10, and preferably 4 to 9. Moreover, water, various buffer solutions, etc. can be used as said aqueous solvent.
前記多孔質材に含浸させる混合溶液の量は特に制限されず、後述するような前記多孔質材に保持させる酵素の量に応じて適宜決定できるが、例えば、前記多孔質材1cm3当たり、例えば、0.1〜1.5mLであり、好ましくは0.3〜1.2mLであり、より好ましくは0.5〜1.0mLである。なお、本発明において多孔質材の体積(cm3)とは、空孔部分を含む体積である。 The amount of the mixed solution impregnated into the porous material is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the amount of the enzyme to be retained in the porous material as described later. For example, per 1 cm 3 of the porous material, for example, 0.1 to 1.5 mL, preferably 0.3 to 1.2 mL, and more preferably 0.5 to 1.0 mL. In addition, in this invention, the volume (cm < 3 >) of a porous material is a volume containing a void | hole part.
前記多孔質材としては、特に制限されないが、ろ紙が好ましく、その材質としてはセルロースが好ましい。特にGODをセルロース製ろ紙に含浸させる場合には、GODがセルロース末端のグルコースと反応することによって、GODが劣化するという問題があるが、本発明のようにタンパク質分解物を共存させることによって、メカニズムは不明であるが、前記両者の反応を抑制し、GODの失活を防止できるという効果を奏する。このような効果として、特に前述するようなゼラチン加水分解物が好ましい。 The porous material is not particularly limited, but filter paper is preferable, and cellulose is preferable as the material. In particular, when GOD is impregnated into cellulose filter paper, there is a problem that GOD deteriorates due to the reaction of GOD with glucose at the end of cellulose. Although it is unknown, there is an effect that the reaction between the two can be suppressed and the deactivation of GOD can be prevented. As such an effect, a gelatin hydrolyzate as described above is particularly preferable.
本発明の検体分析用具において、前記多孔質材に保持させる酵素の量は、例えば、酵素の種類等に応じて適宜決定できる。本発明によれば、前述のように使用する酵素量を低減できることから、従来の検体分析用具に比べて1/2〜1/5の量に低減することが可能である。特にグルコースを分析対象成分とする場合、GODとPODの量は、従来の1/2〜1/3の量に低減できる。 In the sample analysis tool of the present invention, the amount of the enzyme to be held in the porous material can be appropriately determined according to, for example, the type of enzyme. According to the present invention, since the amount of enzyme to be used can be reduced as described above, it is possible to reduce the amount to 1/2 to 1/5 of the conventional sample analysis tool. In particular, when glucose is a component to be analyzed, the amount of GOD and POD can be reduced to 1/2 to 1/3 of the conventional amount.
一方、前記多孔質材に保持させる前記タンパク質分解物の量は、前記多孔質材1cm3当たり、例えば、5〜200mgであり、好ましくは10〜100mgであり、より好ましくは20〜50mgである。 On the other hand, the amount of the protein degradation product retained in the porous material is, for example, 5 to 200 mg, preferably 10 to 100 mg, more preferably 20 to 50 mg per 1 cm 3 of the porous material.
また、本発明の検体分析用具においては、さらに、酸化により発色する発色基質を乾燥状態で共存させてもよい。前述のような各種酵素と分析対象成分との反応に伴い、前記発色基質を発色させれば、その発色程度を、目視や吸光度測定により確認することによって、前記分析対象成分の有無や濃度を分析できるからである。前記発色基質としては、例えば、分析対象成分の種類や使用する酵素の種類等に応じて適宜決定でき、従来公知のものが使用できる。具体的に、分析対象成分がグルコースであって、酵素としてGODおよびPODを使用する場合には、グルコースとGODとの反応によって、過酸化水素を生成させ、この過酸化水素とPODとの反応にともない、酸化により発色する基質が好ましく、例えば、トリンダー試薬、ロートリシン、TMBZ等が使用できる。 Further, in the sample analysis tool of the present invention, a chromogenic substrate that develops color by oxidation may coexist in a dry state. If the chromogenic substrate is colored with the reaction between the various enzymes and the analyte as described above, the presence or concentration of the analyte is analyzed by confirming the degree of color development by visual observation or absorbance measurement. Because it can. The chromogenic substrate can be appropriately determined according to, for example, the type of component to be analyzed and the type of enzyme used, and conventionally known ones can be used. Specifically, when the analysis target component is glucose and GOD and POD are used as enzymes, hydrogen peroxide is generated by the reaction of glucose and GOD, and this hydrogen peroxide is reacted with POD. Accordingly, a substrate that develops color by oxidation is preferable, and for example, Trinder reagent, rotolycin, TMBZ, and the like can be used.
実施例1は、各種酵素にタンパク質分解物を添加した検体分析用具を作製し、その酵素の失活の抑制を確認した例である。 Example 1 is an example in which a sample analysis tool in which a proteolytic product is added to various enzymes is prepared, and suppression of inactivation of the enzyme is confirmed.
下記組成となるようにGOD溶液、POD溶液、AsOD溶液を調製し、これらの酵素溶液10mLに、タンパク質分解物としてゼラチン加水分解物(商品名ニッピペプタイドPA-10;ニッピ社製、以下同じ)500mgを溶解して混合溶液をそれぞれ調製した。この混合溶液中に、8mm×27mmのろ紙(商品名3MMCHR;ワットマン社製、以下同じ)を浸漬し、前記ろ紙に前記混合溶液を十分に染込ませた。そして、余分な混合溶液を除いた後、送風乾燥機(40℃)を用いて30分間乾燥処理を行い、酵素を保持させた多孔質材を調製した。なお、安定化剤として前記ゼラチン加水分解物に代えて、大豆ペプトン(ナカライテスク社製)、カゼインペプトン(ナカライテスク社製)、ウシ血清アルブミン(和光純薬社製)、グルタミン酸ナトリウム(ナカライテスク社製)、トレハロース(和光純薬社製)、α-シクロデキストリン(ナカライテスク社製)、還元型グルタチオン(ナカライテスク社製)をそれぞれ500mg使用した以外は同様に調製したものを参考例1とした。また、安定化剤を添加しない以外は、同様にして調製したものを比較例1とした。 GOD solution, POD solution and AsOD solution are prepared to have the following composition, and gelatin hydrolyzate (trade name Nippi Peptide PA-10; manufactured by Nippi Co., Ltd., the same applies below) as a protein degradation product in 10 mL of these enzyme solutions Were dissolved to prepare mixed solutions, respectively. In this mixed solution, 8 mm × 27 mm filter paper (trade name: 3MMCHR; manufactured by Whatman Co., Ltd., hereinafter the same) was immersed, and the mixed solution was sufficiently infiltrated into the filter paper. And after removing the excess mixed solution, the drying process was performed for 30 minutes using the ventilation drying machine (40 degreeC), and the porous material which hold | maintained the enzyme was prepared. As a stabilizer, instead of the gelatin hydrolyzate, soybean peptone (manufactured by Nacalai Tesque), casein peptone (manufactured by Nacalai Tesque), bovine serum albumin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), sodium glutamate (Nacalai Tesque) ), Trehalose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), α-cyclodextrin (manufactured by Nacalai Tesque), and reduced glutathione (manufactured by Nacalai Tesque) were used in the same manner except that 500 mg each was used as Reference Example 1. . Further, Comparative Example 1 was prepared in the same manner except that no stabilizer was added.
(GOD溶液)
0.1M MES緩衝液(pH5.7) 100mL
GOD(東洋紡社製) 10KU
(POD溶液)
0.1M MES緩衝液(pH5.7) 100mL
POD(東洋紡社製) 10KU
(AsOD溶液)
0.1M MES緩衝液(pH5.7) 100mL
AsOD(東洋紡社製) 7KU
以上のようにして作製した酵素を保持させた多孔質材をサンプルとして、酵素の残存活性を確認した。まず、穴あけパンチを用いて、前記各サンプルから、直径6mmのサンプル片を5個ずつ切り抜いた。そして、これらのサンプル片を、0.1M MES緩衝液(pH5.7)10mLに浸漬し、室温で60分間放置することによって酵素の抽出を行った。なお、60分間の抽出であれば、ろ紙中に酵素が残存しないことは、別途確認済みである。そして、前記抽出処理によって得られた各溶出液について、酵素活性を測定し、溶出された酵素の全酵素活性量(U)を求め、調製した前記混合溶液についても活性(U/L)を求めた。なお、GOD、POD、AsODの活性は、使用した酵素のメーカーの活性測定方法に準じて行った。
(GOD solution)
0.1M MES buffer (pH 5.7) 100mL
GOD (Toyobo Co., Ltd.) 10KU
(POD solution)
0.1M MES buffer (pH 5.7) 100mL
POD (Toyobo) 10KU
(AsOD solution)
0.1M MES buffer (pH 5.7) 100mL
AsOD (Toyobo) 7KU
Residual activity of the enzyme was confirmed using the porous material holding the enzyme prepared as described above as a sample. First, five sample pieces each having a diameter of 6 mm were cut out from each sample using a punch. These sample pieces were immersed in 10 mL of 0.1 M MES buffer (pH 5.7) and allowed to stand at room temperature for 60 minutes to extract the enzyme. In addition, it has been confirmed separately that no enzyme remains in the filter paper in the case of extraction for 60 minutes. Then, the enzyme activity is measured for each eluate obtained by the extraction treatment, the total enzyme activity amount (U) of the eluted enzyme is obtained, and the activity (U / L) is also obtained for the prepared mixed solution. It was. The activities of GOD, POD and AsOD were performed according to the activity measurement method of the manufacturer of the enzyme used.
他方、残存活性量を求めるために、前述と同様にして調製した混合溶液に、さらに色素(商品名青色1号;東京化成社製)を1mMとなるように溶解し、この溶液に8mm×27mmのろ紙を浸漬して、同様にして乾燥処理、切り抜き、抽出を行い、前記多孔質材の体積当たりにおける前記混合溶液の含浸量を求めた。 On the other hand, in order to determine the residual activity, a dye (trade name Blue No. 1; manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was further dissolved in the mixed solution prepared in the same manner as described above so as to be 1 mM, and 8 mm × 27 mm was dissolved in this solution. The filter paper was dipped, dried, cut out and extracted in the same manner, and the amount of impregnation of the mixed solution per volume of the porous material was determined.
そして、前記含浸量と前記混合溶液の活性(U/L)とから、多孔質材における乾燥処理前の酵素量を求め、この値を100%とした場合の、乾燥処理後の残存活性(%)を求めた。この結果を下記表1〜3に示す。下記表1は、GODの結果であり、下記表2はPODの結果、下記表3はAsODの結果である。
(表1)
GOD 安定化剤 残存活性(%)
比較例1 無添加 16.9
実施例1 ゼラチン加水分解物 50.4
参考例1 大豆ペプトン 43.4
カゼインペプトン 51.6
ウシ血清アルブミン 73.5
グルタミン酸ナトリウム 40.8
トレハロース 42.8
α-シクロデキストリン 33.1
還元型グルタチオン 33.9
(表2)
POD 安定化剤 残存活性(%)
比較例1 無添加 46.6
実施例1 ゼラチン加水分解物 78.1
参考例1 大豆ペプトン 58.4
カゼインペプトン 75.0
ウシ血清アルブミン 76.7
グルタミン酸ナトリウム 69.3
トレハロース 69.0
α-シクロデキストリン 69.2
還元型グルタチオン 46.6
(表3)
AsOD 安定化剤 残存活性(%)
比較例1 無添加 27.7
実施例1 ゼラチン加水分解物 46.0
参考例1 大豆ペプトン 35.2
カゼインペプトン 39.7
ウシ血清アルブミン 39.4
グルタミン酸ナトリウム 31.7
トレハロース 34.9
α-シクロデキストリン 41.3
還元型グルタチオン 31.9
前記表1〜表3に示すように、ゼラチン加水分解物を乾燥状態で共存させることによって、安定化剤無添加の比較例に比べて、格段に酵素の失活を抑制できたことがわかる。また、PODおよAsODに対する失活抑制能は、他の安定化剤より優れた結果を示した。
Then, from the impregnation amount and the activity (U / L) of the mixed solution, the amount of enzyme in the porous material before the drying treatment is obtained, and when this value is taken as 100%, the remaining activity after the drying treatment (% ) The results are shown in Tables 1 to 3 below. Table 1 below shows the results of GOD, Table 2 below shows the results of POD, and Table 3 below shows the results of AsOD.
(Table 1)
GOD stabilizer Residual activity (%)
Comparative Example 1 No addition 16.9
Example 1 Gelatin hydrolyzate 50.4
Reference Example 1 Soybean peptone 43.4
Casein peptone 51.6
Bovine serum albumin 73.5
Sodium glutamate 40.8
Trehalose 42.8
α-Cyclodextrin 33.1
Reduced glutathione 33.9
(Table 2)
POD stabilizer Residual activity (%)
Comparative Example 1 No additive 46.6
Example 1 Gelatin hydrolyzate 78.1
Reference Example 1 Soybean peptone 58.4
Casein Peptone 75.0
Bovine serum albumin 76.7
Sodium glutamate 69.3
Trehalose 69.0
α-Cyclodextrin 69.2
Reduced glutathione 46.6
(Table 3)
AsOD Stabilizer Residual activity (%)
Comparative Example 1 No addition 27.7
Example 1 Gelatin hydrolyzate 46.0
Reference Example 1 Soybean peptone 35.2
Casein peptone 39.7
Bovine serum albumin 39.4
Sodium glutamate 31.7
Trehalose 34.9
α-Cyclodextrin 41.3
Reduced glutathione 31.9
As shown in Tables 1 to 3, it can be seen that by allowing the gelatin hydrolyzate to coexist in a dry state, inactivation of the enzyme could be remarkably suppressed as compared with the comparative example in which no stabilizer was added. Moreover, the deactivation suppression ability with respect to POD and AsOD showed the result superior to other stabilizers.
(参考例2)
比較例1と同様にして調製したゼラチン加水分解物を含まない混合溶液50μLを、ガラス製時計皿上に滴下し、40℃で120分間乾燥した後、さらに前記時計皿に0.1M MES緩衝液(pH5.7)1000μLを滴下して酵素を溶解し、この溶解液について活性測定を行った。そして、調製した混合溶液における活性を100%とした場合の残存活性(%)を求めた。この結果と、比較例1における結果とをあわせて下記表4に示す。下記表4の結果から、これらの酵素を多孔質材に含浸させ、乾燥することによって、酵素活性が極めて低下することがわかる。
(表4)
酵素 残存活性(%)
参考例2 GOD 95.8
比較例1 GOD 16.9
参考例2 POD 95.6
比較例1 POD 46.6
参考例2 AsOD 73.5
比較例1 AsOD 27.7
(Reference Example 2)
50 μL of a mixed solution containing no gelatin hydrolyzate prepared in the same manner as in Comparative Example 1 was dropped onto a glass watch glass, dried at 40 ° C. for 120 minutes, and further added to a 0.1 M MES buffer ( pH 5.7) 1000 μL was added dropwise to dissolve the enzyme, and the activity of this solution was measured. And the residual activity (%) when activity in the prepared mixed solution was made into 100% was calculated | required. The results are shown in Table 4 below together with the results in Comparative Example 1. From the results shown in Table 4 below, it can be seen that the enzyme activity is extremely lowered by impregnating a porous material with these enzymes and drying.
(Table 4)
Enzyme Residual activity (%)
Reference Example 2 GOD 95.8
Comparative Example 1 GOD 16.9
Reference Example 2 POD 95.6
Comparative Example 1 POD 46.6
Reference Example 2 AsOD 73.5
Comparative Example 1 AsOD 27.7
実施例1に示す前記組成となるようにGOD溶液、POD溶液、AsOD溶液を調製し、これらの酵素溶液10mLに、さらにタンパク質分解物としてゼラチン加水分解物を所定量(100、300、500、1000mg)溶解して、混合溶液をそれぞれ調製した(安定化剤濃度1、3、5、10%)。これらの混合溶液を用いて、前記実施例1と同様にして、酵素を保持させた多孔質材サンプルを調製し、これらについて前記実施例1と同様にして残存活性(%)を求めた。また、安定化剤を添加しない以外は、同様にして調製したものを比較例2として、同様に残存活性(%)を求めた。この結果を下記表5に示す。
(表5)
安定化剤 GOD残存活性 POD残存活性 AsOD残存活性
(%) (%) (%)
比較例2 0% 16.9 46.6 27.7
実施例2 1% 34.1 60.2 35.6
3% 48.6 75.9 42.2
5% 50.4 78.1 46.0
10% 52.0 83.3 49.3
前記表5に示すように、ゼラチン加水分解物の量を増加させることによって、より一層酵素の失活を抑制できた。
A GOD solution, a POD solution, and an AsOD solution are prepared so as to have the composition shown in Example 1, and a predetermined amount (100, 300, 500, 1000 mg) of gelatin hydrolyzate as a protein degradation product is further added to 10 mL of these enzyme solutions. ) Dissolved to prepare mixed solutions respectively (stabilizer concentrations 1, 3, 5, 10%). Using these mixed solutions, a porous material sample holding an enzyme was prepared in the same manner as in Example 1, and the residual activity (%) was determined in the same manner as in Example 1. Moreover, except not adding a stabilizer, what was prepared similarly was made into the comparative example 2, and residual activity (%) was calculated | required similarly. The results are shown in Table 5 below.
(Table 5)
Stabilizer GOD residual activity POD residual activity AsOD residual activity
(%) (%) (%)
Comparative Example 2 0% 16.9 46.6 27.7
Example 2 1% 34.1 60.2 35.6
3% 48.6 75.9 42.2
5% 50.4 78.1 46.0
10% 52.0 83.3 49.3
As shown in Table 5, the inactivation of the enzyme could be further suppressed by increasing the amount of gelatin hydrolyzate.
この例は、タンパク質分解物の存在下、多孔質材にGOD、PODおよび発色剤を含浸・乾燥させたグルコース試験片について、GODおよびPODの失活抑制を確認した例である。 In this example, suppression of deactivation of GOD and POD was confirmed for a glucose test piece obtained by impregnating and drying a porous material with GOD, POD and color former in the presence of a protein degradation product.
下記組成となるように混合溶液を調製した。なお、下記混合溶液においてGODとPODの添加量を変化させた。すなわち。GODを20KUに設定した場合のPODの添加量を「10、8、6、4、2、1KU/100mL」とし、PODを10KUに設定した場合のGODを「20、16、12、8、4、2KU/100mL」とした。これらの混合溶液中に、30cm×20cmのろ紙(商品名3MMCHR;ワットマン社製、以下同じ)を浸漬し、前記ろ紙に前記混合溶液を十分に染込ませた。そして、余分な混合溶液を除いた後、送風乾燥機(40℃)を用いて30分間乾燥処理を行い、酵素を保持させた多孔質材を調製した。この多孔質材の一方の表面に両面テープを貼り付け、5mm×5mmの大きさに切り出した。この切片を、前記両面テープを介して、白色ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み250μm、5mm×70mm)の先端に貼り付け、グルコース試験片とした。 A mixed solution was prepared so as to have the following composition. In addition, the addition amount of GOD and POD was changed in the following mixed solution. That is. The amount of POD added when the GOD is set to 20 KU is “10, 8, 6, 4, 2, 1 KU / 100 mL”, and the GOD when the POD is set to 10 KU is “20, 16, 12, 8, 4”. 2KU / 100mL ". In these mixed solutions, 30 cm × 20 cm filter paper (trade name: 3MMCHR; manufactured by Whatman Co., Ltd., hereinafter the same) was immersed, and the mixed solution was sufficiently infiltrated into the filter paper. And after removing the excess mixed solution, the drying process was performed for 30 minutes using the ventilation drying machine (40 degreeC), and the porous material which hold | maintained the enzyme was prepared. A double-sided tape was affixed to one surface of the porous material and cut into a size of 5 mm × 5 mm. This slice was attached to the tip of a white polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 250 μm, 5 mm × 70 mm) via the double-sided tape to obtain a glucose test piece.
そして、このグルコース試験片の先端(前記多孔質材を含む)を、グルコース濃度1000mg/100mlに調製した健常者尿中に1秒間含浸し、含浸後における前記多孔質材の反射率(波長600nm)を、分光光度反射率計(村上色彩研究所:商品名CMS-35FS)を用いて測定した。また、ゼラチン加水分解物が無添加である以外は同様にして調製したサンプルを比較例3として、同じように反射率を測定した。この結果を下記表6および7に示す。 Then, the tip of the glucose test piece (including the porous material) was impregnated for 1 second in the urine of a healthy person adjusted to a glucose concentration of 1000 mg / 100 ml, and the reflectance (wavelength 600 nm) of the porous material after the impregnation Was measured using a spectrophotometric reflectometer (Murakami Color Research Laboratory, trade name: CMS-35FS). Further, the reflectance was measured in the same manner as Comparative Example 3 except that the gelatin hydrolyzate was not added. The results are shown in Tables 6 and 7 below.
(混合溶液)
0.1M MES緩衝液(pH5.7) 100mL
POD(東洋紡社製) 所定量
GOD(東洋紡社製) 所定量
1-ナフトール-3,6-ジスルホン酸Na 1g
4-アミノアンチピリン 1g
アルギン酸Na 30mg
ゼラチン加水分解物 5g
(表6)
POD添加量(KU/100mL)
10 8 6 4 2 1
実施例3 16.5 17.0 16.1 16.5 16.3 18.9
比較例3 14.1 14.4 14.5 16.3 22.6 33.8
(表7)
GOD添加量(KU/100mL)
20 16 12 8 4 2
実施例3 17.8 17.9 18.2 18.5 21.0 25.1
比較例3 15.8 17.8 18.1 21.5 23.3 2.95
前記表6および表7に示すように、GODまたはPODの添加量を変化させた場合、比較例3は酵素量によって反射率が著しく変動したが、実施例3によれば酵素量を低下しても反射率の変動を抑制することができた。
(Mixed solution)
0.1M MES buffer (pH 5.7) 100mL
POD (Toyobo Co., Ltd.) Predetermined amount
GOD (Toyobo Co., Ltd.) Predetermined amount
1-Naphthol-3,6-disulfonic acid Na 1g
4-aminoantipyrine 1g
Alginate Na 30mg
Gelatin hydrolyzate 5g
(Table 6)
POD addition amount (KU / 100mL)
10 8 6 4 2 1
Example 3 16.5 17.0 16.1 16.5 16.3 18.9
Comparative Example 3 14.1 14.4 14.5 16.3 22.6 33.8
(Table 7)
GOD addition amount (KU / 100mL)
20 16 12 8 4 2
Example 3 17.8 17.9 18.2 18.5 21.0 25.1
Comparative Example 3 15.8 17.8 18.1 21.5 23.3 2.95
As shown in Table 6 and Table 7, when the amount of GOD or POD added was changed, the reflectance in Comparative Example 3 varied significantly depending on the amount of enzyme, but according to Example 3, the amount of enzyme was reduced. Also, the fluctuation of the reflectance could be suppressed.
本発明の酵素の安定化方法および検体分析用具によれば、乾燥状態であっても、タンパク質分解物を共存させることによって、酵素の失活を防止することができる。このため、酵素の使用量を低減でき、また、検体分析用具の使用期限を大幅に延長することができる。 According to the enzyme stabilization method and the sample analysis tool of the present invention, inactivation of the enzyme can be prevented by allowing the proteolysate to coexist even in a dry state. For this reason, the usage-amount of an enzyme can be reduced and the expiration date of a sample analysis tool can be extended significantly.
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