JP2006304742A - Device and method for analyzing glycoprotein - Google Patents

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陽子 南條
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a proteinase capable of efficiently degrading a glycohemoglobin for quantifying the glycohemoglobin in high accuracy. <P>SOLUTION: A method for analyzing glycoprotein is provided, comprising the following procedure: A glycohemoglobin-containing specimen is treated with an Aspergillus proteinase, and then, the fructosylvaline concentration in the specimen is electrochemically sensed using a mechanism of sensing a fructosylamino acid oxidase acting on fructosyl L-valine and an electrochemically active substance varying in its amount by a reaction catalyzed by the fructosylamino acid oxidase. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高速かつ高精度に糖化ヘモグロビン量を測定する分析方法および装置に関し、健康管理、臨床診断等に資するものである。   The present invention relates to an analysis method and apparatus for measuring the amount of glycated hemoglobin at high speed and with high accuracy, and contributes to health management, clinical diagnosis, and the like.

糖尿病患者の長期間の血糖コントロールの指標に糖化ヘモグロビンが広く用いられている。糖化ヘモグロビンとはヘモグロビンに糖が非酵素的に結合した糖化タンパク質の一種である。糖化ヘモグロビンの中でも特に、HbA1cと呼ばれる画分はヘモグロビンAのβ鎖N末端のバリン残基にグルコースがシッフ塩基を形成してアルジミン(不安定型)となり、さらにアマドリ転移を受けてケトアミン化合物を生成したものである。なおアルジミン構造をとるものを不安定糖化ヘモグロビン、ケトアミン構造をとる場合を安定糖化ヘモグロビンと呼ぶ。なお、アマドリ転移後の前記β鎖のN末端はフルクトシルバリン残基となる。   Glycated hemoglobin is widely used as an index for long-term blood glucose control in diabetic patients. Glycated hemoglobin is a kind of glycated protein in which sugar is non-enzymatically bound to hemoglobin. Among the glycated hemoglobins, particularly, a fraction called HbA1c formed a Schiff base at the valine residue at the N-terminal of the β-chain of hemoglobin A to form aldimine (unstable), and further undergoes Amadori transfer to produce a ketoamine compound. Is. Those having an aldimine structure are called unstable glycated hemoglobin, and those having a ketoamine structure are called stable glycated hemoglobin. Note that the N-terminal of the β chain after Amadori transition is a fructosyl valine residue.

この反応過程に酵素の関与はなく、血漿中のグルコース濃度に応じてその量が増加し、いわゆる血漿中の血糖値が平均的に長期間高い値を示すとHbA1cは高値となる。安定型糖化ヘモグロビンはその赤血球の寿命が尽きるまで消滅しない。一般にヘモグロビン分子の生体内での寿命は2ヶ月程度とされており、その結果、HbA1cの値は過去1〜2ヶ月間の平均血糖値を反映するとされている。そのためHbA1cは長期間の血糖値の平均値の指標として用いられる。一般に血糖値は、検査前の生活態度、食事等により変動しやすい特性を有するが、HbA1cは長期間の平均値であるため、糖尿病の確定診断、治療のための判断材料として用いるのに適しているとされている。   Enzyme is not involved in this reaction process, and its amount increases according to the glucose concentration in the plasma. When the blood glucose level in the plasma shows a high value on average for a long period of time, HbA1c becomes high. Stable glycated hemoglobin does not disappear until the life of the red blood cells is exhausted. In general, the lifetime of hemoglobin molecules in vivo is about 2 months, and as a result, the value of HbA1c is considered to reflect the average blood glucose level over the past 1 to 2 months. Therefore, HbA1c is used as an index of the average value of blood glucose level over a long period. In general, blood glucose levels tend to vary depending on the lifestyle before meals, meals, etc., but since HbA1c is an average value over a long period of time, it is suitable for use as a determinant for diagnosis and treatment of diabetes. It is said that there is.

そのため、すでに糖化ヘモグロビンについて多種多様の測定方法が提案されている。その代表的なものとして、高速液体クロマトグラフ法(HPLC)、免疫法、酵素法が挙げられる。   Therefore, various measurement methods have already been proposed for glycated hemoglobin. Typical examples include high performance liquid chromatography (HPLC), immunization, and enzymatic methods.

HPLC法は、現在最も多用される方法である。分離カラムによりヘモグロビンを分画し、HbA1cに相当する保持容量に溶出したピークと、全ピーク面積の比率からHbA1cの存在比率を算出する。いわば相対面積法をとるため、注入容量の精度をある程度無視できるなどの利点がある。しかし装置が大型かつ複雑であり、メンテナンス負荷が大きい等の問題がある。また、不安定型HbA1cと安定型HbA1cが区別できないため、あらかじめ不安定型HbA1cを除去後に分離分析を行わなければならないという欠点を有する(特許文献1)。同時に先天的なヘモグロビンの変異がある場合は、分離パターンが変化して異常値を示す場合がある。また他の生体成分が偶然HbA1cのピークと重複することによる誤差を含む可能性がある。   The HPLC method is the most frequently used method at present. The hemoglobin is fractionated by a separation column, and the abundance ratio of HbA1c is calculated from the ratio of the peak eluted in the retention volume corresponding to HbA1c and the total peak area. In other words, since the relative area method is used, there is an advantage that the accuracy of the injection capacity can be ignored to some extent. However, there are problems such as a large and complicated apparatus and a heavy maintenance load. Moreover, since unstable type HbA1c and stable type HbA1c cannot be distinguished, it has the fault that a separation analysis must be performed after removing unstable type HbA1c beforehand (patent document 1). At the same time, when there is a congenital hemoglobin mutation, the separation pattern may change and show an abnormal value. In addition, there is a possibility that other biological components may include an error due to an overlap with the peak of HbA1c.

免疫法はHbA1cのβ鎖のN末端付近の構造に対応した抗体を利用することにより、より高精度な分析を、より簡単な機構で達成できる可能性を有する。しかし一般的な免疫分析のように血清を対象とするのではなく、全血を溶血させた検体を対象とするため、非特異反応や、反応を検知するために用いる比色計を汚染し、必ずしも満足できる精度が得られないことが指摘されている。   The immunization method has a possibility that more accurate analysis can be achieved with a simpler mechanism by using an antibody corresponding to the structure near the N-terminus of the β chain of HbA1c. However, it is not intended for serum as in general immunoassay, but is intended for specimens in which whole blood has been hemolyzed, so it contaminates colorimetry used to detect non-specific reactions and reactions, It has been pointed out that satisfactory accuracy cannot always be obtained.

一方で酵素法は、糖化タンパク質から糖化アミノ酸を何らかの手法で切り出した後、生じた糖化アミノ酸量を糖化アミノ酸オキシダーゼ等の酵素を用いて検出するものである。酵素の選択性を利用することにより、より高精度の分析を実施できる可能性があるが、いまだ未解決の問題点は多い。   On the other hand, in the enzyme method, a glycated amino acid is cut out from a glycated protein by some technique, and then the amount of glycated amino acid generated is detected using an enzyme such as glycated amino acid oxidase. There is a possibility that more accurate analysis can be performed by utilizing the selectivity of the enzyme, but there are still many unsolved problems.

まず第1の問題点としては、できる限り迅速に糖化アミノ酸残基を切り出すタンパク質分解酵素が必要となる。同時に活性の高いタンパク質分解酵素は、ヘモグロビンのみならず糖化アミノ酸オキシダーゼすら分解する可能性があり、ヘモグロビンを選択的に分解する方法が模索されている。   First, as a first problem, a proteolytic enzyme that cuts out a glycated amino acid residue as quickly as possible is required. At the same time, proteolytic enzymes with high activity may degrade not only hemoglobin but also glycated amino acid oxidase, and a method for selectively degrading hemoglobin is being sought.

第2の問題点は、免疫法などでも同様な課題が残っているが、全血を対象として分析を実施するため、多くの妨害成分が共存する中から、糖化アミノ酸、特にフルクトシルバリンを選択的に測定することが必要となる。   The second problem is that the same problem remains in immunization, etc., but since analysis is performed on whole blood, glycated amino acids, especially fructosyl valine, should be selected from many coexisting components. It is necessary to measure selectively.

第3に定量的にフルクトシルバリンが生成されれば問題ないが、一部が分解された系で定量を行おうとすると、ヘモグロビンの全量を推定する別途の定量方法を考案する必要がある。   Third, if fructosyl valine is quantitatively produced, there is no problem, but if quantification is performed in a partially decomposed system, it is necessary to devise a separate quantification method for estimating the total amount of hemoglobin.

糖化アミノ酸を測定する方法は特許文献2に記載されているが、糖化タンパク質から糖化アミノ酸を切り出す方法は記載されていない。   A method for measuring a glycated amino acid is described in Patent Document 2, but a method for cutting out a glycated amino acid from a glycated protein is not described.

糖化タンパク質から糖化アミノ酸を切り出すタンパク分解酵素が検討され、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼと組み合わせて糖化アミノ酸を測定する方法が報告されている(特許文献3)。しかし、本発明者らが種々検討した結果、記載されているタンパク分解酵素の中から短時間で充分なフルクトシルバリン量を生成する酵素を見出せなかった。   Proteolytic enzymes that cleave glycated amino acids from glycated proteins have been studied, and a method for measuring glycated amino acids in combination with fructosyl amino acid oxidase has been reported (Patent Document 3). However, as a result of various studies by the present inventors, an enzyme that produces a sufficient amount of fructosyl valine in a short time was not found from the proteolytic enzymes described.

さらに、糖化アミノ酸にフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを作用させた際に生じる過酸化水素を定量する方法として、POD等と組み合わせて比色また、全血等のヘム鉄を含む試料をそのまま装置に適用すると、系が非常に汚れ、良好な再現性が得られないことを本発明者らは見出した。   Furthermore, as a method of quantifying hydrogen peroxide generated when fructosyl amino acid oxidase is allowed to act on glycated amino acids, colorimetric combination with POD or the like, and applying a sample containing heme iron such as whole blood directly to the apparatus, The inventors have found that the system is very dirty and good reproducibility cannot be obtained.

従来、糖化ヘモグロビンを効率的に分解し得るタンパク分解酵素は見出されていない。   Conventionally, no proteolytic enzyme capable of efficiently degrading glycated hemoglobin has been found.

またヘモグロビンを含有する試料を分析する際に、付随的に発生する妨害成分、あるいは酸化還元能力の高いヘム鉄による分析妨害など、全血試料を分析する際に問題になる種々の要因を除去する有効な方法は開示されていない。   It also eliminates various factors that cause problems when analyzing whole blood samples, such as concomitant interference components that occur when analyzing samples containing hemoglobin or analysis interference caused by heme iron, which has a high redox capacity. An effective method is not disclosed.

さらに、検体中に含まれるヘモグロビン総量を検知し、糖化ヘモグロビンの比率を簡便かつ正確に算出する方法および装置は従来開示されていない。
特公平5−59380号 特公平5−33997号 特開平11−196897号
Furthermore, a method and apparatus for detecting the total amount of hemoglobin contained in a specimen and calculating the ratio of glycated hemoglobin simply and accurately has not been disclosed.
Japanese Patent Publication No. 5-59380 Japanese Patent Publication No. 5-33997 JP-A-11-196897

本発明は、糖化ヘモグロビンを効率的に分解し得るタンパク分解酵素を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the proteolytic enzyme which can decompose | disassemble glycated hemoglobin efficiently.

また本発明は、ヘモグロビンを含有する試料を分析する際に付随する分析妨害要因を除去し、高精度で糖化ヘモグロビン量を検出する方法ならびに装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for removing an analysis interfering factor accompanying analysis of a sample containing hemoglobin and detecting the amount of glycated hemoglobin with high accuracy.

さらに本発明は、検体中に含まれるヘモグロビン総量を簡便かつ正確に検知し、糖化ヘモグロビンの比率を算出する方法および装置を提供することを目的とする。   A further object of the present invention is to provide a method and apparatus for calculating the ratio of glycated hemoglobin by simply and accurately detecting the total amount of hemoglobin contained in a specimen.

本発明は、フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する機構を用いて、フルクトシルバリン濃度を電気化学的に検知し、フルクトシルバリン量から糖化ヘモグロビンを算出するにあたり、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固体化体と試料が接触する前に、糖化ヘモグロビンを含む検体をアスペルギルス属タンパク質分解酵素で処理することを特徴とする糖化ヘモグロビンの分析方法を開示する。   The present invention relates to an immobilized form in which fructosyl amino acid oxidase acting on fructosyl L-valine is immobilized, and a mechanism for detecting an electrochemically active substance that increases or decreases due to a reaction catalyzed by fructosyl amino acid oxidase. Before electrochemically detecting the concentration of silvaline and calculating the amount of glycated hemoglobin from the amount of fructosyl valine, before contacting the sample with the solidified form of fructosyl amino acid oxidase, the sample containing glycated hemoglobin should be treated with the Aspergillus proteolytic enzyme. The analysis method of glycated hemoglobin characterized by processing by this is disclosed.

また、アスペルギルス属タンパク質分解酵素が、アスペルギルス オリゼが生産するアルカリ性タンパク質分解酵素であることが望ましい。   Further, it is desirable that the Aspergillus proteolytic enzyme is an alkaline proteolytic enzyme produced by Aspergillus oryzae.

さらに、糖化ヘモグロビンを含む検体を処理する際に、検体を陰イオン界面活性剤含有緩衝液と混合し、その混合された検体をアスペルギルス属タンパク質分解酵素が好ましくは化学的に固定化された担体と接触させ、緩衝液流とともに分解処理された試料を得ることが望ましい形態である。   Further, when processing a sample containing glycated hemoglobin, the sample is mixed with an anionic surfactant-containing buffer, and the mixed sample is mixed with a carrier on which Aspergillus proteolytic enzyme is preferably chemically immobilized. It is a desirable form to obtain a sample that is contacted and decomposed with a buffer stream.

フルクトシルアミノ酸と、少なくとも1種類の遊離アミノ酸を検知し、フルクトシルアミノ酸量と特定の遊離アミノ酸濃度の比率を算出し、該比率より糖化ヘモグロビン量を算出することが簡便かつ高精度に糖化ヘモグロビンの全ヘモグロビンに対する比率を算出する有効な方法である。   It is possible to detect fructosyl amino acid and at least one free amino acid, calculate the ratio of the amount of fructosyl amino acid and the specific free amino acid concentration, and calculate the amount of glycated hemoglobin from this ratio easily and accurately. This is an effective method for calculating the ratio to total hemoglobin.

ヘム鉄を含む試料を分析する際に、付随する種々の妨害要因を除去するには、糖化ヘモグロビンを含む検体をアスペルギルス属タンパク質分解酵素で処理し、該処理液を透析し、透析後の液をフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体に接触させることにより解決しえる。   To remove various interfering factors accompanying the analysis of samples containing heme iron, a sample containing glycated hemoglobin is treated with Aspergillus proteolytic enzyme, the treated solution is dialyzed, and the solution after dialysis is removed. It can be solved by contacting with the immobilized fructosyl amino acid oxidase.

これらの分析は、フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する電気化学検出機構を備え、前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体と電気化学検出機構に緩衝液を送液する第1の送液機構を有し、第2の送液機構と糖化ヘモグロビンを含有する検体を注入する機構と、該注入機構の下流にアスペルギルス属由来のタンパク質分解酵素を化学的に結合したカラム状リアクターを置き、該カラム状リアクターを通過した後に低分子化合物を透過する半透膜を介して、第1と第2の送液機構により送液される液を一定時間併走させ、半透膜を透過した物質を第1の送液機構の下流に配置された前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体に接触させることを特徴とする糖化ヘモグロビンの分析装置により実現される。   These analyzes include an immobilized form in which fructosyl amino acid oxidase acting on fructosyl L-valine is immobilized, and an electrochemical detection mechanism that detects electrochemically active substances that increase or decrease due to the reaction catalyzed by fructosyl amino acid oxidase. A first liquid feeding mechanism for feeding a buffer solution to the fructosyl amino acid oxidase immobilized body and the electrochemical detection mechanism; a second liquid feeding mechanism and a mechanism for injecting a specimen containing glycated hemoglobin; A column reactor in which a protease derived from Aspergillus is chemically bound is placed downstream of the injection mechanism, and after passing through the column reactor, the first and the first are passed through a semipermeable membrane that permeates a low molecular compound. The liquid fed by the liquid feeding mechanism 2 is allowed to run side by side for a certain time, and the substance that has permeated the semipermeable membrane is arranged downstream of the first liquid feeding mechanism. The glycated hemoglobin analyzer is brought into contact with the immobilized fructosyl amino acid oxidase.

また、フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する電気化学検出機構を備え、前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体と電気化学検出機構に緩衝液を送液する第1の送液機構を有し、第2の送液機構と糖化ヘモグロビンを含有する検体を注入する機構と、該注入機構の下流にアスペルギルス属由来のタンパク質分解酵素を化学的に結合したカラム状リアクターを置き、該カラム状リアクターを通過した後に低分子化合物を透過する半透膜を介して、第1と第2の送液機構により送液される液を一定時間併走させ、半透膜を透過した物質を第1の送液機構の下流に配置された前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体に接触させるとともに、第1の送液機構の下流に少なくとも1種類の遊離アミノ酸検知機構を併設することが望ましい。   The fructosyl amino acid oxidase immobilized on the fructosyl amino acid oxidase acting on fructosyl L-valine and an electrochemical detection mechanism for detecting an electrochemically active substance that increases or decreases due to the reaction catalyzed by the fructosyl amino acid oxidase are provided. A first liquid-feeding mechanism for feeding a buffer solution to the tosylamino acid oxidase immobilized body and the electrochemical detection mechanism; a second liquid-feeding mechanism; a mechanism for injecting a specimen containing glycated hemoglobin; and the injection mechanism A column-shaped reactor in which a protease derived from Aspergillus is chemically bound is placed downstream of the first and second feeds through a semi-permeable membrane that passes through the column-shaped reactor and permeates low molecular weight compounds. The liquid fed by the liquid mechanism is allowed to run for a certain period of time, and the substance that has permeated the semipermeable membrane is disposed in the downstream of the first liquid feeding mechanism. It is desirable to contact the tosyl amino acid oxidase immobilized body and provide at least one free amino acid detection mechanism downstream of the first liquid feeding mechanism.

本発明によれば、血液検体中の安定糖化ヘモグロビンを簡便且つ正確に定量することができる。   According to the present invention, stable glycated hemoglobin in a blood sample can be quantified easily and accurately.

以下、本発明の構成及び好ましい形態についてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the configuration and preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.

本発明に使用しうるプロテアーゼは、糖化ヘモグロビンまたはそのフラグメントからN末端の糖化アミノ酸を生じる作用が大きいものであれば良い。本発明者らが鋭意検討した結果アスペルギルス属タンパク質分解酵素、特にアスペルギルス オリゼ由来のプロテアーゼがその作用が大きかった。また、ヒトヘモグロビンはpH5.0以下では沈殿してしまうので、プロテアーゼが効果的に作用するにはヘモグロビンが十分に溶解できるpH範囲に至適を持つプロテアーゼがより好ましい。プロテアーゼとしては、中性プロテアーゼとアルカリ性プロテアーゼが好ましく使用でき、最も好ましくはアスペルギルス オリゼ由来のアルカリ性プロテアーゼである。アスペルギルス オリゼ由来のアルカリ性プロテアーゼはpH 7以上9以下で活性を有する。   The protease that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it has a large effect of generating an N-terminal glycated amino acid from glycated hemoglobin or a fragment thereof. As a result of intensive studies by the present inventors, the action of Aspergillus proteolytic enzymes, particularly proteases derived from Aspergillus oryzae, was great. Further, since human hemoglobin precipitates at pH 5.0 or lower, a protease having an optimum pH range in which hemoglobin can be sufficiently dissolved is more preferable for the protease to act effectively. As the protease, neutral protease and alkaline protease can be preferably used, and most preferably alkaline protease derived from Aspergillus oryzae. An alkaline protease derived from Aspergillus oryzae is active at pH 7 or more and 9 or less.

本明細書において、「アスペルギルス属タンパク質分解酵素」あるいは「アスペルギルス属微生物由来のプロテアーゼ」とは、アスペルギルス属の微生物が産生するプロテアーゼ自体であってもよく、該プロテアーゼのアミノ酸配列において、1またはそれ以上のアミノ酸を置換、付加、欠失、挿入させることで得られる改変体であって、アスペルギルス属タンパク質分解酵素のように、フルクトシルバリン濃度を高めることができる改変体は広く包含される。   In the present specification, “Aspergillus proteolytic enzyme” or “protease derived from Aspergillus microorganism” may be a protease itself produced by an Aspergillus microorganism, and in the amino acid sequence of the protease, one or more These are variants obtained by substituting, adding, deleting, or inserting the amino acid, and variants that can increase the fructosyl valine concentration, such as Aspergillus proteolytic enzymes, are widely included.

さらに、アルペルギルス属微生物由来のプロテアーゼは不溶性担体に高密度に固定化することによって、わずかな時間で効率的にヘモグロビンを分解できることがわかった。アスペルギルス属微生物由来のプロテアーゼの不溶性担体への固定化量は1〜20mg/カラム、より好ましく5〜10mg/カラムである。   Furthermore, it was found that the protease derived from the microorganism of the genus Alpergillus can efficiently decompose hemoglobin in a short time by immobilizing it on an insoluble carrier at a high density. The amount of protease derived from Aspergillus microorganisms immobilized on an insoluble carrier is 1 to 20 mg / column, more preferably 5 to 10 mg / column.

プロテアーゼ固定化カラムの作用によって糖化ヘモグロビンを断片化すると、糖化アミノ酸及びアミノ酸が生成する。この糖化アミノ酸及びアミノ酸を順次フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ及び該アミノ酸オキシダーゼ(順序は問わない)で過酸化水素に変換し、各々のオキシダーゼにより生成した過酸化水素を電気化学的に検出すれば、試料中の糖化アミノ酸及びアミノ酸濃度が各々測定できる。

臨床診断指標としての糖化ヘモグロビン量は、全ヘモグロビン中で特定部位が糖化された画分の比率で表現される。そのため、分析に用いる試料中のヘモグロビン濃度が判明すれば、その試料から検出されるフルクトシル L-バリン量との比率をとればよいことになる。ヘモグロビン濃度を測る方法としては、500ナノメーター付近の吸光度から求める方法、試料中の鉄イオン量を測定する方法、あるいは分解により生じた特定のアミノ酸あるいはペプチド量を測定する方法などが例示できる。中でも比色法とアミノ酸をアミノ酸酸化酵素で分析する方法は簡単な機構で目的を達成できる。

フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの由来としては、コリネバクテリウム属(Corynebacterium)、アスペルギルス属(Aspergillus)、フサリウム属(Fusarium)、ギベレラ属(Gibberella)、ペニシリウム属(Penicillium)、バチルス属(Bacillus)などが挙げられる。
When glycated hemoglobin is fragmented by the action of a protease-immobilized column, glycated amino acids and amino acids are generated. If this glycated amino acid and amino acid are sequentially converted to hydrogen peroxide with fructosyl amino acid oxidase and the amino acid oxidase (regardless of order), and the hydrogen peroxide produced by each oxidase is detected electrochemically, Glycated amino acids and amino acid concentrations can be measured.

The amount of glycated hemoglobin as a clinical diagnostic index is expressed as a ratio of a fraction in which a specific site is glycated in all hemoglobin. Therefore, once the hemoglobin concentration in the sample used for analysis is known, the ratio with the amount of fructosyl L-valine detected from the sample can be taken. Examples of the method for measuring the hemoglobin concentration include a method for determining from an absorbance near 500 nanometers, a method for measuring the amount of iron ions in a sample, and a method for measuring the amount of a specific amino acid or peptide produced by decomposition. Among them, the colorimetric method and the method of analyzing amino acids with amino acid oxidase can achieve the purpose with a simple mechanism.

Examples of the origin of the fructosyl amino acid oxidase include Corynebacterium, Aspergillus, Fusarium, Gibberella, Penicillium, Bacillus and the like. .

糖化ヘモグロビンN末端の糖化アミノ酸であるフルクトシルバリンを検出には、ε-アミノ基が糖化された糖化リジンには実質的に作用せず、α-アミノ基が糖化された糖化アミノ酸に作用する酵素が好ましい。このような作用を有する酵素は、コリネバクテリウム(Corynebacterium)由来のフルクトシルアミノ酸オキシダーゼが好ましい。これは血清中に含まれるアルブミンが糖化されたものから、ε-アミノ基が糖化されたリジンが遊離してくる場合や、ヘモグロビンに含まれるリジン糖化物が測定結果に正の誤差を生じる可能性があるためである。   For detecting fructosyl valine, a glycated amino acid at the N-terminal of glycated hemoglobin, it does not substantially act on glycated lysine in which the ε-amino group is glycated, but acts on a glycated amino acid in which the α-amino group is glycated Enzymes are preferred. The enzyme having such an action is preferably fructosyl amino acid oxidase derived from Corynebacterium. This is because lysine in which ε-amino group is glycated is released from glycated albumin contained in serum or lysine glycated product in hemoglobin may cause a positive error in measurement results. Because there is.

フルクトシルアミノ酸とともに生成するアミノ酸を測定するには、該アミノ酸を基質とするアミノ酸オキシダーゼにより過酸化水素に変換し、フルクトシルアミノ酸と同様に電気化学的に検出すればよい。本発明のプロテアーゼが作用して生成するアミノ酸としては、β鎖N末端から順にバリン、ヒスチジン、ロイシン、スレオニン、プロリン、グルタミン酸、リジン、セリンと続いており、該アミノ酸オキシダーゼを使用すればよい。例として、L−グルタミン酸オキシダーゼやL-リジンオキシダーゼなどの利用が耐熱安定性、感度の点から望ましい。   In order to measure the amino acid produced together with the fructosyl amino acid, it may be converted into hydrogen peroxide by an amino acid oxidase using the amino acid as a substrate and detected electrochemically in the same manner as the fructosyl amino acid. As amino acids generated by the action of the protease of the present invention, valine, histidine, leucine, threonine, proline, glutamic acid, lysine, and serine are sequentially formed from the N-terminal of the β chain, and the amino acid oxidase may be used. For example, use of L-glutamate oxidase or L-lysine oxidase is desirable from the viewpoint of heat stability and sensitivity.

これらのフルクトシルアミノ酸オキシダーゼやアミノ酸オキシダーゼも固定化して使用すると、繰り返し使用することができ、より好ましい。
本発明で使用するアスペルギルス属微生物由来のプロテアーゼ、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等の酵素固定化方法としては、物理吸着法、イオン結合法、包括法、共有結合法などタンパク質の固定化方法として公知の方法を利用できるが、中でも共有結合法が長期安定性に優れ望ましい。タンパク質を共有結合させる方法としては、ホルムアルデヒド、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどのアルデヒド基を有する化合物を用いるか、多官能基性アシル化剤を利用する方法、スルフヒドリル基を架橋させる方法など各種の方法を利用できる。酵素固定化体の形状としては、膜状に固定化し白金、金、カーボンなどからなる電極上にのせることもできるし、不溶性担体に固定化し担体をカラムリアクターに充填して用いることもできる。
If these fructosyl amino acid oxidases and amino acid oxidases are also used in an immobilized manner, they can be used repeatedly, and are more preferable.
As enzyme immobilization methods such as protease derived from Aspergillus microorganisms used in the present invention, fructosyl amino acid oxidase, amino acid oxidase, etc., known as protein immobilization methods such as physical adsorption method, ionic bond method, inclusion method, and covalent bond method However, the covalent bond method is preferable because of its long-term stability. As a method for covalently binding a protein, various methods such as a method using a compound having an aldehyde group such as formaldehyde, glyoxal, and glutaraldehyde, a method using a polyfunctional acylating agent, a method of crosslinking a sulfhydryl group, and the like are used. it can. As the shape of the enzyme-immobilized body, it can be immobilized in a film shape and placed on an electrode made of platinum, gold, carbon or the like, or it can be immobilized on an insoluble carrier and packed in a column reactor for use.

さらに固定化の際に他種の酵素あるいはゼラチンや血清アルブミンなどのタンパク質、ポリアリルアミンやポリリジンなどの合成高分子を共存させ、酵素固定化体の特性、すなわち膜強度、基質透過特性などを変更することもできる。酵素を不溶性担体に固定化する場合の担体としては、ケイソウ土、活性炭、アルミナ、酸化チタン、架橋処理デンプン粒子、セルロール系高分子、キチンおよびキトサン誘導体などの公知の担体を利用できる。   Furthermore, during immobilization, other types of enzymes, proteins such as gelatin and serum albumin, and synthetic polymers such as polyallylamine and polylysine are allowed to coexist to change the properties of the enzyme-immobilized product, that is, membrane strength, substrate permeability, etc. You can also As the carrier for immobilizing the enzyme on an insoluble carrier, known carriers such as diatomaceous earth, activated carbon, alumina, titanium oxide, cross-linked starch particles, cellulose polymer, chitin and chitosan derivatives can be used.

過酸化水素は公知の方法により直接、間接的に測定することができる。しかし、天然に存在するヘモグロビン糖化物の糖化率は約5%と低いので、プロテアーゼ分解によって生じたフルクトシルバリン由来の過酸化水素量が通常よりも少ないことが十分に予想される。過酸化水素の高感度計測には、アンペロメトリー等の電気化学的な手法を用いるのが良い。
固定化された酵素に試料を一定時間接触させて反応を進行させるには、試料液を一定時間撹拌しながら反応を起こさせるバッチ方式でも可能であるが、より高精度の測定を実施するためにフロー方式の測定を用いることが望ましい。本発明ではより高精度の測定を行えるフロー方式の装置を開示する。
図2に示される、本発明の1つの好ましい実施形態は、第1緩衝液の流れを形成する機構(1,2)と、試料を注入する機構(3,4,6)と、該試料注入機構の下流にプロテアーゼ固定化体(25)、半透膜(26)の順に配置する。第2緩衝液の流れを形成する機構(21,22)と、該半透膜の2次側の下流に電気化学的活性物質濃度を検知できる電極(15,17)を配置し、フルクトシルアミノ酸検出用電極系(14,15)とアミノ酸検出用電極系(16,17)を構成する。さらにフルクトシルアミノ酸検出用電極系は、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体(14)を配置して、その下流に電気化学的活性物質濃度を検知できる電極(15)を配置し、アミノ酸検出用電極系は分析目的に合致したアミノ酸オキシダーゼ固定化体(16)と電気化学的活性物質濃度を検知できる電極(17)を配置したことを特徴とする糖化ヘモグロビン測定装置である。
Hydrogen peroxide can be measured directly or indirectly by a known method. However, since the saccharification rate of naturally occurring hemoglobin saccharified product is as low as about 5%, it is sufficiently expected that the amount of hydrogen peroxide derived from fructosyl valine generated by protease degradation is smaller than usual. Electrochemical methods such as amperometry are preferably used for highly sensitive measurement of hydrogen peroxide.
In order to advance the reaction by contacting the sample with the immobilized enzyme for a certain period of time, a batch method in which the reaction is caused while stirring the sample liquid for a certain period of time is possible, but in order to carry out a more accurate measurement. It is desirable to use flow based measurements. In the present invention, a flow type apparatus capable of performing measurement with higher accuracy is disclosed.
One preferred embodiment of the present invention, shown in FIG. 2, includes a mechanism (1,2) for forming a first buffer flow, a mechanism (3,4,6) for injecting a sample, and the sample injection. A protease-immobilized body (25) and a semipermeable membrane (26) are disposed downstream of the mechanism. A mechanism (21, 22) for forming a flow of the second buffer solution and an electrode (15, 17) capable of detecting the concentration of the electrochemically active substance downstream of the semipermeable membrane are arranged, and the fructosyl amino acid A detection electrode system (14, 15) and an amino acid detection electrode system (16, 17) are configured. Furthermore, the fructosyl amino acid detection electrode system has a fructosyl amino acid oxidase immobilized body (14), and an electrode (15) capable of detecting the concentration of the electrochemically active substance downstream thereof. Is an apparatus for measuring glycated hemoglobin, characterized in that an amino acid oxidase-immobilized body (16) suitable for the purpose of analysis and an electrode (17) capable of detecting the electrochemically active substance concentration are arranged.

プロテアーゼ分解後の試料中の低分子成分分離機構で用いる膜(26)は、プロテアーゼ分解の過程で共存すると考えられるペンタペプチドやヘキサペプチドやさらに大きなペプチド類が透過し難いもしくは透過せず、フルクトシルバリン及びアミノ酸が透過できるものであれば良い。用いる膜としては、再生セルロース製、アセチルセルロース製、ポリフッ化ビニリデン製などの透析膜が例示できる。透析膜の分子量分画は平衡透析を行った際に透過する最小分子量で表示される。一方分析用途に利用する場合は、透析の初速度の差で分離する場合が多く、必ずしも分画を希望する分子量と透析膜の性能表示が一致するとは限らない。本発明の目的には分画分子量300以上50万以下のものが利用できる。より好ましくは1000以上10万以下、さらに望ましくは1万以上2万以下のものが良い。   The membrane (26) used in the low molecular component separation mechanism in the sample after protease degradation is difficult to permeate or does not permeate pentapeptides, hexapeptides and larger peptides that are thought to coexist in the process of protease degradation. Any material can be used as long as it can permeate silvaline and amino acids. Examples of the membrane used include dialysis membranes made of regenerated cellulose, acetyl cellulose, polyvinylidene fluoride, and the like. The molecular weight fraction of the dialysis membrane is displayed as the minimum molecular weight that permeates when equilibrium dialysis is performed. On the other hand, when used for analytical purposes, separation is often based on the difference in the initial rate of dialysis, and the molecular weight desired for fractionation does not always match the performance display of the dialysis membrane. For the purpose of the present invention, those having a fractional molecular weight of 300 to 500,000 can be used. More preferably, it is 1,000 or more and 100,000 or less, and more preferably 10,000 or more and 20,000 or less.

また妨害成分を除くという観点から、プロテアーゼ分解後に限外ろ過膜で検体を処理してから分析に供することもできる。   Further, from the viewpoint of removing interfering components, the sample can be treated with an ultrafiltration membrane after protease decomposition and then used for analysis.

界面活性剤には、ヘモグロビンをプロテアーゼでアミノ酸及び糖化アミノ酸に分解する際に、2つの働きがある。溶血作用とヘモグロビン分子構造を変化させる作用である。ヘモグロビンは赤血球内に大部分が存在し、適切な濃度の界面活性剤存在下ではヘモグロビンが赤血球外に出てくる。また、ヘモグロビンは通常折りたたまれた状態で存在するが、適切な濃度の界面活性剤中では緩んだ状態で存在し、プロテアーゼによる分解が容易になると推測される。界面活性剤としては、非イオン系のポリオキシエチレンアルキルエーテル類[例えばポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル(トリトンX-100)、ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル等]やポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類[例えばポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(ツイーン20)、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート(ツイーン40)等]、陰イオン系のポリオキシエチレンアルキルエーテル類やアルキル硫酸塩[ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)等)]、陽イオン系、両性イオン系があるが、陰イオン系界面活性剤が先に述べた2つの効果が高く、望ましい。その濃度は0.01〜10%、好ましくは0.05〜5%である。   A surfactant has two functions when hemoglobin is decomposed into an amino acid and a glycated amino acid by a protease. Hemolysis and hemoglobin molecular structure change. Most of hemoglobin is present in erythrocytes, and hemoglobin comes out of erythrocytes in the presence of an appropriate concentration of surfactant. In addition, hemoglobin is usually present in a folded state, but is present in a relaxed state in an appropriate concentration of surfactant, and it is presumed that degradation by a protease is facilitated. Surfactants include nonionic polyoxyethylene alkyl ethers [for example, polyoxyethylene (10) octylphenyl ether (Triton X-100), polyoxyethylene (23) lauryl ether, etc.] and polyoxyethylene sorbitan fatty acids Esters [eg, polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tween 20), polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (Tween 40), etc.], anionic polyoxyethylene alkyl ethers and alkyl sulfates [sodium dodecyl sulfate (SDS ) Etc.]], cationic and zwitterionic, but anionic surfactants are desirable because they have the two effects described above. The concentration is 0.01 to 10%, preferably 0.05 to 5%.

具体的な測定装置として、図1にフロー型、1流路の測定装置を示す。緩衝液槽(1)より緩衝液Aをポンプ(2)により送液する。試料(5)にニードル(6)を挿入し、バルブ(9)を閉じ、バルブ(10)を開けて、シリンジポンプ(11)を引くことにより検体を計量バルブ(3)の計量ループ(4)に引き込む。次に計量バルブ(3)を切り替え、緩衝液によりループ(4)内に溜まった検体を押し出す。過剰の検体は一旦バルブ(9)を開けてバルブ(10)を閉じ、洗浄液(8)をシリンジポンプ(11)に引き込んだ後、バルブ(9)を閉じバルブ(10)を開けて洗浄液を押し出すことにより、廃棄ポット(7)に押し出され、廃液ボトル(20)に貯留される。注入された試料は緩衝液の流れにのって恒温槽(12)内に設置された混合用配管(13)を通り、温度調整と緩衝液との混合が行われ、第1の固定化酵素カラム(14)を通り、そこで生成した過酸化水素が過酸化水素電極(15)で検知される。次に試料は第2の固定化酵素カラム(16)を通り、下流の過酸化水素電極(17)により検知される。背圧コイル(18)をとおり廃液は廃液ボトル(19)に溜まる。血液試料(5)は、直接分析装置内に供給されてもよいが、試料(5)は予めプロテアーゼで処理された後装置内に供給されてもよい。分析装置内に血液試料を直接供給する場合には、例えばプロテアーゼと一緒に供給し、緩衝液の流路内においてプロテアーゼ処理されてもよい。   As a specific measuring device, FIG. 1 shows a flow type, one-channel measuring device. Buffer A is pumped from the buffer tank (1) by the pump (2). Insert the needle (6) into the sample (5), close the valve (9), open the valve (10), and pull the syringe pump (11) to pull the sample into the metering loop (4) of the metering valve (3). Pull in. Next, the metering valve (3) is switched, and the specimen accumulated in the loop (4) is pushed out by the buffer solution. Excess specimen once opens the valve (9) and closes the valve (10), draws the cleaning liquid (8) into the syringe pump (11), then closes the valve (9) and opens the valve (10) to push out the cleaning liquid. As a result, it is pushed out to the waste pot (7) and stored in the waste liquid bottle (20). The injected sample follows the flow of the buffer solution, passes through the mixing pipe (13) installed in the thermostat (12), is mixed with the temperature adjustment and the buffer solution, and the first immobilized enzyme. The hydrogen peroxide produced through the column (14) is detected by the hydrogen peroxide electrode (15). The sample then passes through the second immobilized enzyme column (16) and is detected by the downstream hydrogen peroxide electrode (17). The waste liquid accumulates in the waste liquid bottle (19) through the back pressure coil (18). The blood sample (5) may be directly supplied into the analyzer, but the sample (5) may be supplied into the device after being previously treated with protease. When the blood sample is directly supplied into the analyzer, it may be supplied together with, for example, protease and treated with protease in the flow path of the buffer solution.

過酸化水素電極(15)および(17)の電流値の変化を検知することにより物質濃度を定量する。
図2は透析モジュールを組み込んだフロー型のフルクトシルアミノ酸測定装置である。緩衝液槽(21)より緩衝液Bをポンプ(22)により送液し、試料(5)にニードル(6)を挿入し、バルブ(9)を閉じ、バルブ(10)を開けて、シリンジポンプ(11)を引くことにより検体を計量バルブ(3)の計量ループ(4)に引き込む。次に計量バルブ(3)を切り替え、緩衝液によりループ(4)内に溜まった検体を押し出す。過剰の検体は一旦バルブ(9)を開けてバルブ(10)を閉じ、洗浄液(8)をシリンジポンプ(11)に引き込んだ後、バルブ(9)を閉じバルブ(10)を開けて洗浄液を押し出すことにより、廃棄ポット(7)に押し出され、廃液ボトル(20)に貯留される。注入された試料は緩衝液Bの流れにのって恒温槽(12)内に配置されたプロテアーゼの固定化酵素カラム(25)を通り、試料中のタンパク質からフルクトシルアミノ酸及びアミノ酸を生成する。プロテアーゼの作用した試料はさらに下流に設置された透析モジュール(26)に運ばれ、膜厚さ20μm、分子量分画12000〜14000の再生セルロース膜で試料中の低分子成分のみがフルクトシルアミノ酸及びアミノ酸検出機構(14,15,16,17)に導かれる。緩衝液槽(1)より緩衝液Aがポンプ2により送液されているので、透析モジュール(26)で透析された試料中の低分子成分は第1の固定化酵素カラム(14)と過酸化水素電極(15)を通過し、第1の固定化酵素カラム(14)で生成した過酸化水素が検知される。第1の検出機構(14,15)を通過した検体を含む緩衝液は、第2の固定化酵素カラム(16)と過酸化水素電極(17)を通過し、第2の固定化酵素カラム(16)で生成した過酸化水素を検知する。透析モジュール(26)の透析膜を通過しなかった試料中の高分子成分は廃液ボトル(19)に溜まる。
The substance concentration is quantified by detecting changes in the current values of the hydrogen peroxide electrodes (15) and (17).
FIG. 2 shows a flow type fructosyl amino acid measuring apparatus incorporating a dialysis module. Buffer B is sent from the buffer tank (21) by the pump (22), the needle (6) is inserted into the sample (5), the valve (9) is closed, the valve (10) is opened, and the syringe pump By pulling (11), the specimen is drawn into the metering loop (4) of the metering valve (3). Next, the metering valve (3) is switched, and the specimen accumulated in the loop (4) is pushed out by the buffer solution. Excess specimen once opens the valve (9) and closes the valve (10), draws the cleaning liquid (8) into the syringe pump (11), then closes the valve (9) and opens the valve (10) to push out the cleaning liquid. As a result, it is pushed out to the waste pot (7) and stored in the waste liquid bottle (20). The injected sample follows the flow of the buffer B, passes through the protease immobilized enzyme column (25) arranged in the thermostat (12), and produces fructosyl amino acids and amino acids from the proteins in the sample. The sample on which the protease has acted is transported to a dialysis module (26) installed further downstream, where only low molecular components in the sample are fructosyl amino acids and amino acids in a regenerated cellulose membrane having a film thickness of 20 μm and a molecular weight fraction of 12000 to 14000. It is guided to the detection mechanism (14, 15, 16, 17). Since the buffer A is sent from the buffer tank (1) by the pump 2, the low-molecular components in the sample dialyzed by the dialysis module (26) are peroxidized with the first immobilized enzyme column (14). Hydrogen peroxide produced by the first immobilized enzyme column (14) passing through the hydrogen electrode (15) is detected. The buffer solution containing the specimen that has passed through the first detection mechanism (14, 15) passes through the second immobilized enzyme column (16) and the hydrogen peroxide electrode (17), and passes through the second immobilized enzyme column ( The hydrogen peroxide produced in 16) is detected. The polymer component in the sample that has not passed through the dialysis membrane of the dialysis module (26) accumulates in the waste liquid bottle (19).

この装置に流す緩衝液は特に限定されないが、固定化酵素(14、16、25)の活性が高くなるようなpH(例えばpH7〜9)になるように選択され得る。具体的な緩衝液Bとしては、例えば、50mMのリン酸、0.1%のドデシル硫酸ナトリウムを含み、pHが8.0で流量が0.8ml/分である。或いは、緩衝液Aは100mMのリン酸、50mMの塩化カリウム、1mMのアジ化ナトリウムを含み、pHが8.0で流速が0.8ml/分である。   The buffer solution to be passed through this apparatus is not particularly limited, but may be selected so that the pH of the immobilized enzyme (14, 16, 25) is high (for example, pH 7 to 9). Specific buffer B contains, for example, 50 mM phosphoric acid and 0.1% sodium dodecyl sulfate, has a pH of 8.0, and a flow rate of 0.8 ml / min. Alternatively, Buffer A contains 100 mM phosphate, 50 mM potassium chloride, 1 mM sodium azide, has a pH of 8.0 and a flow rate of 0.8 ml / min.

以下に実施例を挙げて、本発明の内容をさらに詳細に説明するが、もちろん本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
(1)フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムの製造
耐火レンガ(80〜100メッシュ)150mgをよく乾燥し、10%γ−アミノプロピルトリエトキシシランの無水トルエン溶液に1時間浸漬した後、よくトルエンで洗浄し、乾燥する。こうしてアミノシラン化処理した担体を5%グルタルアルデヒドに1時間浸漬した後、よく蒸留水で洗浄し、最後にpH7.0、100mMのリン酸ナトリウム緩衝液で置き換え、この緩衝液をできるだけ除いておく。このホルミル化した耐火レンガにpH7.0、100mMリン酸ナトリウム緩衝液にフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(キッコーマン製)を18ユニット/mlの濃度で溶解した溶液400μlを接触させ、0〜4℃で1日放置し固定化する。この酵素固定化担体を内径3.5mm、長さ30mmのカラムに充填しフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムとする。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is of course not limited thereto.
Example 1
(1) Production of fructosyl amino acid oxidase-immobilized column 150 mg of refractory brick (80-100 mesh) was thoroughly dried, immersed in an anhydrous toluene solution of 10% γ-aminopropyltriethoxysilane for 1 hour, and then thoroughly washed with toluene. And dry. The carrier thus treated with aminosilanization is immersed in 5% glutaraldehyde for 1 hour, then thoroughly washed with distilled water, and finally replaced with 100 mM sodium phosphate buffer at pH 7.0, and this buffer is removed as much as possible. 400 μl of a solution prepared by dissolving fructosyl amino acid oxidase (manufactured by Kikkoman) at a concentration of 18 units / ml in a pH 7.0, 100 mM sodium phosphate buffer solution was brought into contact with this formylated refractory brick and left at 0 to 4 ° C. for 1 day. And fix. This enzyme-immobilized carrier is packed in a column having an inner diameter of 3.5 mm and a length of 30 mm to obtain a fructosyl amino acid oxidase-immobilized column.

(2)過酸化水素電極の製造
直径2mmの白金線の側面を熱収縮テフロン(登録商標)で被覆し、その線の一端をやすりおよび1500番のエメリー紙で平滑に仕上げる。この白金線を作用極、1cm角型白金板を対極、飽和カロメル電極を参照極として、0.1M硫酸中、+2.0Vで10分間の電解処理を行う。その後白金線をよく水洗した後、40℃で10分間乾燥し、10%γ−アミノプロピルトリエトキシシランの無水トルエン溶液に1時間浸漬後、洗浄する。牛血清アルブミン(シグマ社製、Fraction V)20mgを蒸留水1mlに溶解し、その中にグルタルアルデヒドを0.2%になるように加える。この混合液を手早く先に用意した白金線上に5μlのせ、40℃で15分間乾燥硬化する。これを過酸化水素電極とする。
(2) Production of hydrogen peroxide electrode The side surface of a platinum wire having a diameter of 2 mm is covered with heat-shrinkable Teflon (registered trademark), and one end of the wire is smoothed with a file and 1500-mm emery paper. Using this platinum wire as a working electrode, a 1 cm square platinum plate as a counter electrode, and a saturated calomel electrode as a reference electrode, electrolytic treatment is performed in 0.1 M sulfuric acid at +2.0 V for 10 minutes. Thereafter, the platinum wire is thoroughly washed with water, dried at 40 ° C. for 10 minutes, immersed in an anhydrous toluene solution of 10% γ-aminopropyltriethoxysilane for 1 hour, and then washed. 20 mg of bovine serum albumin (manufactured by Sigma, Fraction V) is dissolved in 1 ml of distilled water, and glutaraldehyde is added to 0.2% therein. This mixed solution is quickly put on 5 μl of the previously prepared platinum wire and dried and cured at 40 ° C. for 15 minutes. This is a hydrogen peroxide electrode.

また参照電極としてはAg/AgCl参照電極を用い、対極には導電性の配管を用いた。
(3)測定装置1
図1はフロー型の1流路の測定装置である。緩衝液槽(1)より緩衝液Aをポンプ(2)により送液し、計量バルブ(3)を用いて試料5μlを注入する。第1の固定化酵素カラム(14)にはフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラム、その下流に過酸化水素電極(15)を配置し、第2の固定化酵素カラム(16)と第2の過酸化水素電極(17)は配置しない。注入された試料は緩衝液の流れにのって恒温槽(12)内に設置された混合用配管(13)を通り、温度調整と緩衝液との混合が行われ、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラム(14)と過酸化水素電極(15)を通り、試料中のフルクトシルバリンから過酸化水素を生成し電流値の変化を検知する。
An Ag / AgCl reference electrode was used as the reference electrode, and a conductive pipe was used as the counter electrode.
(3) Measuring device 1
FIG. 1 shows a flow type single-channel measuring device. Buffer A is sent from the buffer tank (1) by the pump (2), and 5 μl of sample is injected using the metering valve (3). A fructosyl amino acid oxidase-immobilized column is disposed in the first immobilized enzyme column (14), and a hydrogen peroxide electrode (15) is disposed downstream thereof, and the second immobilized enzyme column (16) and the second peroxidation are disposed. The hydrogen electrode (17) is not arranged. The injected sample follows the flow of the buffer solution, passes through the mixing pipe (13) installed in the thermostat (12), is mixed with the temperature adjustment and the buffer solution, and immobilizes the fructosyl amino acid oxidase. Through the column (14) and the hydrogen peroxide electrode (15), hydrogen peroxide is generated from fructosyl valine in the sample, and a change in current value is detected.

この測定装置に使用する緩衝液Aの組成は、100mMのリン酸と50mMの塩化カリウムと1mMのアジ化ナトリウムを含み、pHが8.0である。   The composition of Buffer A used in this measuring apparatus contains 100 mM phosphoric acid, 50 mM potassium chloride, and 1 mM sodium azide, and has a pH of 8.0.

緩衝液の流速は1.0ml/分、恒温槽の温度は37℃であった。   The flow rate of the buffer solution was 1.0 ml / min, and the temperature of the thermostatic bath was 37 ° C.

(4)測定装置2
図2は透析モジュールを組み込んだフロー型のフルクトシルアミノ酸測定装置である。緩衝液槽(21)より緩衝液Bをポンプ(22)により送液し、計量バルブ(3)を用いて試料100μlを注入する。プロテアーゼの固定化酵素カラム(25)、第2の固定化酵素カラム(16)、過酸化水素電極(17)は配置せず、第1の固定化酵素カラム(17)にはフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムを配置する。注入された試料は緩衝液Bの流れにのって恒温槽(12)内に設置された透析モジュール(26)に運ばれ、膜厚さ20μm、分子量分画12000〜14000の再生セルロース膜で試料中の低分子成分のみがフルクトシルアミノ酸検出機構(14,15)に導かれる。緩衝液槽(1)より緩衝液Aがポンプ(2)により送液されているので、透析モジュール(26)で透析された試料中の低分子成分はフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラム(14)と過酸化水素電極(15)を通過し、試料中のフルクトシルアミノ酸から生成した過酸化水素が検知される。
(4) Measuring device 2
FIG. 2 shows a flow type fructosyl amino acid measuring apparatus incorporating a dialysis module. Buffer B is sent from the buffer tank (21) by the pump (22), and 100 μl of sample is injected using the metering valve (3). The protease immobilized enzyme column (25), the second immobilized enzyme column (16), and the hydrogen peroxide electrode (17) are not arranged, and the first immobilized enzyme column (17) is immobilized with fructosyl amino acid oxidase. Arrange the column. The injected sample was carried along the flow of buffer B to the dialysis module (26) installed in the thermostatic bath (12), and the sample was formed on a regenerated cellulose membrane having a film thickness of 20 μm and a molecular weight fraction of 12000 to 14000. Only the low molecular components are guided to the fructosyl amino acid detection mechanism (14, 15). Since the buffer A is sent from the buffer tank (1) by the pump (2), the low molecular components in the sample dialyzed by the dialysis module (26) are the fructosyl amino acid oxidase immobilized column (14) and Hydrogen peroxide produced from the fructosyl amino acid in the sample is detected after passing through the hydrogen peroxide electrode (15).

この装置に流す緩衝液の組成は、緩衝液Aが100mMのリン酸、50mMの塩化カリウム、1mMのアジ化ナトリウムを含み、pHが8.0で流速が0.8ml/分である。緩衝液Bは50mMのリン酸、0.1%のドデシル硫酸ナトリウムを含み、pHが8.0で流速が0.8ml/分である。   The composition of the buffer solution to be passed through this apparatus is that buffer A contains 100 mM phosphoric acid, 50 mM potassium chloride, 1 mM sodium azide, pH is 8.0, and the flow rate is 0.8 ml / min. Buffer B contains 50 mM phosphate, 0.1% sodium dodecyl sulfate, has a pH of 8.0 and a flow rate of 0.8 ml / min.

恒温槽の温度は37℃であった。
(5)フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムの特性
(3)の測定装置1を用いてフルクトシルグリシンを5μl注入し、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼカラムの特性を調べた結果を以下に示す。
pH特性
緩衝液のpHを7.0、7.5、8.0、8.5、9.0としたときのフルクトシルグリシンの酸化反応の活性の測定結果を図3に示す。pH8.0〜9.0で高い活性を示した。
基質特異性
フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムの基質特異性を表1に示す。
The temperature of the thermostatic bath was 37 ° C.
(5) Characteristics of Fructosyl Amino Acid Oxidase Immobilized Column 5 μl of fructosyl glycine was injected using the measuring device 1 of (3), and the results of examining the characteristics of the fructosyl amino acid oxidase column are shown below.
pH Characteristics FIG. 3 shows the measurement results of fructosylglycine oxidation activity when the pH of the buffer is 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, and 9.0. High activity was exhibited at pH 8.0 to 9.0.
Substrate specificity Table 1 shows the substrate specificity of the fructosyl amino acid oxidase-immobilized column.

Figure 2006304742
Figure 2006304742

安定性
緩衝液のpHを8.0、緩衝液の流速を1.0ml/分、恒温槽温度を37℃の条件下で、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムは1ヶ月以上初期の活性を維持しており、安定であった。
Stability The fructosyl amino acid oxidase-immobilized column maintains the initial activity for more than 1 month under the conditions of pH 8.0 of the buffer, 1.0 ml / min of the buffer flow rate, and 37 ° C. And stable.

使用したフルクトシルアミノ酸固定化カラムはε-フルクトシルリジンには実質的に作用せず、α位が糖化されたフルクトシルグリシンとフルクトシルバリンに選択的に作用する。また、至適pHがアルカリ域であるので、タンパク質の糖化アミノ酸の測定に用いるタンパク質分解酵素はアルカリ域で活性の高いものが望ましい。   The fructosyl amino acid-immobilized column used does not substantially act on ε-fructosyl lysine but selectively acts on fructosylglycine and fructosyl valine in which the α-position is glycated. In addition, since the optimum pH is in the alkaline region, it is desirable that the proteolytic enzyme used for measuring the glycated amino acid of the protein has a high activity in the alkaline region.

(6)半透膜による低分子成分の分離
ヒトヘモグロビンをタンパク分解酵素で分解して生じたアミノ酸及び糖化アミノ酸をアミノ酸電極またはフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化酵素カラムと過酸化水素電極を用いて測定する際、タンパク分解酵素で分解後に半透膜で低分子成分のみを分離すると、ヒトヘモグロビン中のアミノ酸及び糖化アミノ酸を再現性良く測定できる。
(6) Separation of low molecular components by semipermeable membrane Amino acids and glycated amino acids generated by degrading human hemoglobin with proteolytic enzymes are measured using amino acid electrodes or fructosyl amino acid oxidase immobilized enzyme columns and hydrogen peroxide electrodes. On the other hand, if only low molecular components are separated by a semipermeable membrane after degradation with a proteolytic enzyme, amino acids and glycated amino acids in human hemoglobin can be measured with good reproducibility.

(7)ヒトヘモグロビンのプロテアーゼ分解
ヒトヘモグロビンをタンパク質分解酵素で分解して生じたフルクトシルアミノ酸の測定に、アルカリ域に至適を持つフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムを使用するので、アルカリ域で活性の高いアスペルギルス オリゼが産生するアルカリ性タンパク分解酵素ウマミザイムG(アマノエンザイム製)を使用する。
(7) Proteolytic degradation of human hemoglobin Since fructosyl amino acid oxidase-immobilized column, which is optimal in the alkaline region, is used for the measurement of fructosyl amino acids generated by degrading human hemoglobin with proteolytic enzymes, it is active in the alkaline region. Alkaline proteolytic enzyme Ummamizyme G (manufactured by Amano Enzyme) produced by Aspergillus oryzae having a high A

プロテアーゼ処理液は、ヒトヘモグロビン(シグマ社製)を秤量し、2%ドデシル硫酸ナトリウム入り20mMリン酸緩衝液pH8.0に溶解し、1mg/mlウマミザイムGを加えて調製する。プロテアーゼ処理液中のヒトヘモグロビン濃度は30mg/mlである。   The protease-treated solution is prepared by weighing human hemoglobin (manufactured by Sigma), dissolving it in 20 mM phosphate buffer pH 8.0 containing 2% sodium dodecyl sulfate, and adding 1 mg / ml equinezyme G. The concentration of human hemoglobin in the protease treatment solution is 30 mg / ml.

このようにして調製したプロテアーゼ処理液を、37℃で8、17,25、33、42,51分間反応させた後、(4)の測定装置2にプロテアーゼ処理液を100μl注入して試料中のフルクトシルバリンを測定する。   The protease treatment solution thus prepared was reacted at 37 ° C. for 8, 17, 25, 33, 42, and 51 minutes, and then 100 μl of the protease treatment solution was injected into the measuring device 2 of (4). Fructosylvaline is measured.

各反応時間でのフルクトシルバリン濃度は図4のように推移する。ヒトヘモグロビンをプロテアーゼ処理しなかった場合にはフルクトシルバリンは全く検出されなかったが、プロテアーゼで所定時間処理することでヘモグロビンからフルクトシルバリンが遊離していることがわかる。本プロテアーゼはヒトヘモグロビンに効果的に作用している。
比較例1
起源、至適pHがウマミザイムと異なるプロテアーゼを用いてヒトヘモグロビンの分解を検討した。
The fructosyl valine concentration at each reaction time changes as shown in FIG. When human hemoglobin was not treated with protease, fructosyl valine was not detected at all. However, it was found that fructosyl valine was released from hemoglobin by treatment with protease for a predetermined time. This protease effectively acts on human hemoglobin.
Comparative Example 1
We studied the degradation of human hemoglobin using a protease whose origin and optimum pH are different from those of horse zyme.

使用したタンパク分解酵素は、ウマミザイムG(Aspergillus oryzae)、プロテアーゼA「アマノ」G(Aspergillus oryzae)、プロテアーゼN「アマノ」G(Bacillus subtilis)、ブロメラインF(Ananas comosus M.)、ペプチダーゼR(Rhizopus oryzae)、プロテアーゼP「アマノ」3G(Aspergillus melleus)で(以上すべて天野エンザイム製)、プロテイナーゼK(Tritirachium album、シグマ社製)、プロテアーゼXIV(Streptomyces griseus、シグマ社製)、スミチームMP(Aspergillus sp.、新日本化学工業製)である。   The proteolytic enzymes used were horse zyme G (Aspergillus oryzae), protease A “Amano” G (Aspergillus oryzae), protease N “Amano” G (Bacillus subtilis), bromelain F (Ananas comosus M.), peptidase R (Rhizopus oryzae). ), Protease P “Amano” 3G (Aspergillus melleus) (all manufactured by Amano Enzyme), proteinase K (Tritirachium album, manufactured by Sigma), protease XIV (Streptomyces griseus, manufactured by Sigma), Sumiteam MP (Aspergillus sp., New Nippon Chemical Industry).

実施例1(6)と同様にしてヒトヘモグロビンを上記の各種タンパク分解酵素1mg/mlのプロテアーゼ処理液を調製し、37℃で30分反応後、実施例1の(4)の測定装置2にプロテアーゼ処理液を100μl注入した。結果を表2に示す。表中の○は40pA以上のフルクトシルアミノ酸の検出値が得られたもの、△は25pA程度のフルクトシルアミノ酸が検出されたもの、×は検出値が20pA未満ものを表している。   In the same manner as in Example 1 (6), human hemoglobin was prepared as a protease treatment solution of the above-mentioned various proteolytic enzymes at 1 mg / ml, reacted at 37 ° C. for 30 minutes, and then placed in the measuring device 2 of Example 1 (4). 100 μl of protease treatment solution was injected. The results are shown in Table 2. In the table, ◯ indicates that a detected value of fructosyl amino acid of 40 pA or more is obtained, Δ indicates that a fructosyl amino acid of about 25 pA is detected, and × indicates that the detected value is less than 20 pA.

Figure 2006304742
Figure 2006304742

アスペルギルス オリゼ由来のタンパク分解酵素では大きな検出値が得られたが、その他の酵素ではフルクトシルアミノ酸が検出されなかった。これはヒトヘモグロビンの分解にはアスペルギルス オリゼ由来のタンパク分解酵素が有効であることを示している。さらに、アスペルギルス オリゼ由来のタンパク分解酵素の中でも至適pHが中性のものよりアルカリ性の方が大きな検出値を与えることから、ヒトヘモグロビンの分解にはアルカリ性のアルペルギルス オリゼ由来タンパク分解酵素が最適と言える。

実施例2
実施例1で示したように、アスペルギルス オリゼ由来のタンパク分解酵素を使用すればヒトヘモグロビンを分解することができ、半透膜を介した測定装置でヒトヘモグロビンから生じたアミノ酸及び糖化アミノ酸を検出することができる。さらに、処理を簡略化し、分析時間を短縮するため、本タンパク分解酵素を高密度に担体上に固定化したカラムを用いた分析を行った。詳細を以下に示す。
Large detection values were obtained with the protease derived from Aspergillus oryzae, but fructosyl amino acids were not detected with other enzymes. This indicates that a proteolytic enzyme derived from Aspergillus oryzae is effective in degrading human hemoglobin. Furthermore, among the Aspergillus oryzae-derived proteolytic enzymes, the alkaline pH gives a larger detection value than the neutral pH, so the alkaline Alpergillus oryzae-derived proteolytic enzyme can be said to be optimal for the degradation of human hemoglobin. .

Example 2
As shown in Example 1, human hemoglobin can be decomposed by using a proteolytic enzyme derived from Aspergillus oryzae, and amino acids and glycated amino acids generated from human hemoglobin are detected by a measuring device through a semipermeable membrane. be able to. Furthermore, in order to simplify the processing and shorten the analysis time, analysis was performed using a column in which the present proteolytic enzyme was immobilized on a carrier at a high density. Details are shown below.

(1)フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムの製造
実施例1と同様にフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(キッコーマン社製)固定化カラムを作製した。
(1) Production of fructosyl amino acid oxidase-immobilized column A fructosyl amino acid oxidase (manufactured by Kikkoman) immobilized column was prepared in the same manner as in Example 1.

(2)リジンオキシダーゼ固定化カラムの製造
実施例1(1)フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムの製造方法と同様にして耐火レンガ(30〜60メッシュ)150mgをホルミル化する。そしてこの耐火レンガにpH7.0、100mMリン酸ナトリウム緩衝液にリジンオキシダーゼを50ユニット/mlの濃度で溶解した溶液50μLを接触させ、0〜4℃で1日放置し固定化する。この酵素固定化担体を内径3.5mm、長さ30mmのカラムに充填しリジンオキシダーゼ固定化カラムとする。
(2) Production of lysine oxidase-immobilized column Example 1 (1) 150 mg of refractory brick (30-60 mesh) is formylized in the same manner as in the production method of a fructosyl amino acid oxidase-immobilized column. Then, 50 μL of a solution prepared by dissolving lysine oxidase at a concentration of 50 units / ml is brought into contact with this refractory brick at pH 7.0 and 100 mM sodium phosphate buffer, and allowed to stand at 0 to 4 ° C. for 1 day for immobilization. The enzyme-immobilized carrier is packed in a column having an inner diameter of 3.5 mm and a length of 30 mm to obtain a lysine oxidase-immobilized column.

(3)ウマミザイムG固定化カラムの製造
トヨナイト200(平均粒径170μm、東洋電化工業製)300mgを10%γ−アミノプロピルトリエトキシシランの20%エタノール溶液に1時間浸漬した後、よく蒸留水で洗浄し、乾燥する。こうしてアミノシラン化処理した担体を5%グルタルアルデヒドに1時間浸漬した後、よく蒸留水で洗浄し、最後にpH7.0、100mMのリン酸ナトリウム緩衝液で置き換え、この緩衝液をできるだけ除いておく。このホルミル化したトヨナイト200にpH7.0、100mMリン酸ナトリウム緩衝液にウマミザイムG(アマノエンザイム製)を100mg/mlの濃度で溶解した溶液800μlを接触させ、0〜4℃で1日放置し固定化する。この酵素固定化担体を内径3.5mm、長さ30mmのカラムに充填しウマミザイムG固定化カラムとする。
(3) Manufacture of equinezyme G-immobilized column 300 mg of toyonite 200 (average particle size 170 μm, manufactured by Toyo Denka Kogyo Co., Ltd.) was immersed in a 20% ethanol solution of 10% γ-aminopropyltriethoxysilane for 1 hour. Wash and dry. The carrier thus treated with aminosilanization is immersed in 5% glutaraldehyde for 1 hour, then thoroughly washed with distilled water, and finally replaced with 100 mM sodium phosphate buffer at pH 7.0, and this buffer is removed as much as possible. This formylated toyonite 200 was contacted with 800 μl of a solution prepared by dissolving Umamizyme G (manufactured by Amano Enzyme) at a concentration of 100 mg / ml in a pH 7.0, 100 mM sodium phosphate buffer, and allowed to stand at 0 to 4 ° C. for 1 day. Turn into. The enzyme-immobilized carrier is packed in a column having an inner diameter of 3.5 mm and a length of 30 mm to obtain an equinezyme G-immobilized column.

(4)過酸化水素電極の製造方法
実施例1と同様に過酸化水素電極を作製した。
(4) Method for Producing Hydrogen Peroxide Electrode A hydrogen peroxide electrode was produced in the same manner as in Example 1.

(5)測定装置
図2のプロテアーゼの固定化酵素カラム(25)にウマミザイムG固定化カラムを、第1の固定化酵素カラム(14)にフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラムを、第2の固定酵素カラム(16)にリジンオキシダーゼ固定化カラムを組み込み、フロー型のフルクトシルアミノ酸とL−リジンを同時測定可能な装置とする。緩衝液槽(21)より緩衝液Bをポンプ(22)により送液し、計量バルブ(3)を用いて試料100μlを注入する。注入された試料は緩衝液Bの流れにのって恒温槽(12)内に配置されたウマミザイムG固定化カラムに運ばれて、ウマミザイムGの作用により糖化アミノ酸及びアミノ酸を生成する。ウマミザイムGが作用した試料は緩衝液Bの流れによってさらに下流に設置された透析モジュール(26)に運ばれ、膜厚さ20μm、分子量分画12000〜14000の再生セルロース膜で試料中の低分子成分のみがフルクトシルアミノ酸及びアミノ酸検出機構に導かれる。緩衝液槽(1)より緩衝液Aがポンプ(2)により送液されているので、透析モジュール(26)で透析された試料中の低分子成分はフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化カラム(14)と過酸化水素電極(15)を通過し、試料中のフルクトシルアミノ酸から生成した過酸化水素を検知する。次にフルクトシルアミノ酸検出機構(14,15)を通過した試料を含む緩衝液は、リジンオキシダーゼ固定化カラム(16)と過酸化水素電極(17)を通過し、試料中のリジンから生成した過酸化水素を検出する。
(5) Measuring device The immobilized enzyme column (25) of FIG. 2 is equipped with the equine enzyme G immobilized column, the first immobilized enzyme column (14) with the fructosyl amino acid oxidase immobilized column, and the second immobilized enzyme. An lysine oxidase-immobilized column is incorporated into the column (16), so that a flow type fructosyl amino acid and L-lysine can be measured simultaneously. Buffer B is sent from the buffer tank (21) by the pump (22), and 100 μl of sample is injected using the metering valve (3). The injected sample is carried along the flow of the buffer B to the equinezyme G immobilization column arranged in the thermostat (12), and glycated amino acid and amino acid are produced by the action of equinezyme G. The sample on which the Umamizyme G acted is transported to the dialysis module (26) installed further downstream by the flow of the buffer B, and the low molecular component in the sample is formed with a regenerated cellulose membrane having a film thickness of 20 μm and a molecular weight fraction of 12000 to 14000. Only lead to fructosyl amino acids and amino acid detection mechanisms. Since the buffer A is sent from the buffer tank (1) by the pump (2), the low molecular components in the sample dialyzed by the dialysis module (26) are the fructosyl amino acid oxidase immobilized column (14) and Hydrogen peroxide generated from fructosyl amino acids in the sample is detected after passing through the hydrogen peroxide electrode (15). Next, the buffer solution containing the sample that passed through the fructosyl amino acid detection mechanism (14, 15) passed through the lysine oxidase-immobilized column (16) and the hydrogen peroxide electrode (17), and the excess solution generated from the lysine in the sample. Detect hydrogen oxide.

この装置に流す緩衝液は、緩衝液Aが100mMのリン酸、50mMの塩化カリウム、1mMのアジ化ナトリウムを含み、pHが8.0で流速が0.8ml/分である。緩衝液Bは50mMのリン酸、0.1%のドデシル硫酸ナトリウムを含み、pHが8.0で流速が0.8ml/分である。   The buffer solution to be flowed to the apparatus has a buffer A containing 100 mM phosphoric acid, 50 mM potassium chloride, 1 mM sodium azide, pH 8.0, and a flow rate of 0.8 ml / min. Buffer B contains 50 mM phosphate, 0.1% sodium dodecyl sulfate, has a pH of 8.0 and a flow rate of 0.8 ml / min.

恒温槽の温度は37℃であった。   The temperature of the thermostatic bath was 37 ° C.

(6)ヒトヘモグロビン中のフルクトシルアミノ酸とアミノ酸の測定
ヒトヘモグロビン溶液を(5)の測定装置で100μlを注入し、試料中のフルクトシルバリン濃度とリジン濃度を同時に測定する。
(6) Measurement of fructosyl amino acid and amino acid in human hemoglobin 100 μl of human hemoglobin solution is injected with the measuring device of (5), and fructosyl valine concentration and lysine concentration in the sample are measured simultaneously.

ヒトヘモグロビン溶液は、ヒトヘモグロビン(シグマ社製)をヘモグロビン濃度が30mg/mlとなるように所定量を秤量し、2%ドデシル硫酸ナトリウム入り20mMリン酸緩衝液pH8.0に十分に溶解して調製する。   A human hemoglobin solution is prepared by weighing a predetermined amount of human hemoglobin (manufactured by Sigma) so that the hemoglobin concentration is 30 mg / ml, and sufficiently dissolving it in 20 mM phosphate buffer pH 8.0 containing 2% sodium dodecyl sulfate. To do.

30mg/mlのヒトヘモグロビン溶液中のフルクトシルバリン濃度とリジン濃度を(5)の測定装置で測定すると、フルクトシルバリンは15.1μM、リジンは12.6μMであった。   When the fructosyl valine concentration and the lysine concentration in the 30 mg / ml human hemoglobin solution were measured with the measuring device (5), fructosyl valine was 15.1 μM and lysine was 12.6 μM.

溶液酵素と反応させた実施例1では15μM程度のフルクトシルバリンを生成するのに約20分の反応時間が必要であったが、本測定装置ではウマミザイムG固定化カラムと試料の接触時間(10秒程度)で15μM程度のフルクトシルバリンを生成する。高密度にウマミザイムGを固定化することで、効率よくヒトヘモグロビンを分解できた。
In Example 1, which was reacted with a solution enzyme, a reaction time of about 20 minutes was required to produce about 15 μM fructosyl valine. However, in this measurement apparatus, the contact time between the equine zymme G immobilized column and the sample ( Fructosylvaline of about 15 μM is produced in about 10 seconds). Human hemoglobin could be efficiently degraded by immobilizing equinezyme G at high density.

本発明によれば、血液検体中の安定糖化ヘモグロビンを簡便且つ正確に定量することができ、しかも測定装置の汚染を避けることができ、糖尿病の検査を容易に行うことができる。   According to the present invention, stable glycated hemoglobin in a blood sample can be quantified easily and accurately, contamination of the measuring device can be avoided, and diabetes can be easily tested.

測定装置の概略図Schematic diagram of measuring device 透析を行う測定装置の概略図Schematic diagram of a measuring device for dialysis 固定化酵素のpH 特性PH characteristics of immobilized enzyme 溶液タンパク分解反応のタイムコースTime course of solution proteolysis

符号の説明Explanation of symbols

1 緩衝液槽
2 緩衝液送液ポンプ
3 計量バルブ
4 計量ループ
5 試料管
6 試料吸引ニードル
7 廃棄ポット
8 洗浄液槽
9 バルブ
10 バルブ
11 シリンジポンプ
12 恒温槽
13 混合用配管
14 第1の固定化酵素カラム
15 過酸化水素電極
16 第2の固定化酵素カラム
17 過酸化水素電極
18 背圧コイル
19 廃液ボトル
20 廃液ボトル
21 緩衝液槽
22 緩衝液送液ポンプ
23 ダンパー
24 恒温化用配管
25 プロテアーゼの固定化酵素カラム
26 透析モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Buffer tank 2 Buffer solution pump 3 Metering valve 4 Metering loop 5 Sample tube 6 Sample suction needle 7 Waste pot 8 Washing solution tank
9 Valve 10 Valve 11 Syringe pump 12 Constant temperature bath 13 Mixing pipe 14 First immobilized enzyme column 15 Hydrogen peroxide electrode 16 Second immobilized enzyme column 17 Hydrogen peroxide electrode 18 Back pressure coil 19 Waste liquid bottle 20 Waste liquid bottle 21 Buffer solution tank 22 Buffer solution pump 23 Damper 24 Constant temperature piping 25 Protease immobilized enzyme column 26 Dialysis module

Claims (11)

フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する機構を用いて、検体中のフルクトシルバリン濃度を電気化学的に検知するにあたり、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固体化体と試料が接触する前に、糖化ヘモグロビンを含む検体をアスペルギルス属タンパク質分解酵素で処理することを特徴とする糖化ヘモグロビンの分析方法。 Fructosyl amino acid oxidase that acts on fructosyl L-valine and a mechanism that detects electrochemically active substances that increase or decrease due to the reaction catalyzed by fructosyl amino acid oxidase are used to detect fructosyl amino acids in the specimen. A method for analyzing glycated hemoglobin, wherein a specimen containing glycated hemoglobin is treated with an Aspergillus proteolytic enzyme before the sample is brought into contact with the solidified form of fructosyl amino acid oxidase for electrochemical detection of phosphorus concentration . アスペルギルス属タンパク質分解酵素が、アスペルギルス オリゼが生産するアルカリ性タンパク質分解酵素またはその改変体であることを特徴とする請求項1記載の糖化ヘモグロビンの分析方法。 The method for analyzing glycated hemoglobin according to claim 1, wherein the Aspergillus proteolytic enzyme is an alkaline proteolytic enzyme produced by Aspergillus oryzae or a variant thereof. 糖化ヘモグロビンを含む検体を陰イオン界面活性剤含有緩衝液と混合し、その後にアスペルギルス属タンパク質分解酵素が固定化された担体と接触させることにより処理することを特徴とする請求項1記載の糖化ヘモグロビンの分析方法。 The glycated hemoglobin according to claim 1, wherein the glycated hemoglobin is treated by mixing a sample containing glycated hemoglobin with an anionic surfactant-containing buffer and then contacting the sample with a carrier on which an Aspergillus proteolytic enzyme is immobilized. Analysis method. フルクトシルアミノ酸と、少なくとも1種類の遊離アミノ酸を検知し、フルクトシルアミノ酸量と特定の遊離アミノ酸濃度の比率を算出し、該比率より糖化ヘモグロビン量を算出することを特徴とする請求項1記載の糖化ヘモグロビンの分析方法。 The fructosyl amino acid and at least one kind of free amino acid are detected, the ratio of the amount of fructosyl amino acid and the specific free amino acid concentration is calculated, and the amount of glycated hemoglobin is calculated from the ratio. Analysis method of glycated hemoglobin. 糖化ヘモグロビンを含む検体をアスペルギルス属タンパク質分解酵素で処理し、該処理液を透析し、透析後の液をフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体に接触させることを特徴とする請求項1記載の糖化ヘモグロビンの分析方法。 The sample containing glycated hemoglobin is treated with an Aspergillus proteolytic enzyme, the treated solution is dialyzed, and the dialyzed solution is brought into contact with the immobilized fructosyl amino acid oxidase. Analysis method. フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体(14)と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する電気化学検出機構(15)と、糖化ヘモグロビンを含有する検体を注入する機構(3,4,6)を備えた糖化ヘモグロビンの分析装置であって、検体を注入する機構の下流にアスペルギルス属由来のタンパク質分解酵素を結合したカラム状リアクター(25)を備えることを特徴とする糖化ヘモグロビンの分析装置。 An immobilized form (14) on which fructosyl amino acid oxidase acting on fructosyl L-valine is immobilized; and an electrochemical detection mechanism (15) for detecting an electrochemically active substance that increases or decreases by a reaction catalyzed by fructosyl amino acid oxidase; , A glycated hemoglobin analyzer equipped with a mechanism (3,4,6) for injecting a specimen containing glycated hemoglobin, and having a column shape in which a protease derived from the genus Aspergillus is bound downstream of the mechanism for injecting the specimen An apparatus for analyzing glycated hemoglobin, comprising a reactor (25). フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体(14)と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する電気化学検出機構(15)と、糖化ヘモグロビンを含有する検体を注入する機構(3、4、6)を備えた糖化ヘモグロビンの分析装置であって、第1の送液機構(1、2)の下流に少なくとも1種の遊離アミノ酸検知機構(16、17)を併設することを特徴とする請求項6に記載の糖化ヘモグロビンの分析装置。 An immobilized form (14) on which fructosyl amino acid oxidase acting on fructosyl L-valine is immobilized; and an electrochemical detection mechanism (15) for detecting an electrochemically active substance that increases or decreases by a reaction catalyzed by fructosyl amino acid oxidase; , A glycated hemoglobin analyzer equipped with a mechanism (3, 4, 6) for injecting a specimen containing glycated hemoglobin, wherein at least one free amino acid is provided downstream of the first liquid feeding mechanism (1, 2) 7. The glycated hemoglobin analyzer according to claim 6, further comprising a detection mechanism (16, 17). フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体(14)と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する電気化学検出機構(15)を備え、前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体(14)と電気化学検出機構(15)に緩衝液を送液する第1の送液機構(1,2)を有し、第2の送液機構(21,22)と、該送液機構の下流にアスペルギルス属由来のタンパク質分解酵素を結合したカラム状リアクター(25)を置き、該カラム状リアクター(25)を通過した後に低分子化合物を透過する半透膜(26)を介して、第1と第2の送液機構により送液される液を一定時間併走させ、半透膜を透過した物質を第1の送液機構(1,2)の下流に配置された前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体(14)に接触させることを特徴とする糖化ヘモグロビンの分析装置。 An immobilized body (14) in which fructosyl amino acid oxidase acting on fructosyl L-valine is immobilized, and an electrochemical detection mechanism (15) for detecting an electrochemically active substance that is increased or decreased by a reaction catalyzed by fructosyl amino acid oxidase. A fructosyl amino acid oxidase immobilized body (14) and an electrochemical detection mechanism (15), a first liquid feeding mechanism (1, 2) for feeding a buffer solution, and a second liquid feeding mechanism ( 21 and 22) and a column reactor (25) to which a protease derived from the genus Aspergillus is bound downstream of the liquid feeding mechanism, and after passing through the column reactor (25), a semi-permeating compound of low molecular weight is placed. Through the permeable membrane (26), the liquids sent by the first and second liquid feeding mechanisms are allowed to run for a certain period of time, and the substance that has permeated the semipermeable membrane is allowed to flow through the first liquid feeding mechanism (1,2 The apparatus for analyzing glycated hemoglobin, wherein the fructosyl amino acid oxidase-immobilized body (14) disposed downstream of the glycated hemoglobin is contacted. フルクトシル L-バリンに作用するフルクトシルアミノ酸オキシダーゼを固定化した固定化体(14)と、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼの触媒する反応により増減する電気化学的活性物質を検知する電気化学検出機構(15)を備え、前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体(14)と電気化学検出機構に緩衝液を送液する第1の送液機構(1,2)を有し、第2の送液機構(21,22)と糖化ヘモグロビンを含有する検体を注入する機構(3,4,6)と、該注入機構の下流にアスペルギルス属由来のタンパク質分解酵素を化学的に結合したカラム状リアクター(25)を置き、該カラム状リアクター(25)を通過した後に低分子化合物を透過する半透膜(26)を介して、第1と第2の送液機構により送液される液を一定時間併走させ、半透膜(26)を透過した物質を第1の送液機構(1,2)の下流に配置された前記フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ固定化体(14)に接触させるとともに、第1の送液機構(1,2)の下流に少なくとも1種類の遊離アミノ酸検知機構(16,17)を併設すること特徴とする請求項7記載の糖化ヘモグロビンの分析装置。 An immobilized body (14) in which fructosyl amino acid oxidase acting on fructosyl L-valine is immobilized, and an electrochemical detection mechanism (15) for detecting an electrochemically active substance that is increased or decreased by a reaction catalyzed by fructosyl amino acid oxidase. A fructosyl amino acid oxidase immobilized body (14) and a first liquid feeding mechanism (1, 2) for feeding a buffer solution to the electrochemical detection mechanism, and a second liquid feeding mechanism (21, 22). ) And a glycated hemoglobin-containing specimen (3,4,6), and a column reactor (25) chemically coupled with a protease derived from the genus Aspergillus downstream of the injection mechanism, After passing through the column-shaped reactor (25), the liquid fed by the first and second liquid feeding mechanisms is fed through the semipermeable membrane (26) that permeates the low molecular weight compound. The substance that was allowed to run for a fixed time and permeated through the semipermeable membrane (26) was brought into contact with the immobilized fructosyl amino acid oxidase (14) disposed downstream of the first liquid feeding mechanism (1, 2), and The glycated hemoglobin analyzer according to claim 7, wherein at least one type of free amino acid detection mechanism (16, 17) is provided downstream of one liquid feeding mechanism (1, 2). 糖化ヘモグロビンを測定するためアスペルギルス属タンパク質分解酵素の糖化ヘモグロビンを含む検体を処理するための使用。 Use of an Aspergillus proteolytic enzyme to process a sample containing glycated hemoglobin to measure glycated hemoglobin. フルクトシルアミノ酸と、試料の光吸収から求めたヘモグロビン量の比率をとり、該比率より糖化ヘモグロビン量を算出することを特徴とする請求項1記載の糖化ヘモグロビンの分析方法。 2. The method for analyzing glycated hemoglobin according to claim 1, wherein the ratio of fructosyl amino acid and the amount of hemoglobin obtained from light absorption of the sample is taken, and the amount of glycated hemoglobin is calculated from the ratio.
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