JP2023027418A - Method for electrochemical measurement of glycated hemoglobin and measurement kit using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法およびそれに用いる測定キットに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrochemical measurement method for glycated hemoglobin and a measurement kit used therefor.
医療分野や臨床検査分野等の種々の分野で、生体試料内の検出対象物質を測定するためにバイオセンサが用いられている。バイオセンサの一例として、電気化学的測定法を用いたバイオセンサが知られている。このバイオセンサは、絶縁性基材上に作用極、対極および参照極を形成し、これらの電極に接して酵素と電子受容体(以下、メディエータという)とを含む酵素反応層(試薬部ともいう)を形成している。このようなバイオセンサによれば、原理的には、測定対象物質を基質とする酵素を選択することによって、様々な物質の測定が可能である。例えば、酵素にグルコースオキシダーゼを選択することで、試料液中のグルコース濃度を測定するグルコースセンサが実用化されている。 Biosensors are used to measure substances to be detected in biological samples in various fields such as the medical field and the clinical examination field. A biosensor using an electrochemical measurement method is known as an example of a biosensor. In this biosensor, a working electrode, a counter electrode and a reference electrode are formed on an insulating substrate, and an enzyme reaction layer (also referred to as a reagent portion) containing an enzyme and an electron acceptor (hereinafter referred to as a mediator) is in contact with these electrodes. ). According to such a biosensor, in principle, various substances can be measured by selecting an enzyme that uses the substance to be measured as a substrate. For example, by selecting glucose oxidase as the enzyme, a glucose sensor that measures the glucose concentration in a sample liquid has been put into practical use.
一方、近年、糖尿病診断の指標として、糖化ヘモグロビンや糖化アルブミン等の糖化タンパク質の測定が広く行われている。例えば、ヘモグロビンA1c(以下、HbA1cと略す)は糖化ヘモグロビンの1つであり、HbA1c値は、赤血球中のヘモグロビンのうち、糖と結合しているヘモグロビンの割合を示す検査値である。HbA1c値は、過去1~2ヶ月の平均的な血糖値を反映するため、血液中のグルコース量と比較すると、検査前の食事の影響を受けにくく、糖尿病を管理する指標として重要である。HbA1c値は、光学的分光方法を用いて、HPLC法や免疫法により測定されている。その測定に際し、前処理として、血液検体に界面活性剤を含む溶血試薬を作用させる溶血処理が通常行われている(例えば、特許文献1)。 On the other hand, in recent years, measurement of glycated proteins such as glycated hemoglobin and glycated albumin has been widely performed as an index for diagnosing diabetes. For example, hemoglobin A1c (hereinafter abbreviated as HbA1c) is one of glycated hemoglobins, and the HbA1c value is a test value that indicates the proportion of hemoglobin bound to sugar among hemoglobin in red blood cells. Since the HbA1c value reflects the average blood sugar level over the past 1 to 2 months, it is less affected by meals before the test than the amount of glucose in the blood, and is an important index for managing diabetes. HbA1c values have been measured by HPLC methods and immunological methods using optical spectroscopic methods. In the measurement, as a pretreatment, a hemolysis treatment is usually performed in which a hemolysis reagent containing a surfactant is allowed to act on a blood sample (eg, Patent Document 1).
電気化学測定方法を用いて糖化ヘモグロビン、例えばHbA1cの測定を行う場合、血液検体に溶血試薬とタンパク質分解酵素を作用させて被検液を調製し、その被検液について、HbA1c濃度と総ヘモグロビン濃度を電気化学的に測定する。しかしながら、本発明者らは、鋭意検討する過程で、溶血試薬に用いる界面活性剤が、総ヘモグロビン濃度の検出感度を低下させることを見出した。前処理では、血液検体を、例えば100倍程度に希釈するため、被検液中の総ヘモグロビン濃度はμMオーダーとなる。このような低濃度の総ヘモグロビン濃度を測定するためには、総ヘモグロビン濃度の検出感度をさらに向上させることが必要とされている。 When measuring glycated hemoglobin, for example HbA1c, using an electrochemical measurement method, a blood sample is reacted with a hemolytic reagent and a proteolytic enzyme to prepare a test solution, and the HbA1c concentration and total hemoglobin concentration of the test solution are determined. is measured electrochemically. However, the present inventors found in the process of earnestly studying that the surfactant used in the hemolytic reagent reduces the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration. In the pretreatment, the blood specimen is diluted, for example, about 100-fold, so that the total hemoglobin concentration in the specimen liquid is on the order of μM. In order to measure such a low total hemoglobin concentration, it is necessary to further improve the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration.
そこで、本発明は、総ヘモグロビン濃度の検出感度を向上させることで高精度の測定が可能な、糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法およびそれに用いる糖化ヘモグロビン用測定キットを提供することを目的とした。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a glycated hemoglobin electrochemical measurement method and a glycated hemoglobin measurement kit for use in the method, which enables highly accurate measurement by improving the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration.
上記課題を解決するため、本発明の糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法は、界面活性剤と、以下の一般式(I)で示されるピラゾール化合物と、タンパク質分解酵素とを含む前処理液を用意する工程と、血液検体に前記前処理液を接触させて被検液を調製する工程と、前記被検液に含まれる糖化ヘモグロビン濃度と総ヘモグロビン濃度を測定する工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the electrochemical measurement method for glycated hemoglobin of the present invention prepares a pretreatment liquid containing a surfactant, a pyrazole compound represented by the following general formula (I), and a protease. a step of bringing the pretreatment liquid into contact with a blood specimen to prepare a test liquid; and a step of measuring the glycated hemoglobin concentration and the total hemoglobin concentration contained in the test liquid. .
また、本発明の糖化ヘモグロビン用測定キットは、界面活性剤とタンパク質分解酵素を含む前処理液を用意する工程と、血液検体に前記前処理液を接触させて被検液を調製する工程と、前記被検液に含まれる糖化ヘモグロビン濃度と総ヘモグロビン濃度を測定する工程と、を含む糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法に用いる糖化ヘモグロビン用測定キットであって、前記前処理液への添加剤として、以下の一般式(I)で示されるピラゾール化合物を含むことを特徴とする。 Further, the glycated hemoglobin measurement kit of the present invention provides a step of preparing a pretreatment liquid containing a surfactant and a protease, a step of contacting a blood sample with the pretreatment liquid to prepare a test liquid, A measurement kit for glycated hemoglobin used in an electrochemical measurement method for glycated hemoglobin, comprising a step of measuring the concentration of glycated hemoglobin and the concentration of total hemoglobin contained in the test solution, wherein as an additive to the pretreatment solution, It is characterized by containing a pyrazole compound represented by the following general formula (I).
本発明の電気化学測定方法によれば、総ヘモグロビン濃度の検出感度を向上させることで糖化ヘモグロビンのより高精度の測定が可能となる。 According to the electrochemical measurement method of the present invention, glycated hemoglobin can be measured with higher accuracy by improving the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration.
以下、図面等を参照することで本発明の実施の形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1
本実施の形態は、糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法に関するものであり、該電気化学測定方法は、界面活性剤と、以下の一般式(I)で示されるピラゾール化合物と、タンパク質分解酵素とを含む前処理液を用意する工程と、血液検体に前記前処理液を接触させて被検液を調製する工程と、前記被検液に含まれる糖化ヘモグロビン濃度と総ヘモグロビン濃度を測定する工程と、を含むことを特徴とするものである。
The present embodiment relates to an electrochemical measurement method for glycated hemoglobin, the electrochemical measurement method including a surfactant, a pyrazole compound represented by the following general formula (I), and a protease. a step of preparing a pretreatment liquid; a step of bringing the pretreatment liquid into contact with a blood specimen to prepare a test liquid; and a step of measuring glycated hemoglobin concentration and total hemoglobin concentration contained in the test liquid. It is characterized by comprising
本実施の形態に係る電気化学測定方法が測定対象とする糖化ヘモグロビンの例としては、HbA1cを挙げることができる。 An example of glycated hemoglobin to be measured by the electrochemical measurement method according to the present embodiment is HbA1c.
本実施の形態に係る電気化学測定方法で用いる前処理液は、界面活性剤と、以下の一般式(I)で示されるピラゾール化合物と、タンパク質分解酵素とを含んでいる。界面活性剤は、血液検体の溶血処理を行い赤血球からヘモグロビンを溶出させる溶血試薬である。また、タンパク質分解酵素は、溶出したヘモグロビンを分解する。 The pretreatment liquid used in the electrochemical measurement method according to this embodiment contains a surfactant, a pyrazole compound represented by the following general formula (I), and a protease. A surfactant is a hemolytic reagent that hemolyzes a blood sample and elutes hemoglobin from red blood cells. Also, the proteolytic enzyme decomposes the eluted hemoglobin.
界面活性剤は特に限定されず、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤のいずれかを用いることができる。カチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩型や第4級アンモニウム塩型を挙げることができる。第4級アンモニウム塩型としては、ベンジルドデシルジメチルアンモニウム二水和物、デシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド等を挙げることができる。また、アニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、N-アシルアミノ酸塩や、アルカンスルホン酸塩等のスルホン酸塩型や、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸酸塩等のアルキル硫酸エステル型、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等のリン酸エステル型を挙げることができる。また、両性界面活性剤としては、ドデシルジメチル(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド分子内塩、3-[(3-コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]プロパンスルホネート等のスルホベタイン型を挙げることができる。また、ノニオン性界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル等のエステル型、4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニル‐ポリエチレングリコール(TritonX-100)等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを含むエーテル型、ポリオキシエチレンソルビタンモノラルレート(Tween)等の脂肪族ポリオキシエチレンソルビタンを含むエステルエーテル型、アルカノールアミド型、ドデシルマルトシド等のグルコシド型を挙げることができる。特に限定されるものではないが、上記の一般式(I)で示されるピラゾール化合物との組み合わせで好ましい界面活性剤は、N-アシルアミノ酸塩である。また、前処理液中の界面活性剤の濃度は、1~10重量%、好ましくは2.5~5重量%である。ここで、N-アシルアミノ酸塩(アルカノイルアミノ酸塩ともいう)のアシル基は、炭素数8~24の直鎖または分岐鎖の脂肪族アシル基であり、例えば、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基等を挙げることができる。また、N-アシルアミノ酸塩のアミノ基は、例えば、グリシン、サルコシン、アラニン、グルタミン酸等を挙げることができる。また、N-アシルアミノ酸塩の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩を挙げることができる。好ましいN-アシルアミノ酸塩としては、アルカノイルサルコシン塩を挙げることができる。アルカノイルサルコシン塩の具体例としては、N-ドデカノイルサルコシンナトリウムやN-ミリストイルサルコシンナトリウム等を挙げることができる。 Surfactants are not particularly limited, and cationic surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants and nonionic surfactants can be used. Examples of cationic surfactants include alkylamine salt types and quaternary ammonium salt types. The quaternary ammonium salt type includes benzyldodecyldimethylammonium dihydrate, decyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium bromide, and the like. Examples of anionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, N-acyl amino acid salts, sulfonate types such as alkanesulfonates, sodium dodecyl sulfate, and polyoxyethylene alkyl ether sulfates. Examples include alkyl sulfate ester types such as alkyl phosphates, and phosphate ester types such as polyoxyethylene alkyl ether phosphates. Examples of amphoteric surfactants include sulfobetaine types such as dodecyldimethyl(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide inner salt and 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]propanesulfonate. . Examples of nonionic surfactants include ester types such as glycerin fatty acid esters, and polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as 4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol (Triton X-100). ether type containing polyoxyethylene sorbitan monoralate (Tween), ester ether type containing aliphatic polyoxyethylene sorbitan such as polyoxyethylene sorbitan monoralate (Tween), alkanolamide type, glucoside type such as dodecyl maltoside. Although not particularly limited, a preferred surfactant in combination with the pyrazole compound represented by the general formula (I) is an N-acylamino acid salt. Also, the concentration of the surfactant in the pretreatment liquid is 1 to 10% by weight, preferably 2.5 to 5% by weight. Here, the acyl group of the N-acylamino acid salt (also referred to as an alkanoylamino acid salt) is a linear or branched aliphatic acyl group having 8 to 24 carbon atoms, such as octanoyl group, decanoyl group, dodecanoyl group, Myristoyl group, palmitoyl group, stearoyl group and the like can be mentioned. In addition, examples of the amino group of N-acylamino acid salts include glycine, sarcosine, alanine, glutamic acid and the like. Examples of salts of N-acylamino acid salts include alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts. Preferred N-acyl amino acid salts include alkanoyl sarcosine salts. Specific examples of alkanoylsarcosine salts include sodium N-dodecanoylsarcosinate and sodium N-myristoylsarcosinate.
タンパク質分解酵素としては、タンパク質分解活性やペプチド分解活性を有するものであれば特に限定されないが、糖化ジペプチドを効率よく遊離させるものが好ましい。このようなタンパク質分解酵素としては、プロテアーゼ、トリプシン、パパイン等を挙げることができる。例えば、アクチナーゼE(科研製薬社製)等を挙げることができる。用いるタンパク質分解酵素の濃度は、血液検体中の糖化ヘモグロビンの量や処理条件により異なるが、例えば、アクチナーゼEでは、前処理液中、100~10000U/mL、好ましくは1000~5000U/mLである。 The protease is not particularly limited as long as it has proteolytic activity or peptidolytic activity, but is preferably one that efficiently releases glycated dipeptides. Examples of such proteolytic enzymes include protease, trypsin, papain, and the like. For example, actinase E (manufactured by Kaken Pharmaceutical Co., Ltd.) and the like can be mentioned. The concentration of the proteolytic enzyme used varies depending on the amount of glycosylated hemoglobin in the blood sample and the treatment conditions.
なお、前処理液のpHは、タンパク質分解酵素に適したpHであれば特に制限されないが、pH5.5~10に調整することが好ましい。緩衝液には、例えば、リン酸緩衝液(pH6.5)を用いることができる。緩衝液の濃度も特に制限されないが、5~300mMが好ましい。 The pH of the pretreatment solution is not particularly limited as long as it is suitable for proteolytic enzymes, but is preferably adjusted to pH 5.5-10. Phosphate buffer (pH 6.5), for example, can be used as the buffer. The concentration of the buffer solution is also not particularly limited, but is preferably 5 to 300 mM.
また、上記の一般式(I)で示されるピラゾール化合物としては、3-エチルピラゾール、4-メチルピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3,4,5-トリメチルピラゾール等を挙げることができるが、ピラゾールが好ましい。溶血試薬中のピラゾール化合物の濃度は、10~80重量%、好ましくは40~80重量%である。10重量%より少ないと総ヘモグロビン濃度の検出感度を向上させる効果が充分ではなく、80重量%より多くしても検出感度はそれほど向上しないからである。ここで、本発明において、総ヘモグロビン濃度の検出感度とは、後述の電気化学式バイオセンサによる検出電流値と総ヘモグロビン濃度から得られる回帰直線の傾きの大小で規定され、傾きが大きいほど検出感度が高いものとする。 Examples of the pyrazole compound represented by the general formula (I) include 3-ethylpyrazole, 4-methylpyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, and 3,4,5-trimethylpyrazole. Pyrazole is preferred. The concentration of the pyrazole compound in the hemolytic reagent is 10-80% by weight, preferably 40-80% by weight. If it is less than 10% by weight, the effect of improving the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration is not sufficient, and if it is more than 80% by weight, the detection sensitivity is not so improved. Here, in the present invention, the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration is defined by the magnitude of the slope of the regression line obtained from the current value detected by the electrochemical biosensor described later and the total hemoglobin concentration, and the greater the slope, the higher the detection sensitivity. be high.
また、被検液に含まれる糖化ヘモグロビン濃度と総ヘモグロビン濃度は、電気化学式バイオセンサを用いて測定することができる。電気化学式バイオセンサとしては、例えば、少なくとも、絶縁性基材と、絶縁性基材上に形成され、1対の作用極と対極からなる第1電極対および1対の作用極と対極からなる第2電極対と、第1電極対に接してあるいはその近傍に配置され、検出酵素を含む第1試薬部と、第2電極対に接してあるいはその近傍に配置され、メディエータを含む第2試薬部と、を有するものを用いることができる。 Also, the glycated hemoglobin concentration and the total hemoglobin concentration contained in the test liquid can be measured using an electrochemical biosensor. As an electrochemical biosensor, for example, at least an insulating substrate, a first electrode pair formed on the insulating substrate and comprising a pair of working electrodes and a counter electrode, and a second electrode pair comprising a pair of working electrodes and a counter electrode. two electrode pairs, a first reagent portion disposed in contact with or near the first electrode pair and containing a detection enzyme, and a second reagent portion disposed in contact with or near the second electrode pair and containing a mediator and can be used.
図13は本実施の形態に用いる電気化学式バイオセンサの一例を示す斜視図であり、図14はその分解斜視図である。電気化学式バイオセンサAは、導電部4を有する絶縁性基材1とカバー2とが、スペーサ3を介して積層されている。図13では、X方向を長手方向とし、Y方向を幅方向とする長矩形片形状を有する例を示している。
FIG. 13 is a perspective view showing an example of an electrochemical biosensor used in this embodiment, and FIG. 14 is an exploded perspective view thereof. The electrochemical biosensor A has an insulating
対向する一対の主面を有する絶縁性基材1の一方の主面には導電部4が形成されている。導電部4は、導電性部分であり、第1電極対41と第2電極対42、絶縁性基材1の一端部に形成された端子部43、第1電極対41および第2電極対42と端子部43とを接続するリード部44を有している。第1電極対41は、長手方向に配置され、互いに導通する一対の作用極41a,41aと、平面視で各作用極41aを挟むように微小空隙を介して各作用極41aと対向する一対の対極41b、41bを2対、有している。また、第2電極対42は、第1電極対41と離間するように長手方向に配置された作用極42aと、平面視で作用極42aを挟むように微小空隙を介して作用極42aと対向する一対の対極42b、42bを有している。一対の作用極41a,41aはリード44aを介して端子43aに接続され、2対の対極41b,41bはリード44dを介して端子43dに接続され、作用極42aはリード44bを介して端子43bに接続され、一対の対極42b、42bはリード44cを介して端子43cに接続されている。なお、図14では、第1試薬部と第2試薬部を除いた構造を示しているが、第1試薬部は第1電極対に接してあるいはその近傍に配置され、第2試薬部は第2電極対に接してあるいはその近傍に配置される。第1電極対41と第2電極対42の2つの電極対は、被検液中の異なる2種の被検出物質を測定する場合に用いることができる。2種の被検出物質を測定する場合としては、例えば、HbA1c値を測定する場合であり、第1電極対41でHbA1cの濃度を測定し、第2電極対42でHbの濃度を測定することができる。
A
スペーサ3には、少なくとも1つの開口部があればよいが、電気化学式バイオセンサAは長手方向に沿って互いに離間して形成された2つの開口部3a,3bを有している。また、スペーサ3は、端子部43が露出するように、絶縁性基材1よりも長さを短くしている。また、カバー2は、長手方向の一端部に開口部2a、他端部に開口部2cを有するとともに、開口部2aと開口部2cとの中間部に開口部2bを有している。また、カバー2も、スペーサ3の場合と同様に、端子部43が露出するように、絶縁性基材1よりも長さを短くしている。ここで、スペーサ3の開口部とカバー2の開口部とは、スペーサ3とカバー2とを積層した時に、カバー2の中央部の開口部2bが、スペーサ3の開口部3aの中央側端部と開口部3bの中央側端部の両方と一部が重なるように配置され、またカバー2の一端部の開口2aがスペーサ3の開口部3aの側端部と少なくとも一部が重なり、カバー2の他端部の開口2cがスペーサ3の開口部3bの側端部と少なくとも一部が重なるように配置される。なお、カバー2の中央部の開口部2bは、被検液の導入開口として用いることができる。開口部2bに被検液を滴下すると、被検液は第1試薬部と第2試薬部と接し、被検液と第1試薬部および第2試薬部との反応が進行する。
The
前処理において、タンパク質分解酵素によりヘモグロビンが分解されるが、その際糖化ヘモグロビンは糖化部分が切り出されて、糖化ジペプチドが生成する。第1電極対の作用極には糖化ジペプチドと特異的に反応する検出酵素が担持されており、糖化ジペプチドはその検出酵素により酸化され、過酸化水素が生成する。第1電極対の作用極と対極との間に所定の電圧を印加すると、過酸化水素濃度に応じた電流値が検出される。過酸化水素濃度は、糖化ジペプチドの濃度と相関するため、過酸化水素濃度に応じた電流値を検出することで糖化ヘモグロビンの濃度を測定することができる。一方、第2電極対には、ヘモグロビンと反応するメディエータが担持されている。メディエータは酸化還元体であり、ヘモグロビンを酸化することで、自身は還元体となり、第2電極対の作用極と対極との間に所定の電圧を印加すると、還元体濃度に応じた電流値が検出される。還元体濃度は、総ヘモグロビン濃度と相関するため、還元体濃度に応じた電流値を検出することで総ヘモグロビン濃度を測定することができる。 In the pretreatment, hemoglobin is degraded by a proteolytic enzyme, at which time the saccharified portion of saccharified hemoglobin is cleaved to produce a saccharified dipeptide. The working electrode of the first electrode pair carries a detection enzyme that specifically reacts with the glycated dipeptide, and the glycated dipeptide is oxidized by the detection enzyme to generate hydrogen peroxide. When a predetermined voltage is applied between the working electrode and the counter electrode of the first electrode pair, a current value corresponding to the concentration of hydrogen peroxide is detected. Since the concentration of hydrogen peroxide correlates with the concentration of glycated dipeptide, the concentration of glycated hemoglobin can be measured by detecting the current value corresponding to the concentration of hydrogen peroxide. On the other hand, the second electrode pair carries a mediator that reacts with hemoglobin. The mediator is a redox body. By oxidizing hemoglobin, the mediator itself becomes a reductant. When a predetermined voltage is applied between the working electrode and the counter electrode of the second electrode pair, a current value corresponding to the concentration of the reductant is generated. detected. Since the reductant concentration correlates with the total hemoglobin concentration, the total hemoglobin concentration can be measured by detecting the current value corresponding to the reductant concentration.
検出酵素としては、糖化ジペプチド(例えば、フルクトシルバリルヒスチジン)を酸化して過酸化水素を生成させるものを用いることができる。具体的には、フルクトシルペプチドオキシダーゼを挙げることができる。検出酵素の量は、例えば、センサ1個当り、もしくは1回の測定当り、例えば、0.01~100U、好ましくは0.05~10Uである。 As the detection enzyme, one that oxidizes a glycated dipeptide (eg, fructosylvalyl histidine) to produce hydrogen peroxide can be used. Specifically, fructosyl peptide oxidase can be mentioned. The amount of detection enzyme is, for example, 0.01 to 100 U, preferably 0.05 to 10 U, per sensor or per measurement.
メディエータは、特に限定されるものではないが、金属錯体(例えば、オスミウム錯体、ルテニウム錯体、鉄錯体等)、キノン化合物(例えば、ベンゾキノン、ナフトキノン、フェナントレンキノン、フェナントロリンキノン、アントラキノン、及びそれらの誘導体等)、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物が挙げられる。より具体的にはフェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選ばれる1種以上が用いられる。メディエータの配合量は、特に制限されず、1回の測定当り若しくは生体物質検出用センサ1個当り、例えば、0.1pmol~100μmolであり、好ましくは、10pmol~10μmolであり、より好ましくは、50pmol~1μmolである。 Mediators include, but are not limited to, metal complexes (e.g., osmium complexes, ruthenium complexes, iron complexes, etc.), quinone compounds (e.g., benzoquinone, naphthoquinone, phenanthrenequinone, phenanthrolinequinone, anthraquinone, derivatives thereof, etc.). ), phenazine compounds, viologen compounds, phenothiazine compounds, and phenolic compounds. More specifically potassium ferricyanide, hexaammineruthenium, ferrocene, poly(1-vinylimidazole)-bis(bipyridine)chloroosmium, hydroquinone, 2-methyl-1,4-benzoquinone, 1,2-naphthoquinone-4-sulfone acid, 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonate, 9,10-phenanthrenequinone-2,7-disulfonate, 1,10-phenanthroline-5,6-dione, anthraquinone-2-sulfonate , 1-methoxy-5-methylphenazinium methylsulfate, methylviologen, benzylviologen, methylene blue, methylene green, 2-aminophenol, 2-amino-4-methylphenol, and 2,4-diaminophenol One or more selected types are used. The amount of the mediator compounded is not particularly limited, and is, for example, 0.1 pmol to 100 μmol, preferably 10 pmol to 10 μmol, more preferably 50 pmol per measurement or per biological substance detection sensor. ~1 μmol.
本実施の形態によれば、前処理液が界面活性剤を含んでいても、総ヘモグロビン濃度の検出感度を向上させることができる。これにより、糖化ヘモグロビンのより高精度の測定が可能となる。 According to this embodiment, even if the pretreatment liquid contains a surfactant, the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration can be improved. This enables more accurate measurement of saccharified hemoglobin.
実施の形態2
本実施の形態は、実施の形態1に係る糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法に用いる糖化ヘモグロビン用測定キットに関するものであり、界面活性剤とタンパク質分解酵素を含む前処理液を用意する工程と、血液検体に前記前処理液を接触させて被検液を調製する工程と、前記被検液に含まれる糖化ヘモグロビン濃度と総ヘモグロビン濃度を測定する工程と、を含む糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法に用いる糖化ヘモグロビン用測定キットであって、前記前処理液への添加剤として、以下の一般式(I)で示されるピラゾール化合物を含むことを特徴とするものである。
The present embodiment relates to a glycated hemoglobin measurement kit used in the electrochemical measurement method for glycated hemoglobin according to
本測定キットの構成例としては、例えば、電気化学式バイオセンサ、緩衝液、タンパク質分解酵素、界面活性剤、および一般式(I)で示されるピラゾール化合物等を挙げることができる。 Examples of the configuration of this measurement kit include an electrochemical biosensor, a buffer solution, a proteolytic enzyme, a surfactant, a pyrazole compound represented by general formula (I), and the like.
本実施の形態によれば、測定キットが、ピラゾール化合物を含んでいるので、ピラゾール化合物を含まない場合に比べて、総ヘモグロビン濃度の検出感度を向上させることができる。これにより、糖化ヘモグロビンのより高精度の測定が可能となる。 According to the present embodiment, since the measurement kit contains the pyrazole compound, it is possible to improve the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration compared to the case where the pyrazole compound is not contained. This enables more accurate measurement of saccharified hemoglobin.
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below using examples, but the present invention is not limited to the following examples.
実施例1
本実施例では、電気化学式バイオセンサを用いて、種々の界面活性剤の存在下、ピラゾール化合物の総ヘモグロビン濃度の検出感度への影響を検討した。
Example 1
In this example, using an electrochemical biosensor, the effect of a pyrazole compound on total hemoglobin concentration detection sensitivity in the presence of various surfactants was investigated.
(実験方法)
<電気化学式バイオセンサの第2試薬部の組成>
フェリシアン化カリウム 2重量%
タウリン 1重量%
アクパーナ 0.06重量%
MVE/MVA 0.02重量%
ヨード 180μM
ドデシルマルトシド 0.005重量%
ここで、フェリシアン化カリウムは(和光純薬社製)、タウリンは(和光純薬社製)、アクパーナはポリアクリル酸部分中和物(住友精化社製)、MVE/MVAは(三晶社製)、ヨードは(東京化成社製)、ドデシルマルトシドはノニオン性界面活性剤(同仁化学社製)である。
(experimental method)
<Composition of the second reagent part of the electrochemical biosensor>
Taurine 1% by weight
Acupana 0.06% by weight
MVE/MVA 0.02% by weight
Iodine 180 μM
Dodecylmaltoside 0.005% by weight
Here, potassium ferricyanide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), taurine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Acpana partially neutralized polyacrylic acid (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.), MVE/MVA (manufactured by Sansho) ), iodine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and dodecyl maltoside is a nonionic surfactant (manufactured by Dojindo Kagaku Co., Ltd.).
<前処理液の組成>
リン酸緩衝液(PB)(pH6.5) 5mM
アクチナーゼE 1200U/mL
界面活性剤 2.5重量%
ピラゾール 40mM
<Composition of pretreatment liquid>
Phosphate buffer (PB) (pH 6.5) 5 mM
Actinase E 1200U/mL
Surfactant 2.5% by weight
ピラゾールは、(東京化成社製)を用いた。また、アクチナーゼEは、科研製薬社製を用いた。界面活性剤は、以下のものを用いた。
・アニオン性界面活性剤
ドデシル硫酸ナトリウム(略号:SDS)(和光純薬社製)
N-ラウロイルサルコシン(略号:NDDS)(和光純薬社製)
・カチオン性界面活性剤
ベンジルドデシルジメチルアンモニウム二水和物(東京化成社製)
デシルトリメチルアンモニウムクロリド(東京化成社製)
テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド(略号:TTAB)(東京化成社製)
・ノニオン性界面活性剤
4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニル‐ポリエチレングリコール(TritonX-100)(和光純薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノラルレート(Tween)(和光純薬社製)
N-ドデシル-β-D-マルトシド(同仁化学社製)
・両性界面活性剤
ドデシルジメチル(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド分子内塩(東京化成社製)
3-[(3-コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]プロパンスルホネート(略号:CHAPS)(同人化学社製)
Pyrazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used. In addition, actinase E used was manufactured by Kaken Pharmaceutical Co., Ltd. The following surfactants were used.
・ Anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (abbreviation: SDS) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
N-lauroyl sarcosine (abbreviation: NDDS) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・Cationic surfactant benzyldodecyldimethylammonium dihydrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Decyltrimethylammonium chloride (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.)
Tetradecyltrimethylammonium bromide (abbreviation: TTAB) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Nonionic surfactant 4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol (TritonX-100) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Polyoxyethylene sorbitan monolate (Tween) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
N-dodecyl-β-D-maltoside (manufactured by Dojindo)
・ Amphoteric surfactant dodecyldimethyl (3-sulfopropyl) ammonium hydroxide inner salt (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]propanesulfonate (abbreviation: CHAPS) (manufactured by Dojin Kagaku Co., Ltd.)
血液検体が25倍希釈されるように、血液検体に前処理液を混合し、被検液を調製した。被検液を電気化学式バイオセンサに点着し、電気化学測定を行った。電気化学測定は、電気化学式バイオセンサをビー・エー・エス社製ポテンショスタットに接続し、第2電極対の作用極-対極間に0.4Vの電圧を印加し、15秒経過後の電流値を測定した。総ヘモグロビン濃度を0~120μMの範囲で変化させた。総ヘモグロビン濃度と測定電流値の回帰直線(以下、検量線という)の傾きを算出し、ピラゾールが存在しない場合の検量線の傾きより大きい場合を、総ヘモグロビン濃度の検出感度が向上したと判定した。 A test solution was prepared by mixing a blood sample with a pretreatment liquid so that the blood sample was diluted 25 times. A test solution was spotted on an electrochemical biosensor, and an electrochemical measurement was performed. In the electrochemical measurement, the electrochemical biosensor is connected to a BAS potentiostat, a voltage of 0.4 V is applied between the working electrode and the counter electrode of the second electrode pair, and the current value after 15 seconds was measured. Total hemoglobin concentration was varied from 0 to 120 μM. The slope of the regression line (hereinafter referred to as the calibration curve) between the total hemoglobin concentration and the measured current value was calculated, and if it was greater than the slope of the calibration curve in the absence of pyrazole, it was determined that the detection sensitivity of the total hemoglobin concentration was improved. .
(結果)
図12は、SDSが存在する場合と存在しない場合の、検量線の一例である。前処理液にSDSが存在すると、存在しない場合に比べて検量線の傾きが小さくなり、検出感度が低下した。なお、総ヘモグロビン濃度は0~2782.95μMの範囲で測定した。一方、図1~図10に、前処理液がピラゾールを含む場合の検量線の測定結果を示す。前処理液にピラゾールが存在すると、用いた界面活性剤すべてにおいて、検出感度が向上した。以下の表1に検量線の傾きの値を示す。
(result)
FIG. 12 is an example of a calibration curve with and without SDS. When SDS was present in the pretreatment liquid, the slope of the calibration curve was smaller than when SDS was not present, and the detection sensitivity was lowered. The total hemoglobin concentration was measured in the range of 0-2782.95 μM. On the other hand, FIGS. 1 to 10 show the measurement results of calibration curves when the pretreatment liquid contains pyrazole. The presence of pyrazole in the pretreatment solution improved the detection sensitivity for all surfactants used. Table 1 below shows the slope values of the calibration curve.
実施例2
本実施例では、ピラゾール濃度を変化させて、総ヘモグロビン濃度の検出感度への影響を検討した。用いた前処理液の組成は、以下の通りである。
Example 2
In this example, the effect of total hemoglobin concentration on detection sensitivity was examined by varying the pyrazole concentration. The composition of the pretreatment liquid used is as follows.
<前処理液の組成>
リン酸緩衝液(PB)(pH6.5) 135mM
アクチナーゼE 1200U/mL
界面活性剤NDDS 1重量%
グルタミン酸ナトリウム 300mM
ピラゾール 10、40、80、120、200mM
<Composition of pretreatment liquid>
Phosphate buffer (PB) (pH 6.5) 135 mM
Actinase E 1200U/mL
Sodium glutamate 300 mM
(結果)
図11は、ピラゾール濃度を変化させた時の、検量線の測定結果である。ピラゾール濃度の増加とともに検出感度は向上し、80mM以上ではほぼ一定となった。
(result)
FIG. 11 shows the measurement results of the calibration curve when the pyrazole concentration was changed. The detection sensitivity improved as the pyrazole concentration increased, and became almost constant at 80 mM or higher.
比較例1
本比較例では、ピラゾールに代えて一般式(I)で示されるピラゾール以外の複素5員環化合物(以下、比較添加剤という)を用いた。用いた前処理液の組成は以下の通りである。
Comparative example 1
In this comparative example, instead of pyrazole, a five-membered heterocyclic compound other than pyrazole represented by general formula (I) (hereinafter referred to as a comparative additive) was used. The composition of the pretreatment liquid used is as follows.
<前処理液の組成>
リン酸緩衝液(PB)(pH6.5) 135mM
アクチナーゼE 1200U/mL
界面活性剤NDDS 1重量%
グルタミン酸ナトリウム 300mM
9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸ナトリウム(PQSA) 12mM
比較添加剤 10、30mM
<Composition of pretreatment liquid>
Phosphate buffer (PB) (pH 6.5) 135 mM
Actinase E 1200U/mL
Sodium glutamate 300 mM
Sodium 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonate (PQSA) 12 mM
Comparative additive 10, 30 mM
比較添加剤は、以下のものを用いた。
・イミダゾール類
イミダゾール(東京化成社製)
エチルイミダゾール(東京化成社製)
1-ブチルイミダゾール(東京化成社製)
・アミノメチルピラゾール(シグマアルドリッチ社製)
・トリアゾール(東京化成社製)
・4-アミノ-1,2,4-トリアゾール(シグマアルドリッチ社製)
・1H-テトラゾール(シグマアルドリッチ社製)
なお、アミノメチルピラゾールとトリアゾールの濃度は、10、40mMである。また、4-アミノ-1,2,4-トリアゾールと1H-テトラゾールの場合、濃度は40mMであり、PQSAは添加しなかった。
The following additives were used for comparison.
・Imidazoles Imidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Ethylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
1-Butylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・Aminomethylpyrazole (manufactured by Sigma-Aldrich)
・Triazole (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.)
・ 4-amino-1,2,4-triazole (manufactured by Sigma-Aldrich)
・ 1H-tetrazole (manufactured by Sigma-Aldrich)
The concentrations of aminomethylpyrazole and triazole are 10 and 40 mM. Also, for 4-amino-1,2,4-triazole and 1H-tetrazole, the concentration was 40 mM and no PQSA was added.
(結果)
用いた比較添加剤のいずれの場合も、これら比較添加剤を添加しない場合と比較して、検量線の傾きはほとんど変化せず、検出感度の向上は認められなかった。
(result)
In the case of any of the comparative additives used, the slope of the calibration curve hardly changed compared to the case where these comparative additives were not added, and no improvement in detection sensitivity was observed.
1 絶縁性基材
2 カバー
2a,2b,2c カバー開口部
3 スペーサ
3a,3b スペーサ開口部
4 導電部
41 第1電極対
41a 作用極
41b 対極
42 第2電極対
42a 作用極
42b 対極
43 端子部
44 リード部
Claims (4)
血液検体に前記前処理液を接触させて被検液を調製する工程と、
前記被検液に含まれる糖化ヘモグロビン濃度と総ヘモグロビン濃度を測定する工程と、を含む、糖化ヘモグロビンの電気化学測定方法。
a step of bringing the pretreatment liquid into contact with a blood specimen to prepare a test liquid;
A method for electrochemically measuring glycated hemoglobin, comprising a step of measuring a glycated hemoglobin concentration and a total hemoglobin concentration contained in the test solution.
前記前処理液への添加剤として、以下の一般式(I)で示されるピラゾール化合物を含む、糖化ヘモグロビン用測定キット。
A measurement kit for glycated hemoglobin, containing a pyrazole compound represented by the following general formula (I) as an additive to the pretreatment liquid.
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