JP2509636B2 - 生理活性物質固定化組成物 - Google Patents

生理活性物質固定化組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は酵素、抗体等の生理活性物質を脂質膜表面に
固定化した生理活性物質固定化組成物に関する。
(従来の技術) 従来、リポソームやLB膜のような脂質からなる膜の表
面に酵素や抗体等の生理活性物質を固定化する方法とし
ては以下のようなものが知られている。
N−ヒドロキシサクシンイミジル3−(2−ピリジル
ジチオ)プロピオネート(SPDP)で修飾したホスファチ
ジルエタノールアミン(DTP-DPPE)を用いる方法(L.D.
Leserman,J.Barnet,F.Kourilski and J.N.Weinstein;Na
ture,288,pp.602-604(1980),F.J.Martin,W.L.Hubbell
and D.Papahadjopoulos;Biochemistry,20,pp.4229-423
8(1981)等)。
チオマレイミド基を導入した脂質を用いる方法(H.Ha
shimoto,M.Sugawara and H.Endoh;J.Immunol.Methods,6
2,pp.155-162(1983))。
ジスルフィド基を導入した脂質を用いる方法(特公昭
61-45775号公報)。
これらの方法によれば、例えばリポソーム上に多量の
抗体を固定化することができる。本発明者らも、先に特
願昭58-224509号において、表面に親水性の抗体又は抗
原を固定化し、内部に親水性の標識物質を封入したリポ
ソーム試薬を開示した。しかし、本発明者らの研究によ
れば、こうした従来の方法で調製された抗体固定化リポ
ソームは血液又は血清と混合するだけで著しく崩壊して
しまい、封入物(例えば標識物質として用いられる蛍光
性化合物)が遊出することが認められた。このため、血
液中の被検物質を分析しようとしても、バックグラウン
ドノイズが上昇して正確な測定が不可能であった。これ
は、抗原−抗体反応以外に血液又は血清中のタンパク質
や微量化学成分とリポソームとの非特異的な反応が起る
ためであると考えられる。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、血液や血清との反応が起らず、血液中の被検物質
の分析が正確に行なえる生理活性物質固定化組成物を提
供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段と作用) 本発明の生理活性物質固定化組成物は、脂質膜表面に
固定化用試薬を介して生理活性物質を固定化した生理活
性物質固定化組成物において、上記固定化用試薬が一般
式 R−Y−(CH2)n−X (ただし、Xはハロゲン原子、Yは−NHCO−、−COO−
又は−O−、Rは脂質残基、nは1〜6)で表わされる
ことを特徴とするものである。
本発明において、ハロゲン原子としてはCl、Br又はI
が用いられる。また、脂質残基としては例えばホスファ
チジルエタノールアミン残基が用いられる。
本発明において、脂質膜表面に固定化される生理活性
物質としては、蛋白質又はペプチド(例えばIgG、IgE、
IgD、IgA、IgM等の免疫グロブリン;トランスアミナー
ゼ、乳酸脱水素酵素、クレアチンホソホキナーゼ等の酵
素類;AFP、CEA等の腫瘍マーカー;インシュリン、成長
ホルモン等のペプチドホルモン等)、糖質(例えば各種
ルイス抗原、フォルスマン抗原、微生物細胞壁多糖)、
核酸関連物質(例えばポリヌクレオチド、ヌクレオチ
ド、ヌクレオシド等)、脂質(例えばリポ蛋白質、カル
ジオピリン等)、その他の低分子物質(例えばステロイ
ドホルモン、チロキシン、各種薬物等)が挙げられる。
これらの生理活性物質は未処理でもよいが、SH基を導
入しておくことが望ましい。このようにSH基を導入する
には、酵素(ペプシン等)による処理、還元処理、二官
能性試薬(例えばSPDP)による処理等を行なえばよい。
本発明の生理活性物質固定化組成物では、脂質膜表面
にはハロゲン化アルキル基が導入され、生理活性物質は
この官能基を介して安定な化学結合で固定化でき、しか
もこの官能基は比較的不活性であり血液又は血清中のタ
ンパク質や微量化学成分との非特異反応が起ることが少
ない。したがって、バックグラウンドノイズのレベルが
低下して正確な測定を行なうことができるとともに、被
検物質の希釈度を低く抑えて高感度化を図ることができ
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を説明する。
実施例1 官能性脂質:ブロムアセチル−ジパルミトイルホスフ
ァチジルエタノールアミン(BrAc-DPPE)の合成 ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DP
PE、シグマ社製)70mg、ブロモ酢酸(和光純薬製)25mg
及びヒドロキシサクシンイミド(ペプチド研究会製)20
mgをクロロホルム約30mlに懸濁した後、ジシクロヘキシ
ルカルボジイミド(ペプチド研究会製)30mg及びトリエ
チルアミン(和光純薬製)40μlを添加して室温で1晩
反応させた。得られた液から溶媒を除去した後、酢酸エ
チル30mlを添加した。生成した白色沈殿をロ別した後、
再び溶媒を除去した。これをクロロホルム2mlに溶解
し、薄層クロマトグラフ(#5717、メルク社製)によ
り、展開溶媒としてクロロホルム/メタノール/水=65
/25/4の混合溶媒を用い、生成物を分離精製した。得ら
れたBrAc-DPPEの赤外吸収スペクトルを第1図に示す。
第1図では、−CH2Brに起因する1170cm-1の特性吸収の
ほか、各種特性吸収が出現し、原料(DPPE)のIRスペク
トルと比較することにより、生成物が下記構造式を有す
ることが確認された。
このBrAc-DPPEをクロロホルムで1mM濃度に希釈して−20
℃で保存した。
BrAc-DPPE含有リポソームの調製 使用した脂質は全てクロロホルム又はクロロホルム/
メタノール(2/1)混合溶媒に溶解した。
5mMのジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC、
シグマ社製)200μl、10mMのコレステロール(シグマ
社製)100μl及び1mMのBrAc-DPPE 50μlを10ml容量の
ナシ型フラスコに入れ、更にクロロホルム2mlを加えて
よく混合した。次に、約40℃の水浴中でロータリーエバ
ポレータにより溶媒を除去した。再びクロロホルム2ml
を加えて充分攪拌した後、再度ロータリーエバポレータ
ーにより溶媒を除去した。この操作を数回繰り返すと、
フラスコ壁面に脂質薄膜が形成された。つづいて、フラ
スコをデシケータ中に移し、真空ポンプで約1時間吸引
して溶媒を完全に除去した。
次いで、0.2Mのカルボキシフルオレセイン(イースト
マン・コダック社製、pH7.4:以下、CFと記す)100μl
を添加し、フラスコ内部を窒素で置換した後、密栓して
約60℃の水浴中に約1分間浸漬した。つづいて、Vortex
ミキサーを用い、フラスコ壁面の脂質薄膜が完全に消失
するまでフラスコを激しく振とうした。この操作により
リポソーム懸濁液が調製された。更に、リポソーム懸濁
液に0.01MのHEPES緩衝液(0.85%NaCl含有、pH7.45:以
下、HBSと記す)を少量添加した後、全て遠心チューブ
に移し、4℃において1500rpmで20分間遠心する操作を
数回繰り返した。最後に、2mlのHBSに懸濁させた。
BrAc-DPPE含有リポソームとモルモット血清との反応 で調製したBrAc-DPPE含有リポソームをゼラチン−
ベロナール緩衝液(GVB+、pH7.2)で10倍に希釈した。
一方、モルモット血清をGVB+で1〜80倍の所定の希釈率
で希釈した。これらを等量ずつ混合して37℃に保持し、
30分後に遊出したCFの蛍光強度を蛍光分光光度計(MTP-
32、コロナ電気製)で測定した。
血清溶液の代りにGVB+を加えた場合の蛍光強度を0
%、血清溶液の代りに水を加えた場合の蛍光強度を100
%として、各倍数で希釈した血清溶液を加えた場合の蛍
光強度の相対値を計算し、これを相対遊出率として第2
図に示す。第2図から明らかなように希釈率が10倍以下
の血清溶液を加えた場合には若干リポソームの崩壊が認
められるが、希釈率が20倍以上の血清溶液を加えてもリ
ポソームは全く破壊されない。
BrAc-DPPE含有リポソームへのヒトIgGの固定化 で調製したBrAc-DPPE含有リポソームを3mg/mlのヒ
トIgG/HBS溶液1mlに懸濁し、20℃で43時間混合攪拌し
た。反応後、GVB-(Ca2+及びMg2+を含まないGVB+)で3
回遠心洗浄した。最後に、GVB- 2mlを加え、冷蔵庫中で
保存した。
ヒトIgG固定化リポソームによるウサギ抗−ヒトIgG抗
体の測定 で得られたヒトIgG固定化リポソームをGVB+で10倍
に希釈した。一方、ウサギ抗−ヒトIgG抗体をGVB+で10
-6〜10-1mg/mlの所定の濃度に希釈した。これらを等量
ずつ混合して37℃で反応させ、30分後に遊出したCFの蛍
光強度を蛍光分光光度計で測定し、上記と同様にして相
対遊出率を求めた結果を第3図に示す。なお、第3図に
おける横軸の0はモルモット血清をGVB+で40倍に希釈し
た溶液を加えた場合である。第3図から明らかなよう
に、ヒトIgG固定化BrAc-DPPE含有リポソームにより、ウ
サギ抗−ヒトIgG抗体の濃度に依存した応答が得られ、
正確な測定が可能であることがわかる。
比較例1 ジチオピリジルプロピオン酸アミドを導入したDPPE
(DTP-DPPE、従来の固定化用試薬)を含有するリポソー
ムとモルモット血清との反応 DPPEとN−サクシンイミジル3−(2−ピリジルジチ
オ)プロピオネート(SPDP)とトリエタノールアミンの
存在下に反応させ、DTP-DPPEを調製した。このDTP-DPPE
をBrAc-DPPEの代りに用い、上記実施例1と同様にしてD
TP-DPPE含有リポソームを調製した。更に、DTP-DPPE含
有リポソームとモルモット血清とを混合してCFの相対遊
出率を測定した結果を第4図に示す。第4図から明らか
なように、DTP-DPPE含有リポソームは希釈率の高いモル
モット血清に対しても崩壊してしまい、著しく不安定で
あることがわかる。
比較例2 マレイミドフェニルブチレート(MPB)を導入したDPP
E(MPB-DPPE、従来の固定化用試薬)を含有するリポソ
ームとモルモット血清との反応 Hashimotoらの方法に従い、DPPEとサクシンイミジル
4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート(SMPB、ピ
アース社製)とをジシクロヘキシルカルボジイミド及び
トリエチルアミン共存下で反応させ、MPB-DPPEを調製し
た。このMPB-DPPEをBrAc-DPPEの代りに用い、上記実施
例1と同様にしてMPB-DPPE含有リポソームを調製した。
更に、MPB-DPPE含有リポソームとモルモット血清とを混
合してCFの相対遊出率を測定した結果を第5図に示す。
第5図から明らかなように、MPB-DPPE含有リポソームは
希釈率の高いモルモット血清に対しても崩壊してしま
い、著しく不安定であることがわかる。
実施例2 官能性脂質(ClAc-DPPE、BrAc-DPPE及びIAc-DPPE)の
合成 1mMのハロゲン化酢酸(別個にクロロ酢酸、ブロモ酢
酸及びヨード酢酸の3種を使用)をクロロホルム30mlに
溶解し、N−ヒドロキシサクシンイミド1.2mM及びジシ
クロヘキシルカルボジイミド1.2mMを添加し、室温で3
時間反応させた後、ロータリーエバポレーターで乾燥
し、酢酸エチル30mlを加えた。生成した白色沈殿をロ別
した後、再び溶媒を除去し、クロロホルム10mlに再溶解
させた。次に、100μMのDPPEをクロロホルム30mlに懸
濁させ、これに上記溶液2ml及びトリエチルアミン50ml
を加え、室温で1晩反応させた。更に、溶媒を濃縮した
後、薄層クロマトグラフにより、展開溶媒としてクロロ
ホルム/メタノール=70/30の混合溶媒を用い、生成物
を分離精製した。各ハロゲン化アルキル基を導入したDE
EPの収率は約50%であった。なお、最終生成物はクロロ
ホルムで1mM濃度に希釈して−20℃で保存した。
リポソームの調製 実施例1と全く同様にして、各ハロゲン化アルキル基
を導入したDEEPを含有するリポソーム(標識物質として
CFを封入)を調製した。
モノクローナル抗体の修飾 モノクローナル抗−ヒトAFP抗体10mgをpH4.5の酢酸緩
衝液に溶解し、ペプシン(シグマ社製)100μgを添加
し、37℃で1時間反応させた後、高速液体クロマトグラ
フでF(ab′)分画のみを分取した。このF(ab′)
分画をpH6、0.1Mのリン酸緩衝液中に溶解し、これに
メルカプトエチルアミン・塩酸塩10mgを加え、37℃で90
分間反応させた。その後、セファデックスG-25(ファル
マシア社製)により、pH8.0、0.01Mのホウ酸緩衝液を用
いてゲルロ過し、タンパク分画(Fab′)のみを分取し
た。このFab′分画のOD280nmは約1であった。また、こ
のFab′分画は遊離のSH基を含有している。
リポソームへのモノクローナル抗体の固定化 で調製したリポソーム懸濁液とで得られたFab′
分画とを混合し、20℃で44時間攪拌・反応させた。反応
後、GVB-で3回洗浄し、最後にGVB- 2mlに懸濁して4℃
で保存した。
モノクローナル抗体固定化リポソームによるヒトAFP
の測定 で調製されたモノクローナル抗体固定化リポソーム
をGVB+で10倍に希釈した。一方、ヒトAFPをGVB+で0.1〜
104ng/mlの濃度範囲に希釈した。これらを10μlずつ混
合して37℃で10分間インキュベートした。次に、50倍希
釈のウサギ抗−ヒトAFP抗体(Dako社製)溶液25μl及
び20倍希釈の補体(モルモット血清)溶液25μlを添加
し、更に37℃で30分間反応させた。次いで、0.01M EDTA
−ベロナール緩衝液100μlで反応を停止させ、各濃度
のヒトAFP溶液について遊出したCF量を実施例1と同様
に測定した。この結果を第6図に示す。ただし、第6図
は官能性脂質としてBrAc-DPPEを用いた場合の測定結果
である。なお、第6図の横軸のLはリポソーム懸濁液単
独の場合、0はGVB+のみを添加した場合である。第6図
から、1〜103ng/mlの濃度範囲では極めて正確にヒトAF
Pを測定できることがわかる。
官能性脂質のハロゲンの種類の影響 と全く同様にモノクローナル抗−ヒトAFP抗体のFa
b′分画を分取し、その濃度をOD280nm=0.5と上記の約
半分に調整した後、と同様にそれぞれClAc-DPPE、BrA
c-DPPE及びIAc-DPPEと反応させてモノクローナル抗体固
定化リポソームを調製した。
次に、と同様に各モノクローナル抗体固定化リポソ
ームと所定濃度のヒトAFPとを反応させ、更に50倍希釈
のウサギ抗−ヒトAFP抗体溶液25μl及び20倍希釈の補
体溶液25μlを添加して反応させて、各濃度のヒトAFP
溶液について遊出したCF量を実施例1と同様に測定し
た。この結果を第7図に示す。なお、第7図の横軸のLi
pはリポソーム懸濁液のみの場合、Lip+Cはリポソーム
懸濁液に補体溶液のみを添加した場合である。第7図か
ら、いずれのリポソームでもヒトAFPに対して良好な応
答を示すことがわかる。ただし、応答性はCl<Br<Iの
順に良好である。
実血清との反応 実血清10検体をGVB+で10倍に希釈したものと上記モノ
クローナル抗体固定化リポソーム(官能性脂質はBrAc-D
PPE)とを混合し、20倍に希釈した補体溶液25μlを添
加して37℃で30分間反応させた時の相対遊出率を第1表
に示す。なお、第1表中、比較例3は特願昭58-224509
号において開示したモノクローナル抗体固定化リポソー
ム(官能性脂質はDTP-DPPE)についての結果である。
第1表から、本実施例のモノクローナル抗体固定化リ
ポソームは血清に対して高い安定性を示すことがわか
る。
なお、以上の実施例では脂質膜としてリポソームを用
い、生理活性物質として抗体を固定化した場合について
説明したが、脂質膜として例えばLB膜を用いてもよい
し、生理活性物質として酵素等を用いてもよいことは勿
論である。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、血液や血清に対
して安定で、被検物質に対して高精度かつ高感度な測定
が可能な生理活性物質固定化組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1において合成されたBrAc-DPP
Eの赤外吸収スペクトル図、第2図は本発明の実施例1
におけるBrAc-DPPE含有リポソームとモルモット血清溶
液とを混合したときのCFの相対遊出率を示す特性図、第
3図は本発明の実施例1におけるヒトIgG固定化BrAc-DP
PE含有リポソームとウサギ抗−ヒトIgG抗体溶液とを混
合したときのCFの相対遊出率を示す特性図、第4図は比
較例1におけるDTP-DPPE含有リポソームとモルモット血
清溶液とを混合したときのCFの相対遊出率を示す特性
図、第5図は比較例2におけるMPB-DPPE含有リポソーム
とモルモット血清溶液とを混合したときのCFの相対遊出
率を示す特性図、第6図は本発明の実施例2におけるモ
ノクローナル抗体固定化BrAc-DPPE含有リポソームとヒ
トAFP溶液とを混合したときのCFの相対遊出率を示す特
性図、第7図は本発明の実施例2におけるモノクローナ
ル抗体を固定化したClAc-DPPE、BrAc-DPPE又はIAc-DPPE
含有リポソームとヒトAFP溶液とを混合したときのCFの
相対遊出率を示す特性図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】脂質膜表面に固定化用試薬を介して生理活
    性物質を固定化した生理活性物質固定化組成物におい
    て、上記固定化用試薬が一般式 R−Y−(CH2)n−X (ただし、Xはハロゲン原子、Yは−NHCO−、−COO−
    又は−O−、Rは脂質残基、nは1〜6)で表わされる
    ことを特徴とする生理活性物質固定化組成物。
  2. 【請求項2】Xのハロゲン原子がCl、Br又はIであり、
    Rがホスファチジルエタノールアミン残基であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の生理活性物質固
    定化組成物。
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