JP2585723B2 - 検出系の反応停止方法 - Google Patents

検出系の反応停止方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過酸化酵素を用いる生体成分の分析方法に関
し、特に過酸化酵素による基質の酸化反応を利用する検
出系の反応停止方法に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
臨床検査、診断分析においては、各種生体成分の定
性、定量を行うに当り、酵素、特に過酸化酵素(ペルオ
キシダーゼ)の反応を利用する測定法が広く用いられて
いる。過酸化酵素は過酸化水素を水素受容体として種々
の物質の酸化反応を触媒する酵素であり、基質である色
原体の酸化反応に基く光学的変化を拠所として検出系に
利用できる。例えば、コレステロール、グルコース等を
解析対象とする生体成分の測定には、対応する酸化酵素
であるコレステロールオキシダーゼ、グルコースオキシ
ダーゼ等を作用させ、生成する過酸化水素量と過酸化酵
素による発色反応を用いて定量することができる。又、
抗原抗体反応を利用した免疫測定法においても、標識体
として過酸化酵素を用いることにより、その活性量又は
活性の変化を発色反応により検出し、試料中の目的とす
る成分を測定することができる。
一方、目的とする生体成分の測定に正確を期するなら
ば、過酸化酵素による酸化反応を最適な時点で停止させ
る事が必要である。従来、この酸化反応の停止はアジ化
ナトリウムや弗化ナトリウム等の酵素阻害剤や変性剤、
或は塩酸、硫酸等の無機酸停止剤の添加が利用されてい
た。停止剤として塩酸や硫酸を用いると、例えば基質と
してo−フェニレンジアミンを用いた場合、その最大吸
収波長における吸光度が2倍以上上昇するなど、一般に
高感度となり、測定に有利となる。しかしながら塩酸、
硫酸等の無機酸の添加も発色の完全停止には到らず、非
酵素的酸化反応により経時的に吸光度が上昇することが
知られている。又、この上昇に対しては酸に亜硫酸ナト
リウムを添加することにより抑制できることが報告され
ている(Journal of Clinical Chemistry and Clinical
Biochemistry,23,p41−44,1985)。しかしながら、こ
の亜硫酸ナトリウムの添加も亜硫酸ガスが発生するなど
実用的には問題を抱えている。
〔発明の目的〕
前記の情況に照し、本発明の目的は、過酸化酵素によ
る基質の酸化に於て副次反応を抑止した検出系の反応停
止方法を提供することにある。
〔発明の構成〕
前記した本発明の目的は、過酸化酵素による基質の酸
化反応を利用する検出系において、反応停止剤として、
燐オキソ酸、スルファミン酸、芳香族スルホン酸化合物
の中から選ばれた少くとも1種の化合物を用いる検出系
の反応停止方法により達成される。
本発明によれば、過酸化酵素による基質の酸化反応は
完全に停止し、副次反応である非酵素的な酸化反応によ
る検出値の上昇が抑制され、検出系の反応が停止する。
その結果、目的とする生体成分の極めて精度よい正確な
測定が可能となる。
前記燐オキソ酸としては、五酸化燐、オルト燐酸、亜
硫酸、次燐酸、次亜燐酸や、2つ以上の燐オキソ酸が結
合した縮合燐オキソ酸である、ピロ燐酸、ポリ燐酸、メ
タ燐酸、ウルトラ燐酸が使用可能である。酸化数が5で
ある五酸化燐、オルト燐酸、又はそれらの縮合した結合
燐酸が好ましい。特に、オルト燐酸、ピロ燐酸が好まし
い。
前記芳香族スルホン酸化合物としては、芳香族化合物
の芳香環にスルホン酸が置換したものであればよい。芳
香環としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環があげ
られる。芳香環は他の置換基、たとえばアルキル基、ア
ルケニル基等の脂肪族炭化水素残基、シクロヘキシル基
等の脂環式化合物残基、ピリジニル基、キノリル基、フ
ラリル基、チアゾリル基等のヘテロ環残基、フェニル
基、ナクチル基等のアリール基、あるいは水酸基、アル
コキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、
アミド基、ハロゲン等の置換基で置換されていても良
い。本発明に有用な代表的な芳香族スルホン酸化合物と
しては、ベンゼンスルホン酸誘導体が挙げられ、特にベ
ンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、スルホサ
リチル酸が好ましい。
本発明に係る過酸化酵素としては、植物由来、動物由
来、微生物由来等いずれの由来のものでもよく、その例
として、ホースラデッシュペルオキシダーゼ、ラクトペ
ルオキシダーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、ミエ
ロペルオキシダーゼ、チトクロームCペルオキシダーゼ
等が挙げられる。特にホースラデッシュペルオキシダー
ゼが好ましい。
過酸化酵素による基質の酸化反応には過酸化物質が必
要とされる。過酸化物質としてはいずれの過酸化物質、
たとえば有機過酸化物質であっても良いが、過酸化水素
が好ましい。
本発明に係る過酸化酵素の基質としては、酸化される
事により解析手段を与える物質を用いる事ができ、呈色
色素を生成する色原体が一般的であるが、発光物質ある
いは蛍光物質を生成する物質であっても良い。一般に過
酸化酵素と過酸化水素の酵素反応を利用する検出系に用
いられる基質が使用可能である。その例として芳香族ア
ミン化合物やフェノール系化合物が挙げられる。代表的
具体例としてはo−フェニレンジアミン、3,3′,5,5′
−テトラメチルベンジジンが挙げられ、特にo−フェニ
レンジアミンが好ましい。
本発明に係る停止剤は過酸化酵素による酸化反応が進
行する溶液中に適当量を添加することによりpHを低下せ
しめ、過酸化酵素の活性を完全に失活させることができ
る。たとえば、色原体としてo−フェニレンジアミンを
用いた場合、塩酸や硫酸を停止剤として用いた場合と同
様、生成色素の最大吸収波長がシフトし、それに伴い吸
光度が増加し高感度な測定が可能となる。さらに副次的
な非酵素的酸化反応による経時的な色素の生成を抑制
し、測定値を一定に保ち、検出系の反応を停止する。
酵素反応の進行する溶液中に添加する本発明の停止剤
の量は酵素の活性を失活させ得る量であればよく、反応
溶液中における最終的な至適濃度は、その種類によって
多少異なるが、燐オキソ酸の場合は1w/v(重量/容量)
%以上であれば良く、5〜50w/v%がより好ましい。
又、スルファミン酸の場合は1w/v%以上が好ましく3
〜20w/v%がより好ましい。
又、芳香族スルホン酸化合物の場合は0.1w/v%以上が
好ましく、1w/v%以上がより好ましく、更に5〜50w/v
%の範囲が特に好ましい。
本発明に係る停止剤は、各々2種以上を併用しても良
く、又、他の公知の停止剤、たとえば塩酸、硫酸、亜硫
酸ナトリウム等と同時に用いても良い。その場合は前記
至適濃度以下でも有効である。さらに、過酸化酵素の酸
化反応時に添加することにより検出系を安定化する化合
物、たとえば、キレート化合物、蓚酸、蓚酸塩、アルデ
ヒド、結合燐酸化合物等を前記酵素反応を阻害しない程
度に併用しても良い。これらの酸化反応の安定化剤は酸
化反応の溶媒中に添加される。
その添加時期は停止剤添加直後までのいづれの時点で
もよく、或は予め停止剤に混合しておいてもよい。
過酸化酵素の酸化反応に用いる溶媒としては一般に水
系溶媒が好ましいが、酵素反応を極端に阻害するもので
なければ、有機溶媒又は有機溶媒と水系溶媒の混合溶媒
であってもよい。溶媒のpHは緩衝剤を加えて過酸化酵素
の酸化反応に、適当なpH値に整えられることが望まし
く、そのpH値は、3〜9が好ましい。又溶媒中の基質濃
度は0.1〜100mMが好ましい。
次に前記各要件を備えた本発明に係る検出系の態様例
を示す。
例えば0.1〜100mMの色原体を含有させたpH3〜9の範
囲の好ましいpHの緩衝液を調製する。過酸化酵素活性を
測定する場合はさらに過酸化水素を、過酸化水素量を測
定する場合はさらに過酸化酵素を一定量含有せしめ、発
色反応試薬液とする。さらに、試薬液中に前記発色反応
時の安定化剤たとえば縮合燐酸塩を適当量含有せしめて
も良い。調製した試薬液と試料とを混合し2〜50℃の温
度で酵素反応を利用した発色反応を行わせる。一定時間
後に停止剤を加え反応を停止せしめる。試料中の過酸化
酵素活性又は過酸化水素量に応じて色原体が酸化され、
その結果生じた色素を光学的に検出、たとえば最大吸収
波長における吸光度を測定する。
一方、既知量の過酸化酵素又は過酸化水素について同
様な操作を行なって検量線を作成し、該検量線と測定値
との対比により試料中の分析対象成分が定量される。
本発明は任意の酵素免疫測定法、たとえば均一系測定
法又は不均一系測定法、競合法又は非競合法、ELISA
法、サンドウィッチ法等、いずれの一般的な測定法にも
適用可能である。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
これらの実施例は本発明の範囲を何ら制限するものでは
ない。
実施例1 3mg/mlの濃度のo−フェニレンジアミン2塩酸塩、0.
02%の濃度の過酸化水素を含む50mMくえん酸−100mM燐
酸緩衝剤(pH4.9)を調製し、発色反応試薬液とした。
試薬液0.5mlに0.1μg/mlの濃度のホースラディッシュペ
ルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウスイムノグロブリン抗体
(タゴ社製)5μを添加し、37℃の暗所にて30分間反
応させた。次いで各停止剤2mlを加え反応を停止させ、
その吸収スペクトルを測定した。比較例として硫酸を加
えたもの及び停止剤の代りに純水を加えたものを測定し
た。最大吸収波長とその吸光度を表1に示す。
表1に示されるように、本発明の停止剤は硫酸の場合
と同様に、燐オキソ酸及びスルファミン酸の場合492nm
に、芳香族スルホン酸化合物の場合は502nmに、夫々最
大吸収波長が長波長側にシフトし、その結果、吸光度が
増加し、感度が向上した。
実施例2 抗体とて、特開昭62−174100号に記載されたガラクト
シラーゼアイソザイムIIに対するモノクローナル抗体38
72を用いた。
モノクローナル抗体3872を10μg/mlの濃度でABSビー
ズに固定化した後、1%牛血清アルブミン(以下BSAと
称す)の燐酸緩衝食塩水(pH7.4)(以下PBSと称す)に
てブロッキングした。さらに陽性サンプルである人腹水
と21℃で一晩反応させPBSで洗浄後次いでペルオキシダ
ーゼを結合したモノクローナル抗体3872と21℃2時間反
応させた後、再度PSBにて洗浄した。ビーズを試験管に
移し、発色反応試薬液すなわち3mg/mlの濃度のo−フェ
ニレンジアミン2塩酸塩及び0.02%の濃度の過酸化水素
を含む50mMくえん酸−100mM燐酸緩衝液(pH4.9)0.5ml
を加えた。37℃にて30分間反応後、停止液2mlを加え、
室温暗所に静置し492nmにおける吸光度を経時的に測定
した。
本発明の停止液としては燐オキソ酸を用い、比較とし
て硫酸を用いた。結果を表2に示す。
なお、表中での値は、1回目の測定時(3分)におけ
る測定値並びに2回目(30分)、3回目(150分)の測
定時の測定値と1回目の測定値との差を示した。
本発明に係る停止剤燐オキソ酸を用いた場合酵素反応
停止後の色素の生成が抑制される事がわかる。
実施例3 停止剤としてスルファミン酸又はスルファミン酸とピ
ロリン酸の組合せを用いた以外は実施例2と同様に行な
った。結果を表3に示す。
本発明の停止剤であるスルファミン酸を用いた場合、
酵素反応停止後の色素の生成が抑制されることがわか
る。
実施例4 実施例1に準じて芳香族スルホン酸化合物の停止剤と
しての効果を求めた。
発色試薬液中にさらに0.1W/V%のトリポリ燐酸ナトリ
ウムを加えたものについても行なった。
芳香族スルホン酸化合物を停止剤として用いた場合は
500nmにおける吸光度を測定した。結果を表4に示す。
本発明の停止剤である芳香族スルホン酸化合物を用い
た場合、酵素反応停止後の色素の生成が抑制される事が
わかる。さらに、縮合燐酸塩であるトリポリ燐酸ナトリ
ウムを併用した場合、より効果的である。
〔発明の効果〕
本発明により、過酸化酵素の酸化反応を完全に停止す
ることができ、停止後の非酵素的な基質の酸化が抑制さ
れ、正確な値を保持することが可能となり、さらに、酵
素活性又は過酸化水素量さらにはこれらに対応する解析
対象物質の測定を極めて精度の高いものとすることが可
能となった。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】過酸化酵素による基質の酸化反応を利用す
    る検出系において、反応停止剤として燐オキソ酸、スル
    ファミン酸、芳香族スルホン酸化合物の中から選ばれた
    少くとも1種の化合物を用いることを特徴とする検出系
    の反応停止方法。
  2. 【請求項2】前記燐オキソ酸がオルト燐酸又は縮合燐酸
    である請求項1に記載の検出系の反応停止方法。
  3. 【請求項3】前記芳香族スルホン酸化合物がベンゼンス
    ルホン酸誘導体であることを特徴とする請求項1に記載
    の検出系の反応停止方法。
  4. 【請求項4】芳香族スルホン酸化合物がベンゼンスルホ
    ン酸、p−トルエンスルホン酸又はスルホサリチル酸で
    ある請求項1又は3に記載の検出系の反応停止方法。
  5. 【請求項5】過酸化酵素の基質がo−フェニレンジアミ
    ンである請求項1〜4のいずれかに記載の検出系の反応
    停止方法。
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