JP2749009B2 - 血清サンプル中のldlの特異的定量方法および試薬 - Google Patents

血清サンプル中のldlの特異的定量方法および試薬

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LDL沈殿剤およ
び/または水溶性ポリマー、特にポリアニオン並びに界
面活性剤の1種および/または界面活性剤混合物の存在
下で、生物学的液体中のLDLを特異的に定量する方法
に関するものである。本発明はまた、VLDLの干渉を
有意に低下させる利点を有する、この方法に好適な試薬
にも関するものである。ポリマーは特定的に分枝構造を
有し、側鎖が酸性基、特に分枝アルカンスルホン基であ
るものである。
【0002】
【従来の技術】血漿中、特に血清中のLDL値の定量は
臨床上の重要性が高くなって来ている:総コレステロー
ル含有量の80%までがいわゆる低密度リポタンパク質
(LDLまたはβ−画分)の形態で輸送され、したがっ
てこれらが現在脂質代謝において最も重要なアテローム
誘発性成分と考えられている粒子の一部となっている。
その上、血漿中LDL濃度の上昇は高血圧、高インスリ
ン血またはエンドトキシンなどの他の病毒に匹敵する直
接の内皮損傷作用を与え得ることが知られている。ま
た、アテローム硬化型プラーク中に蓄積されたコレステ
ロールも、当初は血漿中にLDLコレステロールの形態
で存在していたものであることが知られている。
【0003】現在、血漿中、特に血清中のLDLまたは
β−コレステロールの定量測定に利用し得るいくつかの
方法がある(Mills,G.l.,Lane,P.A.,Weech,P.K.:A guid
ebook to lipoprotein technique.Elsevier,Amsterdam,
1984;Cremer,P.and Seidel,D.:Dtsch.Gesell.Klin.Che
m.Mittl.21,1990,215-232)。基本的な差異は、一つは
超遠心や電気泳動などの分別による手法、またもう一つ
は沈殿による手法であるという点である。前者は高価な
機器の操作を必要とし、また時間も非常にかかる。した
がってこれらは主に参考および確認試験として使用され
る。現在では、高分子量で、大部分は陰性荷電性の物質
を使用した沈殿が、実験室における常法である。現在の
臨床診断においては、特にLDL沈殿試薬として、デキ
ストラン硫酸塩、ポリビニル硫酸塩、多環式表面活性ア
ニオンまたはヘパリンが使用される。しかし、これらの
方法には欠点が一つある。酸性媒体中でのヘパリン、ま
たは脂肪分解活性が強いかまたは存在する血清サンプル
中での多環式アニオンでの沈殿は、LDLコレステロー
ルについて実際よりも高い結果を示すのである。LDL
定量に関して最も高い精度を示すことから、現在良好な
試薬と考えられている、デキストラン硫酸塩またはポリ
ビニル硫酸塩(PVS)を使用した場合、脂肪分解活性
が強いかまたは存在する血清サンプル中での測定値は実
際よりも低い。さらに、デキストラン硫酸塩を含有する
沈殿試薬は、検定するサンプル中に遊離脂肪酸またはト
リグリセリドが多量に存在する場合にも、実際よりも低
い結果を示す。トリグリセリドが多いサンプルにおける
干渉は、主に高濃度のVLDLの存在が原因である。こ
の干渉は、ヘパリン治療中の患者においてはさらに強
い。沈殿法のすべてに共通するもう一つの欠点は、LD
Lの他に、LDL類似リポタンパク質Lp(a)もまた
沈殿することである。したがって、これらの方法は完全
にLDL特異的ではない。
【0004】DE 42 23 355に、ある種のアルカンスルホ
ン酸基を有するポリマーを使用する、LDLの特異的定
量方法が記載されている。しかし、この方法は、特に高
比率VLDL含有サンプルに関し、現在の必要性を部分
的にしか満足させない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡単
で迅速であって、リポタンパク質粒子、特にVLDLに
よる、または高濃度のトリグリセリド若しくは遊離脂肪
酸またはヘパリン化サンプルによる干渉が存在しない、
LDLの特異的定量方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的は、検定すべき
サンプルに、LDL沈殿剤、または水溶性ポリマー、例
えばアニオン性側鎖を含有するものと界面活性剤の1種
または界面活性剤混合物を添加することによって達成さ
れる。続いて、形成されたLDL特異的凝集物(凝結
物)の含有量を比濁測定によって直接定量する。本発明
の界面活性剤または界面活性剤混合物を添加すると、沈
殿剤としてデキストランまたはPVSを使用する従来の
常法においても、VLDLの干渉を低下させることがで
きる。
【0007】可能な水溶性ポリマーは、DE 42 23 355
の、アクリル酸エステル単量体から誘導した、アニオン
性側鎖を有するものであるが、デキストラン硫酸塩およ
びヘパリンもまた使用可能である。特に好ましいのは、
一般式(I)の化合物:
【0008】
【化4】
【0009】[R1 は水素または低級炭化水素残基、好
ましくはメチル基、Xは酸素原子またはNH基、AはC
原子数2〜10の直鎖または分枝炭化水素鎖、好ましくは
分枝鎖、およびZはCOO- 、SO2-O- またはPO
(OH)O- 基である]である。
【0010】
【化5】
【0011】2−アクリルアミド−2−メチル−1−プ
ロパンスルホン酸、2−アクリルアミドグリコール酸の
ホモポリマーおよび/またはこれらのモノマーのコポリ
マーが特に好適であることが確認された。アニオン性側
鎖のポリマーは好ましくは分子量が2×104 〜5×106
ダルトン、特に好ましくは約5×105 ダルトン(ゲル透
過クロマトグラフィー)である。
【0012】これらのアニオン性ポリマーは溶液、懸濁
または乳化重合を含む、当業者に知られた方法によって
製造することができる(Meth.d.Organ.Chemie(Houben-W
eyl),Vol.E 20,Makrom.Stoffe,Thieme Verlag,Stuttgar
t,1987)。Polymer 31(1990),1269-1267(Huglin and Re
go) に記載されたような溶媒重合が特に好ましい。この
重合は一般的な開始剤、殊に過酸化物、過硫酸塩若しく
は過硫酸塩/亜硫酸水素塩または水系中でフリーラジカ
ルの形態で存在するこれらに対応するアゾ化合物によっ
て促進させることができる。これもまた、当業者に知ら
れている。
【0013】1種または数種の分枝ポリアニオンの濃度
は0.001〜5.0 mg/mlの範囲、好ましくは0.005〜1.0 mg/
mlの範囲である。特に好適な範囲は0.01〜0.1 mg/ml で
ある。本発明において添加される界面活性剤は、特に一
般式(II)の両性イオン特性を有するものである。
【0014】
【化6】
【0015】[xは1〜20の数、yは0〜8の数、R1
は水素、コラミド基またはリン酸残基を介して結合して
いるモノ若しくはジグリセリド基、R2 は水素、ヒドロ
キシル基若しくはオキシアニオン、酸性残基、ヒドロキ
シアルキルスルホン酸基またはカルボキシル基を表す] 好ましい界面活性剤は、xが11〜17の奇数、yが1〜3
の数、および/またはR2 がスルホン酸残基、ヒドロキ
シエチルスルホン酸残基、ヒドロキシプロピルスルホン
酸残基若しくはカルボキシル残基、またはR1 が水素、
ステロイドフレーム、レシチン若しくはリゾレシチン残
基の物質である。
【0016】特に好適な界面活性剤は以下の物質であ
る:N−ドデシル−N,N−ジメチルアンモニオ−3−
プロパン硫酸塩または対応するN−テトラデシル若しく
はN−ヘキサデシル化合物(“Zwittergent"タイプ:Zw
ittergent 3-14,3-16 )、N−ドデシル−N,N−ジメ
チル−グリシン(Empigen BB (登録商標) )、アミノキ
シド、CHAPS、CHAPSOおよびα−レシチン
(α−ホスファチジルコリン)若しくはα−リゾレシチ
ン(α−リゾホスファチジルコリン)。すべての界面活
性剤が市販されている。
【0017】両性イオン界面活性剤は単独でまたはPlur
onic F68(ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブ
ロックコポリマー)および/またはTween 20(ポリオキ
シエチレン(20)ソルビタンモノラウレート)などの非イ
オン性界面活性剤と組み合わせて使用される。一般的
に、本発明の定量方法において、緩衝能が弱酸性、中性
または弱アルカリ性のpH範囲であれば、緩衝物質を使
用することが可能である。特に好適な緩衝物質は酢酸ナ
トリウムおよびTris−HCl、ビス−Trisメタン、ME
Sまたはイミダゾールなどのいわゆる Good 緩衝液であ
る。これらの緩衝液を使用する場合、測定pH値は好ま
しくはpH5〜9、特に好ましくは7.0〜8.0の範囲であ
り、特に好適な範囲は7.3〜7.7の一つである。緩衝液の
濃度は、0.001 〜0.2 mol/l の範囲とするのがよい。特
に好適な濃度範囲は0.005〜0.07 mol/lの一つである。
【0018】好ましい態様においては、2価金属イオン
の存在下で、Tris−HCl緩衝液、ビス[2−ヒドロキ
シエチル]イミノ−トリス[ヒドロキシメチル]メタン
(ビス−Tris)緩衝液、MESまたはイミダゾールを使
用する。緩衝液の濃度は0.001〜0.2 mol/l、金属塩の濃
度は0.001〜0.20 mol/l、またpH値は5.5 〜9.0 の範
囲である。特に好ましい態様においては、緩衝液の濃度
は 0.005〜0.07 mol/l、金属塩の濃度は0.01〜0.03 mol
/l、またpH値は7.0〜8.0の範囲である。一般的に、す
べての既知の2価金属イオンの塩を使用することが可能
である。特に好ましいのはMg2+、Ca2+、Mn2+およ
びCu2+である。Mg2+およびCa2+が特に好適である
ことが確認された。ポリアニオン濃度は上に示したよう
に選択するのがよい。
【0019】本発明の別の主題は、水溶性ポリマー、両
性イオン性および/または非イオン性界面活性剤および
pH範囲を5〜9に緩衝する物質を含有する試薬であ
る。使用するポリマーの量は試薬溶液中、およそ0.005
〜1.0 mg/mlの範囲である;特に好ましいのは、0.02〜
0.04の濃度範囲、特に好ましくは0.02〜0.04の濃度範囲
の、ポリ−(2−アクリルアミド−2−メチル−1−プ
ロパンスルホン酸)(PAMPS)、ポリアクリル酸−
(2−ホスホ−1,1−ジメチル−エチルアミド)(P
AP)、ポリ−2−アクリルアミド−グリコール酸(P
AAG)、ポリ−(2−アクリルアミド−2−メチル−
1−プロパンスルホン酸−CO−2−アクリルアミド−
グリコール酸)[P(AMPS−AAG)]および/ま
たは対応するポリマーおよび/または対応するポリ(メ
タ)アクリル酸エステルまたはさらにデキストラン硫酸
塩、ポリビニル硫酸塩またはヘパリンである。
【0020】界面活性剤の添加量は使用する界面活性剤
のタイプによって決まる。比較的に短い鎖長(x,y<
4)の界面活性剤では、高濃度で使用した場合にのみ、
VLDL干渉の低下効果が得られる。約0.002〜1.0%(w
/v) の濃度の両性イオン性界面活性剤の添加が、この方
法において特に好適であることが確認された。特に好適
な緩衝物質は、酢酸ナトリウム、Tris−HCl、ビス−
Tris、MES、およびイミダゾールである。緩衝液の好
ましい濃度は 0.001〜0.2 mol/l の範囲である。
【0021】ここに示す濃度は最終濃度、すなわち反応
混合物中の濃度である。LDL定量用試薬のpH値の範
囲は5.0〜9.0、好ましくはpH7.0〜8.0、またはpH7.
3〜7.7である。作用温度は10〜40℃の範囲でよいが、好
ましいのは温度約37℃である。試薬溶液に対する検定す
べきサンプルの容量比は多様である。1:6〜1:100の比
が好適であることが確認された。血清サンプル約5部
(例えば5μl)を試薬溶液 300部(例えば300μl)と混
合するのが好ましい。サンプルとしては、特に血清、血
漿または尿などの生物学的液体である。
【0022】さらに、最初に2つの別の試薬溶液、すな
わち2価金属イオンを含有する第1溶液と水溶性ポリマ
ー凝集剤を含有する第2溶液を調製するのが有効である
ことが確認された。両性イオン性および/または非イオ
ン性界面活性剤は、第1試薬に添加して、その後これに
サンプルを添加するか、または両方の試薬に添加する。
【0023】他の既知の方法に比較して、本発明の場合
の、デキストラン硫酸塩、ポリビニル硫酸塩またはヘパ
リンなどのLDL沈殿剤、また好ましくはアニオン性ポ
リマー(PAMPS)および1種または数種の界面活性
剤によって誘発される、LDL特異的凝集または凝結
は、以下の利点を有する: 1. LDLの他に、超低密度リポプロテイン(VLD
L)、Lp(a)および/またはカイロミクロンのよう
なアポプロテインB含有リポプロテインが本発明の組合
せのいずれとも相互作用を行なわず、したがってこれら
が測定されることはない。 2. 高グリセリド濃度が結果にマイナスの影響を与え
ることはない。 3. 定量は、サンプルの前処理をすることなく、迅速
に実施される(約1〜10分)。 4. 形成された凝集は極めて安定した状態で存在し、
直接測定することができ、また再現性がある。 5. LDLコレステロールの定量は極めて広い範囲に
わたって(LDLコレステロール 50〜350 mg/dl)直線
性がある。
【0024】本発明の方法および/または試薬は、1〜
5分以内にLDL粒子の完全に特異的な凝結をもたら
す。ここでは高濃度のトリグリセリドによる干渉もない
し、他のリポプロテイン画分をあらかじめ除去する必要
もない。したがって、LDL濃度、または日常の作業上
望ましいLDLコレステロールの定量のため、検定を分
析機または単純な光度計(比濁測定による)で実施する
ことができる。さらに、LDL凝結物中に含まれるLD
L粒子のアポプロテインB−100 および/または他の分
子成分を定量することも可能である。
【0025】本発明の方法は、直線的測定シグナルを示
す測定範囲が広いので、診断上適切な範囲、殊に上昇し
たLDL値(>190 mg/dl )の範囲にわたって、ただ1
点のみの検量値しか必要でないという利点を有する。直
線範囲が増大するため、リポプロテインの電気泳動また
は超遠心などの高価な確認操作を必要とすることなく、
上昇したLDL値をより正確に定量的にモニターするこ
とも可能である。
【0026】本発明の方法および試薬はLDLを凝結さ
せるが、LDL類似Lp(a)を付加的に凝結させるこ
とはない。すべての既知のLDL沈殿試薬が少なくとも
部分的にはLp(a)画分をも沈澱させるので、この知
見は驚くべきものである。したがって、本発明によるL
DLの凝結および定量の後に、ジスルフィド架橋を介し
て結合しているLp(a)粒子のLp(a)部分を還元
によって切断するという単純な手法で、本発明を使用し
て、Lp(a)画分をも、定量することが可能である。
この差を得ることによって、リポプロテイン(a)の含
有量を定量することができる。
【0027】さらに、界面活性剤の添加はLDLの沈殿
に大きな影響を与えるというこれまでの情報にもかかわ
らず、驚くべきことに、両性イオン性界面活性剤、殊に
Zwittergent または非イオン性界面活性剤の混合物を添
加することによって、LDLの特異的沈殿には影響を及
ぼすことなく、VLDLの同時沈殿を防止することが可
能であったことに注目すべきである。反応混合物中の界
面活性剤の最適濃度を決定することが特に重要である。
低すぎる濃度を適用した場合は、干渉の低下はほとんど
見られず、一方高すぎる界面活性剤濃度ではVLDLの
同時沈殿は防止されるが、LDL粒子の完全沈殿もまた
低下する。本発明の方法および試薬によって、VLDL
含有量が約130 mg/dl まで、干渉作用のないLDL定量
をすることが可能である。これはグリセリド含有量で約
800 mg/ml に相当するが、デキストラン硫酸塩沈殿など
の通常法では、トリグリセリドが400 mg/ml において、
すでに有意の干渉が示される。
【0028】各反応成分を担持物質上若しくは中にしみ
込ませるかまたは共有結合させることによって、本発明
の方法を試験片または同様の基体上で実施することも可
能である。可能な担持物質は、例えばティーバッグ用紙
などの紙または紙状のフリース材など、試験片として通
常使用されるものと同様に、膨張する能力を有する吸収
材またはフィルム形成性担持物質である。反応成分は互
いに接し合う数種の担体上に分布させるか、または成分
自体を担体とすることができる。共有結合させたポリア
ニオン類(例えばPAMPS)によって、試験片上でL
DLの完全に選択的な分離ができる。LDLコレステロ
ール値は、非結合リポプロテイン粒子のコレステロール
含有量を測定し、総コレステロール含有量との差を得る
ことによって、定量することができる。
【0029】使用する略語 CHAPS=[3−(3−コラニドプロピル)−ジメチ
ルアンモニオ]−1−プロパン硫酸 CHAPSO=[3−(3−コラニドプロピル)−ジメ
チルアンモニオ]−2−ヒドロキシ−1−プロパン硫酸 MES=2−N−モルホリノ−エタンスルホン酸 図1:VLDL含有量[mg/dl ]に対するLDLの回収
率(%) −□−界面活性剤無し −x−0.005% ツビッテルゼント(Zwittergent)3-14 以下の実施例によって、本発明をより詳細に説明する。
【0030】
【実施例】
(実施例1) 均一系LDL試験におけるVLDL干渉の低下に及ぼす
Zwittergent 濃度の影響 試薬溶液1:10 mM ビス−Trisメタン、pH7.5 12 mM MgCl2 x%Zwittergent 3-14(=N−テトラデシル−N,N−ジメチルア ンモニオ−3−プロパンスルホン酸) 試薬溶液2:10 mM ビス−Trisメタン、pH7.5 0.05 mg/mlPAMPS VLDL低含有量(16 mg/dl)の天然サンプルにLDL
を含まないVLDL調製物をまず添加した。次にこのサ
ンプル 5μl に試薬溶液1 250μl を添加し、37℃で5
分間インキュベートした。続いて試薬溶液2を50μl 添
加し、さらに37℃で5分間インキュベートした。このイ
ンキュベート後すぐに、生成した濁度を505 nmで2色法
で測定した(対照波長700 nm)。
【0031】表1から、界面活性剤を添加しない場合に
は、VLDL 25mg/dlで有意な干渉が観察され始めた
が、Zwittergent 0.005 および0.01%が効果的であるこ
とがわかる;すなわち、VLDLの干渉がほぼ完全に除
去された。
【0032】
【表1】
【0033】(実施例2) 均一系LDL試験におけるVLDL干渉に及ぼす各種両
性イオン性界面活性剤の影響 試薬溶液: 実施例1参照 Zwittergent 3-14の他に以下の界面活性剤を使用した。
【0034】 Zwittergent 3-08(N-オクチル-N,N-シ゛メチル-3-アンモニオ-1-フ゜ロハ゜ン
スルホネ-ト) Zwittergent 3-10(N-テ゛シル-N,N-シ゛メチル-3-アンモニオ-1-フ゜ロハ゜ン
スルホネ-ト) Zwittergent 3-12(N-ト゛テ゛シル-N,N-シ゛メチル-3-アンモニオ-1-フ゜ロハ
゜ンスルホネ-ト) Zwittergent 3-16(N-ヘキサテ゛シル-N,N-シ゛メチル-3-アンモニオ-1-フ゜ロ
ハ゜ンスルホネ-ト) 実施例1において記載したように、VLDL低含有量
(16 mg/dl)の天然サンプルにLDLを含まないVLD
L調製物を添加した。
【0035】表2から、Zwittergent 3-14の他に、Zwit
tergent 3-16もまたVLDL添加サンプルに対して極め
て良好な干渉低下効果を示すことがわかる。少し短いア
ルキル基を含有する置換体は試験した濃度においては改
善作用を示さない。
【0036】
【表2】
【0037】(実施例3) LDL試験におけるVLDL干渉の低下に及ぼす各種両
性イオン性界面活性剤および界面活性剤混合物の影響 実施例1において記載したように、VLDL含有量 64
mg/dl のLDLを含まないVLDL調製物を試験した。
この調製物はLDLを含有していないから、得られるL
DL値は0になるはずである(最適値)。
【0038】
【表3】
【0039】(実施例4) VLDL干渉の低下に及ぼす各種タイプのZwittergent
の濃度の影響 VLDL含有量を変えた天然サンプルにおける、Zwitte
rgent タイプ3-10、3-12、および3-14の界面活性剤濃度
の影響を試験した。 実験計画:実施例1参照 表4に示される結果によると、VLDLを130 mg/dl ま
で含有するサンプルにおける干渉を完全に除去し得るこ
とが確認される。比較的短い鎖長を有するZwittergent
の使用は、干渉を低下させるのに、より高濃度のxを必
要とする。
【0040】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】VLDL含有量に対するLDLの回収率を示す
図である。 >
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−213899(JP,A) 特開 平7−280812(JP,A) 特開 平4−70566(JP,A) 特開 平2−16455(JP,A) 特開 昭58−58469(JP,A) 特開 昭58−45562(JP,A) 特開 平8−201393(JP,A) 特開 平5−80056(JP,A) 特開 平2−184759(JP,A) 特開 昭63−126498(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】緩衝液、LDL沈殿剤または水溶性ポリマ
    ーLDL凝集剤、並びに両性イオン性界面活性剤および
    /または非イオン性界面活性剤を添加し、LDL凝集物
    を直接測定することによる、他の血清リポタンパク質の
    存在下でのLDL画分の特異的定量方法。
  2. 【請求項2】LDL凝集剤として、デキストラン硫酸
    塩、ポリビニル硫酸塩、ヘパリンまたはアルカンスルホ
    ン酸側鎖、アルカンホスホン酸側鎖および/またはアル
    カンカルボン酸側鎖を有し、分子量が20,000〜5,000,00
    0 ダルトン(ゲル透過クロマトグラフィー)である水溶
    性ポリマーを添加し、界面活性剤として一般式(II) 【化1】 [式中、xは1〜20の数、yは0〜8の数、R1 は水
    素、コラミド基またはリン酸残基を介して結合している
    モノ−若しくはジグリセリド基、R2 は水素、ヒドロキ
    シル基若しくはオキシアニオン、酸性残基、ヒドロキシ
    アルキルスルホン酸基またはカルボキシル基を表す]の
    化合物を添加し、また緩衝液が酢酸ナトリウム、Tris−
    HCl、ビス−TrisメタンまたはMESおよび/または
    イミダゾールであり、そしてpHが5〜9の範囲である
    ことを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】低密度リポタンパク質、LDLコレステロ
    ール、LDLアポリポタンパク質BまたはLDL粒子中
    の他の分子成分を定量することを特徴とする、請求項1
    〜2のいずれか1項に記載の方法。
  4. 【請求項4】(1)デキストラン硫酸塩、ポリビニル硫
    酸塩、またはアルカンスルホン酸、アルカンホスホン酸
    および/またはアルカンカルボン酸側鎖を有するポリマ
    ー、(2)pHを5〜9に調節するための緩衝液、およ
    び(3)界面活性剤を含有する、他の血清リポタンパク
    質の存在下でのLDLの特異的定量用試薬であって、ポ
    リアニオンの分子量が20,000〜5,000,000 ダルトン(ゲ
    ル透過クロマトグラフィー)であり、界面活性剤が一般
    式(II) 【化2】 [式中、xは1〜20の数、yは0〜8の数、R1 は水
    素、コラミド基またはリン酸残基を介して結合している
    モノ−若しくはジグリセリド基、R2 は水素、ヒドロキ
    シル基若しくはオキシアニオン、酸性残基、ヒドロキシ
    アルキルスルホン酸基またはカルボキシル基を表す]の
    化合物であり、また緩衝液が酢酸ナトリウム、Tris−H
    Cl、ビス−TrisメタンまたはMESおよび/またはイ
    ミダゾールである、試薬。
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