JP2796462B2 - エタノール分析用組成物 - Google Patents

エタノール分析用組成物

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JP2796462B2
JP2796462B2 JP3330492A JP33049291A JP2796462B2 JP 2796462 B2 JP2796462 B2 JP 2796462B2 JP 3330492 A JP3330492 A JP 3330492A JP 33049291 A JP33049291 A JP 33049291A JP 2796462 B2 JP2796462 B2 JP 2796462B2
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アレン カウフマン リチャード
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    • C12Q1/26Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase
    • C12Q1/32Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase involving dehydrogenase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
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  • Biomedical Technology (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エタノール分析用の組
成物に関するものである。本発明の組成物は、酵素アル
コール デヒドロゲナーゼ、補酵素ニコチンアミド ア
デニン ジヌクレオチドおよび式 H2 N−(CH2 n −CHR−CH2 −NH2 I (式中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてn
は、0、1、2、3または4である、ただしRがOHで
ある場合には、nは0であることはできない。)で示さ
れる化合物を含有する。式Iで示される適当な化合物
は、1,2−ジアミノエタン(R=H、n=0)、1,
2−ジアミノプロパン(R=CH3 、n=0)、1,3
−ジアミノプロパン(R=H、n=1)、および1,3
−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパン(R=OH、n=
1)を包含する。
【0002】
【従来の技術】体液、たとえば唾液、血液および尿中の
エタノールの量を測定するための体液試験は、中でも、
安全および健康上の理由で重要である。酔いながら運転
している疑いがある場合の血中アルコール含有量の検出
とともに、アルコールの濫用およびその検出は、迅速で
かつまた信頼できるエタノール測定が重要である多くの
重要な分野のうちの二つである。
【0003】体液のエタノール含有量の測定に有用な方
法では、酵素反応を使用する。この方法では、アルコー
ル デヒドロゲナーゼの作用によって、エタノールがア
セトアルデヒドに変換され、ここで補酵素として作用す
るニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)が
その還元形態(NADH)に変換される。この反応経路
は下記の式で示される:
【化3】 ADHはアルコール デヒドロゲナーゼを表わす。
【0004】この反応の平衡はアルコールとNADの側
にある。しかしながら、この平衡は、反応がアルカリ性
条件の下に生起し、生成されたアセトアルデヒドが捕獲
された時には、右方向に移動する。この反応の過程およ
び程度は、340ナノメーターにおける分光光度分析に
よって測定することができる。この波長においては、N
ADは紫外線を吸収しないが、NADHは紫外線を吸収
する。上記反応で生成されるNADHの量は、存在する
エタノールの量に相当する。
【0005】分析法として使用する場合には、この反応
は完了させなければならない。しかしながら、エタノー
ルがNADによってアセトアルデヒドに酸化された場合
には、この反応の平衡は好ましくないものとなるため
に、NADHがエタノールに対して定量的に生成される
ように、アセトアルデヒドをこの系から分離しなければ
ならない。アセトアルデヒドを分離もしくは捕獲するた
めの方法の一つでは、捕獲剤を使用する。さらにまた、
大部分の酵素反応の場合と同様に、分析系のpHを、特定
の酵素反応に最適の範囲内に維持するための緩衝剤が必
要である。
【0006】現在使用されている捕獲剤がADHを不活
性化できることも知られている。現在の分析系は安定性
が低く、その安定性は一度混合されると室温(約20
℃)で一日以下であり、冷蔵しても約3日である。新鮮
な分析試薬をしばしば調製しなくてはならない。低い安
定性はまた、精度を確保するために、既知のエタノール
試料を操作する必要性をさらに度々、導くことがある。
【0007】エタノールの分析および試薬に現在使用さ
れている多くの捕獲剤、たとえばヒドラジンは、ADH
を不活性にすることができ、この分析および試薬の貯蔵
安定性を制限している。
【0008】従って、ADHを不活性化しない捕獲剤に
対する要求が存在している。ADHに対する酵素安定組
成物に関する要求もまた存在している。長期間安定性を
有する分析系に対する要求もまた、存在している。
【0009】
【発明の開示】従って、本発明の目的は、エタノールを
分析するための、このような組成物を提供することにあ
る。本発明の組成物は、酵素アルコール デヒドロゲナ
ーゼ、補酵素ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチ
ドおよび下記の式Iで示される化合物を含有する: H2 N−(CH2 n −CHR−CH2 −NH2 I 式中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてn
は、0、1、2、3または4である。ただしRがOHで
ある場合には、nは0であることはできない。
【0010】式Iで示される適当な化合物は、1,2−
ジアミノエタン(R=H、n=0)、1,2−ジアミノ
プロパン(R=CH3 、n=0)、1,3−ジアミノプ
ロパン(R=CH3 、n=1)、および1,3−ジアミ
ノ−2−ヒドロキシプロパン(R=OH、n=1)を包
含する。これらの化合物は公知であり、Aldrich
(Steinheim/Germany)および(また
は)Sigma(Buchs/Switzerlan
d)などの化学品供給先から得ることができる。好まし
くは、本発明の組成物はADHに対する酵素安定組成物
をさらに含有する。
【0011】式Iで示される化合物は、水性溶液中で、
約9のpHにおいて効果的な緩衝剤である。このpHにおい
て、式Iで示される化合物は、良好な緩衝能力を示すと
同時に、前記した反応過程において生成されるアセトア
ルデヒドを捕獲するための良好な捕獲効果を示す。1,
3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパンはADHを安定
化する助けとなることが見い出された。
【0012】本発明のもう一つの態様は、この組成物の
安定性を増大することにある。本発明が安定性の増大を
もたらすことが見いだされた。全く予想外に、本発明に
よって、4℃で少なくとも約60日間の安定性を有す
る、すなわちADHを不活性にしない、安定な組成物が
生成されることが見い出された。
【0013】本発明はまた、試料中のエタノールを検出
するための診断的分析方法に関するものであり、この分
析方法は、試料を、 (1)(イ)酵素アルコール デヒドロゲナーゼ、 (ロ)補酵素ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチ
ド、および (ハ) 式 H2 N−(CH2 n −CHR−CH2 −NH2 I (式中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてn
は、0、1、2、3または4である。ただしRがOHで
ある場合には、nは0であることはできない。)で示さ
れる化合物、からなる組成物を混合し、次いで (2) 生成されるNADHの量を測定する、 ことからなる。
【0014】さらにまた、本発明は、下記の特徴を有す
る診断キットに関するものである:この分析もしくは診
断キットを構成する各成分は当技術で周知の慣用の方法
によって、一緒に合せることができる。たとえば、諸成
分を慣用の技術によって密に混合し、水溶液を形成する
ことができる。好適態様においては、2つの分離した試
薬、すなわち第一試薬と開始試薬とを先ず形成すること
によって、組成物の安定性を得ることができ、これらの
試薬は使用前に後で慣用の技術によって一緒に混合し、
分析用組成物を形成することができる。好ましくは、こ
の第一試薬は式Iで示される化合物も含有しており、そ
してこの開始試薬はNAD、ADHおよびADHに対す
る酵素安定剤組成物を含有する。第一試薬のpHは好まし
くは、約8.5〜約9.5の範囲である。開始試薬のpH
は好ましくは、約6.5〜約7.0の範囲である。
【0015】本発明は下記のとおりに行なうことができ
る:予め選ばれた量の第一試薬を3つの分離した反応キ
ュベット中に入れる。一定量の試料を次いで、各キュベ
ットに入れる。第一のキュベットには水を加え、以下で
説明するように、後で開始試薬を添加し、この反応は試
薬ブランクとして用いる。第二のキュベットには、同一
量の既知エタノール標準溶液を加える。さらに、最後の
キュベットには、同一量のエタノール含有量が不明の試
料を加える。次いで、340nmにおける吸収値を3つ
のキュベットのそれぞれについて測定し、試料ブランク
値を得る。
【0016】この第一、第二および第三のキュベットの
それぞれに、予め選ばれた量の開始試薬を加える。好ま
しくは、第一試薬の量と開始試薬の量との割合は、約
3:1である。これらのキュベットを次いで、約25℃
〜約40℃の温度でインキュベートする。
【0017】このインキュベーション中に、反応の終末
点が測定されるまで、分光光度測定を行なう。この反応
の終末点は全てのエタノールがアセトアルデヒドに酸化
される時点である。得られるデータを分析し、エタノー
ルを含有する試料液体中のエタノールの量を決定する。
本発明の分析用組成物は自動式試験装置に好適である
が、約320nm〜約380nmの範囲の紫外部吸収を
測定することができる分光光度計のいづれをも使用する
ことができる。
【0018】予め選ばれた量の第一試薬と開始試薬とを
手で予備混合することもでき、次いで自動式臨床用分析
機により、キュベット中にピペット添加する。使用する
第一試薬の量対開始試薬の量の割合は同一である。
【0019】第一試薬および開始試薬は両方ともに、保
存剤を含有することができる。有用な保存剤は、6より
大きいかまたは6に等しいpH環境内で微生物の増殖を防
止するのに有効なものであることは当業者にとって明ら
かなことである。好適な保存剤はナトリウムアジドであ
る。
【0020】第一試薬はまた、当該第一試薬の未調製pH
を約8.5〜約9.5の範囲のpHに減少させる酸を含有
することができる。このpH範囲において、式Iで示され
る化合物は、捕獲剤として働き、かつまた第一試薬のた
めの緩衝剤として働く。
【0021】開始試薬はまた、前記した酵素安定組成物
(ESC)を含有することができる。ESCは、ADH
が変性しないように、ADHの活性形態の維持に有用で
ある。ESCは好ましくは、1種または2種以上の化合
物を含有する。ADHが亜鉛およびスルフヒドリル(す
なわち、チオールもしくは−SH)部分を含有すること
は周知であり、従って亜鉛および(または)スルフヒド
リル部分を含有する化合物は好適な候補化合物である。
好適には、亜鉛化合物、たとえば、亜鉛塩化化合物は、
イオン化して遊離の亜鉛イオンを生成することができ
る。このような化合物の一例に、硫酸亜鉛がある。好ま
しくは、スルフヒドリル含有化合物は有機基に結合して
いる、少なくとも1個のスルフヒドリル基を含有してお
り、その種類および構造は当業者に充分に知られてい
る。このような化合物の一例には、1−チオグリセロー
ルがある。
【0022】さらにまた、ESCはアルカリ金属、たと
えばナトリウムまたはカリウム、あるいはアルカリ土類
金属、たとえばマグネシウムから誘導されるメタンスル
ホン酸の塩を含有することができる。ESCはまた、D
−マンニトールを含有することができる。
【0023】ESCは場合により、ADHの安定化を助
ける、他の化合物を含有することもできる。この化合物
はまた、開始試薬の緩衝剤としても作用することができ
る。開始試薬は、ADHおよびNADの安定性が確実に
維持されるために、緩衝しなければならない。ADHが
約6.5〜約8.5のpH範囲で酵素活性を保有すること
は公知である。NADが酸性環境におけるよりも、アル
カリ性環境において、迅速に加水分解することも知られ
ている。従って、開始試薬のpHを約6.5〜約7.0
に、好ましくは約6.8のpHに維持することができる緩
衝剤が好ましい。好ましくは、酸および塩基、あるいは
酸の塩を使用することができる。このような酸塩の例に
は、クエン酸ナトリウムがある。
【0024】第一試薬および開始試薬を構成する、好適
化合物および濃度範囲を以下に示す: 第一試薬 範 囲 式Iで示される化合物 0.1〜1.0モル/リットル ナトリウムアジド 0.01〜1% 開始試薬 クエン酸ナトリウム 1.0〜100.0ミリモル/リットル ナトリウムアジド 0.01〜1% 硫酸亜鉛 0〜10.0ミリモル/リットル 1−チオグリセロール 0〜1.0モル/リットル メタンスルホン酸ナトリウム塩 0〜5.0モル/リットル D−マンニトール 0〜15.0% NAD 4.0ミリモル/リットルより大 ADH 10.0KU1 /リットルより大 1KU=1000単位
【0025】
【実施例】本発明を下記の例でさらに充分に説明する。
この例は本発明の範囲を制限する意味を有するものでは
ない。別段の記載がないかぎり、パーセンテージはいづ
れも、重量/容量である。温度はいづれも、摂氏度であ
る。
【0026】例1 この実験の目的は、試料液体中のエタノールの濃度を本
発明の組成物を使用して測定することにある。0.3モ
ル/リットルの濃度の1,3−ジアミノ−2−ヒドロキ
シプロパンおよび総溶液の0.1%の濃度のナトリウム
アジドを一緒に密に混合し、約9の調製pHを有する第一
試薬を形成する。下記の化合物を一緒に混合し、開始試
薬を形成する: (a)クエン酸ナトリウム 50ミリモル/リットル (b)ナトリウムアジド 0.1% (c)硫酸亜鉛 1.0ミリモル/リットル (d)1−チオグリセロール 0.25モル/リットル (e)メタンスルホン酸ナトリウム塩 2.5モル/リットル (f)D−マンニトール 10.0% (g)NAD 36.0ミリモル/リットル (h)ADH 360KU/リットル エタノール含有試料液体(「試料液体」)の分析は、C
OBAS MIRA(登録名)臨床化学分析機(これは
Roche Diagnostics Inc.から入
手できる)において、標準操作方法にしたがい、行なっ
た。
【0027】この例では、第一試薬120マイクロリッ
トル、試料液体2マイクロリットルおよび試料プローベ
を浄化するための水90マイクロリットルを反応キュベ
ット[COBAS MIRA(登録名)のCycl
1]中に、ピペットで加える。340nmで吸収値を読
み取り、このデータは試料液体ブランク値とする。さら
に、既知濃度のエタノールを含有するエタノール標準液
を、同一量の第一試薬とともにキュベット中にピペット
で加える。340nmで吸収値を読み取り、このデータ
はエタノール標準のブランク値とする。次いで、各反応
キュベットに、開始試薬40マイクロリットルおよび水
55マイクロリットルを加える[COBAS MIRA
(登録名)のCycle 2]。第一試薬120マイク
ロリットル、水147マイクロリットルおよび開始試薬
40マイクロリットルを含有する試薬ブランクをまた、
キュベット中に形成する。これらのキュベットを、34
0nmにおける吸収が終末点に達するまで、すなわちエ
タノールのアセトアルデヒドへの酸化が完了するまで、
さらに数サイクルの間、37℃でインキュベートする。
エタノール含有試料液体中のエタノールの計算は、Cy
cle 1の終了点に読み取った吸収量とCycle
6の終了点に読み取った吸収値との間の差にもとづいて
いる。1サイクルは25秒に等しい。この吸収読み取り
値の差はエタノール含有試料液体中のエタノール濃度に
比例する。
【0028】試薬ブランクは、0.41の340nmに
おける吸収(A340 )を有し、そしてエタノール溶液標
準(300mg/デシリットル)は1.98のA340 を有
した。試料液体ブランクは0.00のA340 を有した。
試料液体は0.84のA340 を有していた。この試料液
体中のエタノール濃度は、COBAS MIRA(登録
名)により、83mg/デシリットルであることが計算さ
れた。COBAS MIRA(登録名)は、エタノール
標準の補正吸収値に対する被験試料液体の補正吸収値の
比を取り、得られた倍数をエタノール標準の濃度と掛け
算し、試料液体のエタノール濃度を得ることによりエタ
ノール濃度を計算する。この補正吸収値は、試薬ブラン
クの吸収値および試料液体ブランクの吸収値に関して補
正されている絶対吸収値である。
【0029】前記で説明したように、組成物の安定性の
増大が見い出された。組成物の安定性の増大はCOBA
S MIRA(登録名)を用いて、下記のとおりにして
測定した:第一試薬対開始試薬の3:1の割合の溶液を
調製し、単次操作試薬を形成する。この単次操作試薬2
00マイクロリットル、エタノール含有試料2マイクロ
リットルおよび稀釈剤(水)50マイクロリットルを反
応キュベット中にピペットで入れる。A340 を直ちに読
み取る(混合後の4.5秒の時点)。この読み取り値は
上記例における試料ブランクの読み取り値に等しい。反
応キュベットを、終末点に達するまで(約6分、または
15サイクル)、37℃でインキュベートする。上記例
の場合と同様に、試薬ブランクおよびエタノール標準に
ついて行なう。
【0030】380mg/デシリットルの濃度を有する既
知のエタノール含有試料を、単次操作試薬の試験の度毎
に、評価する。これらの試験の間で、この単次操作試薬
は冷蔵庫内で4℃に維持する。既知のエタノール含有試
料は、17日目、30日目、60日目および90日目に
評価する。試料が約380mg/デシリットルのエタノー
ル濃度を有するものと評価された(もしくはこの濃度が
採取された)場合には、この単次操作試薬の安定性は保
持されているものとする。
【0031】この計算は、上記例で説明した方法と同一
の方法により、COBAS MIRA(登録名)で行な
った。この安定性の試験結果を以下に示す:4℃におけ
る一回操作試薬の安定性約380mg/デシリットルの濃
度の、エタノール含有試料を回収。
【表1】 4℃における日数 17 30 60 90 (一回操作試薬) 分析値 381 387 383 371 (mg/デシリットル)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12Q 1/32

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の成分からなる組成物: (イ) 酵素アルコール デヒドロゲナーゼ、 (ロ) 補酵素ニコチンアミド アデニン ジヌクレオ
    チド、および (ハ) 式 H2 N−(CH2 n −CHR−CH2 −NH2 I (式中、RはH、CH3 またはOHであり、そしてnは
    0、1、2、3または4である、ただしRがOHである
    場合には、nは0であることはできない。)で示される
    化合物。
  2. 【請求項2】 化合物が 【化1】 からなる群から選ばれる、請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 化合物がH2 N−CH2 −CH(OH)
    −CH2 −NH2 である、請求項2に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 酵素アルコール デヒドロゲナーゼに対
    する酵素安定組成物をさらに含有する、請求項1に記載
    の組成物。
  5. 【請求項5】 組成物のpHが約8.5〜約9.5の範囲
    内である、請求項4に記載の組成物。
  6. 【請求項6】 酵素安定組成物が亜鉛化合物、スルフヒ
    ドリル含有化合物、メタンスルホン酸の塩、D−マンニ
    トールおよびクエン酸の塩からなる、請求項5に記載の
    組成物。
  7. 【請求項7】 酵素安定組成物が硫酸亜鉛、1−チオグ
    リセロール、メタンスルホン酸ナトリウム塩、D−マン
    ニトールおよびクエン酸ナトリウムからなる、請求項6
    に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 体液中のエタノール含有量を測定するた
    めの分析溶液であって、請求項1〜7のいづれか一項に
    記載の組成物からなる分析溶液。
  9. 【請求項9】 試料中のエタノールを検出するための診
    断的分析方法であって、試料を、 (イ)酵素アルコール デヒドロゲナーゼ、 (ロ)補酵素ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチ
    ド、および (ハ) 式 H2 N−(CH2 n −CHR−CH2 −NH2 I (式中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてn
    は、0、1、2、3または4である、ただしRがOHで
    ある場合には、nは0であることはできない。)で示さ
    れる化合物、と反応させ、次いで生成されるNADHの
    量を測定することからなる分析方法。
  10. 【請求項10】 上記成分の(イ)、(ロ)および
    (ハ)をそれぞれ別々に、または予め混合した溶液とし
    て、添加する、請求項9に記載の診断的分析方法。
  11. 【請求項11】 上記成分の(イ)および(ロ)を予め
    混合した溶液として添加する、請求項9または10に記
    載の診断的分析方法。
  12. 【請求項12】 エタノール検定用診断キットであっ
    て、 (イ)(i)式 H2 N−(CH2 n −CHR−CH2 −NH2 I (式中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてn
    は、0、1、2、3または4である、ただしRがOHで
    ある場合には、nは0であることはできない。)で示さ
    れる化合物を含有する第一試薬、および (ロ)(i) 酵素アルコール デヒドロゲナーゼおよび (ii)補酵素ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチド
    を含有する開始試薬、 からなる診断キット。
  13. 【請求項13】 式Iで示される化合物が、 【化2】 からなる群から選ばれる、請求項12に記載の診断キッ
    ト。
  14. 【請求項14】 式Iで示される化合物が、 H2 N−CH2 −CH(OH)−CH2 −NH2 であ
    る、請求項13に記載の診断キット。
  15. 【請求項15】 開始試薬が酵素アルコール デヒドロ
    ゲナーゼに対する酵素安定組成物をさらに含有してお
    り、この酵素安定組成物は、開始試薬のpHを約6.5〜
    約7.0の範囲に維持するのに充分な量で存在してい
    る、請求項12に記載の診断キット。
  16. 【請求項16】 酵素安定組成物が亜鉛化合物、スルフ
    ヒドリル含有化合物、メタンスルホン酸の塩、D−マン
    ニトールおよびクエン酸の塩からなる、請求項15に記
    載の診断キット。
  17. 【請求項17】 上記酵素安定組成物が硫酸亜鉛、1−
    チオグリセロール、メタンスルホン酸ナトリウム塩、D
    −マンニトールおよびクエン酸ナトリウムからなる、請
    求項16に記載の診断キット。
JP3330492A 1990-12-13 1991-12-13 エタノール分析用組成物 Expired - Lifetime JP2796462B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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