JP3005238B2 - Chemiluminescence assay - Google Patents
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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、アルスロマイセス属またはコプリヌス属に
属する真菌に由来するペルオキシダーゼを触媒酵素とし
て用いる化学発光反応における発光の増強および安定化
方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for enhancing and stabilizing luminescence in a chemiluminescent reaction using peroxidase derived from a fungus belonging to the genus Arthromyces or Coprinus as a catalytic enzyme.
近年、とみに健康維持管理、あるいは生体の異常状態
の早期発見の重要性が認識され、生体の微細な代謝変動
・異常を把握する手段として生化学的指標となる生体成
分の簡便で迅速な定量分析法、とくに特異選択性に優れ
た酵素学的手法を用いた方法が開発および応用されつつ
ある。その際、生化学的指標となる生体成分は、選択的
酵素を用いて、測定可能なシグナル化合物(例えば、過
酸化水素やNAD(P)+など)に変換して定量される。
このような最終シグナル化合物として特に頻繁に利用さ
れているのは過酸化水素であり、過酸化水素を与える酵
素共役反応系の開発も精力的に行われている。最終シグ
ナル化合物である過酸化水素を定量するためには、ペル
オキシダーゼ(以下、PODと略す)を触媒酵素として用
いる化学発光反応が広く利用されている。本願発明はこ
の化学発光反応における発光の増強および安定化方法に
関する。In recent years, the importance of health maintenance and early detection of abnormal conditions in living organisms has been recognized, and simple and quick quantitative analysis of biological components that serve as biochemical indicators as a means to grasp minute metabolic fluctuations and abnormalities in living organisms. Methods, especially methods using enzymatic techniques with excellent specific selectivity, are being developed and applied. At that time, a biological component serving as a biochemical index is quantified by converting it into a measurable signal compound (for example, hydrogen peroxide or NAD (P) + ) using a selective enzyme.
Hydrogen peroxide is particularly frequently used as such a final signal compound, and an enzyme-coupled reaction system that provides hydrogen peroxide has been energetically developed. In order to quantify hydrogen peroxide as a final signal compound, a chemiluminescence reaction using peroxidase (hereinafter abbreviated as POD) as a catalytic enzyme is widely used. The present invention relates to a method for enhancing and stabilizing luminescence in the chemiluminescence reaction.
(従来の技術) PODによる化学発光反応を、酸化剤として例えば過酸
化水素を用いた場合を例にして示せば、次の反応式で表
される: この反応により定量可能な発光(光子の放出)を導き
出すことができる。なお、反応式で生じるAが色素や蛍
光物質である方法も知られているが、発光量を測定する
方法はもっとも感度が高いので、生体サンプル例えば、
定期診断時における採血量などの少量化が可能である
し、生体サンプルを十分に希釈して反応を行うことがで
きるためサンプル中の反応妨害物質の影響も少なくでき
るなどの種々の利点を有する。また、発光量を測定する
方法の持つ高い測定感度は、従来測定域に到達していな
いために生化学的指標と成り得なかった生体成分につい
ても測定対象にすることを可能にするであろうと期待さ
れている。(Prior Art) A POD chemiluminescence reaction is represented by the following reaction formula, for example, when hydrogen peroxide is used as an oxidizing agent. Quantitative luminescence (emission of photons) can be derived by this reaction. Although a method in which A generated in the reaction formula is a dye or a fluorescent substance is also known, a method for measuring the amount of luminescence is the most sensitive, and therefore, a biological sample, for example,
It has various advantages, such as the ability to reduce the amount of blood collected during periodic diagnosis and the like, and the ability to sufficiently dilute a biological sample to perform a reaction, thereby reducing the effects of reaction interfering substances in the sample. In addition, the high measurement sensitivity of the method for measuring the amount of luminescence will allow the measurement of biological components that could not be used as biochemical indicators because they did not reach the measurement range in the past. Expected.
PODによる化学発光の詳細なメカニズムは完全には解
明されていないが、西洋わさび由来のペルオキシダーゼ
(以下、HRPと略す)を用いた検討が広く行われてい
る。しかしながら、HRPは他の無機発光触媒に比べてよ
り穏和な条件で発光が起きるという利点があるものの、
HRPの発光触媒能は、生体成分の微量定量反応に使用す
るためには不十分である。この問題を解決する一手段と
して、HRPの化学発光を増強する化合物が種々見出され
ているが(特開昭59−171839号および特表昭59−500252
号公報)、そのような増感剤を使用しても、HRPの化学
発光触媒能は未だ必ずしも満足すべきレベルに達してい
ない。Although the detailed mechanism of chemiluminescence by POD is not completely elucidated, studies using horseradish-derived peroxidase (hereinafter abbreviated as HRP) have been widely performed. However, although HRP has the advantage of emitting light under milder conditions than other inorganic light emitting catalysts,
The luminescence catalytic ability of HRP is insufficient for use in microquantitative reactions of biological components. As a means for solving this problem, various compounds that enhance the chemiluminescence of HRP have been found (JP-A-57-171839 and JP-T-59-500252).
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157, and the use of such a sensitizer has not yet reached a satisfactory level of the chemiluminescence catalytic activity of HRP.
さらに、入手可能なHRPは多くの場合複数のアイゾザ
イムの混合物であるため、定量反応の精度や再現性に影
響を与え、さらにHRPは発光反応の挙動が複雑であり、
例えば、発光反応速度が経時的に変動して脈打つ発光パ
ターンを示すなどして、定量的測定を行う上で反応の制
御が困難であるという問題もある。Furthermore, the available HRP is often a mixture of multiple Izozymes, which affects the accuracy and reproducibility of the quantitative reaction, and furthermore, HRP has a complicated behavior of the luminescence reaction,
For example, there is also a problem that it is difficult to control the reaction when performing quantitative measurement, for example, the luminescence reaction speed fluctuates with time and shows a pulsating luminescence pattern.
そこで、本発明者らはHRPよりも発光触媒能に優れたP
ODの探索を試み、アルスロマイセス属およびコプリヌス
属に属する真菌の生産するペルオキシダーゼ(以下、こ
れらをARPおよびCCPと略す)を見出し、特開昭61−0439
87号公報に開示している。ARPおよびCCPの化学発光に対
する触媒能は、HRPに比べて少なくとも100〜300倍優れ
ていることも本発明者らによって見出されている(特開
昭63−219398号公報)。Therefore, the present inventors have found that P
An attempt was made to search for OD, and found a peroxidase produced by fungi belonging to the genera Arthromyces and Coprinus (hereinafter, these are abbreviated as ARP and CCP).
No. 87 discloses this. The present inventors have also found that the catalytic ability of ARP and CCP for chemiluminescence is at least 100 to 300 times better than that of HRP (JP-A-63-219398).
(発明が解決しようとする課題) 本発明はARPあるいはCCPの優れた発光触媒能を、増感
剤を用いてさらに高め、生体成分等を微量定量するため
に一層適するようにした化学発光定量法を提供すること
を目的とする。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention further enhances the excellent luminescence catalytic ability of ARP or CCP by using a sensitizer, and is more suitable for a chemiluminescence determination method for trace amounts of biological components. The purpose is to provide.
本発明はまた、ARPまたはCCPが触媒して生じる発光
(シグナル)と非特異的発光(ノイズ)の比、即ちシグ
ナル/ノイズ比が高い条件で、これら酵素の触媒能を増
強することにより、微量成分の定量のために特に適した
化学発光定量法を提供することを目的とする。The present invention also enhances the catalytic activity of these enzymes under the condition that the ratio of luminescence (signal) generated by catalysis by ARP or CCP to non-specific luminescence (noise), that is, the signal / noise ratio is high, and It is an object to provide a chemiluminescence assay which is particularly suitable for the quantification of components.
さらに、増感された化学発光反応はしばしば短時間で
停止してしまうので、本発明はこのような欠点をなくし
て、ARPあるいはCCPが触媒する増強された発光をできる
だけ長時間持続させ、より簡略化された分析装置での定
量を可能にした化学発光定量法を提供することを目的と
する。In addition, the present invention eliminates these drawbacks, since the sensitized chemiluminescence reaction often ceases in a short period of time, maintaining the enhanced luminescence catalyzed by ARP or CCP for as long as possible, thus simplifying the reaction. It is an object of the present invention to provide a chemiluminescence quantification method capable of quantification with a simplified analyzer.
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記目的のために、種々の検討を重ね
た結果、ARPあるいはCCPに対する化学発光増感剤とし
て、ヒドラゾベンゼン、インジゴ、3−メチル−2−ベ
ンゾチアゾリノン ヒドラゾン・HCl、α−ナフトキノ
ン、インドフェノール、フェニルヒドラジン、8−ヒド
ロキシキノリン、フェノールフタリン、L−トリプトフ
ァン、N,N−ジメチルインドアニリン、カルセイン、イ
ンジゴ カルミンおよびレゾルシンを見出した。これら
の増感剤の中で、ヒドラゾベンゼン、インジゴおよび3
−メチル−2−ベンゾチアゾリノン ヒドラジン・HCl
は、増強された化学発光を長時間持続させる点、および
シグナル/ノイズ比が高い点で特に好ましい。(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted various studies for the above purpose, and as a result, as a chemiluminescence sensitizer for ARP or CCP, hydrazobenzene, indigo, 3-methyl- 2-benzothiazolinone hydrazone / HCl, α-naphthoquinone, indophenol, phenylhydrazine, 8-hydroxyquinoline, phenolphthalein, L-tryptophan, N, N-dimethylindoaniline, calcein, indigo carmine and resorcinol . Among these sensitizers, hydrazobenzene, indigo and 3
-Methyl-2-benzothiazolinone hydrazine / HCl
Is particularly preferable in that the enhanced chemiluminescence is maintained for a long time and the signal / noise ratio is high.
従って本発明は、ペルオキシダーゼ;酸化剤;ルミノ
ールおよびイソルミノールからなる群から選択される発
光基質を反応させて化学発光を生じさせ、該反応に関与
する成分のいずれかを定量する方法において、上記増感
剤の存在下で化学発光を生じさせることを特徴とする方
法である。Accordingly, the present invention provides a method for producing chemiluminescence by reacting a luminescent substrate selected from the group consisting of peroxidase; oxidizing agent; luminol and isoluminol, and quantifying any of the components involved in the reaction. This is a method characterized by generating chemiluminescence in the presence of a sensitizer.
本発明で使用するペルオキシダーゼは、アルスロマイ
セス属由来のペルオキシダーゼ(ARP)またはコプリヌ
ス属の真菌由来のペルオキシダーゼ(CCP)である。そ
の例は特開昭61−043987号公報に記載されている。ペル
オキシダーゼには、遺伝子工学的に製造されたものも含
まれる。なお、西洋わさび由来のペルオキシダーゼ(HR
P)は本発明では使用されない。The peroxidase used in the present invention is peroxidase (ARP) from the genus Arturomyces or peroxidase (CCP) from a fungus of the genus Coprinus. Examples thereof are described in JP-A-61-0443987. Peroxidases include those produced by genetic engineering. In addition, horseradish-derived peroxidase (HR
P) is not used in the present invention.
本発明の方法を、行うための一例として下記の条件を
設定できる: イ)ARPあるいはCCP 0.01μg〜1000mg/ ロ)酸化剤 0.01nmol〜100mmol/ ハ)ルミノールあるいはイソルミノール 0.5μmol〜200mmol/ ニ)化学発光反応増感剤 1μmol〜100mmol/ ホ)pH 8〜11 ヘ)温度 10〜60℃ 上記イ)〜ニ)の主要反応成分のうち測定対象とする
少なくとも一つを除いた混合液を作製し、反応槽(例え
ば試験管など)に入れる。次に、欠けていた主要反応成
分を反応槽に添加して化学発光反応を開始させる。反応
により生じた光は、標準的測定装置、例えば光電子倍増
管によって定量され、そのシグナルは記録計、オシロス
コープあるいはスカラーに送られ表示または記録され
る。あるいは所望により肉眼観察してもよく、さらに写
真乾板上において反応させ定量化することもできる。本
発明者らは、発光量をルミノメーター(ルマック/3M
バイオカウンターM2010型、スリーエム薬品社製)を用
い測定した。As an example for carrying out the method of the present invention, the following conditions can be set: a) ARP or CCP 0.01 μg to 1000 mg / b) Oxidizing agent 0.01 nmol to 100 mmol / c) Luminol or isoluminol 0.5 μmol to 200 mmol / d) Chemiluminescence reaction sensitizer 1μmol ~ 100mmol / e) pH 8 ~ 11 f) Temperature 10 ~ 60 ° C Prepare a mixed solution excluding at least one of the main reaction components of the above a) ~ d). Into a reaction vessel (for example, a test tube). Next, the missing main reaction component is added to the reaction tank to start the chemiluminescence reaction. The light produced by the reaction is quantified by standard measuring equipment, for example a photomultiplier, and the signal is sent to a recorder, oscilloscope or scalar for display or recording. Alternatively, if desired, it may be observed with the naked eye, or further reacted on a photographic plate and quantified. The present inventors measured the luminous intensity by using a luminometer (Lumak / 3M).
(Bio counter M2010, manufactured by 3M Pharmaceutical Co., Ltd.).
本発明の方法によれば、酸化剤、発光基質、ペルオキ
シダーゼおよび化学発光増感剤のいずれも検出および定
量可能であるが、酸化剤としては過酸化水素および過酸
化物質(例えば、過酸化脂質などの生体過酸化物質)が
重要な測定対象である。生体試料中の蛋白質、ホルモ
ン、ステロイド、核酸、代謝中間体のような成分を酵素
抗体法により定量する場合には、測定対象に対する抗体
にペルオキシダーゼを直接結合させ過酸化水素を添加す
ることによって、あるいは抗体に結合させたアルカリホ
スファターゼあるいはグルコースオキシダーゼのような
酵素(共役酵素)の作用によって、反応系中に発生させ
た過酸化水素であってよく、その結果に基づいて生体試
料中の元の成分量を知ることができる。本発明の方法は
直接あるいはシグナルとして生成する過酸化水素を指標
とすることができる分析項目について、生体成分の微量
定量以外にも種々の分析目的に使用可能である。According to the method of the present invention, any of an oxidizing agent, a luminescent substrate, a peroxidase, and a chemiluminescent sensitizer can be detected and quantified. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide and a peroxide substance (for example, lipid peroxide and the like). Is an important measurement object. When components such as proteins, hormones, steroids, nucleic acids, and metabolic intermediates in a biological sample are quantified by an enzyme-linked immunosorbent assay, peroxidase is directly bound to an antibody to be measured and hydrogen peroxide is added, or Hydrogen peroxide generated in the reaction system by the action of an enzyme (conjugate enzyme) such as alkaline phosphatase or glucose oxidase bound to the antibody may be used, and based on the result, the amount of the original component in the biological sample You can know. The method of the present invention can be used for various analytical purposes other than trace quantification of biological components, with respect to analysis items that can use hydrogen peroxide generated directly or as a signal as an index.
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明する
が、本発明の範囲は実施例にのみ限定されるものではな
い。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited only to Examples.
実施例1 化学発光量の増大(ARPに対して) ARPは特開昭61−043987号公報に記載された方法で精
製したRZ=2.0のものを使用した(RZはA403のA205に対
する比である)。ルミノールおよび過酸化水素はナカラ
イテスク社から購入した。化学発光反応増感剤はナカラ
イテスク社、東京化成工業社、シグマ社またはアルドチ
ッチ社から購入した。その他の試薬はナカライテスク社
から購入した。Example 1 Enhancement of chemiluminescence (relative to ARP) ARP used was RZ = 2.0 purified by the method described in JP-A-61-0443987 (RZ is the ratio of A403 to A205). ). Luminol and hydrogen peroxide were purchased from Nacalai Tesque. The chemiluminescence reaction sensitizer was purchased from Nacalai Tesque, Tokyo Kasei Kogyo, Sigma or Alditch. Other reagents were purchased from Nacalai Tesque.
反応は、あるかじめ50mMピロリン酸・HCl緩衝液(pH
9.6)に20μg/のARPおよび1mmole/のルミノールを
溶解した液を作製し、この650μlを使い捨てプラスチ
ック試験管の中でジメチルスルホキシド(DMSO)に0.1
〜1mMとなるように溶解した化学発光反応増感剤あるい
は対照のDMSO 50μlと混合したのち、上記ルミノメー
ターの発光測定部位に設置し、上記緩衝液で調製した0.
15mM過酸化水素100μlを添加することにより反応を開
始させた。反応温度は25℃で行った。発光はルミノメー
ターに内蔵された平均発光積算計(本実施例では30秒間
の平均発光積算量で結果を示す)およびルミノメーター
からの外部出力シグナルを記録計によって記録した。観
察された平均発光量およびシグナル/ノイズ比(S/N)
を第1表に示す。The reaction is performed in advance with a 50 mM pyrophosphate / HCl buffer (pH
In 9.6), a solution prepared by dissolving 20 μg / ARP and 1 mmol / luminol was prepared, and 650 μl of this solution was added to dimethyl sulfoxide (DMSO) in a disposable plastic test tube in 0.1%.
After mixing with 50 μl of a chemiluminescence reaction sensitizer dissolved in 1 mM or DMSO as a control, the mixture was placed at the luminescence measurement site of the luminometer and prepared with the above buffer.
The reaction was started by adding 100 μl of 15 mM hydrogen peroxide. The reaction temperature was 25 ° C. Luminescence was recorded by an average luminescence integrator built into the luminometer (in this example, the average luminescence integrated amount for 30 seconds is shown) and an external output signal from the luminometer was recorded by a recorder. Observed average luminescence and signal / noise ratio (S / N)
Are shown in Table 1.
実施例2 発光反応の持続化(ARPに対して) 反応は、あらかじめ50mMピロリン酸・HCl緩衝液(pH
9.6)に1μgおよび5μg/のARP、1mmole/のルミ
ノールを溶解した液を作製し、この650μlを使い捨て
プラスチック試験管の中でDMSOに0.1〜1mMとなるように
溶解した化学発光反応増感剤あるいは対照としてのDMSO
50μlと混合したのち、実施例1と同様に行った。反
応開始後3分間にわたり反応を追跡し、30秒ごとの積算
光量として発光反応の持続性を比較した。結果を第2表
に示す。 Example 2 Sustained luminescence reaction (relative to ARP) The reaction was performed in advance using a 50 mM pyrophosphate / HCl buffer (pH
In 9.6), a solution was prepared by dissolving 1 μg and 5 μg / ARP and 1 mmole / luminol, and 650 μl of the solution was dissolved in DMSO in a disposable plastic test tube to a concentration of 0.1 to 1 mM. DMSO as control
After mixing with 50 μl, the same procedure as in Example 1 was performed. The reaction was followed for 3 minutes after the start of the reaction, and the persistence of the luminescence reaction was compared as an integrated light amount every 30 seconds. The results are shown in Table 2.
実施例3 増感剤の添加濃度 1mMの過酸化水素を添加することにより反応を開始さ
せたこと以外、実施例1と同じ測定条件において、ARP
を触媒として化学発光反応に対する本発明の増感剤の一
つであるヒドラゾベンゼンの添加濃度の効果を調べた。
60秒間の平均発光積算量として測定した結果、0.5〜1mM
(最終濃度として30〜60μM)において最大の増感効果
が得られた。結果を第1図に示す。 Example 3 ARP was added under the same measurement conditions as in Example 1 except that the reaction was started by adding 1 mM of hydrogen peroxide.
The effect of the concentration of hydrazobenzene, which is one of the sensitizers of the present invention, on the chemiluminescence reaction was investigated using the catalyst as a catalyst.
As a result of measuring as an average integrated light emission for 60 seconds, 0.5 to 1 mM
(The final concentration was 30 to 60 μM), the maximum sensitizing effect was obtained. The results are shown in FIG.
実施例4 増感化学発光反応におけるpHの影響 本発明の増感剤の一つであるヒドラゾベンゼン1mMを
添加した場合の増感化学発光反応におけるpHの影響を、
増感剤を加えないDMSO(対照)の場合と比較して実施例
3と同様の条件下で測定した。pHの影響を調べるため、
50mMトリス・HCl緩衝液(pH8.3〜9.5)、50mMピロリン
酸・HCl緩衝液(pP8.7〜9.6)、100mMグリシン・NaOH緩
衝液(pH9.0〜11.0)を用いた。その結果、ヒドラゾベ
ンゼン無添加の場合に比べ、至適pHは中性側にシフト
し、ピロリン酸・HCl緩衝液pH9.6近辺で発光反応が最大
となることがわかった。結果を第2図に示す。第2図に
おいて、ヒドラゾベンゼンで増感された化学発光を実
線、ヒドラゾベンゼンを加えない場合の化学発光を破線
で示し、白丸はトリス・HCl緩衝液、黒丸はピロリン酸
・HCl緩衝液、二重丸はグリシン・NaOH緩衝液での化学
発光を示す。Example 4 Effect of pH on Sensitized Chemiluminescence Reaction The influence of pH on the sensitized chemiluminescence reaction when 1 mM of hydrazobenzene, which is one of the sensitizers of the present invention, was added.
The measurement was performed under the same conditions as in Example 3 in comparison with the case of DMSO (control) to which no sensitizer was added. To investigate the effect of pH,
A 50 mM Tris / HCl buffer (pH 8.3 to 9.5), a 50 mM pyrophosphate / HCl buffer (pP8.7 to 9.6), and a 100 mM glycine / NaOH buffer (pH 9.0 to 11.0) were used. As a result, it was found that the optimum pH shifted to the neutral side as compared with the case where hydrazobenzene was not added, and the luminescence reaction became maximum around the pyrophosphate / HCl buffer solution pH 9.6. The results are shown in FIG. In FIG. 2, chemiluminescence sensitized with hydrazobenzene is shown by a solid line, and chemiluminescence without hydrazobenzene is shown by a broken line, a white circle represents a Tris / HCl buffer solution, a black circle represents a pyrophosphate / HCl buffer solution, Double circles indicate chemiluminescence in glycine / NaOH buffer.
実施例5 ARPの増感発光による定量可能域 本発明の増感剤の一つであるヒドラゾベンゼンを用
い、増感発光反応に基づくARPの定量可能域を以下に示
す条件下で調べた。同時に、HRP(RZ=3.5:東洋紡社
製)における化学発光、特にHRPの増感剤として既に知
られている6−ヒドロキシベンゾチアゾールによるHRP
の増感発光計(ソープ(Thorpe)ら,Anal.Biochem.,14
5,96,1985)との比較を行った。Example 5 Quantitative Range of ARP by Sensitized Luminescence Using hydrazobenzene, one of the sensitizers of the present invention, the quantifiable range of ARP based on the sensitized luminescence reaction was examined under the following conditions. At the same time, chemiluminescence in HRP (RZ = 3.5: manufactured by Toyobo Co., Ltd.), particularly HRP by 6-hydroxybenzothiazole which is already known as a sensitizer for HRP.
Sensitized luminometer (Thorpe et al., Anal. Biochem., 14 ).
5 , 96, 1985).
反応は、あらかじめARPの場合には50mMピロリン酸・H
Cl緩衝液(pH9.6)、HRPの場合には0.1Mトリス・HCl緩
衝液(pH8.5)に2μg〜4mg/(反応液の最終濃度と
して0.16μg〜325μg/に相当)のPOD、1mmole/の
ルミノールを溶解した影響を作製し、この650μlを使
い捨てプラスチック試験管の中でDMSOに1mMとなるよう
に溶解した上記増感剤あるいは対照のDMSO 50μlと混
合し、1mMの過酸化水素100μlを添加することにより反
応を開始させた。その他の反応条件は実施例1と同様に
した。増感剤としてヒドラゾベンゼンを加えたARPによ
る増感発光系においては、HRPによる増感発光系に比
べ、より低濃度域における定量が可能であり、定量可能
域がより広範であることがわかった(反応最終ARP濃度
として0.16μg〜16.3μg/において定量可能であっ
た)。結果を第3図に示す。第3図において、白丸はAR
P(ヒドラゾベンゼン添加)、×の入った丸はARP(増感
剤無添加)、黒丸はHRP(6−ヒドロキシベンゾチアゾ
ール添加)、二重丸はHRP(増感剤無添加)の定量可能
域をそれぞれ示している。The reaction is performed beforehand in the case of ARP with 50 mM pyrophosphateH
Cl buffer (pH 9.6), 0.1M Tris-HCl buffer (pH 8.5) for HRP, 2 μg to 4 mg / POD (corresponding to 0.16 μg to 325 μg / final concentration of reaction solution), 1 mmole The effect of dissolving luminol was prepared, and 650 μl of this was mixed with 50 μl of the sensitizer or control DMSO dissolved in DMSO to 1 mM in a disposable plastic test tube, and 100 μl of 1 mM hydrogen peroxide was added. The reaction was started by the addition. Other reaction conditions were the same as in Example 1. In the sensitized luminescence system using ARP with hydrazobenzene as a sensitizer, quantification in a lower concentration range is possible and the quantification range is wider than in the sensitized luminescence system using HRP. (Quantification was possible at a reaction final ARP concentration of 0.16 μg to 16.3 μg /). The results are shown in FIG. In Fig. 3, white circles indicate AR.
The circles with P (hydrazobenzene added) and X can quantify ARP (no sensitizer added), the black circles can quantify HRP (6-hydroxybenzothiazole added), and the double circles can quantify HRP (no sensitizer added). Each area is shown.
実施例6 ARPの増感発光による過酸化水素の定量 ARPの濃度を2.5mg/、反応開始のために添加する過
酸化水素を1nM/4mMとした以外は実施例5と同じ条件に
おいて、本発明の方法による過酸化水素の定量可能域を
調べた。増感剤としてヒドラゾベンゼンを化したARPに
よる増感発光系において、反応最終濃度として0.25〜50
0nMの過酸化水素が定量可能であった。結果を第4図に
示す。Example 6 Determination of hydrogen peroxide by sensitized luminescence of ARP The present invention was carried out under the same conditions as in Example 5 except that the concentration of ARP was 2.5 mg / hour and the amount of hydrogen peroxide added for starting the reaction was 1 nM / 4 mM. The range in which hydrogen peroxide can be quantified by the method described above was examined. In a sensitized luminescence system using ARP in which hydrazobenzene was used as a sensitizer, the final reaction concentration was 0.25 to 50.
0 nM hydrogen peroxide was quantifiable. The results are shown in FIG.
実施例7 化学発光量の増大(CCPに対して) CCPについてもARPと同様に化学発光が本発明の増感剤
で増大することを確認するため、ARPの代わりにCCPを用
いて実施例1と同様の試験を行った。CCPはRZが2.1のも
のを使用した。その結果、本発明の増感剤はCCPにおい
てもARPの場合と同様の増感効果を示した。結果を第3
表に示す。Example 7 Increase in the amount of chemiluminescence (relative to CCP) In the case of CCP, as in the case of ARP, in order to confirm that the chemiluminescence is increased by the sensitizer of the present invention, Example 1 was repeated using CCP instead of ARP. The same test was performed. The CCP used had an RZ of 2.1. As a result, the sensitizer of the present invention showed the same sensitizing effect in CCP as in ARP. Third result
It is shown in the table.
実施例8 発光反応の持続化(CCPに対して) 反応は、1μg/のCCPを用いそして増感剤を0.1mMと
なるようにDMSOに溶解させた以外、実施例2と同様に行
った。その結果、ARPにおいて発光反応の持続化を示す
化合物はCCPに置いても同様の効果を示した。結果を第
4表に示す。 Example 8 Sustained luminescence reaction (relative to CCP) The reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that 1 μg / CCP was used and the sensitizer was dissolved in DMSO to 0.1 mM. As a result, a compound showing sustained luminescence reaction in ARP showed the same effect when placed in CCP. The results are shown in Table 4.
実施例9 NADHの定量 本発明の方法によるNADHの定量を行った。発光増感剤
としてはヒドラゾベンゼンを用いた。あらかじめ50mMピ
ロリン酸・HCl緩衝液(pH9.3)にARP 0.1mg/および
ルミノール1mmole/を溶解した液600μl、上記緩衝液
に0.1mM〜1mM(最終濃度として6.25μM〜62.5μM)と
なるよう溶解したNADH溶液50μl、および1mMヒドラゾ
ベンゼン/DMSO溶液50μlからなる混合液に100μlの1.
6μM 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(上記緩衝液に溶解)を添加することにより
発光反応を開始させた。発光測定方法は、60秒間の平均
発光量で測定したことを除き、実施例1と同様である。
結果を第5図に示す。 Example 9 Quantification of NADH NADH was quantified by the method of the present invention. Hydrazobenzene was used as the luminescence sensitizer. 600 μl of ARP 0.1 mg / and Luminol 1 mmol / previously dissolved in 50 mM pyrophosphate / HCl buffer (pH 9.3), dissolved in the above buffer to 0.1 mM to 1 mM (final concentration 6.25 μM to 62.5 μM) 100 μl of 1.A mixture containing 50 μl of the prepared NADH solution and 50 μl of a 1 mM hydrazobenzene / DMSO solution.
The luminescence reaction was started by adding 6 μM 1-methoxy 5-methylphenazinium methyl sulfate (dissolved in the above buffer). The luminescence measurement method is the same as that in Example 1 except that the luminescence was measured using the average luminescence amount for 60 seconds.
The results are shown in FIG.
実施例10 クメンヒドロペルオキシドの定量 ARPを用いた化学発光反応における酸化剤として、過
酸化物の一つであるクメンヒドロペルオキシドを定量し
た。増感剤としてはヒドラゾベンゼンを用いた。ARPを
0.4mg〜10mg/の濃度で50mMピロリン酸・HCl緩衝液(p
H9.3)に溶解したこと、過酸化水素の代わりに1mMのク
メンヒドロペルオキシド溶液を100μl添加することに
より反応を開始したこと以外、実施例1と同様の方法で
発光測定を行った。60秒間の平均発光量として得られた
ヒドラゾベンゼンによる増感発光の結果を第5表に示
す。Example 10 Determination of Cumene Hydroperoxide Cumene hydroperoxide, one of peroxides, was quantified as an oxidizing agent in a chemiluminescence reaction using ARP. Hydrazobenzene was used as a sensitizer. ARP
At a concentration of 0.4 mg to 10 mg / 50 mM pyrophosphate / HCl buffer (p
H9.3), and the luminescence was measured in the same manner as in Example 1 except that the reaction was started by adding 100 μl of a 1 mM cumene hydroperoxide solution instead of hydrogen peroxide. Table 5 shows the results of sensitized luminescence with hydrazobenzene obtained as the average luminescence amount for 60 seconds.
実施例11 増感剤による発光反応の持続性 ARPの濃度を2μg/とした以外は実施例1と同じ条
件で反応させ、ルミノメーターから出た外部出力シグナ
ルを記録計によって追跡し、増感剤の一つであるヒドラ
ゾベンゼン添加による増感発光パターンを調べた。第6
図に結果を示す。この図から明らかなとおり、増感剤に
より増強された化学発光は、10分間あるいはそれ以上に
わたって安定に持続した。 Example 11 Persistence of luminescence reaction by sensitizer Reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of ARP was changed to 2 μg /. The external output signal emitted from the luminometer was followed by a recorder, and the sensitizer was used. The sensitized light emission pattern by the addition of hydrazobenzene, which is one of them, was examined. Sixth
The figure shows the results. As is clear from this figure, the chemiluminescence enhanced by the sensitizer stably continued for 10 minutes or more.
実施例12 VmaxおよびKmに対する増感剤の影響 ARPあるいはHRPの濃度を100μg/、反応開始のため
に添加する過酸化水素を1μM〜1mMとして以外は、実
施例5と同じ条件において化学発光反応を行った。これ
により得られた過酸化水素の各濃度における発光量をも
とに、ラインウィーバー・バーク(Lineweaver−Burk)
のプロット(二重逆数プロット)から、ミカエリス定数
(Km)および最大速度(Vmax)を求めた。その結果、本
発明の化学発光増感剤の添加はミカエリス定数にほとん
ど影響を与えないが、最大速度(Vmax)を顕著に増大さ
せることがわかった。結果を第6表に示す。Example 12 Influence of sensitizer on Vmax and Km The chemiluminescence reaction was carried out under the same conditions as in Example 5 except that the concentration of ARP or HRP was changed to 100 μg / and hydrogen peroxide added for starting the reaction was changed from 1 μM to 1 mM. went. Based on the amount of luminescence at each concentration of hydrogen peroxide obtained in this way, Lineweaver-Burk
From the plot (double reciprocal plot), the Michaelis constant (Km) and the maximum velocity (Vmax) were determined. As a result, it was found that the addition of the chemiluminescence sensitizer of the present invention hardly affected the Michaelis constant, but significantly increased the maximum velocity (Vmax). The results are shown in Table 6.
(発明の効果) 本発明によれば、化学発光触媒能がHRPよりも高い、A
RPおよびCCPの触媒能をさらに増強する化学発光増感剤
を使用することにより、極めて感度の高い過酸化水素や
過酸化脂質等の測定方法が可能になった。本発明の方法
はシグナル/ノイズ比の高い条件で測定を行うことが可
能である。また、本発明の方法は、増感された化学発光
が安定に長時間持続するので、測定の精度にも優れてお
り、臨床検査等の生体成分の分析のために非常に適する
ものである。 (Effect of the Invention) According to the present invention, the chemiluminescence catalytic activity is higher than that of HRP,
By using a chemiluminescence sensitizer that further enhances the catalytic ability of RP and CCP, a highly sensitive method for measuring hydrogen peroxide, lipid peroxide, and the like has become possible. The method of the present invention enables the measurement to be performed under conditions with a high signal / noise ratio. Further, the method of the present invention has excellent measurement accuracy because the sensitized chemiluminescence is stably maintained for a long time, and is very suitable for analysis of biological components such as clinical tests.
第1図は増感剤ヒドラゾベンゼンと化学発光の量の関係
を示すグラフである。 第2図は増感剤の存在下におけるpHと化学発光の量の関
係を示すグラフである。 第3図は増感剤の存在下で化学発光を行う場合に使用さ
れるPODの濃度範囲を調べた結果を示すグラフである。 第4図は本発明の方法で過酸化水素量を定量した結果を
示すグラフである。 第5図は本発明の方法でNADHを定量した結果を示すグラ
フである。 第6図は増感剤の存在下における化学発光の持続を示す
グラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the sensitizer hydrazobenzene and the amount of chemiluminescence. FIG. 2 is a graph showing the relationship between pH and the amount of chemiluminescence in the presence of a sensitizer. FIG. 3 is a graph showing the results of examining the concentration range of POD used when performing chemiluminescence in the presence of a sensitizer. FIG. 4 is a graph showing the result of quantifying the amount of hydrogen peroxide by the method of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the results of quantifying NADH by the method of the present invention. FIG. 6 is a graph showing the duration of chemiluminescence in the presence of a sensitizer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Methods in Enzymo logy,Vol.133(1986)p331− 353 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12Q 1/28 MEDLINE(STN)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (56) References Methods in Enzymology, Vol. 133 (1986) pp. 331-353 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C12Q 1/28 MEDLINE (STN)
Claims (3)
属する真菌由来のペルオキシダーゼ;酸化剤;ルミノー
ルおよびイソルミノールからなる群から選択される発光
基質;を反応させて化学発光を生じさせ、該反応に関与
する成分のいずれかを検出もしくは定量する方法におい
て、ヒドラゾベンゼン、インジゴ、3−メチル−2−ベ
ンゾチアゾリノン ヒドラゾン・HCl、α−ナフトキノ
ン、フェニルヒドラジン、8−ヒドロキシキノリン、フ
ェノールフタリン、L−トリプトファン、N,N−ジメチ
ルインドアニリン、カルセイン、インジゴ カルミンお
よびレゾルシンからなる群から選択される化学発光増感
剤の存在下で化学発光を生じさせることを特徴とする方
法。1. A component involved in the reaction of a peroxidase derived from a fungus belonging to the genus Arthromyces or Coprinus; an oxidizing agent; a luminescent substrate selected from the group consisting of luminol and isoluminol; Hydrazobenzene, indigo, 3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone.HCl, α-naphthoquinone, phenylhydrazine, 8-hydroxyquinoline, phenolphthaline, L-tryptophan , N, N-dimethylindoaniline, calcein, indigo carmine, and resorcinol, wherein chemiluminescence is produced in the presence of a chemiluminescence sensitizer.
3−メチル−2−ベンゾチアゾリノン ヒドラゾン・HC
lからなる群から選択される、請求項1記載の方法。2. A sensitizer comprising hydrazobenzene, indigo,
3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone / HC
2. The method of claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of l.
しての過酸化水素であり、該過酸化水素が他の物質から
酵素の作用によって生成したものである、請求項1また
は2記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the component to be detected or quantified is hydrogen peroxide as an oxidizing agent, and the hydrogen peroxide is produced by the action of an enzyme from another substance. .
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Methods in Enzymology,Vol.133(1986)p331−353 |
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