JP3340742B2 - 鉄(▲iii▼)イオン錯体指示薬系の安定な試薬 - Google Patents
鉄(▲iii▼)イオン錯体指示薬系の安定な試薬Info
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Description
ける指示薬としての鉄(III)イオンキレート錯体を形
成させるのに有用な、安定な試薬に関するものである。
本発明はまた、分析素子中に組み込んだ時に安定な試薬
の製造方法、および液体試料中に存在する被検体の定量
方法に関するものである。
用して実施される。そのような検定においては、この指
示薬の呈色の強度が、測定する液体試料中の被検体の濃
度と相関関係にある。
してプルシアンブルー(Prussian Blue)(またはター
ンブルブルー(Turnbull's Blue))を形成する試薬を
使用することによる、血液試料中のグルコースの分析が
ある。この試薬は、プルシアンブルーの形成のため、酵
素グルコースオキシダーゼ(GOD)、フェリシアン化カ
リウムおよび硫酸鉄(III)を含有している。プルシア
ンブルーを生成する反応は以下の式で示される(式
I): したがって、この反応によって形成されるプルシアン
ブルーが多いほど、分析している血液試料中にグルコー
スが多量に存在する。こうした検定は標準化することが
できる しかし、このプルシアンブルー指示薬を形成するのに
使用される試薬、および鉄(III)イオン錯体が関わる
指示薬を形成するのに使用されるその他の試薬における
特有の問題点は、安定性である。これらの試薬は、液体
形態の場合には光および熱に対し不安定であり、凍結乾
燥形態またはフィルムに封入されている場合にはさらに
湿気にも不安定である。グルコース検定におけるプルシ
アンブルー指示薬を形成させるのに有用な試薬の場合で
は、この不安定性はグルコースを含有する血液試料を添
加する前の試薬中のプルシアンブルーの検定前形成
(“ブランク反応”)として表れる。
オン錯体を形成する検定系に使用する安定な試薬であ
る。このような試薬は液体試料中の被検体の検出または
測定に有用である。しかし、液体形態では、これらの試
薬は熱および光に対し不安定である。凍結乾燥形態また
はフィルム中では、これらの試薬はその上湿気にも不安
定である。この不安定性はしばしばブランク反応の形で
表れる。例えば、呈色錯体プルシアンブルーを形成する
のに使用される試薬においては、プルシアンブルーが試
薬中に検定前に形成される。
(III)イオンキレート化剤を含有させると、試薬中の
ブランク反応の形成が阻害されることがわかった。
(III)イオン呈色錯体を形成することができ、そして
液体試料中の被検体を検出または測定するのに有用な安
定試薬である。試薬は最少限度以下の物質を含有する; 被検体が関与する反応において反応し、鉄(III)イ
オンと錯体化して呈色化合物を形成する第2化合物を生
成する第1化合物; 鉄(III)イオン源; および、試薬中に被検体を添加する以前には呈色錯体
の形成を実質的に阻害し、試薬中に被検体を添加した後
には呈色錯体の形成を実質的に阻害しない、適当なタイ
プで適当な量の鉄(III)イオンキレート化剤。
(EDTA)、およびコハク酸などの、鉄(III)イオンに
対してあまりにも強い新和性を有する鉄(III)イオン
キレート化剤は、本発明に含まれるタイプのイオンキレ
ート化剤ではない。
物はフェリシアン化カリウムなどのフェリシアン化物、
第2化合物はフェロシアン化物、鉄(III)イオン源は
硫酸鉄(III)、そして鉄(III)イオンキレート化剤に
は3−スルホ安息香酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒド
ロキシ酪酸、5−アミノ吉草酸、酪酸、またはプロピオ
ン酸、またはそれらの塩がある。(発明の背景の節の式
I参照。)鉄(III)イオンキレート化剤は2−スルホ
安息香酸、または酒石酸、またはそれらの塩でもよい。
オンキレート化剤を含有させると液体試薬が熱および光
に対して安定化し、乾燥試薬(凍結乾燥またはフィルム
内)が熱、光および湿気に対して安定化することであ
る。試薬を安定化するのには、試薬中、鉄(III)イオ
ンキレート化剤:鉄(III)イオンがモル比で約3:1で十
分である。鉄(III)イオンキレート化剤:鉄(III)イ
オンがモル比で約3:1以上になると、試薬は一層安定化
して行く。この安定化の強化は、鉄(III)イオンキレ
ート化剤:鉄(III)イオンの比が検定の反応動力学に
悪影響を及ぼすほど、すなわち、検定に際し、呈色錯体
(例えばプルシアンブルー)があまりにもゆっくりと形
成し、その結果、検定時間が長くなりすぎ、測定の精度
と正確性に悪効果を与えるほど高濃度にならない程度ま
でなら効果的である。
は、被検体と第1化合物間の反応を触媒するのに適当な
タイプのもので、また適当な量であるべきである。被検
体がグルコースの場合は、触媒は酵素グルコースオキシ
ダーゼがよい。
ルホ安息香酸を使用する場合は、緩衝剤を含有させる必
要がある。緩衝剤は、試薬のために、そして被検体と第
1化合物間の反応のために必要なpHを与えるのに適当な
タイプのもので、また適当な量であるべきである。その
上、その緩衝剤は鉄(III)イオンと有害な結合をする
ものであってはならない。例えば、リン酸塩緩衝剤は鉄
(III)イオンを沈殿させるから、この試薬には使用す
べきでない。診断用検定においては、“Good"緩衝剤
(例えば、Sigma Chemical Companyから入手できる)な
どの生物学的緩衝剤がよく使用される緩衝剤である。ピ
ルビン酸、2−アミノ酪酸、グルコン酸、および2−ヒ
ドロキシイソ酪酸が有用な緩衝剤である。使用する個々
の緩衝剤は、実施する個々の検定系によって決まるもの
である。診断用検定においてプルシアンブルー指示薬を
形成させることができる試薬については、4−アミノ酪
酸が有用な緩衝剤である。
示薬)の形成を実質的に阻害しないならば、鉄(III)
イオンの弱いキレート化剤であってもよい。緩衝剤が実
際に鉄(III)イオンを少しキレート化する場合は、試
薬を安定化するために必要な鉄(III)イオンキレート
化剤は、より少量(すなわち、鉄(III)イオンキレー
ト化剤対鉄(III)イオンのモル比が3:1より少量)でよ
い。
フィルムまたは診断用キット中に組み入れて、定型化す
ることができる。フィルム中に組み入れる場合は、例え
ば商標PROPIOFANR 70 D (BASFより入手できる)で販売
されている、プロピオン酸ビニル/酢酸ビニル共重合体
の水性分散液などのフィルム形成剤、または商標ELVACE
(Reichhold Chemicalsより入手できる)またはAIRFLEX
300(Air Productsより入手できる)で販売されている
フィルム形成剤などの、ポリ酢酸ビニルエチレン共重合
体が必要である。本発明の試薬を組み入れるフィルムを
製造する際には、他の添加剤も有効である。例えば、ヒ
ドロキシメチルセルロースなどの粘度調節剤、ポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレートなどの界面活性
剤、アセトンなどの消泡剤、珪藻土などのフィルムオー
プナー、またはVogelら、米国特許第4,312,834号、1982
年1月26日発行、に開示されている(この開示内容はこ
こで引用して取り込まれている)フィルムオープナー
が、フィルムを形成する際に有効な添加剤である。二酸
化チタンなどの顔料は、反射フィルムに有効と思われ
る;また、二クロム酸カリウムなどの酸化剤の添加は、
酸化環境を与えることによって、本発明の試薬を含有す
るフィルムの安定性をさらに増強させると思われる。
いて、鉄(III)イオン源を含有し、指示薬として呈色
鉄(III)イオンキレート錯体を形成する試薬のどれに
でも一般に適用し得る。試薬に被検体を添加する前には
呈色鉄(III)イオンキレート錯体の形成を実質的に阻
害し、試薬に被検体を添加した後には呈色鉄(III)イ
オンキレート錯体の形成を実質的に阻害しない鉄(II
I)イオンキレート化剤を含有させることによって、試
薬が液体形態の場合には試薬を熱および光による不安定
化作用から保護し、試薬が乾燥形態(凍結乾燥またはフ
ィルム内に取り込まれた形態)の場合にはさらに湿気に
よる不安定化作用から保護する。
5月29日発行、(この開示内容はここで引用して取り込
まれている)に記載されている組成物、方法および分析
用素子に特に効果的に適用される。米国特許第4,929,54
5号中にあるどの例においても、鉄(III)イオンキレー
ト化剤対鉄(III)イオンのモル比を約3:1にするのに十
分な量の鉄(III)イオンキレート化剤を試薬に添加す
ることにより、試薬が液体形態の場合には熱および光に
対して安定な試薬、そして試薬が試験片上のフィルム内
に取り込まれている場合にはさらに湿気に対しても安定
な試薬が製造される。このモル比をこの試薬を使用する
被検体の検定の反応動力学に有害に作用するまで増加さ
せなければ、モル比を増強するにつれて、試薬がより安
定化される。鉄(III)イオンキレート化剤対鉄(III)
イオンのモル比があまりにも高くなると、検定時間が長
くなりすぎて、検定の精密度と正確度が悪くなる。
の試薬のまたはコーティング剤の例を以下に示す。
58g、4−アミノ酪酸52g、3−スルホ安息香酸331g、硫
酸鉄(III)52g、およびフェリシアン化カリウム234gを
完全に混合して、最終の前段階の水性イオン混合物を形
成させる。この最終の前段階の水性イオン混合物を濾過
し、大きい粒子と不純物を除去する。得られた濾液に、
二クロム酸カリウム0.17g、珪藻土(商標CELABRITEでEa
gle−Picher Minerals,Inc.より入手できる)288g、お
よび水907g中の二酸化チタン414gの音波処理懸濁液を混
合して、最終水性イオン混合物を形成させる。
Dフィルム形成剤1739g、4%水性ヒドロキシメチルセル
ロース(商標NATROSOLで販売されている)485g、アセト
ン75g、およびポリオキシエチレンソルビタンモノラウ
レート(商標TWEEN20で販売されている)4.7gを完全に
混合して、ポリマー混合物を形成させる。この混合物を
濾過して、大きい粒子と不純物を除去する。
キシダーゼ185キロユニット/gを有するG02グレード、Bi
ozyme Laboratories International,Ltd.より入手でき
る)64gを完全に混合して、酵素混合物を形成させる。
この酵素混合物を濾過する。
ン混合物を徐々に添加する。添加終了後、酵素混合物の
濾液を添加し、最終の前段階のコーティング剤を形成さ
せ、これを濾過して最終コーティング剤を形成させる。
施例3(第6段)の記載にしたがって、透明なポリエス
テル箔上にコーティングし、乾燥して、フィルムコーテ
ィングした試験片を製造する。この試験片は、米国特許
第4,929,545号、実施例3(第6段)の記載にしたがっ
て、液体試料中のグルコースの検出または測定に使用す
ることができる。
識を有する者がこの発明にしたがって製造し、利用し、
この発明を実施するための最善の方法を知り、そして他
の発明および以前の発明と区別することができるよう
に、十分明確で簡潔に開示された。本発明の多くの変形
と明らかな応用はすぐに想起され、そしてそれらは以下
に請求する本発明の範囲内に含まれるものと意図してい
る。
Claims (16)
- 【請求項1】(a) 被検体が関与する反応の際に反応
し、鉄(III)イオンと錯体化して呈色複合体を形成す
る第2化合物を生成する、第1化合物; (b) 鉄(III)イオン源;及び、 (c) 試薬中に被検体を添加する以前には呈色複合体
の形成を実質的に阻害し、試薬中に被検体を添加した後
には呈色複合体の形成を実質的に阻害しないのに十分な
量の、鉄(III)イオンキレート化剤としての3−スル
ホ安息香酸、2−スルホ安息香酸、酒石酸、3−ヒドロ
キシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、5−アミノ吉草酸、酪
酸、プロピオン酸、又は前記それぞれの酸の塩; からなる、流体試料中の被検体の検出または測定に有用
な試薬。 - 【請求項2】(d) 被検体と第1化合物間の反応を触
媒するのに適当なタイプで、十分な量の触媒; をさらに含有する、請求の範囲1記載の試薬。 - 【請求項3】要素(c):鉄(III)イオンのモル比が
少なくとも約3:1である、請求の範囲1記載の試薬。 - 【請求項4】(e) 試薬のために、かつ、被検体と第
1化合物間の反応のために必要なpHを与えるのに適当な
タイプで十分な量の、鉄(III)イオンと有害な結合を
しない緩衝剤; をさらに含有する、請求の範囲2記載の試薬。 - 【請求項5】触媒が酵素である、請求の範囲4記載の試
薬。 - 【請求項6】鉄(III)イオンキレート化剤:鉄(III)
イオンのモル比が少なくとも約3:1である、請求の範囲
5記載の試薬。 - 【請求項7】試薬が水性試薬である、請求の範囲5記載
の試薬。 - 【請求項8】(f) フィルムを形成するのに十分な量
の、少なくとも1種のフィルム形成剤; をさらに含有する、請求の範囲5記載の試薬。 - 【請求項9】第1化合物がフェリシアン化物、第2化合
物がフェロシアン化物、そして呈色複合体がプルシアン
ブルーである、請求の範囲7記載の試薬。 - 【請求項10】第1化物がフェリシアン化物、第2化合
物がフェロシアン化物、呈色複合体がプルシアンブル
ー、そして要素(c)が3−スルホ安息香酸又はその塩
である、請求の範囲7記載の試薬。 - 【請求項11】第1化物がフェリシアン化物、第2化合
物がフェロシアン化物、呈色複合体がプルシアンブル
ー、そして要素(c)が3−スルホ安息香酸、2−スル
ホ安息香酸、酒石酸、3−ヒドロキシ酪酸、若しくは4
−ヒドロキシ酪酸、又はそれらの塩である、請求の範囲
8記載の試薬。 - 【請求項12】第1化合物がフェリシアン化物、第2化
合物がフェロシアン化物、呈色複合体がプルシアンブル
ー、そして要素(c)が3−スルホ安息香酸、又はその
塩である、請求の範囲8記載の試薬。 - 【請求項13】要素(c):鉄(III)イオンのモル比
が少なくとも約3:1である、請求の範囲9記載の試薬。 - 【請求項14】要素(c):鉄(III)イオンのモル比
が少なくとも約3:1である、請求の範囲11記載の試薬。 - 【請求項15】鉄(III)イオン源、及び流体試料中の
被検体が関与する反応の際に反応し、鉄(III)イオン
と錯体化して呈色複合体を形成する第2化合物を生成す
る第1化合物とを含む試薬を安定化する方法であって、
前記試薬に、試薬中に被検体を添加する以前には呈色複
合体の形成を実質的に阻害し、試薬中に被検体を添加し
た後には呈色複合体の形成を実質的に阻害しないのに十
分な量の、3−スルホ安息香酸、2−スルホ安息香酸、
酒石酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、5
−アミノ吉草酸、酪酸、プロピオン酸、又は前記それぞ
れの酸の塩を添加することを含む、前記安定化方法。 - 【請求項16】第1化合物がフェリシアン化物、第2化
合物がフェロシアン化物、そして呈色複合体がプルシア
ンブルーである、請求の範囲15記載の方法。
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