JP3910174B2 - アジ化ナトリウムを用いた測定方法 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、酸化還元反応を用いた測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、酸化還元反応を利用して、試料中の測定対象物の量を測定することは、広く実施されており、例えば、生化学分析や臨床検査等における糖化タンパク質の測定にも適用されている。
【0003】
例えば、血液中の糖化タンパク質、特に赤血球中の糖化ヘモグロビンは、生体血糖値の過去の履歴を反映しているため、糖尿病診断や治療等における重要な指標とされている。このような赤血球中の糖化タンパク質は、前記酸化還元反応を用いて、例えば、以下に示すようにして測定されている。
【0004】
まず、赤血球を溶血させた試料を調製し、この溶血試料をフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ(以下、「FAOD」という)で処理し、糖化タンパク質の糖化部分に作用させて過酸化水素を発生させる。この過酸化水素量は、前記糖化タンパク質量に対応する。そして、この試料に、ペルオキシダーゼ(以下、「POD」という)および還元剤を添加し、前記PODを触媒として前記過酸化水素と前記還元剤との間で酸化還元反応させる。この時、前記還元剤として、酸化されることにより発色する還元剤を用いれば、その発色の測定により前記過酸化水素量を測定でき、この結果、赤血球中の糖化タンパク質量を知ることができる。
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、これらの従来の方法では、試料によっては測定感度が十分でないために、測定精度が向上しない場合もある。また、前述のように、血液中の糖化タンパク質は、糖尿病診断や治療等における重要な指標とされているため、これを測定するための酸化還元反応を用いた測定方法においても、更なる測定精度の向上が望まれている。
【0006】
そこで、本発明の目的は、試料中の測定対象物を、酸化還元反応を用いて測定する方法であって、測定感度に優れる測定方法の提供である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために、本発明の測定方法は、試料中の測定対象物を酸化還元反応を用いて測定する方法であって、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの存在下で、前記測定対象物由来の還元物質または酸化物質の量を前記酸化還元反応により測定し、この測定値から前記測定対象物の量を決定し、前記テトラゾリウム化合物と前記アジ化ナトリウムとを含む溶液をエージングした後に、前記試料に添加し、前記エージングの処理温度が、30℃〜60℃であり、前記エージングの処理時間が、6〜120時間の範囲であり、前記試料が、溶血試料であることを特徴とする。この方法を、以下、第1の測定方法と呼ぶ。
【0008】
また、本発明の別の測定方法は、試料中の測定対象物を酸化還元反応を用いて測定する方法であって、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの存在下で、前記測定対象物由来の還元物質または酸化物質の量を前記酸化還元反応により測定し、この測定値から前記測定対象物の量を決定し、前記テトラゾリウム化合物と前記アジ化ナトリウムとを含む溶液をエージングした後に、前記試料に添加し、前記エージングの処理温度が、30℃〜60℃の範囲であり、前記エージングの処理時間が、6〜120時間の範囲であり、前記測定対象物が、糖化タンパク質であり、前記酸化還元反応が、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼにより行われることを特徴とする。この方法を、以下、第2の測定方法と呼ぶ。
【0009】
このようにテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの存在下で測定を行えば、その作用機作は不明であるが、測定感度を向上させることができる。なお、本発明において、「測定対象物由来の還元物質または酸化物質」とは、測定対象物そのもの、もしくは、その中の酸化還元物質、または測定対象物から酸化還元酵素等を用いて発生した酸化還元物質の双方を意味する。
【発明の実施の形態】
【0010】
本発明の測定方法において、テトラゾリウム化合物(A)とアジ化ナトリウム(B)との添加割合(モル比A:B)が、A:B=20:3〜20:12の範囲であることが好ましい。
【0011】
本発明の測定方法において、例えば、前記酸化還元反応の反応溶液におけるテトラゾリウム化合物の終濃度が、0.5〜2.5mmol/Lの範囲であり、前記反応溶液におけるアジ化ナトリウムの終濃度が0.13〜1.3mmol/Lの範囲であることが好ましい。
【0012】
本発明の測定方法において、より一層感度を向上できることから、テトラゾリウム化合物とアジ化ナトリウムとを含む溶液をエージングした後に、前記試料に添加する。
【0013】
本発明の測定方法において、前記エージングの処理温度は、40℃以上であるのが好ましく、40℃〜60℃の範囲がよりに好ましい。
【0014】
本発明の測定方法において、テトラゾリウム化合物が2−(4−ヨードフェニル)−3−(2,4−ジニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルフィドフェニル)−2H−テトラゾリウム塩であることが好ましい。
【0015】
本発明の測定方法において、前記測定対象物由来の酸化物質が、過酸化水素であり、前記酸化還元反応の測定が、前記過酸化水素量の測定であることが好ましい。この過酸化水素量の測定は、例えば、酸化酵素と酸化により発色する基質(以下、発色性基質という)とを用いた測定であることが好ましい。前記過酸化水素の測定は、酸化により発色する基質の発色程度の光学的な測定であるのが好ましい。前記光学的測定は、吸光度または反射率の測定であるのが好ましい。
【0016】
本発明の測定方法において、前記試料の種類は、第1の方法においては溶血試料である。一方、第2の方法においては、前記試料の種類は、特に制限されず、全血、血漿、血清、血球等の他に、例えば、尿、髄液等の生体試料や、ジュース等の飲料水、醤油、ソース等の食品類等の試料に対しても適用できる。第2の方法において、前記試料は、溶血試料であるのが好ましい。
【0017】
また、前記測定対象物としては、第1の方法においては、前記酸化還元反応を利用するものであれば特に制限されない。例えば、全血中成分、赤血球内成分、血漿中成分、血清中成分、尿成分、髄液成分等があげられるが、好ましくは赤血球内成分である。例えば、前記赤血球成分を測定する場合、全血をそのまま溶血させたものを試料としてもよいし、全血から赤血球を分離して、前記赤血球を溶血させたものを試料として用いてもよい。また、測定対象物としては、例えば、糖化ヘモグロビン、糖化アルブミン等の糖化タンパク質、糖化ペプチド、糖化アミノ酸、グルコース、尿酸、コレステロール、クレアチニン、サルコシン、グリセロール等もあげられ、より好ましくは糖化タンパク質である。
【0018】
前記第1の方法において、前記測定対象物は、糖化タンパク質、糖化ペプチドおよび糖化アミノ酸からなる群から選択された少なくとも一つであるのが好ましい。前記第3および第4の方法において、前記測定対象物は、糖化タンパク質である。
【0019】
また、前記第1の方法において、前記酸化還元反応は、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼにより行われるのが好ましい。前記第3および第4の方法において、前記酸化還元反応は、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼにより行われる。
【0020】
本発明の測定方法において、前記測定対象物が糖化タンパク質の場合、前記糖化タンパク質の糖化部分をFAODで酸化分解することにより過酸化水素を生成させることが好ましい。また、前記糖化ペプチド、糖化アミノ酸も、同様にFAODを作用させることが好ましい。なお、前記糖化タンパク質や糖化ペプチドは、必要に応じて、前記FAOD処理前に、プロテアーゼ処理することが好ましい。
【0021】
発明を実施するための最良の形態
本発明におけるテトラゾリウム化合物としては、例えば、テトラゾール環の少なくとも2箇所に環構造置換基を有する構造であることが好ましく、より好ましくは、3箇所に環構造置換基を有する構造である。
【0022】
前記テトラゾリウム化合物が、前述のように、前記テトラゾール環の少なくとも2箇所に環構造置換基を有する場合、前記置換基を、前記テトラゾール環の2位および3位に有することが好ましい。また、テトラゾリウム化合物が3箇所に環構造置換基を有する場合は、前記置換基を、前記テトラゾール環の2位、3位および5位に有することが好ましい。
【0023】
また、テトラゾリウム化合物は、少なくとも2つの環構造置換基の環構造がベンゼン環であることが好ましい。前記ベンゼン環以外の環構造置換基としては、例えば、環骨格にSまたはOを含み、かつ共鳴構造である置換基があげられ、例えば、チエニル基、チアゾイル基等である。
【0024】
また、前記テトラゾリウム化合物は、テトラゾール環の少なくとも3箇所に環構造置換基を有し、前記環構造置換基のうち少なくとも2つの環構造置換基の環構造がベンゼン環であることが好ましい。
【0025】
また、少なくとも1つの環構造置換基が官能基を有することが好ましく、前記官能基の数が多いことがより好ましい。
【0026】
前記官能基としては、電子吸引性の官能基が好ましく、例えば、ハロゲン基、エーテル基、エステル基、カルボキシ基、アシル基、ニトロソ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、スルホ基等があげられる。この他にも、例えば、ヒドロペルオキシ基、オキシ基、エポキシ基、エピジオキシ基、オキソ基等の酸素を含む特性基や、メルカプト基、アルキルチオ基、メチルチオメチル基、チオキソ基、スルフィノ基、ベンゼンスルホニル基、フェニルスルホニル基、p-トルエンスルホニル基、p-トリルスルホニル基、トシル基、スルファモイル基、イソチオシアネート基等の硫黄を含む特性基等があげられる。これらの電子吸引性官能基の中でも、好ましくは、ニトロ基、スルホ基、ハロゲン基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基である。また、前記電子吸引性の官能基の他に、例えば、フェニル基(C6H5−)、スチリル基(C6H5CH=CH−)等の不飽和炭化水素基等もあげられる。なお、前記官能基は、解離によりイオン化していてもよい。
【0027】
前記テトラゾリウム化合物は、テトラゾール環の2位および3位にベンゼン環を有し、前記ベンゼン環のうち少なくとも一方が、ハロゲン基、カルボキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、スルホ基、メトキシ基およびエトキシ基からなる群から選択された少なくとも1つの官能基を有することが好ましい。なお、前記両方のベンゼン環が、前記官能基を有してもよい。前記ベンゼン環において、いずれの箇所(ortho-、meta-、pra-)に前記官能基を有してもよい。また、官能基の数も特に制限されず、同じ官能基を有しても、異なる官能基を有してもよい。
【0028】
前記テトラゾリウム化合物は、例えば、前記テトラゾール環の2位、3位および5位にベンゼン環構造置換基を有する化合物として、例えば、2−(4−ヨードフェニル)−3−(4−ニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルホフェニル)−2H−テトラゾリウム塩、2−(4−ヨードフェニル)−3−(2,4−ジニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルホフェニル)−2H−テトラゾリウム塩、2−(2−メトキシ−4−ニトロフェニル)−3−(4−ニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルホフェニル)−2H−テトラゾリウム塩、2−(4−ヨードフェニル)−3−(4−ニトロフェニル)−5−フェニル−2H−テトラゾリウム塩、3,3’−(1,1’−ビフェニル−4,4’−ジル)−ビス(2,5−ジフェニル)−2H−テトラゾリウム塩、3,3’−[3,3’−ジメトキシ−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジル]−ビス[2−(4−ニトロフェニル)−5−フェニル−2H−テトラゾリウム塩]、2,3−ジフェニル−5−(4−クロロフェニル)テトラゾリウム塩、2,5−ジフェニル−3−(p−ジフェニル)テトラゾリウム塩、2,3−ジフェニル−5−(p−ジフェニル)テトラゾリウム塩、2,5−ジフェニル−3−(4−スチリルフェニル)テトラゾリウム塩、2,5−ジフェニル−3−(m−トリル)テトラゾリウム塩および2,5−ジフェニル−3−(p−トリル)テトラゾリウム塩等があげられる。
【0029】
また、前記テトラゾリウム化合物は、前述のような化合物には制限されず、この他に、前記テトラゾール環の2箇所にベンゼン環構造置換基および1箇所にその他の環構造置換基を有する化合物も使用でき、例えば、2,3−ジフェニル−5−(2−チエニル)テトラゾリウム塩、2−ベンゾチアゾイル−3−(4−カルボキシ−2−メトキシフェニル)−5−[4−(2−スルホエチル カルバモイル)フェニル]−2H−テトラゾリウム塩、2,2’−ジベンゾチアゾイル−5,5’−ビス[4−ジ(2−スルホエチル)カルバモイルフェニル]−3,3’−(3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレン)ジテトラゾリウム塩および3−(4,5−ジメチル−2−チアゾイル)−2,5−ジフェニル−2H−テトラゾリウム塩等があげられる。
【0030】
また、前記テトラゾール環の2箇所にベンゼン環構造置換基および1箇所に環構造でない置換基を有するテトラゾリウム化合物も使用でき、例えば、2,3−ジフェニル−5−シアノテトラゾリウム塩、2,3−ジフェニル−5−カルボキシテトラゾリウム塩、2,3−ジフェニル−5−メチルテトラゾリウム塩、2,3−ジフェニル−5−エチルテトラゾリウム塩等があげられる。
【0031】
前述のテトラゾリウム化合物の中でも、前述のように、環構造置換基を3つ有する化合物が好ましく、より好ましくは、環構造がベンゼン環である置換基を3つ有し、かつ電子吸引性官能基を多く有するものであり、特に好ましくは、2−(4−ヨードフェニル)−3−(2,4−ジニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルホフェニル)−2H−テトラゾリウム塩である。なお、このようなテトラゾリウム化合物は、例えば、塩でもよいし、イオン化された状態等であってもよい。
【0032】
前記FAODとしては、下記式(1)に示す反応を触媒するFAODであることが好ましい。
【0033】
【化1】
【0034】
前記式(1)において、R1は、水酸基もしくは糖化反応前の糖に由来する残基(糖残基)を示す。前記糖残基(R1)は、反応前の糖がアルドースの場合はアルドース残基であり、反応前の糖がケトースの場合、ケトース残基である。例えば、反応前の糖がグルコースの場合は、アマドリ転位により、反応後の構造はフルクトース構造をとるが、この場合、糖残基(R1)は、グルコース残基(アルドース残基)となる。この糖残基(R1)は、例えば、
−[CH(OH)]n−CH2OH
で示すことができ、nは、0〜6の整数である。
【0035】
前記式(1)において、R2は、特に制限されないが、例えば、糖化アミノ酸、糖化ペプチドまたは糖化タンパク質の場合、α−アミノ基が糖化されている場合と、それ以外のアミノ基が糖化されている場合とで異なる。
【0036】
前記式(1)において、α−アミノ基が糖化されている場合、R2は、下記式(2)で示すアミノ酸残基またはペプチド残基である。
−CHR3−CO−R4 …(2)
【0037】
前記式(2)において、R3はアミノ酸側鎖基を示す。また、R4は水酸基、アミノ酸残基またはペプチド残基を示し、例えば、下記式(3)で示すことができる。下記式(3)において、nは、0以上の整数であり、R3は、前述と同様にアミノ酸側鎖基を示す。
−(NH−CHR3−CO)n−OH …(3)
【0038】
また、前記式(1)において、α−アミノ基以外のアミノ基が糖化されている(アミノ酸側鎖基が糖化されている)場合、R2は下記式(4)で示すことができる。
−R5−CH(NH− R6)−CO−R7 …(4)
【0039】
前記式(4)において、R5は、アミノ酸側鎖基のうち、糖化されたアミノ基以外の部分を示す。例えば、糖化されたアミノ酸がリジンの場合、R5は
−CH2−CH2−CH2−CH2−
であり、
例えば、糖化されたアミノ酸がアルギニンの場合、R5は、
−CH2−CH2−CH2−NH−CH(NH2)−
である。
【0040】
また、前記式(4)において、R6は、水素、アミノ酸残基またはペプチド残基であり、例えば、下記式(5)で示すことができる。なお、下記式(5)において、nは0以上の整数であり、R3は、前述と同様にアミノ酸側鎖基を示す。
−(CO−CHR3−NH)n−H …(5)
【0041】
また、前記式(4)において、R7は、水酸基、アミノ酸残基またはペプチド残基であり、例えば、下記式(6)で示すことができる。なお、下記式(6)において、nは0以上の整数であり、R3は、前述と同様にアミノ酸側鎖基を示す。
−(NH−CHR3−CO)n−OH …(6)
【0042】
前記FAODとしては、例えば、以下の菌から生産されるものも使用できる。そのような菌としては、例えば、フサリウム属(fusarium)、ギベレラ属(Gibberella)、ペニシリウム属(Penicillium)、アルミラリア属(Armillaria)、カルダリオマイセス属(Caldariomyces)、ガノデルマ属(Ganoderma)、アスペルギルス属(Aspergillus)等に属する菌があげられる。具体例には、例えば、フサリウム・オキシスポルムS-1F4(Fusarium oxysporum S-1F4)(FERM BP-5010)、フサリウム・オキシスポルム・f.sp.リニ(Fusarium oxysporum f.sp. lini)(IFO NO.5880)、フサリウム・オキシスポルム・f.sp.バタタス(Fusarium oxysporum f.sp. batatas)(IFO N0.4468)、フサリウム・オキシスポルム・f.sp. ニべウム(Fusarium oxysporum f.sp. niveum)(IFO N0.4471)、フサリウム・オキシスポルム・f.sp.ククメリニウム(Fusarium oxysporum f.sp. cucumerium)(IFO NO.6384)、フサリウム・オキシスポルム・f.SP.メロンゲナエ(Fusarium oxysporum f.sp. melongenae)(IFO N0.7706)、フサリウム・オキシスポルム・f.sp.アピ(Fusarium oxysporum f.sp. apii)(IFO N0.9964)、フサリウム・オキシスポルム・f.sp.ピニ(Fusarium oxysporum f.SP. pini)(IFO N0.9971)、フサリウム・オキシスポルム・f.sp.フラガリエ(Fusarium oxysporum f.sp. fragariae)(IFO NO.31180)、ギベレラ・フジクロイ(Gibberella fujikuroi)(IFO NO.6356,6605)、ペニシリウム・ヤンシネルムS-3413(Penicillium janthinellum S-3413)(FERM BP-5475)、ペニシリウム・ヤンシネルム(Penicillium janthinellum)(IFO N0.4651、6581、7905)、ペニシリウム・オキサリクム(Penicillium oxalicum)(IFO NO.5748)、ペニシリウム・ヤバニクム(Penicillium javanicum)(IFO N0.4639)、ペニシリウム・クリソゲヌム(Penicillium chrysogenum)(IFO N0.4897)、ペニソリウム・シアネウム(Penicillium cyaneum)(IFO N0.5337)、アスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)(IF0 6365)、アスペルギルス・テレウスGP-1(Aspergillus terreus GP-1)(FERM BP-5684)、アスペルギルス・オリザ(Aspergillus oryzae)(IF0 4242)、アスペルギルス・オリザ(Aspergillus oryzae)(IF0 5710)等があげられる。
【0043】
また、市販のFAODとしては、例えば、α−アミノ基が糖化された糖化アミノ酸に特異的に作用する商品名フルクトシル−アミノ酸オキシダーゼ(FAOX−E)(キッコーマン社製)、商品名フルクトシルアミンオキシダーゼ(旭化成社製)等があげられる。
【0044】
つぎに、本発明の測定方法について、血球中の糖化タンパク質を測定する例をあげて説明する。
【0045】
まず、全血をそのまま溶血し、または全血から遠心分離等の常法により血球画分を分離してこれを溶血し、溶血試料を調製する。この溶血方法は、特に制限されず、例えば、界面活性剤を用いる方法、超音波による方法、浸透圧の差を利用する方法、凍結溶解による方法等が使用できる。この中でも、操作の簡便性等の理由から、前記界面活性剤を用いる方法が好ましい。
【0046】
前記界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレン−p−t−オクチルフェニルエーテル(Triton系界面活性剤等)、ポリエチレンソルビタンアルキルエステル(Tween系界面活性剤等)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(Brij系界面活性剤等)等の非イオン性界面活性剤が使用でき、具体的には、例えば、TritonX−100、Tween−20、Brij35等があげられる。前記界面活性剤による処理条件は、通常、処理溶液中の血球濃度が、1〜10体積%の場合、前記処理溶液中の濃度が0.01〜5重量%になるように前記界面活性剤を添加し、室温で、数秒(約5秒)〜10分程度攪拌すればよい。
【0047】
つぎに、前記溶血試料に対し、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを添加する。
【0048】
このようにテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを添加することにより、無添加の場合に比べて、その感度が、約1.2〜3倍の範囲で向上する。
【0049】
前記テトラゾリウム化合物は、例えば、処理溶液中の血球濃度が、0.2〜2体積%の場合、濃度0.005〜400mmol/Lの範囲になるように添加することが好ましく、より好ましくは0.02〜100mmol/Lの範囲、特に好ましくは0.1〜50mmol/Lの範囲である。具体的に、前記テトラゾリウム化合物が2−(4−ヨードフェニル)−3−(2,4−ジニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルホフェニル)−2H−テトラゾリウム塩の場合は、濃度0.004〜16mmol/Lの範囲になるように添加することが好ましく、より好ましくは0.02〜10mmol/Lの範囲、特に好ましくは0.1〜5mmol/Lの範囲である。なお、前記テトラゾリウム化合物は、一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。
【0050】
また、前記テトラゾリウム化合物(A)とアジ化ナトリウム(B)の添加割合(モル比A:B)は、例えば、A:B=20:3〜20:12の範囲であり、好ましくは20:5〜20:11の範囲、より好ましくは20:6〜20:10の範囲である。
【0051】
前記テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムは、そのまま前記溶血試料に添加してもよい。しかし、操作の簡便性等の点から、溶媒に溶解したテトラゾリウム化合物溶液およびアジ化ナトリウム溶液として、または、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの両方を含有する混合液(テトラゾリウム化合物・アジ化ナトリウム混合液)として使用することが好ましい。
【0052】
前記各種溶液におけるテトラゾリウム化合物(C)またはアジ化ナトリウム(D)の濃度は、前記溶血試料に添加する場合の希釈倍率等に応じて適宜決定できるが、テトラゾリウム化合物(C)の濃度は、例えば、0.6〜10mmol/Lの範囲であり、好ましくは、0.75〜3mmol/Lの範囲であり、より好ましくは1〜2.4mmol/Lの範囲である。また、前記混合液の場合、テトラゾリウム化合物(C)とアジ化ナトリウム(D)との配合割合(モル比C:D)は、例えば、C:D=20:5〜20:11の範囲であり、好ましくは20:6〜20:8の範囲である。
【0053】
前記溶液の溶媒としては、例えば、MOPS、MES、MOPSO,DIPSO、TES、POPSO、HEPES等のグッドの緩衝液や、リン酸緩衝液等が使用でき、好ましくは、MES、MOPSである。前記溶媒のpHは、例えば、5.0〜7.0の範囲であり、好ましくは、5.5〜6.5の範囲であり、より好ましくは5.5である。また、前記緩衝液の濃度は、例えば、1〜100mmol/Lの範囲、好ましくは、1〜10mmol/Lの範囲であり、前記溶血試料に添加した場合の処理溶液における最終濃度は、例えば、0.7〜9mmol/Lの範囲、好ましくは、0.8〜4.5mmol/Lの範囲である。
【0054】
また、より一層の感度向上が可能であることから、調製した前記テトラゾリウム化合物・アジ化ナトリウム混合液を、前記溶血試料に添加する前に、一定時間放置することによってエージングする。このエージング処理によって、感度が、エージングしない場合よりも、例えば、約1.2〜3倍に向上する。
【0055】
前記エージングにおいて、処理温度は、30℃〜60℃であり、40℃以上であるのが好ましく、40℃〜60℃の範囲であるのがより好ましい。処理時間は6〜120時間の 範囲、好ましくは6〜72時間の範囲である。
【0056】
前記溶血試料に対して、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを直接または前記溶液として添加した後、通常、処理温度40〜60℃の範囲で、6〜72時間インキュベートし、前記試料の前処理を行う。このように試料をテトラゾリウム化合物で前処理することによって、前記試料中に含まれる還元物質等が酸化還元反応に与える影響を除去でき、測定精度が向上できるからである。そして、このようにテトラゾリウム化合物は、測定精度の向上にも寄与するが、本発明の目的である測定感度の向上には、テトラゾリウム化合物だけでなくアジ化ナトリウムの共存が必要であり、それによって本発明に特有の効果が奏される。
【0057】
続いて、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを添加した前処理済み溶血試料について、プロテアーゼ処理を行う。これは、後の処理に使用するFAODを、測定対象物に作用し易くするためである。
【0058】
前記プロテアーゼとしては、特に制限されないが、例えば、セリンプロテアーゼ、チオールプロテアーゼ、メタロプロティナーゼ等が使用でき、具体的には、トリプシン、プロテナーゼK、キモトリプシン、パパイン、ブロメライン、ズブチリシン、エラスターゼ、アミノペプチダーゼ等が好ましい。また、分解する糖化タンパク質が糖化ヘモグロビンの場合、前記プロテアーゼは、前記糖化ヘモグロビンを選択的に分解するプロテアーゼであり、ブロメライン、パパイン、ブタ膵臓由来トリプシン、メタロプロティナーゼ、Bacillus subtillis由来のプロテアーゼ等が好ましい。前記Bacillus subtillis由来プロテアーゼとしては、商品名プロテアーゼN(例えば、フルカ社製)、商品名プロテアーゼN「アマノ」(天野製薬社製)等があげられる。前記メタロプロティナーゼとしては、Bacillus属由来メタロプロティナーゼ(EC3.4.24.4)(例えば、東洋紡社製:商品名トヨチーム)等があげられる。これらの中でもより好ましくはメタロプロティナーゼ、ブロメライン、パパインであり、特に好ましくはメタロプロティナーゼである。このように、選択的に分解するプロテアーゼを使用すれば、特定のタンパク質の分解物を選択的に調製できる。前記プロテアーゼ処理は、通常、緩衝液中で行われ、その処理条件は、使用するプロテアーゼの種類、測定対象物である糖化タンパク質の種類およびその濃度等により適宜決定される。
【0059】
前記緩衝液としては、例えば、CHES緩衝液、CAPSO緩衝液、CAPS緩衝液、リン酸緩衝液、Tris緩衝液、EPPS緩衝液、HEPES緩衝液等が使用できる。そのpHは、例えば、6〜13の範囲であり、好ましくは7〜11の範囲である。また、プロテアーゼ処理溶液における前記緩衝液の最終濃度は、例えば、1.0〜10mmol/Lの範囲である。
【0060】
具体的には、例えば、前記プロテアーゼとしてメタロプロティナーゼを用いて前記前処理済み溶血試料を処理する場合、通常、反応液中のメタロプロティナーゼ濃度0.1〜40MU/L、反応液中の血球濃度0.05〜15体積%、反応温度15〜37℃、反応時間1分〜24時間、pH6〜12の範囲である。
【0061】
また、例えば、前記プロテアーゼとしてプロテアーゼKを用いて前記前処理済み溶血試料を処理する場合、通常、反応液中のプロテアーゼ濃度10〜300KU/L、反応液中の血球濃度0.05〜15体積%、反応温度15〜37℃、反応時間1分〜24時間、pH6〜12の範囲である。また、前記緩衝液の種類も特に制限されず、例えば、トリス塩酸緩衝液、EPPS緩衝液、PIPES緩衝液等が使用できる。
【0062】
つぎに、前記プロテアーゼ処理により得られた分解物を、前記FAODで処理する。このFAOD処理により、前記式(1)に示す反応が触媒される。
【0063】
このFAOD処理は、前記プロテアーゼ処理と同様に緩衝液中で行うことが好ましく、その処理条件は、使用するFAODの種類、測定対象物である糖化タンパク質の種類およびその濃度等により適宜決定される。
【0064】
具体的には、例えば、反応液中のFAOD濃度50〜50,000U/L、反応液中の血球濃度0.01〜1体積%、反応温度15〜37℃、反応時間1〜60分、pH6〜9の範囲である。また、前記緩衝液の種類も特に制限されず、前記プロテアーゼ処理と同様の緩衝液が使用できる。
【0065】
つぎに、前記FAOD処理で生成した過酸化水素を、PODおよび前記発色性基質を用いて酸化還元反応により測定する。
【0066】
前記発色性基質としては、例えば、N−(カルボキシメチルアミノカルボニル)−4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ジフェニルアミンナトリウム、オルトフェニレンジアミン(OPD)、トリンダー試薬と4−アミノアンチピリンとを組み合せた基質等があげらる。前記トリンダー試薬としては、例えば、フェノール、フェノール誘導体、アニリン誘導体、ナフトール、ナフトール誘導体、ナフチルアミン、ナフチルアミン誘導体等があげらる。また、前記アミノアンチピリンの他に、アミノアンチピリン誘導体、バニリンジアミンスルホン酸、メチルベンズチアゾリノンヒドラゾン(MBTH)、スルホン化メチルベンズチアゾリノンヒドラゾン(SMBTH)等も使用できる。このような発色性基質の中でも、特に好ましくは、N−(カルボキシメチルアミノカルボニル)−4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ジフェニルアミンナトリウムである。
【0067】
前記酸化還元反応は、通常、緩衝液中で行われ、その条件は、前記生成した過酸化水素の濃度等により適宜決定される。通常、反応液中のPOD濃度10〜100,000 IU/L、発色性基質濃度0.005〜30mmol/L、反応温度15〜37℃、反応時間0.1〜30分、pH5〜9である。また、前記緩衝液は、特に制限されず、例えば、前記プロテアーゼ処理およびFAOD処理等と同様の緩衝液等が使用できる。
【0068】
前記酸化還元反応において、例えば、前記発色性基質を用いた場合、前記反応液の発色程度(吸光度)を分光光度計で測定することにより、過酸化水素の量を測定できる。そして、例えば、この過酸化水素濃度と検量線等とを用いて、試料中の糖化タンパク質量を求めることができる。
【0069】
前記発色程度は、例えば、吸光度測定以外にも、反射率等の光学的測定によって測定することもできる。また、前記過酸化水素量は、前記POD等を用いた酵素的手法の他に、例えば、電気的手法により測定することもできる。
【0070】
このように、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを添加すれば、酸化還元反応を利用する前記糖化タンパク質の測定を感度よく行うことができる。
【0071】
テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの添加工程の順序は、特に制限されないが、前述のように、前記両者をエージングすることによって、より一層の効果が得られることから、予め両者を混合しておくことが好ましい。
【0072】
また、前述のように、測定対象物は、酸化還元反応を利用するものであれば、特に制限されず、前記糖化タンパク質の他に、例えば、糖化ペプチド、糖化アミノ酸、グルコース、コレステロール、尿酸、クレアチニン、サルコシン、グリセロール等があげられる。これらを測定する場合は、例えば、前述と同様にして測定試料にテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを添加した後、以下に示すように測定対象物由来の還元物質または酸化物質を生成して、その量を酸化還元反応により測定すればよい。
【0073】
過酸化水素を発生させて、前記各測定対象物の量を測定する場合は、例えば、前記グルコースにはグルコースオキシダーゼを、前記コレステロールにはコレステロールオキシダーゼを、前記尿酸にはウリカーゼを、前記クレアチニンにはサルコシンオキシダーゼを、前記サルコシンにはサルコシンオキシダーゼを、前記グリセロールにはグリセロールオキシダーゼを、それぞれ作用させて過酸化水素を発生させればよい。この過酸化水素量の測定方法は、前述と同様にして行なうことができる。また、糖化ペプチド、糖化アミノ酸は、例えば、前記糖化タンパク質の測定と同様にして測定できる。
【0074】
また、前記測定対象物由来の還元物質を発生させ、この量を酸化還元反応により測定し、この測定値から、前記測定対象物の量を決定する場合は、例えば、以下に示すようにして測定を行なうことができる。
【0075】
前記測定対象物がグルコースの場合、例えば、NADやNADP等の存在下、グルコースデヒドロゲナーゼを用いて、NADHやNADPH等の還元物質を発生させる。そして、前記測定対象物由来の還元物質であるNADHやNADPHを、例えば、ジアホラーゼと、還元により発色する基質とを用いて、酸化還元反応により測定する。そして、前述のように、例えば、この測定対象物由来の還元物質の濃度と検量線等とを用いて、試料中の測定対象物の量を求めることができる。また、例えば、測定対象物がコレステロールの場合はコレステロールデヒドロゲナーゼを、サルコシンの場合は、サルコシンデヒドロゲナーゼをそれぞれ使用できる。
【0076】
前記還元により発色する基質としては、特に制限されず、例えば、2,6-ジクロロフェノールインドフェノール等も使用できる。なお、より優れた信頼性の測定値を得るために、例えば、前記測定対象物由来の還元物質を測定する前に、予め吸光度を測定しておくことが好ましい。
【0077】
【実施例】
(実施例1および比較例1)
まず、Hb濃度150g/L(HbA1c 5.8%)の血液に、下記溶血試薬0.3mLを添加して溶血させ、溶血試料を調製した。この溶血試料25μLに精製水20μLを混合し、さらに、3g/L アジ化ナトリウム水溶液を所定濃度(0mmol/L、0.30mmol/L、0.616mmol/L、0.924mmol/L、1.232mmol/L、1.54mmol/L)含有する下記第1試薬65μLをそれぞれ添加して、37℃で5分間インキュベートした。なお、前記第1試薬は、前記溶血試料に添加する前に、50℃で20時間エージング処理を行った。続いて、下記発色試薬A 45μLを添加して37℃で3分間インキュベートした後、この反応液について、生化学自動分析機(商品名Bio Majesty:日本電子社製)を用いて、主波長751nm、副波長805nmの吸収を測定した。これらの結果を下記表1に示す。なお、アジ化ナトリウム無添加(0g/L)のものが比較例1となる。
【0078】
【0079】
【0080】
前記メタロプロティナーゼとしては、Bacillus属由来メタロプロティナーゼを、テトラゾリウム化合物としては、2-(4-ヨードフェニル)-3-(2,4-ジニトロフェニル)-5-(2,4-ジスルホフェニル)-2H-テトラゾリウム塩(商品名WST−3、同仁化学社製、以下「WST−3」という)を使用した。
【0081】
【0082】
【表1】
【0083】
前記表1に示すように、実施例1ではテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの存在下で測定を行うことにより、発色基質DA−64の発色量が増加したため、比較例1よりも高い吸光度が得られた。このことから、本発明の測定方法によれば、測定感度が向上するといえる。
【0084】
(実施例2および比較例2)
この実施例は、WST−3とアジ化ナトリウムの添加割合を変化させ、かつ前記両者のエージングによる、さらなる感度の向上を確認した例である。
【0085】
(試薬サンプル)
WST−3とアジ化ナトリウムとを下記添加割合となるように混合して、試薬サンプル(A)〜(E)を調製した。そして、サンプル(B)〜(E)については、40℃で20時間インキュベートを行った。続いて、サンプル(A)〜(E)を4℃以下に保ち、メタロプロティナーゼを2.66MU/Lとなるように添加した。
【0086】
【0087】
(溶血溶液)
血球に蒸留水を添加し、これを凍結させた後、溶解することによって血球の溶血を行った。これによって得られた溶血溶液は、Hb濃度が100g/L、HbA1cが4.9%であった。
【0088】
調製した前記溶血試料に、下記組成となるように下記前処理試薬を添加し、前処理を行った。
【0089】
【0090】
前記前処理試薬は、界面活性剤を20重量%となるように緩衝液と混合して調製した。前記界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名Nikkol、日本サーファクタント社製)を使用した。また、緩衝液としては、グリシンアミドの終濃度が200mM、グリシンの終濃度が40mMとなるように、グリシンアミド緩衝液とグリシン溶液とを混合した混合緩衝液を使用した(pH9.5)。
【0091】
【0092】
(測定方法)
前記溶血溶液を蒸留水で2.4倍希釈した希釈液20μLに、前記各試薬サンプル60μL、前記発色試薬B 50μLを添加して、37℃で15分間反応させ、生化学自動分析機(商品名JCA−BM8:日本電子社製)により、主波長751nm、副波長805nmの吸収を測定した。これらの結果を下記表2および図1のグラフに示す。前記図1は、添加したテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムのモル比と、Hb濃度と、吸光度との関係を示すグラフである。
【0093】
【表2】
【0094】
前記表2および図1に示すように、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを添加することによって高い吸光度を示し、さらにインキュベート(エージング)を行うことによって、より一層吸光度が向上した((B)〜(E))。また、Hb濃度の増加に伴って吸光度が増加していることから、添加したテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウム自身の吸収によって吸光度が増加しているのではなく、これらの添加により発色基質DA−64の吸光度が増加しているといえる。また、テトラゾリウム化合物とアジ化ナトリウムの添加割合がモル比3:1であり、かつエージングした場合に、高い吸光度の増加が見られた。このようにテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを添加することによって、発色基質の発色量が増加し、さらにエージングすることによってより一層増加が見られることから、測定感度が向上したといえる。
【0095】
(実施例3)
この実施例は、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを溶液中でエージングすることによる測定感度の向上を調べた例である。
【0096】
まず、WST−3濃度が3.33mmol/Lであり、アジ化ナトリウム濃度が0.0833g/Lである混合液を準備した。そして、これを60℃でインキュベートすることによりエージングを行い、所定の時間(0時間、1時間、6時間、14時間、16時間、18時間)にサンプリングしたものを試薬サンプルとした。
【0097】
一方、前記実施例2と同様にして溶血溶液( Hb濃度 100g/L、 HbA1c 4.9% )を調製し、所定量( 2μL、 5μL、 10μL、 20μL、 30μL )の前記溶血溶液と、下記前処理試薬300μLと混合して、基質Hb溶液(A〜E)調製した。
【0098】
(前処理試薬)
80 mmol/L CHESと30mmol/L MOPSの混合液(pH9.4)
9 g/L ホ゜リオキシエチレンラウリルエーテル
【0099】
そして、前記基質Hb溶液を蒸留水で2倍希釈した希釈液20μLに、前記試薬サンプルを含む下記第2試薬65μLおよび発色試薬C 45μLを添加して、37℃で15分間反応させ、前記生化学自動分析機により、主波長751nm、副波長805nmの吸収を測定した。なお、これらの結果を下記表3および図2に示す。前記図2は、エージングの時間と吸光度の関係を示すグラフである。
【0100】
【0101】
【0102】
【表3】
【0103】
前記表3および図2に示すように、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを含む溶液をエージングした後に使用することによって、Hb濃度に関わらず、測定感度はさらに向上することがわかった。また、エージング処理の時間が、6時間以上である場合に、測定感度は最大となった。
【0104】
(実施例4)
この実施例は、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを溶液中でエージングすることによる測定感度の向上を調べた例である。
【0105】
まず、WST−3およびアジ化ナトリウムを含む下記混合液を調製して、これを所定温度(30℃、40℃、50℃、60℃)で所定時間(0時間、6時間、15時間、24時間、48時間、72時間)インキュベートしてエージングを行ったものを試薬サンプルとした。
【0106】
【0107】
一方、実施例2と同様にして調製した基質Hb溶液(Hb濃度100g/L)を精製水で2倍希釈(体積)し、希釈溶液を調製した。また、エージングした前記試薬サンプル9mLとメタロプロティナーゼ(2.7MU/L)1mLとを混合して、メタロプロティナーゼ溶液を調製した。そして、前記希釈溶液20μLに、前記メタロプロティナーゼ溶液65μLおよび前記発色試薬A 45μLを添加して、37℃で15分間反応させ、前記生化学自動分析機により、主波長751nm、副波長805nmの吸収を測定した。なお、これらの結果を下記表4および図3に示す。前記図3は、エージングの時間と吸光度の関係を示すグラフである。
【0108】
【表4】
【0109】
前記表4および図3に示すように、60℃でエージングした場合に速やかに吸光度が増加したことから、エージング温度が高い程、短時間のエージング処理で測定感度を向上できるといえる。
【0110】
【産業上の利用の可能性】
以上のように、本発明の酸化還元反応を用いた測定方法は、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを用いるため、かつ、前記テトラゾリウム化合物および前記アジ化ナトリウムを含む溶液をエージングした後に試料に添加するため、測定感度に優れている。このため、本発明の測定方法を、例えば、赤血球中のHbA1cの測定に適用すれば、従来よりも測定精度が高い測定を実現でき、この結果、HbA1cの糖尿病診断等の指標物質としての重要性がさらに向上する。
【0111】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の測定方法の一実施例において、添加したテトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムのモル比と、Hb濃度と、吸光度との相関関係を示したグラフである。
【図2】図2は、本発明の測定方法のその他の実施例において、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを含む溶液のエージング時間と吸光度との関係を示したグラフである。
【図3】図3は、本発明の測定方法のさらにその他の実施例において、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムを含む溶液のエージング時間と吸光度との関係を示したグラフである。
Claims (16)
- 試料中の測定対象物を酸化還元反応を用いて測定する方法であって、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの存在下で、前記測定対象物由来の還元物質または酸化物質の量を前記酸化還元反応により測定し、この測定値から前記測定対象物の量を決定し、
前記テトラゾリウム化合物と前記アジ化ナトリウムとを含む溶液をエージングした後に、前記試料に添加し、
前記エージングの処理温度が、30℃〜60℃であり、
前記エージングの処理時間が、6〜120時間の範囲であり、
前記試料が、溶血試料であることを特徴とする測定方法。 - 前記測定対象物が、糖化タンパク質、糖化ペプチドおよび糖化アミノ酸からなる群から選択された少なくとも一つである請求項1に記載の方法。
- 前記酸化還元反応が、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼにより行われる請求項1または2に記載の方法。
- 試料中の測定対象物を酸化還元反応を用いて測定する方法であって、テトラゾリウム化合物およびアジ化ナトリウムの存在下で、前記測定対象物由来の還元物質または酸化物質の量を前記酸化還元反応により測定し、この測定値から前記測定対象物の量を決定し、
前記テトラゾリウム化合物と前記アジ化ナトリウムとを含む溶液をエージングした後に、前記試料に添加し、
前記エージングの処理温度が、30℃〜60℃の範囲であり、
前記エージングの処理時間が、6〜120時間の範囲であり、
前記測定対象物が、糖化タンパク質であり、前記酸化還元反応が、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼにより行われることを特徴とする測定方法。 - 前記試料が、溶血試料である請求項4に記載の方法。
- 前記エージングの処理温度が、40℃以上である請求項1〜5のいずれかに記載の測定方法。
- 前記エージングの処理温度が、40℃〜60℃の範囲である請求項1〜6のいずれか一項に記載の測定方法。
- テトラゾリウム化合物(A)とアジ化ナトリウム(B)との添加割合(モル比A:B)が、A:B=20:3〜20:12の範囲である請求項1〜7のいずれか一項に記載の測定方法。
- 前記酸化還元反応の反応液におけるテトラゾリウム化合物の終濃度が、0.5〜2.5mmol/Lの範囲であり、前記反応溶液におけるアジ化ナトリウムの終濃度が0.13〜1.3mmol/Lの範囲である請求項1〜8のいずれか一項に記載の測定方法。
- 前記テトラゾリウム化合物が2−(4−ヨードフェニル)−3−(2,4−ジニトロフェニル)−5−(2,4−ジスルフィドフェニル)−2H−テトラゾリウム塩である請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記糖化タンパク質が、糖化ヘモグロビンである請求項2〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 測定対象物由来の酸化物質が、過酸化水素である請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 過酸化水素が、糖化タンパク質の糖化部分とフルクトシルアミノ酸オキシダーゼとの反応により生成する過酸化水素である請求項12に記載の方法。
- 酸化物質である過酸化水素の量の測定が、酸化酵素と酸化により発色する基質とを用いた測定である請求項12または13に記載の方法。
- 前記過酸化水素の測定が、酸化により発色する基質の発色程度の光学的な測定である請求項14に記載の方法。
- 光学的測定が、吸光度または反射率の測定である請求項15に記載の方法。
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