JP4758708B2 - Cadmium measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、カドミウム測定方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、農産物、水産物、畜産物に含まれるカドミウムをイムノアッセイ法により検出するカドミウム測定方法に関する。 The present invention also relates to cadmium measured how. In more detail, the present invention relates agricultural, marine, cadmium measuring how the cadmium contained in animal products detected by immunoassay.
近年、環境保全などの社会的な環境意識や健康に対する影響への関心の高まりから、産業や生活に伴う様々な場面における環境汚染物質の蓄積の動向が注視されている。環境汚染物質の中でも重金属類、特にカドミウムは過去にその毒性による重篤な問題を起こしていることもあり、食品に含まれるカドミウムの量は重要な問題である。 In recent years, attention has been paid to the trend of accumulation of environmental pollutants in various scenes associated with industry and daily life due to the growing concern about social environmental awareness and health effects such as environmental conservation. Among environmental pollutants, heavy metals, especially cadmium, have caused serious problems due to their toxicity in the past, and the amount of cadmium contained in food is an important problem.
そこで、一般に、農産物、水産物、畜産物については、その中に含まれるカドミウムの量がICP発光分光分析器、原子吸光光度計等の分析機器が用いられて測定されている。例えば、農林水産省による農産物、水産物、畜産物に含まれるカドミウムの分析には、図8〜図10に示すような手順で、試料を前処理してから、原子吸光光度計での測定あるいはICP発光分光分析法による定量が行われている(非特許文献1)。 Therefore, in general, for agricultural products, marine products, and livestock products, the amount of cadmium contained therein is measured using an analytical instrument such as an ICP emission spectrophotometer or an atomic absorption photometer. For example, for analysis of cadmium contained in agricultural products, marine products, and livestock products by the Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, the sample is pretreated by the procedure shown in FIGS. 8 to 10 and then measured by an atomic absorption photometer or ICP. The quantification by the emission spectroscopic analysis method is performed (nonpatent literature 1).
しかしながら、ICP発光分析、原子吸光法等を用いたカドミウム分析によると、非常に高価な分析機器を必要とするばかりか、時間とコストと労力を要する機器分析であることから、測定に時間がかかる上に検査費用が高額となるため、簡便に穀物などに含まれるカドミウム量を測定することができない。このため、穀物などのカドミウム汚染を検査する場合には、検査ロットを少量にすることが現実的ではないため、規制値を超える汚染が検出されたときの被害が大きくなってしまう問題がある。また測定も現場で行うことができず、測定機器を設置した施設で行う必要がある。このため、安価でかつ現場で行える、迅速、簡便な判定法が求められている。 However, according to cadmium analysis using ICP emission analysis, atomic absorption method, etc., not only a very expensive analytical instrument is required, but also instrumental analysis requiring time, cost and labor, it takes time to measure. Furthermore, since the inspection cost is high, the amount of cadmium contained in grains and the like cannot be easily measured. For this reason, when inspecting cadmium contamination such as grain, it is not practical to reduce the inspection lot in a small amount, and there is a problem that damage when contamination exceeding the regulation value is detected becomes large. In addition, measurement cannot be performed on site, and it is necessary to perform it at a facility where measurement equipment is installed. For this reason, there is a need for a quick and simple determination method that is inexpensive and can be performed in the field.
ところで、本件出願人等は、先にカドミウムや水銀を免疫学的に検出・定量しうる方法およびこれに用いるカドミウムを特異的に認識するモノクローナル抗体を開発した(特許文献1)。この抗カドミウムモノクローナル抗体は、錯体を形成したカドミウムを特異的に認識するモノクローナル抗体であり、例えば、So25A1、So21D5、So26G8が挙げられる。なお、モノクローナル抗体So26G8を産生するハイブリドーマは、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成15年2月27日付けで受託番号FERM P−19240として寄託されている。また、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成16年2月26日付けで受託番号FERM P−19703として寄託されているハイブリドーマより産生するモノクローナル抗体Nx22C3も挙げられる。これらは、主にカドミウムと反応してカルシウム、マグネシウム、銅、鉄、ニッケル、鉛、亜鉛などのその他の金属とはほとんどまたは全く交差反応しないという特性を示す。 By the way, the present applicants have previously developed a method capable of immunologically detecting and quantifying cadmium and mercury, and a monoclonal antibody specifically recognizing cadmium used therefor (Patent Document 1). This anti-cadmium monoclonal antibody is a monoclonal antibody that specifically recognizes cadmium in a complex, and examples thereof include So25A1, So21D5, and So26G8. The hybridoma producing the monoclonal antibody So26G8 has been deposited with the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, under the accession number FERM P-19240 on February 27, 2003. Moreover, the monoclonal antibody Nx22C3 produced from the hybridoma deposited on February 26, 2004 as the deposit number FERM P-19703 at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. They exhibit the property that they react primarily with cadmium and have little or no cross-reactivity with other metals such as calcium, magnesium, copper, iron, nickel, lead, zinc.
このようなモノクローナル抗体を用い、カドミウムを定量的に測定する免疫学的方法(イムノアッセイ)においては、カドミウムはキレート剤に配位させ、この形成された錯体をモノクローナル抗体により検出・測定する。故に、この方法では、(i)試験試料にキレート剤を添加して錯体を形成させ、(ii)該錯体を特異的に認識する抗体を用いて免疫学的手法によりカドミウムを定量的に測定することができる。このモノクローナル抗体は、前述のようにカドミウムに対して親和性が高く、且つ他の金属との交差反応性が低いため、試験試料中のカドミウムをより正確に測定することができる。そこで、カドミウムに対して特異性をもつ抗体を用いたイムノアッセイ法によって農産物、水産物、畜産物に含まれるカドミウムを簡易に迅速かつ低コストで検出することを考えた。 In an immunological method (immunoassay) for quantitatively measuring cadmium using such a monoclonal antibody, cadmium is coordinated to a chelating agent, and the formed complex is detected and measured by the monoclonal antibody. Therefore, in this method, (i) a chelating agent is added to a test sample to form a complex, and (ii) cadmium is quantitatively measured by an immunological technique using an antibody that specifically recognizes the complex. be able to. As described above, since this monoclonal antibody has a high affinity for cadmium and a low cross-reactivity with other metals, cadmium in a test sample can be measured more accurately. In view of this, the present inventors considered that cadmium contained in agricultural products, marine products, and livestock products can be easily and quickly detected at low cost by an immunoassay method using an antibody having specificity for cadmium.
このイムノアッセイ法によれば、非常に簡単にカドミウムを検出することが期待できる。しかしながら、上記のモノクローナル抗体はカドミウムに高い特異性を持つものの、他の金属とも反応するので、検査試料中に、マンガン、亜鉛、マグネシウム等の他の金属が多量に含まれていると、これらに妨害されてカドミウムを検出できないという問題がある。すなわち、上記のモノクローナル抗体はカドミウムに高い特異性を持つものの、他の金属とも反応する。例えば、表1に示すように、モノクローナル抗体Nx22C3の交叉反応性は、マンガンは1.47%、亜鉛は0.974%、マグネシウムでは0.025%である。このように交叉反応性は小さくとも、これらの金属が多量に存在すると、これらの金属に妨害されて、カドミウムを検出することができない。 According to this immunoassay method, cadmium can be expected to be detected very easily. However, although the above monoclonal antibody has high specificity to cadmium, it also reacts with other metals, so if the test sample contains a large amount of other metals such as manganese, zinc, magnesium, etc. There is a problem that cadmium cannot be detected due to interference. That is, although the above monoclonal antibody has high specificity for cadmium, it also reacts with other metals. For example, as shown in Table 1, the cross-reactivity of monoclonal antibody Nx22C3 is 1.47% for manganese, 0.974% for zinc, and 0.025% for magnesium. Thus, even if the cross-reactivity is small, if a large amount of these metals are present, they are hindered by these metals and cadmium cannot be detected.
ところが、農産物、水産物、畜産物の場合、カドミウムの規制値(例えば、玄米の場合、0.4ppm)に比べて遙かに高濃度(50〜5500倍程度)のマンガン、亜鉛、マグネシウム、鉄、銅等の金属が含まれている。例えば、日本各地のコシヒカリ(玄米:27産地34試料)について調査したところ、図11に示すように、マンガン28.5ppm、マグネシウム1400ppm、亜鉛24ppm、銅4ppm、鉄11ppmが検出された。代表的な農産物、水産物、畜産物に含まれるマグネシウム、亜鉛、銅、マンガンの量は表2に示す通りである。 However, in the case of agricultural products, marine products, and livestock products, manganese, zinc, magnesium, iron, which are much higher in concentration (about 50-5500 times) than the cadmium regulation value (for example, 0.4 ppm for brown rice) Metals such as copper are included. For example, when Koshihikari (brown rice: 27 locality 34 samples) in various parts of Japan was investigated, as shown in FIG. 11, 28.5 ppm of manganese, 1400 ppm of magnesium, 24 ppm of zinc, 4 ppm of copper, and 11 ppm of iron were detected. Table 2 shows the amounts of magnesium, zinc, copper and manganese contained in typical agricultural products, marine products and livestock products.
カドミウムの含有量の規制値が、0.4ppmであるのに比べ、これらの金属はMn、Znでは2桁近く、Mgであると3桁近く多く含まれている。したがって、上記のモノクローナル抗体はマンガン、亜鉛、マグネシウム、鉄、銅等の金属よりもカドミウムに高い特異性を持つが、玄米中に含まれる各金属含有濃度の値は、そのカドミウムに対する特異性を相対的に喪失させてしまうものである。つまり、そのままでは、これらカドミウムよりも多く含まれる金属に妨害されて、カドミウムを検出することが不可能であることを知見するに至った。 Compared to the regulated value of the cadmium content of 0.4 ppm, these metals are contained in almost two orders of magnitude in the case of Mn and Zn and nearly three orders of magnitude in the case of Mg. Therefore, although the above monoclonal antibodies have a higher specificity for cadmium than metals such as manganese, zinc, magnesium, iron, copper, etc., the value of the concentration of each metal contained in brown rice is relative to the specificity for cadmium. Will be lost. That is, as it is, it has been found that it is impossible to detect cadmium because it is obstructed by the metal contained more than these cadmium.
本発明は、農産物、水産物、畜産物に含まれるカドミウムをICP発光分光分析器や原子吸光光度計等の分析機器を用いずに測定することができるカドミウム測定方法を提供することを目的とする。また、本発明は、農産物、水産物、畜産物に含まれるカドミウムがある値以下であることを迅速、簡便に判定できるカドミウム測定方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the cadmium measuring method which can measure cadmium contained in agricultural products, marine products, and livestock products, without using analytical instruments, such as an ICP emission spectrophotometer and an atomic absorption photometer. Another object of the present invention is to provide a cadmium measurement method that can quickly and easily determine that cadmium contained in agricultural products, marine products, and livestock products is below a certain value .
かかる目的を達成するため、請求項1に記載のカドミウム測定方法は、測定対象物に0.002M〜2Mの塩酸溶液を加えてカドミウムを抽出し、得られた溶液をpH1.5〜2.5に調整し、該溶液をトリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライドが表面に固定化された担体に接触させた後、該担体を0.01より大きく0.5M以下の濃度の硝酸と接触させて得られた溶液を中和して測定用試料を得る前処理工程と、抗原抗体反応を利用してカドミウムを測定するイムノアッセイに前記測定用試料を供してカドミウム含有量を分析する測定工程を含むようにしている。 In order to achieve this object, the cadmium measurement method according to claim 1 extracts a cadmium by adding a 0.002 M to 2 M hydrochloric acid solution to a measurement object, and the resulting solution is adjusted to a pH of 1.5 to 2.5. The solution is brought into contact with a carrier having tri-n-octylmethylammonium chloride immobilized on the surface thereof, and then the carrier is brought into contact with nitric acid having a concentration of more than 0.01 and not more than 0.5M. A pretreatment step of neutralizing the obtained solution to obtain a measurement sample, and a measurement step of analyzing the cadmium content by subjecting the measurement sample to an immunoassay for measuring cadmium using an antigen-antibody reaction. .
請求項1に記載のカドミウム測定方法によれば、塩酸溶液処理により測定対象物からカドミウムとそれ以外の金属が抽出された塩酸溶液をpH1.5〜2.5に調整してからトリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライドが表面に固定化された担体に接触させることで、当該塩酸溶液に溶け込んでいるカドミウムが担体表面に選択的に吸着される。そして、該担体を0.01より大きく0.5M以下の濃度の硝酸と接触させることで、該担体に吸着していたカドミウムが硝酸に溶出し、カドミウムが選択的に抽出された溶液を得ることが可能となる。この硝酸溶液を中和して、測定用試料としてイムノアッセイに供してカドミウム含有量を分析する。このとき、測定用試料には測定を妨害するカドミウム以外の金属例えば亜鉛、マグネシウム、マンガン、有機物などが除かれあるいは減少しているため、相対的にカドミウムの含有量が濃縮され、イムノアッセイによりカドミウムの含有量を簡易に測定することができる。 According to the method for measuring cadmium according to claim 1 , the hydrochloric acid solution obtained by extracting cadmium and other metals from the measurement object by hydrochloric acid solution treatment is adjusted to pH 1.5 to 2.5, and then tri-n- By bringing octylmethylammonium chloride into contact with the carrier immobilized on the surface, cadmium dissolved in the hydrochloric acid solution is selectively adsorbed on the carrier surface. Then, by bringing the carrier into contact with nitric acid having a concentration of more than 0.01 and not more than 0.5M, cadmium adsorbed on the carrier is eluted into nitric acid, and a solution in which cadmium is selectively extracted is obtained. Is possible. The nitric acid solution is neutralized and subjected to immunoassay as a measurement sample to analyze the cadmium content. At this time, metals other than cadmium that interfere with the measurement, such as zinc, magnesium, manganese, and organic substances, are removed or reduced in the measurement sample, so that the cadmium content is relatively concentrated and the cadmium content is determined by immunoassay. The content can be easily measured.
尚、塩酸溶液をトリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライドが表面に固定化された担体に接触させる際には、請求項2に記載したようにカラム法を採用することが好ましい。カラムをトリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライドが表面に固定化された担体として、塩酸溶液処理により測定対象物からカドミウムとそれ以外の金属が抽出された塩酸溶液を当該カラムに流すことで、非常に簡易に且つ効率よくカドミウムを選択的にカラムに吸着させることができる。 When the hydrochloric acid solution is brought into contact with a carrier having tri-n-octylmethylammonium chloride immobilized on the surface, it is preferable to employ the column method as described in claim 2 . By using a column with a carrier on which tri-n-octylmethylammonium chloride is immobilized on the surface, a hydrochloric acid solution in which cadmium and other metals are extracted from the measurement object by the hydrochloric acid solution treatment is passed through the column. Cadmium can be selectively adsorbed to the column simply and efficiently.
請求項1に記載のカドミウム測定方法によれば、マンガン、亜鉛、マグネシウム、銅などの金属をカドミウムよりも大量に含む測定対象物、例えば農産物、水産物、畜産物などについて、抗カドミウム抗体を利用したイムノクロマトグラフィー装置により、カドミウム汚染の有無を簡易に短時間で検出でき、カドミウム含有量がある値(例えば規制値)を超えているか否かの判定を客観的に非常に簡単にすることができる。しかも、イムノクロマトグラフィー装置は、抗カドミウム抗体と反応する抗原あるいは抗カドミウム抗体を固定した簡単な構造であるため、機器分析に比べて検査コストが遙かに安価であり、穀物などのカドミウム汚染を検査する場合には、検査ロットを少量にすることができて、規制値を超える汚染が検出されたときの被害も少なくできる。さらに、機器分析と違って、現場での検査・測定を可能とする。 According to the cadmium measurement method according to claim 1, an anti-cadmium antibody is used for a measurement object containing a larger amount of metal such as manganese, zinc, magnesium, or copper than cadmium, such as agricultural products, fishery products, and livestock products. The presence or absence of cadmium contamination can be easily detected in a short time by the immunochromatography apparatus, and the determination of whether or not the cadmium content exceeds a certain value (for example, a regulation value) can be made very simple objectively. In addition, the immunochromatography device has a simple structure in which an antigen that reacts with an anti-cadmium antibody or an anti-cadmium antibody is fixed, so the inspection cost is much lower than that of instrumental analysis, and it is used to inspect cadmium contamination such as grains. In this case, the inspection lot can be made small, and damage when contamination exceeding the regulation value is detected can be reduced. Furthermore, unlike instrument analysis, it enables on-site inspection and measurement.
また、カドミウムの抽出操作時に人体にとって有害であり、一般廃棄物として処理することができない有機溶媒を用いる必要が無くなる。さらには、溶媒抽出を行う場合のように水相回収や有機相回収といった煩雑な操作を行うことなく、簡易にカドミウムを選択的に分離して測定用試料を提供することが可能となる。このため、この種の分析装置に慣れていない未熟練者或いは未経験者であっても、容易にカドミウムの含有量測定のための試料を得ることができ、イムノアッセイによる簡易なカドミウム測定をより確実なものとできる。 Also, it is detrimental to the human body when the extraction operation of cadmium, it is not necessary to use an organic solvent that can not be treated as general waste. Furthermore, it is possible to easily separate cadmium selectively and provide a measurement sample without performing complicated operations such as aqueous phase recovery and organic phase recovery as in the case of solvent extraction. For this reason, even an inexperienced person or an inexperienced person who is not familiar with this type of analyzer can easily obtain a sample for cadmium content measurement, and simple cadmium measurement by immunoassay is more reliable. I can do it.
次に、請求項2に記載したように、測定対象物からカドミウムとそれ以外の金属が抽出された塩酸溶液をトリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライドが表面に固定化された担体へカラム法により接触させることで、非常に簡易に且つ効率よくカドミウムを選択的にカラムに吸着させることができる。 Next, as described in claim 2 , a hydrochloric acid solution in which cadmium and other metals are extracted from an object to be measured is contacted by a column method with a carrier on which tri-n-octylmethylammonium chloride is immobilized. By doing so, cadmium can be selectively adsorbed to the column very easily and efficiently.
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明にかかるカドミウム測定方法は、測定対象物からカドミウム以外のマンガン、亜鉛、マグネシウム、銅などの金属を減少あるいは除去してカドミウムを抽出する前処理工程と、抗原抗体反応を利用してカドミウムを測定するイムノアッセイに前記測定用試料を供してカドミウム含有量を分析する測定工程から成る。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.
The cadmium measurement method according to the present invention includes a pretreatment step of extracting cadmium by reducing or removing metals other than cadmium, such as manganese, zinc, magnesium, copper, and the like, and cadmium using an antigen-antibody reaction. The method comprises a measurement step of analyzing the cadmium content by subjecting the measurement sample to the immunoassay to be measured.
本発明の実施形態として、塩酸処理とカプリコートが固定化された担体により測定対象物からカドミウムを抽出する前処理工程について説明する。 As the implementation of the invention will be described pretreatment step hydrochloric acid treatment and Capri coat extract cadmium from the object to be measured by the immobilized carrier.
先ず、塩酸処理により、対象物からカドミウムを抽出する。塩酸溶液の濃度は0.002〜2M、好ましくは0.02〜1M、より好ましくは0.02〜0.1M程度である。塩酸溶液の濃度が0.002M未満であると、カドミウムが充分抽出されず、一方、2Mを超えると、後の工程において、pHを1.5〜2.5に調整する際、中和するために大量の中和剤が必要となり、その結果カドミウムが希釈され好ましくない。このため、pHが1.5〜2.5となるような塩酸溶液濃度にしておけば、後の工程においてpHを調整する必要がなくなることから好ましい。このような濃度の塩酸溶液と対象物を振とうあるいは攪拌してカドミウムを効率的に抽出する。振とうあるいは攪拌の際、対象物の量は5〜20容量%が好ましく、さらに好ましくは10〜20容量%である。あまり塩酸溶液の量が多いとカドミウム濃度が薄くなりすぎ、測定のため濃縮が必要となり、一方、塩酸溶液の量が少ないと夾雑物が出てきてしまうので好ましくない。また、カドミウム抽出のための振とう前あるいは攪拌前には、試料は微細片にすることが好ましい。微細片にすることにより、振とう時間を短縮することができる。例えば、玄米のような穀物を人手によって粉砕する例を挙げれば、玄米は人手によって粉砕するにはとても硬いので、例えば濃度0.02〜1M程度の塩酸溶液に米粒を浸して一晩放置して予め柔らかくしておき、その後、穀物を粉砕して、10%〜20%容量になるように0.02〜1M塩酸溶液を加え2〜8時間、通常4時間程度振とうする。機械粉砕の場合には、玄米を塩酸溶液に浸して予め柔らかくする必要がなく、その分の手間を省くことができる。この機械粉砕の場合には、玄米は微細に粉砕されるため、塩酸溶液の処理時間を人手による粉砕の場合の少なくとも半分程度、通常1時間程度に短縮できる。 First, cadmium is extracted from an object by hydrochloric acid treatment. The concentration of the hydrochloric acid solution is about 0.002 to 2M, preferably about 0.02 to 1M, and more preferably about 0.02 to 0.1M. When the concentration of the hydrochloric acid solution is less than 0.002M, cadmium is not sufficiently extracted. On the other hand, when the concentration exceeds 2M, it is neutralized when the pH is adjusted to 1.5 to 2.5 in a later step. A large amount of neutralizing agent is required, and as a result, cadmium is diluted, which is not preferable. For this reason, it is preferable to adjust the hydrochloric acid solution concentration so that the pH is 1.5 to 2.5 because it is not necessary to adjust the pH in the subsequent steps. The cadmium is efficiently extracted by shaking or stirring the hydrochloric acid solution having such a concentration and the object. When shaking or stirring, the amount of the object is preferably 5 to 20% by volume, more preferably 10 to 20% by volume. If the amount of the hydrochloric acid solution is too large, the cadmium concentration becomes too thin and concentration is necessary for measurement. On the other hand, if the amount of the hydrochloric acid solution is small, impurities are generated, which is not preferable. Moreover, it is preferable that the sample is made into fine pieces before shaking for cadmium extraction or before stirring. Shaking time can be shortened by using fine pieces. For example, taking an example of manually pulverizing grain like brown rice, brown rice is very hard to pulverize manually. For example, soak rice grains in a hydrochloric acid solution with a concentration of about 0.02 to 1M and leave it overnight. Soften in advance, then grind the grain, add 0.02-1M hydrochloric acid solution to 10-20% capacity, shake for 2-8 hours, usually about 4 hours. In the case of mechanical pulverization, it is not necessary to soak brown rice in a hydrochloric acid solution and soften it beforehand, so that it is possible to save time and effort. In the case of this mechanical pulverization, the brown rice is finely pulverized, so that the treatment time of the hydrochloric acid solution can be shortened to at least about half that of manual pulverization, usually about 1 hour.
上記の塩酸処理によって、カドミウムを溶液中に抽出させるが、この時、亜鉛、マンガン、マグネシウムなどの他の金属も一緒に抽出される。従って、上記で得られた塩酸処理溶液中には、亜鉛、マンガン、マグネシウムなども含まれており、カドミウムの正確な測定を妨げる。そこで、カプリコート固定化担体を充填したカドミウム分離カラム装置に上記塩酸処理溶液をろ過してpHを1.5〜2.5に調整した後、流すことにより、塩酸溶液中に含まれているカドミウムが選択的にカプリコート固定化担体に吸着する。ここで、塩酸処理溶液のpHが1.5未満では、カドミウムが充分カプリコート固定化担体に吸着されず、一方、2.5を超えると亜鉛とマンガンが許容範囲を超えてカドミウムと共に吸着されることとなる。尚、カプリコート固定化担体はカラムに充填しなくとも、例えば、塩酸処理溶液中にカプリコート固定化担体を浸漬してカドミウムを吸着させるようにして用いることもできる。 By the above hydrochloric acid treatment, to extract the cadmium in the solution, At this time, zinc, manganese, and other metals such as magnesium are extracted together. Therefore, the hydrochloric acid treatment solution obtained above also contains zinc, manganese, magnesium and the like, which hinders accurate measurement of cadmium. Therefore, the hydrochloric acid treatment solution is filtered through a cadmium separation column apparatus packed with a capricoat-immobilized carrier to adjust the pH to 1.5 to 2.5, and then poured to flow, thereby cadmium contained in the hydrochloric acid solution. Is selectively adsorbed on the capricoat-immobilized carrier. Here, when the pH of the hydrochloric acid treatment solution is less than 1.5, cadmium is not sufficiently adsorbed on the capricoat-immobilized support, whereas when it exceeds 2.5, zinc and manganese exceed the allowable range and are adsorbed together with cadmium. It will be. The capricoat immobilization carrier can be used, for example, by immersing the capricoat immobilization carrier in a hydrochloric acid treatment solution to adsorb cadmium without filling the column.
次に、カドミウムやその他の金属を全くもしくはほとんど含有しない0.01〜1Mの塩酸溶液を流して、カドミウム分離カラム容器内部とカプリコート固定化担体を洗浄する。これにより、カラム容器に付着して、カプリコート固定化担体まで到達しなかったカドミウムがカプリコート固定化担体に吸着されるだけでなく、担体表面や担体間の隙間に残っているカドミウム以外の金属を洗い流すことが可能となり、カドミウム以外の金属をより減少させて、測定をより正確に行うことが可能となる。尚、塩酸濃度が0.01M未満だとpHが高くなって、カドミウム以外の金属をカラム吸着させてしまう虞がある。また、0.1Mを超えると容器に付着したカドミウムをカラムに吸着させる程度にはpHが高くならないので好ましくない。従って、カドミウム分離カラム容器内部とカプリコート固定化担体を洗浄する際の塩酸溶液の濃度は0.01〜1Mとするのが有効である。 Next, a 0.01 to 1M hydrochloric acid solution containing no or almost no cadmium or other metal is poured to wash the inside of the cadmium separation column container and the capricoat immobilization support. As a result, cadmium that has adhered to the column container and did not reach the capricoat-immobilized carrier is not only adsorbed to the capricoat-immobilized carrier, but also metal other than cadmium remaining on the surface of the carrier and in the gap between the carriers. As a result, it is possible to reduce the amount of metal other than cadmium and to perform measurement more accurately. If the hydrochloric acid concentration is less than 0.01M, the pH becomes high, and metals other than cadmium may be adsorbed on the column. On the other hand, if it exceeds 0.1 M, the cadmium adhering to the container is not preferable because the pH does not increase to the extent that the column is adsorbed on the column. Therefore, it is effective that the concentration of the hydrochloric acid solution when washing the inside of the cadmium separation column container and the capricoat immobilization carrier is 0.01 to 1M.
カプリコート固定化担体に吸着したカドミウムは、0.01より大きく0.5M以下の濃度の硝酸溶液をカラムに流すことにより溶出させる。そして、カドミウム溶出硝酸のpHを6.5〜8.5にしてイムノアッセイを行う。尚、硝酸濃度については、0.01M以下の場合にはカドミウムが十分に溶出されず、0.5Mを超えるとpHを6.5〜8.5にするために大量の中和剤が必要となり、その結果カドミウムが希釈され好ましくない。 The cadmium adsorbed on the capricoat immobilization carrier is eluted by flowing a nitric acid solution having a concentration of more than 0.01 and not more than 0.5M through the column. Then, immunoassay is performed with the pH of the cadmium-eluting nitric acid at 6.5 to 8.5. As for the nitric acid concentration, cadmium is not sufficiently eluted when it is 0.01M or less, and if it exceeds 0.5M, a large amount of neutralizing agent is required to adjust the pH to 6.5 to 8.5. As a result, cadmium is diluted, which is not preferable.
上記操作により、カドミウムはカプリコート固定化担体から解離し、硝酸溶液に溶出する。このようにして抽出して得られた硝酸溶液を中和してイムノアッセイの試料とする。中和は、通常の方法で行えばよい By the above operation, cadmium is dissociated from the capricoat immobilization carrier and eluted into the nitric acid solution. The nitric acid solution thus extracted is neutralized to obtain an immunoassay sample. Neutralization may be performed by a normal method.
尚、カプリコート固定化担体に吸着したカドミウムは、0.1M程度の濃度に調整したEDTA溶液を用いて溶出させることもできる。この場合、硝酸溶液を用いる場合と比べて溶出効率は若干落ちるものの、イムノアッセイを行う際にEDTAを加える必要が無くなるという利点がある。また、硝酸溶液とEDTA溶液を混合して用いることで、カドミウム溶出効率を低下させることなく、また、イムノアッセイ時にEDTAを加える必要が無くなる。 The cadmium adsorbed on the capricoat immobilization carrier can be eluted using an EDTA solution adjusted to a concentration of about 0.1M. In this case, although the elution efficiency is slightly lower than in the case of using a nitric acid solution, there is an advantage that it is not necessary to add EDTA when performing an immunoassay. Further, by mixing and using a nitric acid solution and an EDTA solution, it is not necessary to add EDTA at the time of immunoassay without lowering the cadmium elution efficiency.
ここで、カドミウム分離カラムに溶液を流す際の最適な流速について説明する。流速を速くすればカドミウムの分離処理時間を短縮することができるが、カドミウムの回収率が低下してしまう。従って、カドミウムの回収率が低下しない程度の流速とする必要がある。本実施形態では、カラム装置を直径20mmとして、0.3gのカラムを充填したカドミウム分離カラムに3ml/min以下の流速で溶液を流すようにしているが、この例には限られず、カラム径、担体の量、担体の性質(大きさや孔径など)等により最適な流速が適宜決定される。 Here, the optimum flow rate when flowing the solution through the cadmium separation column will be described. If the flow rate is increased, the cadmium separation processing time can be shortened, but the cadmium recovery rate decreases. Therefore, it is necessary to set the flow rate so that the recovery rate of cadmium does not decrease. In this embodiment, the column apparatus has a diameter of 20 mm, and the solution is caused to flow through a cadmium separation column packed with a 0.3 g column at a flow rate of 3 ml / min or less. However, the present invention is not limited to this example. The optimum flow rate is appropriately determined depending on the amount of the carrier, the nature of the carrier (size, pore diameter, etc.) and the like.
次に、本実施形態で用いられるカプリコート固定化担体について説明する。カプリコート固定化担体はカドミウムを選択的に吸着する機能を有する。例えば、カドミウム以外にも金属を含んでいるような溶液にカプリコート固定化担体を接触させるとカドミウムを選択的に吸着する、即ち、カドミウムを分離する機能を有する。尚、カプリコート(トリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライド)はN+に結合する3つのn−オクチル基と1つのメチル基を有しているが、カドミウムの選択的な吸着性能を有するのであれば、これら官能基を別の官能基で置換したようなカプリコート類似化合物を用いても良い。例えば、メチル基をエチル基やプロピル基等で置換したものを用いてもよい。 Next, the capricoat immobilization carrier used in this embodiment will be described. The capricoat immobilization carrier has a function of selectively adsorbing cadmium. For example, when a capricoat-immobilized support is brought into contact with a solution containing a metal other than cadmium, it has a function of selectively adsorbing cadmium, that is, separating cadmium. Capricoat (tri-n-octylmethylammonium chloride) has three n-octyl groups and one methyl group that bind to N + , but if it has selective adsorption performance for cadmium. A capricoat-like compound in which these functional groups are substituted with another functional group may be used. For example, a methyl group substituted with an ethyl group or a propyl group may be used.
カプリコートを固定化するための担体としては、例えば表面積が大きい多孔質粒子等を採用することができる。具体的な材料を例示すると、ODS系シリカゲル、シリカゲル、アルミナ、硫酸マグネシウム、ポーラスポリマー等が挙げられるが、この中でも理論段数を高めるという観点から、特にODS系シリカゲル(オクタデシルシリル基を有するシリカゲル)を用いることが好ましいが、これらに限定されるものではない。 As a carrier for immobilizing the capricoat, for example, porous particles having a large surface area can be employed. Examples of specific materials include ODS silica gel, silica gel, alumina, magnesium sulfate, porous polymer, etc. Among them, ODS silica gel (silica gel having an octadecylsilyl group) is particularly preferred from the viewpoint of increasing the number of theoretical plates. Although it is preferable to use, it is not limited to these.
カプリコートの担体への固定化は例えば以下のようにして行う。まず、担体を例えば塩酸溶液(6M)にて洗浄し、蒸留水で担体に付着している塩酸溶液を洗い流して乾燥させた後、カプリコートを溶解可能な有機溶媒(例えば、ヘキサン等)に溶解させ、カプリコートを0.5重量%以上含有するカプリコート溶液を調整する。次に、当該溶液と担体を接触させ1時間程度振とう或いは撹拌して、カプリコートを担体に吸着させた後、濾過によって担体とカプリコート溶液を分離し、担体を乾燥させる。以上の手順によりカプリコートが担体に固定化する。 For example, the capricoat is immobilized on the carrier as follows. First, the carrier is washed with, for example, a hydrochloric acid solution (6M), the hydrochloric acid solution adhering to the carrier is washed away with distilled water, dried, and then dissolved in an organic solvent capable of dissolving the capricoat (eg, hexane). The capricoat solution containing 0.5% by weight or more of the capricoat is prepared. Next, after the solution and the carrier are brought into contact with each other and shaken or stirred for about 1 hour to adsorb the capricoat to the carrier, the carrier and the capricoat solution are separated by filtration, and the carrier is dried. The capricoat is immobilized on the carrier by the above procedure.
このようにして得られたカプリコート固定化担体を、試料液流入口と試料液流出口を有するカラム容器内に充填する。 The capricoat-immobilized support thus obtained is packed into a column container having a sample liquid inlet and a sample liquid outlet.
尚、カプリコート固定化担体の平均粒径は、大きすぎると理論段数が低下するので所望の性能が発揮されず、小さすぎると圧力損失が大きくなって通液速度が低下してしまうことから、5〜500μmのものを用いることが好ましく、150〜425μmのものを用いることがより好ましい。 Incidentally, if the average particle size of the capricoat immobilization carrier is too large, the number of theoretical plates will decrease, so the desired performance will not be exhibited, and if it is too small, the pressure loss will increase and the liquid passing speed will decrease. It is preferable to use a 5-500-micrometer thing, and it is more preferable to use a 150-425-micrometer thing.
ここで、図15、図16に示すカドミウム分離カラム装置6について説明する。カドミウム分離カラム装置6は、試料液流入口8と試料液流出口9を有する容器7と、試料液流入口8と試料液流出口9の間に収容される充填剤12とを備えており、充填剤12は表面にカプリコートが固定化された担体である。 Here, the cadmium separation column apparatus 6 shown in FIGS. 15 and 16 will be described. The cadmium separation column device 6 includes a container 7 having a sample liquid inlet 8 and a sample liquid outlet 9, and a filler 12 accommodated between the sample liquid inlet 8 and the sample liquid outlet 9. The filler 12 is a carrier having a capricoat immobilized on the surface.
カラム容器7には、試料液流入口8と試料液流出口9を設けるようにする。容器7の素材としては例えば、プラスチック等を採用できるが、これらに限られるものではない。また、容器7の形状としては、図に示した円筒状のもの以外であってもよい。尚、本実施形態においては、市販の容量5ml、内径13mmのプラスチック製透明注射器型容器とした。また、試料液を充填剤12に通液する際には、試料液を重力落下(自然落下)させてもよいし、試料液流入口8側からピストン等により加圧して試料液を通液させるようにしても良い。 The column container 7 is provided with a sample liquid inlet 8 and a sample liquid outlet 9. As a material of the container 7, for example, plastic or the like can be used, but is not limited thereto. The shape of the container 7 may be other than the cylindrical shape shown in the figure. In this embodiment, a plastic transparent syringe container having a commercially available volume of 5 ml and an inner diameter of 13 mm is used. Further, when passing the sample liquid through the filler 12, the sample liquid may be dropped by gravity (natural drop), or pressurized by a piston or the like from the sample liquid inlet 8 side to pass the sample liquid. You may do it.
尚、試料液流入口8側に充填剤12を押さえるようにしてフィルタ10を設けることが好ましい。フィルタ10を設けることで試料液中に存在する懸濁物等により充填剤12が目詰まりを起こすのを防止でき、また、充填剤12が液体に拡散して良好な充填状態を保てなくなるのを防止できる。フィルタ10としては、その孔径が充填剤12の粒径よりも小さく、さらに、試料液中に存在する懸濁物等の浸入を防げる程度に粒径が小さいことが好ましい。また、フィルタ10を親水性にすることで液体がフィルタ10全体に浸透して充填剤12に均一に広がるようになることから、フィルタ10は親水性を有することが好ましい。さらに、使用する液体に対して耐性を有することも必要であり、例えば分析用の定量濾紙(アドバンテック社製高純度濾紙、No.5B等)を採用することができるが、これに限られるものではない。 In addition, it is preferable to provide the filter 10 so as to hold the filler 12 on the sample liquid inlet 8 side. By providing the filter 10, it is possible to prevent the filler 12 from being clogged by a suspension or the like present in the sample liquid, and the filler 12 can be diffused into the liquid and cannot maintain a good filling state. Can be prevented. The filter 10 preferably has a pore size smaller than the particle size of the filler 12 and further small enough to prevent the intrusion of a suspension or the like present in the sample liquid. Moreover, since the liquid permeate | transmits the whole filter 10 and it spreads uniformly to the filler 12 by making the filter 10 hydrophilic, it is preferable that the filter 10 has hydrophilicity. Furthermore, it is also necessary to have resistance to the liquid to be used, and for example, a quantitative filter paper for analysis (advancetech high-purity filter paper, No. 5B, etc.) can be employed, but it is not limited to this. Absent.
また、カラム容器7内部にフィルタ押さえ13を設けることが好ましい。試料液流入口8側のフィルタ10が固定されていない場合には、試料液を入れた際にフィルタ10が浮いて充填剤12が液体中に拡散して良好な充填状態を保てなくなる虞があるが、フィルタ押さえ13を設けることで、フィルタ10が浮いて充填剤12が分散するのを防ぐことができるだけでなく、充填剤12の充填状態を安定に保持できる。 Moreover, it is preferable to provide the filter holder 13 inside the column container 7. If the filter 10 on the side of the sample liquid inlet 8 is not fixed, the filter 10 may float when the sample liquid is added, and the filler 12 may diffuse into the liquid and a good filling state may not be maintained. However, by providing the filter holder 13, not only can the filter 10 float and the filler 12 can be prevented from dispersing, but also the filling state of the filler 12 can be stably maintained.
また、試料液流出口9側にもフィルタ11を設けて、充填剤12が試料液流出口9から流出されるのを防ぐようにすることが好ましい。フィルタ11としては、その孔径が充填剤12の粒径よりも小さく、使用時の液体の通液による圧力損失が極力少ない孔径のものを用いることが好ましい。こうすることで、充填剤12がフィルタ11を通過して流出してしまうのを防ぐことができる。また、充填剤12を通過した液体を効率よく試料液流出口9から排出するため、フィルタ11は親水性を有することが好ましい。さらに、使用する液体に対して耐性を有することも必要であり、この場合も、フィルタ10と同様に、例えば分析用の定量濾紙(アドバンテック社製高純度濾紙、No.5B等)を採用することができるが、これに限られるものではない。 Further, it is preferable to provide a filter 11 on the sample liquid outlet 9 side to prevent the filler 12 from flowing out of the sample liquid outlet 9. As the filter 11, it is preferable to use a filter having a pore size smaller than the particle size of the filler 12 and having a minimum pressure loss due to liquid passage during use. By doing so, it is possible to prevent the filler 12 from flowing out through the filter 11. Further, in order to efficiently discharge the liquid that has passed through the filler 12 from the sample liquid outlet 9, it is preferable that the filter 11 has hydrophilicity. Furthermore, it is also necessary to have resistance to the liquid to be used, and in this case as well as the filter 10, for example, an analytical quantitative filter paper (advancetech high-purity filter paper, No. 5B, etc.) should be employed. However, it is not limited to this.
次に、充填剤12を容器内に充填する場合には、例えば以下のようにする。まず、容器7にフィルタ11を入れる。次に充填剤12を適量(例えば、本実施形態では0.3g)を入れて、その上にフィルタ10を置く。そして、フィルタ10全体をピストン等で軽く圧縮する。尚、例えば、充填剤12をカラム容器7のサイズに合うような固形タイプのものとした場合には上記のようにして充填する必要が無くなる。さらに、このような固形タイプの充填剤とすれば、充填剤が試料液流出口9から防ぐことを防止できるので、フィルタ11を用いる必要はないし、試料液に懸濁物が存在しない場合には、フィルタ10を用いる必要はない。 Next, when filling the container with the filler 12, for example, the following is performed. First, the filter 11 is put in the container 7. Next, an appropriate amount (for example, 0.3 g in this embodiment) of the filler 12 is put, and the filter 10 is placed thereon. Then, the entire filter 10 is lightly compressed with a piston or the like. For example, when the filler 12 is of a solid type that fits the size of the column container 7, it is not necessary to fill as described above. Further, if such a solid type filler is used, it is possible to prevent the filler from being prevented from the sample liquid outlet 9, so that it is not necessary to use the filter 11, and when there is no suspension in the sample liquid. It is not necessary to use the filter 10.
尚、カプリコートはカドミウムの分離処理を行う程度の時間であれば問題にはならないものの、光劣化を起こす虞がある化合物である。したがって、カドミウム分離カラム装置は暗所に保存する、もしくは容器7に遮光性を持たせるようにすることが好ましい。 Capricoat is a compound that may cause photodegradation, although it does not cause a problem as long as the time is sufficient to separate cadmium. Therefore, it is preferable to store the cadmium separation column apparatus in a dark place or to make the container 7 have light shielding properties.
上記実施形態により、対象物からカドミウムを抽出して得られた試料を用いれば、抗カドミウム抗体を利用したイムノクロマトグラフィーなどのイムノアッセイ法(免疫化学的測定法)を使用して、簡単にカドミウム含有量を知ることができる。 The upper you facilities embodiment, the use of the sample obtained by extracting cadmium from the object, using immunoassay methods, such as immunochromatography using anti cadmium antibodies (immunochemistry assay), simply cadmium You can know the content.
本発明の試料調整法は、カドミウムの測定を妨害する程多量の亜鉛、マグネシウム、マンガンなどを含むものに適用することができ、米、麦などの穀物はじめ、大豆などの豆類、じゃがいもなどの芋類、肉類、アカイカ、ホタルイカ、帆立貝、帆立貝柱、牡蠣などの魚介類、たばこなどに用いることができる。 The sample preparation method of the present invention can be applied to those containing a large amount of zinc, magnesium, manganese, etc. so as to interfere with the measurement of cadmium, and includes grains such as rice and wheat, beans such as soybeans, and potatoes such as potatoes. It can be used for seafood such as seafood, meat, squid, firefly squid, scallops, scallops, oysters, and tobacco.
このような試料を供する抗カドミウム抗体を利用したイムノアッセイ法について以下に説明する。
このイムノアッセイ法に使用される抗カドミウムモノクローナル抗体としては、錯体を形成したカドミウムを特異的に認識するモノクローナル抗体、例えばSo25A1、So21D5、So26G8が挙げられる。なお、モノクローナル抗体So26G8を産生するハイブリドーマは、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成15年2月27日付けで受託番号FERM P−19240として寄託されている。また、モノクローナル抗体Nx22C3も挙げられる。モノクローナル抗体Nx22C3を産生するハイブリドーマは、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成16年2月26日付けで受託番号FERM P−19703として寄託されている。これらは、主にカドミウムと反応してカルシウム、マグネシウム、銅、鉄、ニッケル、鉛、亜鉛などのその他の金属とはほとんどまたは全く交差反応しないという特性を示す。尚、イムノアッセイ法において使用するカドミウムに対し特異性をもつ抗体としては、上述のモノクローナル抗体に特に限られず、その他の抗体の使用も可能である。
An immunoassay method using an anti-cadmium antibody that provides such a sample will be described below.
Examples of the anti-cadmium monoclonal antibody used in this immunoassay method include monoclonal antibodies that specifically recognize cadmium in a complex form, such as So25A1, So21D5, and So26G8. The hybridoma producing the monoclonal antibody So26G8 has been deposited with the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, under the accession number FERM P-19240 on February 27, 2003. Moreover, monoclonal antibody Nx22C3 is also mentioned. The hybridoma producing the monoclonal antibody Nx22C3 has been deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center under the accession number FERM P-19703 on February 26, 2004. They exhibit the property that they react primarily with cadmium and have little or no cross-reactivity with other metals such as calcium, magnesium, copper, iron, nickel, lead, zinc. The antibody having specificity for cadmium used in the immunoassay method is not particularly limited to the monoclonal antibody described above, and other antibodies can be used.
上記のようなモノクローナル抗体を用い、カドミウムを測定する免疫学的方法において、カドミウムはキレート剤に配位させ、この形成された錯体をモノクローナル抗体により検出・測定する。故に、この方法では、(i)試験試料にキレート剤を添加して錯体を形成させ、(ii)該錯体を特異的に認識する抗体を用いて免疫学的手法によりカドミウムを定量的に測定する。本発明の調整法による試料を供するイムノアッセイに用いるモノクローナル抗体は、前述のようにカドミウムに対して親和性が高く、且つ他の金属との交差反応性が低いため、試験試料中のカドミウムをより正確に測定することができる。 In the immunological method of measuring cadmium using the monoclonal antibody as described above, cadmium is coordinated to a chelating agent, and this formed complex is detected and measured by the monoclonal antibody. Therefore, in this method, (i) a chelating agent is added to a test sample to form a complex, and (ii) cadmium is quantitatively measured by an immunological technique using an antibody that specifically recognizes the complex. . Since the monoclonal antibody used in the immunoassay that provides the sample according to the preparation method of the present invention has high affinity for cadmium and low cross-reactivity with other metals as described above, cadmium in the test sample is more accurately detected. Can be measured.
本発明で得られる試料が適用されるイムノアッセイ法では、カドミウムイオン単独では抗原性を持たないため、抗カドミウム抗体を作成するためカドミウムをキレート剤に配位させ、形成された金属錯体を抗原として用いる。キレート剤としては、カドミウムを配位しうるものであれば任意のキレート剤を用いることができるが、例えばエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、テトラエチレントリアミン(TET)、エチレンジアミン(EDA)、ジエチレントリアミン(DETA)、クエン酸、シュウ酸、クラウンエーテル、ニトリロテトラ酢酸、エデト酸二ナトリウム、エデト酸ナトリウム、エデト酸三ナトリウム、ペニシラミン、ペンテテートカルシウム三ナトリウム、ペンテト酸、スクシメルおよびエデト酸トリエンチンを挙げることができるが、好ましくはEDTAである。 In the immunoassay method to which the sample obtained in the present invention is applied, cadmium ion alone does not have antigenicity. Therefore, cadmium is coordinated to a chelating agent to produce an anti-cadmium antibody, and the formed metal complex is used as an antigen. . Any chelating agent can be used as long as it can coordinate cadmium. For example, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), tetraethylenetriamine (TET), ethylenediamine ( EDA), diethylenetriamine (DETA), citric acid, oxalic acid, crown ether, nitrilotetraacetic acid, disodium edetate, sodium edetate, trisodium edetate, penicillamine, trisodium pentetate calcium, pentetate, succil and edetate Although trientine can be mentioned, EDTA is preferable.
また、カドミウム錯体、例えばカドミウムとEDTAの錯体(以後、Cd−EDTAと略記する)では免疫応答を誘導するには分子として小さすぎるため、キャリアとなる高分子量物質に結合させ、これを抗原または免疫源として用いる。キャリアとして用いることができる高分子量物質の例としては多糖類、タンパク質などが挙げられるが、タンパク質が好ましい。アルブミン、オバルブミン、ヘモシアニン、グロブリン、ゼラチン、コラーゲンなどが挙げられるが、これらに限定されない。 In addition, a cadmium complex such as a cadmium and EDTA complex (hereinafter abbreviated as Cd-EDTA) is too small as a molecule to induce an immune response. Use as a source. Examples of the high molecular weight substance that can be used as the carrier include polysaccharides and proteins, and proteins are preferred. Examples include, but are not limited to albumin, ovalbumin, hemocyanin, globulin, gelatin, collagen and the like.
これら金属錯体とタンパク質の複合体を作製するには、タンパク質と結合しうる官能基を有するキレート剤または該官能基を導入したキレート剤を用いるか、あるいはリンカーを介してタンパク質とキレート剤を結合させることができる。そのようなキレート剤は市販されており、例えばイソチオシアノベンジル−EDTA(同仁化学)が挙げられる。複合体の形成は常法により行うことができる。 In order to produce a complex of these metal complex and protein, a chelating agent having a functional group capable of binding to the protein or a chelating agent into which the functional group is introduced is used, or the protein and the chelating agent are bound via a linker. be able to. Such chelating agents are commercially available, and examples include isothiocyanobenzyl-EDTA (Dojindo Laboratories). The formation of the complex can be performed by a conventional method.
マウス免疫、ハイブリドーマの作製およびその培養などの一連のモノクローナル抗体の作製は、常法に従って、例えばモノクローナル抗体作製マニュアル、多田ら著、学際企画発行、1995年(ISBN 4-906514-19-7)を参照して適宜行うことができ、免疫するマウスの系統、脾臓細胞と融合させるミエローマのなども特に限定されない。 For the production of a series of monoclonal antibodies such as mouse immunization, hybridoma production and culture thereof, for example, monoclonal antibody production manual, published by Tada et al., Interdisciplinary Planning, 1995 (ISBN 4-906514-19-7) Reference can be made as appropriate, and the strain of mouse to be immunized, myeloma fused with spleen cells, etc. are not particularly limited.
用いる免疫学的手法としては、上記のモノクローナル抗体を用いればいずれでも良いが、例えば免疫クロマトグラフィー、ラジオイムノアッセイ(RIA)、蛍光イムノアッセイ(FIA)、免疫発光測定法、エンザイムイムノアッセイ(EIAまたはELISA)、CLEIA(化学発光酵素免疫測定法)、免疫比濁法(TIA)、ラテックス免疫比濁法(LTIA)、蛍光センサー法、表面プラズモン分析などの方法が挙げられる。 As the immunological technique to be used, any of the above monoclonal antibodies may be used. For example, immunochromatography, radioimmunoassay (RIA), fluorescent immunoassay (FIA), immunoluminescence assay, enzyme immunoassay (EIA or ELISA), Examples include CLEIA (chemiluminescence enzyme immunoassay), immunoturbidimetry (TIA), latex immunoturbidimetry (LTIA), fluorescence sensor method, surface plasmon analysis and the like.
イムノアッセイ法に用いられるカドミウムを定量的に測定するためのキットは、上記の抗カドミウムモノクローナル抗体のみから構成されていてもよいが、他の試薬例えばキレート剤、キレート剤−タンパク質複合体、ポジティブコントロール試料、ネガティブコントロール試料などを包含してもよい。また、モノクローナル抗体、キレート剤−タンパク質複合体のいずれか、または両方が標識されていてもよい。 A kit for quantitatively measuring cadmium used in an immunoassay method may be composed of only the above-mentioned anti-cadmium monoclonal antibody, but other reagents such as a chelating agent, a chelating agent-protein complex, and a positive control sample. , Negative control samples and the like may be included. In addition, either the monoclonal antibody, the chelating agent-protein complex, or both may be labeled.
<蛍光イムノアッセイ(FIA)>
モノクローナル抗体を用いた免疫学的測定法の一例としてフロー式蛍光センサーを用いた蛍光イムノアッセイについて説明する。図1にその測定原理を図示する。
装置の中には、抗原が固定化された例えばビーズ状の不溶性担体が設置されている。固定化するための不溶性担体としては、例えばポリメチルメタクリル酸、ガラス等からなる固定化用ビーズ、アルギン酸カルシウム粒子等の微細粒子などを用いることができるが、特にこれらに限定されるものではなく、種々の形状、材質のものを使用することができる。このうち、ビーズないし微粒子形状、特に平均粒径50〜100μm程度のビーズないし微粒子形状のものであることが好まれる。
<Fluorescence immunoassay (FIA)>
A fluorescence immunoassay using a flow-type fluorescence sensor will be described as an example of an immunological measurement method using a monoclonal antibody. FIG. 1 illustrates the measurement principle.
In the apparatus, for example, a bead-like insoluble carrier on which an antigen is immobilized is installed. As the insoluble carrier for immobilization, for example, immobilization beads made of polymethylmethacrylic acid, glass or the like, fine particles such as calcium alginate particles can be used, but are not particularly limited thereto, Various shapes and materials can be used. Of these, beads or fine particles are preferred, particularly those having an average particle size of about 50 to 100 μm.
抗原、即ちカドミウムEDTA錯体はタンパク質などのスペーサーを介して間接的に結合させることも可能である。ここでは、オバルブミンで固定されている。固定はカドミウムEDTA錯体タンパク質複合体を直接自然吸着法、イオン結合法、共有結合法などを用いて担体に結合させることができ、また直接固定させる方法のみならず、適当な化学物質、例えばグルタルアルデヒド架橋などのスペーサーを介して固定させることも可能である。 The antigen, that is, the cadmium EDTA complex can be indirectly bound via a spacer such as a protein. Here, it is fixed with ovalbumin. Immobilization can be performed by directly binding a cadmium EDTA complex protein complex to a carrier using a natural adsorption method, an ionic bond method, a covalent bond method, or the like. In addition to a direct immobilization method, an appropriate chemical substance such as glutaraldehyde is used. It is also possible to fix it via a spacer such as a crosslink.
先ず(1)ある濃度の抗カドミウムモノクローナル抗体(一次抗体)を流し、上記固定化抗原(カドミウムEDTA錯体)に結合させる。次に(2)蛍光ラベルされた、この一次抗体に対して特異的に結合する抗体、即ち二次抗体を流し、一次抗体に結合させる。その後、(3)洗浄し、洗浄後の蛍光強度を測定する。この時の蛍光強度を検出値F0とする。次に、(1)試験すべき試料を上記と同濃度の抗カドミウムモノクローナル抗体と接触させ、その後この接触混合物を流し、上記固定化抗原(カドミウムEDTA錯体)に結合させる。そして他は同様にして、二次抗体によりに結合した抗ホルモン抗体の蛍光強度を測定する(この値を検出値F1とする)。 First, (1) a certain concentration of anti-cadmium monoclonal antibody (primary antibody) is allowed to flow and bind to the immobilized antigen (cadmium EDTA complex). Next, (2) a fluorescently labeled antibody that specifically binds to the primary antibody, that is, a secondary antibody, is allowed to flow and bind to the primary antibody. Thereafter, (3) washing is performed, and the fluorescence intensity after washing is measured. The fluorescence intensity at this time is defined as a detection value F0. Next, (1) the sample to be tested is contacted with the same concentration of anti-cadmium monoclonal antibody as above, and then the contact mixture is run and allowed to bind to the immobilized antigen (cadmium EDTA complex). Similarly, the fluorescence intensity of the anti-hormone antibody bound by the secondary antibody is measured in the same manner (this value is set as a detection value F1).
ここで、上記試料中にカドミウム(抗原)が存在するならば、上記抗カドミウムモノクローナル抗体(一次抗体)の一部は上記試料との最初の接触において、カドミウムと結合し、このカドミウムと結合した抗カドミウムモノクローナル抗体(一次抗体)は、続く固定化抗原(カドミウムEDTA錯体)との接触において、もはや固定化抗原と結合しようとはしない。すると、二次抗体も結合できず、反応混合物中に遊離状態で残ることとなるため、その結果が検出値F1における蛍光強度の低下となって示される。従って、検出値F1が検出値F0に比べ小さい場合(F1<F0)、上記試験すべき試料中にカドミウムが存在すると判断できる。そして、F1のF0に比べた低下の割合が、被試試料中に含まれるカドミウムの量にある程度比例することから、既知の濃度のカドミウムを用いて予め検量線を作成することにより、F1の低下の割合に応じて被試試料中に含まれるカドミウムの定量を行うことができる。 Here, if cadmium (antigen) is present in the sample, a part of the anti-cadmium monoclonal antibody (primary antibody) binds to cadmium in the first contact with the sample, and the anti-cadmium bound to the cadmium. The cadmium monoclonal antibody (primary antibody) no longer tries to bind to the immobilized antigen in subsequent contact with the immobilized antigen (cadmium EDTA complex). Then, since the secondary antibody cannot be bound and remains in the reaction mixture in a free state, the result is shown as a decrease in the fluorescence intensity at the detection value F1. Therefore, when the detection value F1 is smaller than the detection value F0 (F1 <F0), it can be determined that cadmium is present in the sample to be tested. Since the rate of decrease of F1 compared to F0 is proportional to the amount of cadmium contained in the test sample, the F1 decrease can be achieved by creating a calibration curve in advance using a known concentration of cadmium. The cadmium contained in the test sample can be quantified according to the ratio.
<イムノクロマトグラフィー>
抗体を用いた免疫学的測定法の一例としてイムノクロマトグラフィーについて説明する。この方法は、試料を試験紙上に滴下するだけでカドミウムの有無を数分から数十分の間に判定できるため簡便性に優れ、かつ特別な機械装置を必要としないため非常に安価である。イムノクロマトグラフィーは、キレート剤−タンパク質複合体を利用することにより所望の金属イオンを効果的に検出するものである。尚、免疫クロマトグラフィー装置には、モノクローナル抗体あるいはキレート剤−タンパク質複合体のいずれか一方が固定され、他方が流動可能に供給されれば良い。図2にその実施形態の一例を示す。プラスチックバッキングシート1の上に、メンブレン2と吸収パッド3を一部で重なるように配置し、メンブレン2の先端の試料滴下位置4に試料を滴下すると試料が吸収パッド3に向かってメンブレン2上を流動し、抗金属EDTAモノクローナル抗体あるいはEDTA−タンパク質複合体が固定化された領域5を通過する際に、標識された金属EDTA錯体が抗体に捕捉されあるいは標識された抗金属EDTAモノクローナル抗体がEDTA−タンパク質複合体のEDTAと錯体を形成してその錯体に抗金属EDTAが捕捉されて、固定化領域Bが目視可能となることで検出対象物の有無を簡易に検出可能としている。なお、EDTAなどのキレート剤を直接標識することは困難であるため、キレート剤にタンパク質を付加する前あるいは後に、タンパク質に色素粒子を付加することで間接的にキレート剤を標識するのが好ましい。あるいは、モノクローナル抗体自体を標識することもできる。これらタンパク質の標識は通常行われている手法によって行うことができる。
<Immunochromatography>
An immunochromatography will be described as an example of an immunological measurement method using an antibody. This method is excellent in simplicity because it can determine the presence or absence of cadmium within a few minutes to several tens of minutes simply by dropping a sample onto a test paper, and is very inexpensive because it does not require a special mechanical device. Immunochromatography effectively detects a desired metal ion by using a chelating agent-protein complex. In the immunochromatography apparatus, either the monoclonal antibody or the chelating agent-protein complex may be fixed, and the other may be supplied in a flowable manner. FIG. 2 shows an example of the embodiment. When the membrane 2 and the absorption pad 3 are arranged so as to partially overlap on the plastic backing sheet 1 and the sample is dropped on the sample dropping position 4 at the tip of the membrane 2, the sample moves on the membrane 2 toward the absorption pad 3. When flowing and passing through the region 5 where the anti-metal EDTA monoclonal antibody or the EDTA-protein complex is immobilized, the labeled metal EDTA complex is captured by the antibody or the labeled anti-metal EDTA monoclonal antibody becomes EDTA- By forming a complex with EDTA of the protein complex, the antimetal EDTA is captured by the complex, and the immobilization region B can be visually observed, so that the presence or absence of the detection target can be easily detected. Since it is difficult to directly label a chelating agent such as EDTA, it is preferable to indirectly label the chelating agent by adding pigment particles to the protein before or after adding the protein to the chelating agent. Alternatively, the monoclonal antibody itself can be labeled. These proteins can be labeled by a commonly used technique.
(1)試験法1
モノクローナル抗体を試験紙の一部分に試料の流れを横切るように帯状に固定化する。次いで、試験試料中にキレート剤−タンパク質−色素粒子(キレート剤−標識タンパク質)複合体を添加して、カドミウムイオンと結合させたのち試験紙に滴下させる。目的の金属イオンが存在する場合には、金属−キレート剤錯体が形成され、金属錯体と標識タンパク質複合体が試験紙上に帯状に固定化したモノクローナル抗体によって補足され、その結果として色素粒子が帯状に密集して試料中の金属イオンが可視化する。試料中に金属イオンが存在しない場合は、キレート剤−タンパク質−色素粒子複合体は試験紙上に固定化されたモノクローナル抗体に補足されないため、色素粒子により可視化されない。
(1) Test method 1
The monoclonal antibody is immobilized on a part of the test paper in a strip shape so as to cross the sample flow. Next, a chelating agent-protein-dye particle (chelating agent-labeled protein) complex is added to the test sample, combined with cadmium ions, and dropped onto the test paper. When the desired metal ion is present, a metal-chelator complex is formed, and the metal complex and the labeled protein complex are captured by the monoclonal antibody immobilized on the test strip in the form of a strip, resulting in the strip of pigment particles. The metal ions in the sample are visualized densely. In the absence of metal ions in the sample, the chelator-protein-dye particle complex is not captured by the dye particles because it is not captured by the monoclonal antibody immobilized on the test paper.
(2)試験法2
キレート剤−タンパク質複合体を利用して金属イオンを検出するイムノクロマトグラフィーとして次の方法がある。まず、試験法1における抗体の代わりにキレート剤−タンパク質を試験紙上に帯状に固定化する(図3(B)参照)。色素粒子はモノクローナル抗体に付加する。この標識抗体と試験試料を混合してからともに試験紙に滴下させると(図3(A)、(B)参照)、金属イオンが試験紙上のキレート剤−タンパク質複合体に捕捉され金属−キレート剤錯体を形成し、結果として標識されたモノクローナル抗体が金属−キレート剤錯体を介して試験紙上に補足され、帯状に密集した色素粒子により試料中の金属イオンが可視化される(図3(C)、(D)参照)。
(2) Test method 2
There are the following methods as immunochromatography for detecting metal ions using a chelator-protein complex. First, instead of the antibody in Test Method 1, a chelating agent-protein is immobilized in a strip shape on a test paper (see FIG. 3B). Dye particles are added to the monoclonal antibody. When this labeled antibody and the test sample are mixed and dropped onto the test paper (see FIGS. 3A and 3B), the metal ions are captured by the chelating agent-protein complex on the test paper and the metal-chelating agent. As a result, the labeled monoclonal antibody is captured on the test paper via the metal-chelator complex, and the metal ions in the sample are visualized by the densely packed pigment particles (FIG. 3C). (See (D)).
これら2つの試験法の利点は、タンパク質を介することでキレート剤を帯状に試験紙に固定することが容易になること、およびタンパク質1分子当たりに複数のキレート剤を付加することができ、単純に試験紙上にキレート剤を固定した場合に比べて表面積を大きく取ることが可能になり、結果として検出感度を上げることができることである。また、カドミウム検出ラインより吸収パッド側に、モノクロール抗体なら全て結合する抗体を塗布したコントロールラインを設けておけば、カドミウムが検知されなかった時に、このラインがモノクロール抗体を検知することにより、モノクロール抗体がカドミウム検出ラインを通過したことがわかり、検査が正常に行われたことを証明することができる。 The advantage of these two test methods is that it is easy to fix the chelating agent on the test strip through the protein, and multiple chelating agents can be added per protein molecule. Compared to the case where a chelating agent is fixed on the test paper, it is possible to increase the surface area, and as a result, the detection sensitivity can be increased. In addition, if a control line is applied to the absorption pad side from the cadmium detection line, an antibody that binds all monoclonal antibodies is applied, and when cadmium is not detected, this line detects the monoclonal antibody, It can be seen that the monoclonal antibody has passed through the cadmium detection line and can prove that the test was successful.
以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[参考例1]
塩酸処理による対象物からのカドミウムの回収率を調査するため、対象物を玄米として、以下の手順により回収率を調査した。予めカドミウム濃度の分かっているカドミウム含量の異なる8種の玄米それぞれ2gに対して、濃度0.02Mの塩酸溶液を米粒がすべて浸かる程度加え、一晩放置した。この玄米をガラス棒にて粉砕後、10%容量(全量20ml)になるように0.02M塩酸溶液を加え4時間振とうした。これら8種の玄米から得られた塩酸溶液中のカドミウム濃度を、ICP発光分光分析装置によって分析した。結果を図4に示す。この結果から、塩酸溶液中のカドミウム濃度(塩酸処理後測定濃度)が予め分かっているカドミウム濃度(添付濃度)とほぼ等しいことが確認された。また、公定法に準じた塩酸−硝酸法によって得られた抽出物のカドミウム濃度についてもICP発光分光分析装置によって分析し、回収率=(本法抽出物のカドミウム濃度/公定法抽出物のカドミウム濃度)として決定した結果、平均で玄米に含まれるカドミウムの95%を溶液中に回収することができた。以上の結果から、塩酸処理により対象物からカドミウムを十分に回収可能であることが確認された。
[ Reference Example 1]
In order to investigate the recovery rate of cadmium from the object by hydrochloric acid treatment, the recovery rate was investigated by the following procedure using the object as brown rice. To 2 g of each of 8 types of brown rice having different cadmium contents whose cadmium concentration is known in advance, a hydrochloric acid solution having a concentration of 0.02M was added so that all the rice grains were immersed, and left overnight. The brown rice was crushed with a glass rod, 0.02M hydrochloric acid solution was added to a volume of 10% (total amount 20 ml), and the mixture was shaken for 4 hours. The cadmium concentration in the hydrochloric acid solution obtained from these 8 types of brown rice was analyzed by an ICP emission spectroscopic analyzer. The results are shown in FIG. From this result, it was confirmed that the cadmium concentration (measured concentration after hydrochloric acid treatment) in the hydrochloric acid solution was almost equal to the cadmium concentration (attached concentration) known in advance. In addition, the cadmium concentration of the extract obtained by the hydrochloric acid-nitric acid method according to the official method was also analyzed by an ICP emission spectrophotometer, and the recovery rate = (cadmium concentration of the extract of the present method / cadmium concentration of the official method extract). As a result, 95% of the cadmium contained in the brown rice on average could be recovered in the solution. From the above results, it was confirmed that cadmium can be sufficiently recovered from the object by hydrochloric acid treatment.
また、上記のようにして得られた塩酸溶液中のMg、Mn、Znの濃度についてICP発光分光分析装置により調べた結果を図5に示す。上記で得られた塩酸処理溶液中には、マグネシウム、亜鉛、マンガンなどがカドミウムの正確な測定を妨げる程に含まれていることが明らかとなった。 FIG. 5 shows the results of examining the concentrations of Mg, Mn, and Zn in the hydrochloric acid solution obtained as described above using an ICP emission spectroscopic analyzer. It was revealed that magnesium, zinc, manganese, and the like were contained in the hydrochloric acid treatment solution obtained above to such an extent that accurate measurement of cadmium was hindered.
次に、カドミウムの正確な測定を妨げるマグネシウム、亜鉛、マンガン等を塩酸溶液中から除去してカドミウムを選択的に抽出するためのDDTC(ジベンジルジチオカルバン酸)−カプリコート(トリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライド:同仁化学)溶液を以下のようにしての調製した。まず、1%DDTC水溶液と0.05%カプリコート・クロロホルム溶液を等量合わせ60分間振とうした。しばらく放置すると水相と有機相に分離するので、その有機相をDDTC−カプリコート溶液とした。 Next, DDTC (dibenzyldithiocarbanoic acid) -capricoat (tri-n-octyl) for selectively extracting cadmium by removing magnesium, zinc, manganese, etc., which hinder accurate measurement of cadmium, from the hydrochloric acid solution. (Methylammonium chloride: Dojindo Chemical) solution was prepared as follows. First, an equal amount of 1% DDTC aqueous solution and 0.05% capricoat / chloroform solution were combined and shaken for 60 minutes. When it was allowed to stand for a while, it separated into an aqueous phase and an organic phase, and the organic phase was used as a DDTC-capricoat solution.
次に、DDTC−カプリコート処理によるカドミウム回収率について調査した。試料としてカドミウム汚染米を想定したカドミウム、亜鉛、マンガン、銅、鉄(それぞれ1ppm)、マグネシウム(50ppm)を含む水溶液を用意し、この水溶液のpHを1.0、2.0、3.0、4.0に調整し、それぞれの溶液7mlに上記のDDTC−カプリコート溶液を等量の7ml加え振とう後静置した。しばらく静置すると水相と有機相に分離するので、有機相のみを分離し、これに2Mの塩酸溶液をそれぞれ7ml加え、カドミウムを有機相から水相に抽出(逆抽出)した。 Next, the cadmium recovery rate by DDTC-capricoat treatment was investigated. Prepare an aqueous solution containing cadmium, zinc, manganese, copper, iron (each 1 ppm), magnesium (50 ppm) assuming cadmium-contaminated rice as a sample, and adjust the pH of this aqueous solution to 1.0, 2.0, 3.0, It adjusted to 4.0, 7 ml of said DDTC-capricoat solutions were added to 7 ml of each solution, and it left still after shaking. When left standing for a while, it separated into an aqueous phase and an organic phase. Therefore, only the organic phase was separated, 7 ml of 2M hydrochloric acid solution was added thereto, and cadmium was extracted from the organic phase into the aqueous phase (back extraction).
上記により抽出した水相(DDTC−カプリコート処理後の塩酸抽出溶液)と、DDTC−カプリコート処理前の塩酸溶液のカドミウム、マンガン、マグネシウム、鉄、亜鉛および銅濃度をICP発光分光分析装置によってそれぞれ分析し、その測定値をもとに回収率=(DDTC−カプリコート処理後の溶液のカドミウム濃度/DDTC−カプリコート処理前の溶液のカドミウム濃度)として決定した。結果を図6(A)に示す。 The aqueous phase extracted by the above (hydrochloric acid extraction solution after DDTC-capricoat treatment) and the cadmium, manganese, magnesium, iron, zinc, and copper concentrations of the hydrochloric acid solution before DDTC-capricoat treatment were respectively measured by an ICP emission spectrophotometer. Based on the measured values, the recovery rate was determined as (recovery rate = (cadmium concentration of solution after DDTC-capricoat treatment / cadmium concentration of solution before DDTC-capricoat treatment)). The results are shown in FIG.
図6(A)に示された結果から、DDTC−カプリコート処理前の塩酸処理液のpHが1.0並びに2.0の場合には、他の金属に比べてカドミウムが選択的に抽出されることがわかった。特に、pH2.0の場合には、カドミウムがより選択的に抽出された。他方、pH3.0にした場合には、カドミウムと変わらない程度に亜鉛も抽出され、カドミウムを選択的に抽出できないことがわかった。さらに、pH4.0の場合には、鉄とマンガンも抽出され、カドミウムは全く選択的に抽出できないことが判明した。従って、DDTC−カプリコート処理前の塩酸処理液のpHは3.0より小さくするのが好ましく、2前後とすることがより好ましいということがわかった。 From the results shown in FIG. 6 (A), when the pH of the hydrochloric acid treatment solution before DDTC-capricoat treatment is 1.0 and 2.0, cadmium is selectively extracted compared to other metals. I found out. In particular, when pH was 2.0, cadmium was more selectively extracted. On the other hand, when pH was set to 3.0, zinc was extracted to the same extent as cadmium, indicating that cadmium could not be selectively extracted. Further, it was found that when pH is 4.0, iron and manganese are also extracted, and cadmium cannot be extracted selectively at all. Therefore, it was found that the pH of the hydrochloric acid treatment solution before DDTC-capricoat treatment is preferably less than 3.0, more preferably around 2.
次に、ICP発光分光分析によってカドミウムを約1ppm含むことが予め分かっている玄米を上記のように2Mの塩酸溶液で処理した抽出液をpH2.0に調製し、その7mlに対して、7mlのDDTC−カプリコート溶液による抽出と7mlの2Mの塩酸による逆抽出を行った場合と、2mlのDDTC−カプリコート溶液による抽出と2mlの2Mの塩酸による逆抽出を行った場合の回収率を比較した。結果を図6(B)に示す。この結果から、DDTC−カプリコート溶液を7mlから2mlに減らしても充分にカドミウムの選択的抽出ができることが確認された。 Next, an extract obtained by treating brown rice previously known to contain about 1 ppm of cadmium by ICP emission spectroscopic analysis with a 2M hydrochloric acid solution as described above is adjusted to pH 2.0. Comparison of recovery rates when extraction with DDTC-capricoat solution and back extraction with 7 ml of 2M hydrochloric acid was performed compared with extraction with 2 ml of DDTC-capricoat solution and back extraction with 2 ml of 2M hydrochloric acid . The results are shown in FIG. From this result, it was confirmed that selective extraction of cadmium can be sufficiently performed even if the DDTC-capricoat solution is reduced from 7 ml to 2 ml.
以上より、対象物を塩酸処理した溶液をpH2前後に調整後、DDTC−カプリコート溶液処理することで、対象物からカドミウムを選択的に分離できることが分かった。 From the above, it was found that cadmium can be selectively separated from an object by adjusting a solution obtained by treating the object with hydrochloric acid to around pH 2 and then treating the solution with DDTC-capricoat solution.
[実施例1]
カドミウムを選択的に分離するためのカラムを以下の手順により作製した。担体として10gのオクタデシルシロキサン系シリカゲル樹脂(ワコーゲルC−100、和光純薬工業)を採用し、塩酸(50ml、6M)で洗浄後、さらに蒸留水で洗浄し乾燥させた。次に、カプリコート(トリ−n−オクチルメチルアンモニウムクロライド:同仁化学)を3重量%含むように有機溶媒(ヘキサン)を調製した。この3重量%カプリコート含有ヘキサン50mlと上記のオクタデシルシロキサン系シリカゲル樹脂10gを遮光性の三角フラスコに入れて、1時間振とうした。十分にカプリコートを樹脂に吸着させた後、ヘキサンで三角フラスコを洗いこみながら樹脂を濾過装置に移し、濾過によって樹脂とヘキサンを分離し、樹脂を80℃に設定したオーブンの中で乾燥させ、カプリコートを樹脂表面に固定した。カプリコートを固定化した樹脂0.3gをクロマトグラフィー用の遮光性のガラス管(直径20mm x 高さ300mm)に充填し、カドミウム分離カラムとした。
[Example 1 ]
A column for selectively separating cadmium was prepared by the following procedure. As a carrier, 10 g of octadecylsiloxane-based silica gel resin (Wakogel C-100, Wako Pure Chemical Industries) was adopted, washed with hydrochloric acid (50 ml, 6M), further washed with distilled water and dried. Next, an organic solvent (hexane) was prepared so as to contain 3% by weight of capricoat (tri-n-octylmethylammonium chloride: Dojindo Chemical). 50 ml of this 3 wt% capricoat-containing hexane and 10 g of the above octadecylsiloxane-based silica gel resin were put in a light-shielding Erlenmeyer flask and shaken for 1 hour. After fully adsorbing the capricoat to the resin, the resin is transferred to a filtration device while washing the Erlenmeyer flask with hexane, the resin and hexane are separated by filtration, and the resin is dried in an oven set at 80 ° C., The capricoat was fixed to the resin surface. 0.3 g of resin with the capricoat immobilized thereon was packed into a light-shielding glass tube (diameter 20 mm x height 300 mm) for chromatography to obtain a cadmium separation column.
次に、試料溶液にDDTCを混合し、カドミウム分離カラムを用いて塩酸溶液もしくは硝酸溶液によりカドミウムを選択的抽出できるか検討した。Cd、Mn、Zn、Mg、Fe、Cu、Pbを含む0.1M塩酸溶液(それぞれの金属元素の含量は既知)5mlをpH1.8に調整した後、1.3mMのDDTCを5ml加え、その溶液を上記カプリコート固定化樹脂を用いたカドミウム分離カラムに2〜3ml/minで流した。次に、0.01M塩酸溶液5mlをカドミウム分離カラムに2〜3ml/minで流してカラムを洗浄した後、0.5M塩酸溶液5mlを2〜3ml/minでカドミウム分離カラムに流してカドミウムを溶出させた。また、0.1M塩酸溶液5mlをカドミウム分離カラムに2〜3ml/minで流してカラムを洗浄して、0.5M硝酸溶液5mlを2〜3ml/minでカラムに流してカドミウムを溶出させた。そして、上記各段階で用いた試料溶液、カラム洗浄用塩酸溶液、カドミウム溶出用溶液をカラムを通過させて得られた液中のカドミウムおよびその他金属の濃度をすべてICP発光分析装置によって測定し、カドミウムおよびその他金属の回収状況を調査した。結果を表3に示す。表3において、カラム通過後溶液は試料溶液をカラムに通過させて得られた溶液、洗浄後溶液はカラム洗浄用塩酸溶液をカラムに通過させて得られた溶液、溶出後溶液はカドミウム溶出用溶液をカラムに通過させて得られた溶液である。また、カドミウム回収率は回収率=(各溶液のカドミウム濃度/試料溶液のカドミウム濃度)として決定した。カラム通過後溶液のカドミウム濃度から計算したカドミウム回収率は2.4%であったことから、本発明のカラムは十分なカドミウム吸着能力を有することが確認された。また、洗浄後溶液中のカドミウム濃度から計算したカドミウム回収率は0.01M塩酸溶液で洗浄した場合には4.4%、0.1M塩酸溶液で洗浄した場合には0.4%であったことから、これらの濃度の塩酸溶液によるカラム洗浄においては、カラムに吸着されたカドミウムがほとんど溶出しないことが確認された。さらに、0.5M塩酸溶液ではカドミウムを回収することはできなかったが、0.5M硝酸溶液ではカドミウムを90%程度回収することができ、カドミウム以外の金属の回収率はカドミウムの回収率に比べて非常に低いことが確認された。以上より、0.01〜0.1Mの塩酸溶液を用いてカラム洗浄してもカラムに吸着したカドミウムが溶出することはなく、また、0.5M硝酸溶液を用いればカドミウムを選択的に回収できることが確認された。 Next, DDTC was mixed with the sample solution, and it was examined whether cadmium could be selectively extracted with a hydrochloric acid solution or a nitric acid solution using a cadmium separation column. 0.1 ml hydrochloric acid solution containing Cd, Mn, Zn, Mg, Fe, Cu, and Pb (the content of each metal element is known) was adjusted to pH 1.8, 5 ml of 1.3 mM DDTC was added, The solution was allowed to flow at 2-3 ml / min through a cadmium separation column using the above-mentioned capricoat immobilization resin. Next, 5 ml of 0.01M hydrochloric acid solution was passed through the cadmium separation column at 2-3 ml / min to wash the column, and then 5 ml of 0.5M hydrochloric acid solution was passed through the cadmium separation column at 2 to 3 ml / min to elute cadmium. I let you. Further, 5 ml of 0.1 M hydrochloric acid solution was passed through the cadmium separation column at 2-3 ml / min to wash the column, and 5 ml of 0.5 M nitric acid solution was passed through the column at 2 to 3 ml / min to elute cadmium. Then, the cadmium and other metal concentrations in the liquid obtained by passing the sample solution, column washing hydrochloric acid solution, and cadmium elution solution used in each of the above steps through the column were all measured with an ICP emission spectrometer, and cadmium And the recovery situation of other metals was investigated. The results are shown in Table 3. In Table 3, the solution after passing through the column is the solution obtained by passing the sample solution through the column, the solution after washing is the solution obtained by passing the column cleaning hydrochloric acid solution through the column, and the solution after elution is the solution for cadmium elution Is a solution obtained by passing through the column. The cadmium recovery rate was determined as recovery rate = (cadmium concentration of each solution / cadmium concentration of the sample solution). Since the cadmium recovery rate calculated from the cadmium concentration of the solution after passing through the column was 2.4%, it was confirmed that the column of the present invention has sufficient cadmium adsorption ability. The cadmium recovery calculated from the cadmium concentration in the solution after washing was 4.4% when washed with 0.01M hydrochloric acid solution and 0.4% when washed with 0.1M hydrochloric acid solution. From this, it was confirmed that cadmium adsorbed on the column hardly eluted in the column washing with the hydrochloric acid solution having these concentrations. Furthermore, cadmium could not be recovered with 0.5M hydrochloric acid solution, but about 90% of cadmium could be recovered with 0.5M nitric acid solution. The recovery rate of metals other than cadmium was higher than that of cadmium. And very low. From the above, cadmium adsorbed on the column does not elute even when the column is washed with 0.01 to 0.1M hydrochloric acid solution, and cadmium can be selectively recovered with 0.5M nitric acid solution. Was confirmed.
次に、DDTCを用いずにカドミウムを選択的に抽出可能か検討した。また、カドミウム溶出の際の硝酸溶液濃度について、さらに、EDTA溶液によりカドミウムを溶出可能か検討した。試料にはCd、Mn、Zn、Mg、Fe、Cu、Pbを含む0.1M塩酸溶液(それぞれの金属元素の含量は既知)を用い、pH1.8に調整して、その溶液5mlを上記カプリコート固定化樹脂を用いたカドミウム分離カラムに2〜3ml/minで流した後、0.1M塩酸溶液5mlをカドミウム分離カラムに2〜3ml/minで流してカラムを洗浄した。そして、0.01M、0.05M、0.1M、0.5Mの硝酸溶液5mlまたは、0.1M 、0.01Mの EDTA溶液5mlを2〜3ml/minでカラムに流してカドミウムを溶出させた。そして、上記各段階で用いた試料溶液、カラム洗浄用塩酸溶液、カドミウム溶出用溶液をカラムを通過させて得られた液中のカドミウムおよびその他金属の濃度をすべてICP発光分析装置によって測定し、カドミウムおよびその他金属の回収状況を調査した。結果を表4に示す。尚、表4においても、カラム通過後溶液は試料溶液をカラムに通過させて得られた溶液、洗浄後溶液はカラム洗浄用塩酸溶液をカラムに通過させて得られた溶液、溶出後溶液はカドミウム溶出用溶液をカラムに通過させて得られた溶液である。カラム通過後溶液のカドミウム濃度から計算したカドミウム回収率、洗浄後溶液中のカドミウム濃度から計算したカドミウム回収率はDDTCを用いて実験した場合とほぼ同様の結果が得られた。従って、DDTCを用いなくとも、カドミウムのカラムへの吸着およびカラムの洗浄には影響がないことが確かめられた。また、硝酸溶液を用いた場合には、その濃度が0.05M、0.1M、0.5Mではカドミウムをほぼ100%回収することができたが、0.01Mではカドミウムの回収率が大きく減少(5.6%)した。また、EDTA溶液の場合には、0.1Mでは70%程度のカドミウムを回収することができたが、0.01Mではカドミウムの回収率は大きく減少(6.9%)した。尚、どの条件においてもカドミウム以外の金属の回収率はカドミウムの回収率に比べて非常に低いことが確認された。以上、DDTCを用いなくともカドミウムを選択的に抽出することが可能であり、また、カラムからのカドミウムの選択的回収は0.01より大きく0.5M以下の濃度の硝酸溶液、0.1M程度のEDTA溶液を用いて行うことができ、特に0.05〜0.5Mの硝酸溶液を用いることが好ましいことが確認された。 Next, it was examined whether cadmium can be selectively extracted without using DDTC. In addition, regarding the concentration of nitric acid solution at the time of cadmium elution, it was further examined whether cadmium can be eluted with an EDTA solution. As a sample, a 0.1M hydrochloric acid solution containing Cd, Mn, Zn, Mg, Fe, Cu, and Pb (content of each metal element is known) is adjusted to pH 1.8, and 5 ml of the solution is added to the above-mentioned capri. After flowing through a cadmium separation column using a coat immobilization resin at 2 to 3 ml / min, 5 ml of 0.1 M hydrochloric acid solution was flowed through the cadmium separation column at 2 to 3 ml / min to wash the column. Then, 5 ml of 0.01 M, 0.05 M, 0.1 M, and 0.5 M nitric acid solutions or 5 ml of 0.1 M and 0.01 M EDTA solutions were applied to the column at 2-3 ml / min to elute cadmium. . Then, the cadmium and other metal concentrations in the liquid obtained by passing the sample solution, column washing hydrochloric acid solution, and cadmium elution solution used in each of the above steps through the column were all measured with an ICP emission spectrometer, and cadmium And the recovery situation of other metals was investigated. The results are shown in Table 4. In Table 4, the solution after passing through the column is the solution obtained by passing the sample solution through the column, the solution after washing is the solution obtained by passing the column cleaning hydrochloric acid solution through the column, and the solution after elution is cadmium. This is a solution obtained by passing the elution solution through a column. The cadmium recovery rate calculated from the cadmium concentration in the solution after passing through the column and the cadmium recovery rate calculated from the cadmium concentration in the solution after washing were almost the same as those obtained by experiments using DDTC. Therefore, it was confirmed that the adsorption of cadmium to the column and the washing of the column were not affected even without using DDTC. When nitric acid solution was used, almost 100% of cadmium was recovered at concentrations of 0.05M, 0.1M, and 0.5M, but the recovery rate of cadmium was greatly reduced at 0.01M. (5.6%). In the case of the EDTA solution, about 70% of cadmium was recovered at 0.1M, but the recovery rate of cadmium was greatly reduced (6.9%) at 0.01M. In any condition, it was confirmed that the recovery rate of metals other than cadmium was very low compared to the recovery rate of cadmium. As described above, it is possible to selectively extract cadmium without using DDTC, and selective recovery of cadmium from the column is a nitric acid solution having a concentration of more than 0.01 and not more than 0.5M, about 0.1M. It was confirmed that it is preferable to use a 0.05 to 0.5 M nitric acid solution.
次に、カドミウム分離カラムを用いて米に含まれるカドミウムの分離を試みた。カドミウム含量の異なる11種の玄米の粉砕試料3gをそれぞれ0.05Mの塩酸30mlで1時間振とう処理した後、濾過によって抽出液から不溶物を除いた。この塩酸抽出液5mlを上記カプリコート固定化樹脂を用いたカドミウム分離カラムに2ml/minで流し、カドミウムを樹脂に吸着させた後、0.1Mの塩酸5mlを2ml/minで流してカラムを洗浄した。次に0.05Mの硝酸5mlをカラムに2ml/minで流し、カドミウムを回収した。そして、上記各段階で用いた米試料抽出液、カラム洗浄用塩酸溶液、カドミウム溶出用溶液をカラムに通過させて得られた液中のカドミウムおよびその他金属の濃度をすべてICP発光分析装置によって測定し、カドミウムおよびその他金属の回収状況を調査した。結果を表5に示す。尚、表5においても表3と表4同様、カラム通過後溶液は試料溶液をカラムに通過させて得られた溶液、洗浄後溶液はカラム洗浄用塩酸溶液をカラムに通過させて得られた溶液、溶出後溶液はカドミウム溶出用溶液をカラムに通過させて得られた溶液である。回収率は、それぞれの玄米における既知のカドミウム濃度(Akita添付濃度)を用いて計算した。また、この実験においては、米試料抽出液(カラム通過前)の試料についてもカドミウムおよびその他金属の濃度をICP発光分析装置によって測定した。カラム通過後溶液および洗浄後溶液中のカドミウム濃度の測定結果から、実際に玄米からカドミウムを抽出した試料においても問題なくカドミウムのカラムへの吸着およびカラムの洗浄が行われていることが確認された。次に、上記のうちの9試料について硝酸抽出液(硝酸によりカラムに吸着したカドミウムを溶出した液)中のカドミウムの濃度とカラム処理前の塩酸抽出液中のカドミウム濃度をプロットした結果を図12に示す。この結果から、食糧庁通達の基準値である0.04ppm(前処理によって米の容積は10倍になっているため、米中濃度に換算すると0.4ppmである。)に対してカドミウム濃度が低いものも、高いものも、ほぼ等しいものも、ほぼ全量のカドミウムが回収可能であることがわかった(平均回収率は99%)。次に、マンガン、亜鉛、マグネシウム、銅の濃度を回収率の平均を求めた。結果を図13に示す。尚、図13の回収率は回収率=(硝酸抽出液(硝酸によりカラムに吸着したカドミウムを溶出した液)の金属濃度/米試料抽出液(カラム通過前)の金属濃度)により求めた。回収率は、カドミウムは99%、マンガンは1%、亜鉛は5%、マグネシウムは1%、銅は9%であった。このように、カドミウムのイムノアッセイを妨害する恐れのあるマンガン、亜鉛、マグネシウム、銅の回収率はカドミウムの回収率に比べて非常に低いことが確認された。以上より、カプリコート固定化樹脂を用いたカドミウム分離カラムにより米からでもカドミウムを選択的に分離することができることが可能であることがわかった。 Next, separation of cadmium contained in rice was attempted using a cadmium separation column. Three gram samples of 11 kinds of brown rice having different cadmium contents were each shaken with 30 ml of 0.05 M hydrochloric acid for 1 hour, and then insolubles were removed from the extract by filtration. Pour 5 ml of this hydrochloric acid extract into a cadmium separation column using the above-mentioned capricoat-immobilized resin at 2 ml / min, adsorb cadmium on the resin, and then flush the column with 5 ml of 0.1 M hydrochloric acid at 2 ml / min. did. Next, 5 ml of 0.05 M nitric acid was passed through the column at 2 ml / min to collect cadmium. The concentrations of cadmium and other metals in the liquid obtained by passing the rice sample extract, column washing hydrochloric acid solution, and cadmium elution solution used in each of the above steps through the column were all measured using an ICP emission spectrometer. The status of cadmium and other metals recovered was investigated. The results are shown in Table 5. In Table 5, as in Tables 3 and 4, the solution after passing through the column is a solution obtained by passing the sample solution through the column, and the solution after washing is a solution obtained by passing the column cleaning hydrochloric acid solution through the column. The post-elution solution is a solution obtained by passing a cadmium elution solution through a column. The recovery rate was calculated using the known cadmium concentration in each brown rice (Akita attached concentration). In this experiment, the concentration of cadmium and other metals in the rice sample extract (before passing through the column) was also measured using an ICP emission spectrometer. From the measurement results of the cadmium concentration in the solution after passing through the column and in the solution after washing, it was confirmed that the cadmium was adsorbed on the column and the column was washed without problems even in the sample where cadmium was actually extracted from brown rice. . Next, the results of plotting the cadmium concentration in the nitric acid extract (the solution from which the cadmium adsorbed on the column by nitric acid was eluted) and the cadmium concentration in the hydrochloric acid extract before the column treatment for nine samples out of the above are plotted in FIG. Shown in From this result, the cadmium concentration is 0.04 ppm (the precious amount of rice has been increased 10 times by the pretreatment, which is 0.4 ppm when converted to the concentration in the rice). It was found that almost all amounts of cadmium were recoverable (average recovery rate was 99%), whether low, high or nearly equal. Next, the average of the recovery rate was determined for the concentrations of manganese, zinc, magnesium, and copper. The results are shown in FIG. Note that the recovery rate in FIG. 13 was determined by recovery rate = (metal concentration of nitric acid extract (solution in which cadmium adsorbed to the column was eluted by nitric acid) / metal concentration of rice sample extract (before passing through the column)). The recovery rates were 99% for cadmium, 1% for manganese, 5% for zinc, 1% for magnesium, and 9% for copper. Thus, it was confirmed that the recovery rate of manganese, zinc, magnesium and copper, which might interfere with the cadmium immunoassay, was very low compared to the recovery rate of cadmium. From the above, it was found that cadmium can be selectively separated from rice using a cadmium separation column using a capricoat-immobilized resin.
[実施例2]
カドミウム含有量の異なる数種類の玄米について、従来の方法であるICP発光分析法による機器分析とイムノアッセイ(蛍光光度計によるキネクサ法とイムノクロマトグラフィー法)によって分析した結果を比較した。
[Example 2 ]
For several types of brown rice with different cadmium contents, the results of analysis by instrumental analysis by ICP emission analysis and immunoassay (kinexa method and immunochromatography method by fluorometer), which are conventional methods, were compared.
測定試料は、参考例1と同様、玄米を塩酸処理した溶液をDDTC−カプリコート溶液処理して2Mの塩酸溶液で水相に回収(逆抽出)することにより得た。 As in Reference Example 1, a measurement sample was obtained by treating a solution obtained by treating brown rice with hydrochloric acid with DDTC-capricoat solution and collecting (back-extracting) it in a water phase with a 2M hydrochloric acid solution.
イムノアッセイを行うに当たり、カドミウムとしてCd−EDTAを特異的に認識するモノクローナル抗体として、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成16年2月26日付けで受託番号FERM P−19703として寄託されているハイブリドーマから産生されるNx22C3を用いた。 In conducting the immunoassay, it was deposited as a monoclonal antibody specifically recognizing Cd-EDTA as cadmium and deposited with the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as accession number FERM P-19703 on February 26, 2004. Nx22C3 produced from the hybridoma being used was used.
ICP発光分光分析装置は(株)リガク社製SPECTRO CIROS-120(EOP)を用いた。測定した元素と用いた波長は、Cd(214.438nm)、Zn(213.856nm)、Mn(257.610nm)、Mg(279.553nm)、Fe(259.940nm)、Cu(324.754nm)である。プラズマ条件はRFパワー1.4kW、プラズマガス13.0L/min、補助ガスあり、ネブライザーガス0.9L/minである。検量線作成用の金属標準溶液は原子吸光分析用(和光純薬工業製)を用いて作製した。塩酸処理液はそのまま装置に導入した。試料の導入時間は25秒、分析時間は24秒である。測定は3回繰り返し、その平均を測定値とした。 As the ICP emission spectroscopic analyzer, SPECTRO CIROS-120 (EOP) manufactured by Rigaku Corporation was used. The measured elements and the wavelengths used are Cd (214.438 nm), Zn (213.856 nm), Mn (257.610 nm), Mg (279.553 nm), Fe (259.940 nm), Cu (324.754 nm). Plasma conditions are RF power 1.4 kW, plasma gas 13.0 L / min, auxiliary gas, and nebulizer gas 0.9 L / min. A standard metal solution for preparing a calibration curve was prepared using atomic absorption analysis (manufactured by Wako Pure Chemical Industries). The hydrochloric acid treatment solution was introduced into the apparatus as it was. The sample introduction time is 25 seconds, and the analysis time is 24 seconds. The measurement was repeated three times, and the average was taken as the measured value.
蛍光光度計によるキネクサ法は、フロー式蛍光センサー(Sapidyne Instruments Inc. 商品名KinExA3000)を用いて行った。また、抗原を固定化する担体としてアガロースビーズ(ファルマシア製)を用いた。1mlのアガロースビーズ懸濁液に対して、Cd−EDTA−OVA溶液(1mg/ml)を100μl添加して抗原をビーズに固定化した。蛍光物質Cy5にて標識された二次抗体(抗マウスIgG抗体)を用いて間接的に蛍光標識し、抗体と固定化抗原との結合を蛍光センサーにより検出した。手順は次の通りである。 The Kinexa method using a fluorometer was performed using a flow-type fluorescence sensor (Sapidyne Instruments Inc., trade name KinExA3000). In addition, agarose beads (Pharmacia) were used as a carrier for immobilizing the antigen. To 1 ml of the agarose bead suspension, 100 μl of Cd-EDTA-OVA solution (1 mg / ml) was added to immobilize the antigen on the beads. A secondary antibody (anti-mouse IgG antibody) labeled with the fluorescent substance Cy5 was indirectly fluorescently labeled, and the binding between the antibody and the immobilized antigen was detected with a fluorescent sensor. The procedure is as follows.
測定操作は、予めある既知量の一次抗体と混合した試料を、抗原固定化ビーズに接触させる(ステップ1)。ここで、試料中に含まれるカドミウムと反応していない余剰の未反応一次抗体がビーズ上の固定化抗原と反応し、捕捉される。セル内に洗浄液を流し前記試料をセル内から除去した後、セル内に十分な量の蛍光標識二次抗体を流す(ステップ2)。この操作において、蛍光標識二次抗体は、固定化抗原に捕捉された一次抗体に特異的に反応し、結合一次抗体の量に応じた量のみが固定化ビーズ上に結合する。最後に、洗浄液を流して未結合の蛍光標識二次抗体をセル内から除去すると(ステップ3)、抗原固定化ビーズに結合した一次抗体に二次抗体を介して結合した標識蛍光物質のみがセル内に残り、その蛍光強度を測定することで抗原固定化ビーズに結合した一次抗体量を検知し、試料中に存在していた遊離抗原量を知ることができる。 In the measurement operation, a sample mixed with a known amount of primary antibody in advance is brought into contact with antigen-immobilized beads (step 1). Here, surplus unreacted primary antibody that has not reacted with cadmium contained in the sample reacts with the immobilized antigen on the beads and is captured. After washing liquid is poured into the cell and the sample is removed from the cell, a sufficient amount of fluorescently labeled secondary antibody is flowed into the cell (step 2). In this operation, the fluorescently labeled secondary antibody reacts specifically with the primary antibody captured by the immobilized antigen, and only an amount corresponding to the amount of the bound primary antibody binds to the immobilized beads. Finally, when the washing solution is flowed to remove unbound fluorescently labeled secondary antibody from the cell (step 3), only the labeled fluorescent substance bound to the primary antibody bound to the antigen-immobilized beads via the secondary antibody is contained in the cell. The amount of the primary antibody bound to the antigen-immobilized beads can be detected by measuring the fluorescence intensity that remains inside, and the amount of free antigen present in the sample can be known.
一定濃度の蛍光標識抗体にカドミウムを種々の濃度で添加した場合に、検出される蛍光強度の低下率をカドミウムへの結合阻害率とし、その時のカドミウムの添加濃度との関係を示す検量線を図7の(A)に示した。測定試料をこの装置で測定し、検量線から米に含まれるカドミウム濃度を求めた。 When cadmium is added to a fixed concentration of fluorescently labeled antibody at various concentrations, the decrease rate of the detected fluorescence intensity is defined as the binding inhibition rate to cadmium, and a calibration curve showing the relationship with the cadmium addition concentration at that time is shown in the figure 7 (A). The measurement sample was measured with this apparatus, and the cadmium concentration contained in the rice was determined from the calibration curve.
また、同じ測定試料を用いて、従来より行われているICP発光分析法で測定した値と比較した。結果を図7の(B)に示す。図7(B)から分かるように、フロー式蛍光センサーを用いたイムノアッセイ法にて得られた測定値はICP発光分光分析法によって得られた測定とほぼ同一の値を示していた。したがって、食糧庁通達による基準値(米中0.4ppm、つまり処理液中40ppb)を超えるカドミウムを含有する米かどうかを判定するために本イムノアッセイが従来の機器分析同様に利用できることが分かった。 Moreover, it compared with the value measured by the ICP emission spectrometry currently performed using the same measurement sample. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 7B, the measurement value obtained by the immunoassay method using the flow type fluorescence sensor showed almost the same value as the measurement obtained by the ICP emission spectroscopic analysis method. Therefore, it was found that this immunoassay can be used in the same manner as conventional instrumental analysis to determine whether the rice contains cadmium that exceeds the standard value (0.4 ppm in rice, that is, 40 ppb in the processing solution) according to the notification of the Food Agency.
[実施例3]
カドミウム分離カラムによって分離されたカドミウムのイムノアッセイについて検討した。実施例1で硝酸によって溶出された玄米由来のカドミウム溶液(玄米抽出液)75μlを1μMのEDTAを含むTris−塩酸緩衝液(pH8.0、50mM)925μlによって希釈、中和した。
[Example 3 ]
An immunoassay of cadmium separated by a cadmium separation column was studied. The brown rice-derived cadmium solution (brown rice extract) 75 μl eluted with nitric acid in Example 1 was diluted and neutralized with 925 μl of Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.0, 50 mM) containing 1 μM EDTA.
次に、検量線を作成するために、実験室にて50mMの硝酸を含むカドミウム溶液を調製し、玄米抽出液と同様に希釈、中和した後、約2nMのNx22C3抗体溶液を500μl加えゆっくりと混合した。また、上記の玄米試料にも約2nMのNx22C3抗体溶液を500μl加えゆっくりと混合した後、フロー式蛍光光度計KinExA3000(Sapidyne社)を用いて測定した。測定はそれぞれ2回ずつ行った。 Next, to prepare a calibration curve, a cadmium solution containing 50 mM nitric acid was prepared in the laboratory, diluted and neutralized in the same manner as the brown rice extract, and then slowly added with 500 μl of about 2 nM Nx22C3 antibody solution. Mixed. Further, about 2 nM Nx22C3 antibody solution (500 μl) was added to the above brown rice sample and mixed slowly, and then measured using a flow-type fluorometer KinExA3000 (Sapidyne). Each measurement was performed twice.
イムノアッセイによる玄米試料の測定値は、検量線によってカドミウム濃度に変換した。また、従来法(米を硝酸で分解しカドミウムを溶出させる)によって前処理を行った試料を作製し、ICP発光分光分析装置によりカドミウム濃度を測定した。これらの結果を図14に示す。尚、イムノアッセイとICP発光分光分析共に、前処理によって米の容積は10倍になっているため、図14の測定値を10倍したものが米中の濃度に相当する。図14において、イムノアッセイ、ICP発光分析の両方でカドミウム濃度が65ppm以下の測定値が出された試料(7点)に関するイムノアッセイとICP発光分析の相関係数(R2)は0.97であり、よく一致していた。また、ICP発光分析によって60ppb以上と判定された試料(4点)に関してイムノアッセイによって40ppb以下と判定されたものはなかった。よって、食糧庁通達による基準値(米中0.4ppm、つまり処理液中40ppb)を超えるカドミウムを含有する米かどうかを判定するために本イムノアッセイが従来の機器分析同様に利用できることが分かった。また、このことから、米中カドミウムのイムノアッセイにカプリコートを用いたカドミウム分離カラムが適用できることが明らかとなった。 The measured value of the brown rice sample by immunoassay was converted into the cadmium concentration by the calibration curve. Further, a sample pretreated by a conventional method (decomposing rice with nitric acid to elute cadmium) was prepared, and the cadmium concentration was measured with an ICP emission spectroscopic analyzer. These results are shown in FIG. In addition, since both the immunoassay and the ICP emission spectroscopic analysis have increased the volume of the rice 10 times by the pretreatment, the value obtained by multiplying the measured value of FIG. 14 by 10 corresponds to the concentration in the rice. In FIG. 14, the correlation coefficient (R 2 ) between the immunoassay and the ICP emission analysis for the sample (7 points) for which the measurement value of the cadmium concentration was 65 ppm or less was obtained in both the immunoassay and the ICP emission analysis was 0.97, It was a good match. Further, none of the samples (4 points) determined to be 60 ppb or more by ICP emission analysis were determined to be 40 ppb or less by immunoassay. Therefore, it was found that the present immunoassay can be used in the same manner as in conventional instrumental analysis to determine whether the rice contains cadmium exceeding the standard value (0.4 ppm in rice, that is, 40 ppb in the processing solution) according to the notification of the Food Agency. This also revealed that a cadmium separation column using capricoat can be applied to the immunoassay of cadmium in rice.
本発明は、米をはじめとする農産物、水産物、畜産物などの食品あるいはその他の農産物、水産物、畜産物中に含まれるカドミウムの量をイムノアッセイによって簡単に測定するために用いることができる。 The present invention can be used for easily measuring the amount of cadmium contained in food such as rice, agricultural products, marine products, livestock products, or other agricultural products, marine products, livestock products by immunoassay.
6.カドミウム分離カラム装置
7.容器
8.試料液流入口
9.試料液流出口
12.充填剤
6). 6. Cadmium separation column device Container 8. Sample liquid inlet 9. Sample liquid outlet 12. filler
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