JP5184735B2 - 高比重リポタンパク質コレステロール定量化のための乾式分析要素 - Google Patents
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Description
本発明は、高比重リポタンパク質コレステロールの迅速で、正確な定量化のために設計された乾式分析要素のフォーマットを提供する。前記アッセイは、サンプル適用の前に非HDLリポタンパク質を取り除くためのサンプルの前処理を必要としない。前記要素は、第1の酵素である、コレステロール・エステルを加水分解するためのコレステロール・エステル加水分解酵素、第2の酵素である、コレステロールから過酸化水素を放出するためのコレステロール・オキシダーゼ、及び第3の酵素である、670nmで読まれるロイコ色素を酸化させるための西洋ワサビ・ペルオキシダーゼを含む支持体を含む。前記HDLC選択性は、1)展開層における非HDLリポタンパク質の沈澱と捕獲、2)展開層における独特の界面活性剤による非HDL−ポリアニオン複合体をそのまま維持しながらのHDLの選択的な可溶化、そして3)重合体レセプター層における独特な選択的コレステロール・エステル加水分解酵素(CEH)によるエステル結合の選択的な加水分解から生じる。改善された精度は、CEH含有層のマトリックスとしてのポリエチレングリコールの使用によって得ることができる。溶血患者サンプルからの顕著な干渉は、色素含有層における重合体マトリックスの選定によって除かれた。
(i)非高比重リポタンパク質沈澱剤である、リンタングステン酸を含むウォッシュコート層、
(ii)高比重リポタンパク質選択性界面活性剤を含む透過性展開層、
(iii)接着層、
(iv)高比重リポタンパク質選択性コレステロール・エステル加水分解酵素を含む重合体レセプター層、
(v)重合体を含む色素副層、及び
(vi)結合剤材料を含むゲル層、
でコートされた複数の層をもつ支持体を含む。
本発明は、乾式分析要素を使ったHDLCの定量のためのアッセイを開示する。液体のアッセイに有用な乾式分析要素は、米国特許番号第3,992,158号(14)及び同第4,357,363号(15)の教示に従って準備できてる。前記文献の内容を本明細書中に援用する。
本明細書中に使用されるとき、下記の条件を以下の実施例に適用する。以下の実施例は説明することを意図しており、本発明を制限しない。
ポリ(アクリルアミド)共重合体(IMnAg)を、0.2〜0.8g/m2の濃度で使用した。
薄膜要素フォーマットの実施例
この評価で使用した3種類の薄膜要素フォーマットの実施例を、表1、2及び3に示す。酵素及び他の反応成分の位置は、薄膜要素の層内に様々な他の位置で配置されうる。しかし、本発明の好ましい態様は、非HDL沈澱剤(PTA)、HDL選択性界面活性剤、及びHDL選択性CEHを含む。薄膜要素の各々のフォーマットは、様々な模式的な配列によって表される個々の層を含む。配列の言及において、「−01」が最下部のゲル層を表した状態で、各々の層を数的に規定する。(6層配列において)ウォッシュコート(最上部の層)を「−06」と規定した状態で、一連の数字が各々の追加の層を表す。
リンタングステン酸
沈澱剤が超遠心分離を必要としないHDLCアッセイの開発を可能にするために、選択的に非HDLを除去するのに使用されうることは、数十年(17、18、19)前から知られていた。これらの沈澱剤は、液体アッセイのために開発された。同様に、乾式スライド要素におけるそれらの使用が調べられた。3種類の最も一般的な非HDL沈澱剤である、デキストラン硫酸塩(DS)、リンタングステン酸(PTA)及びポリエチレングリコール(PEG)を薄膜スライドにおいて評価した。それらが前記スライドの表面上に存在し、そして前記薄膜要素における沈澱のためにできる限り長い相互作用時間となるようにする初期の時間枠内で、上記スライド上にスポットされた非HDLリポタンパク質が相互作用するように、前記沈澱剤を最後のパス・ウォッシュコート層(フォーマットにより「−05」か「−06」)中に加えた。4g/m2の濃度を上限とするDSを有し、かつ、10g/m2を上限とするPEGを有する初期の試みは、薄膜要素において不調であることが分かった。しかし、PTAは、2g/m2のウォッシュコート濃度においていくらか特異性増強を示した。
HDLC特異性に対する選択性CEHの効果
初期の開発試験が、様々なコレステロール・エステラーゼ(CEH)酵素源がアッセイの総合的なHDLC選択性に効果を与えたことを示した。一般的に知られている酵素業者からの利用可能な独特なCEH及びリパーゼ酵素源を、スクリーニング目的で入手し、そして直接のHDL薄膜要素中にコートした。最高及び最低のCEH源についてのLDL交差反応性は、未処理の動力学(図1、2、3、4を参照のこと)と、算出した交差反応性(表6)の両者における大幅なHDLC選択性の相違を示す。このデータから、選択性CEH単独のみのHDLC選択性に対する総合的な貢献は、約35%(50.7%(ウシ膵臓)−15.7%(カンジダ・ルゴサ由来リパーゼ))であり、HDLC選択性に対する大きな貢献を表す。さらにこのデータは、カンジダ・ルゴサ由来リパーゼ酵素がDenka CEHより選択的であり、そしていずれの膵臓CEH源より著しく優れていることをも示す。他のスクリーニングされた微生物CEH源は、これらの両極端の間のHDLC選択性を示した。
HDLC特異性に対する選択性界面活性剤の効果
2種類の別個に識別される界面活性剤、EMULGEN B−66界面活性剤と、EMULGEN A−90界面活性剤(共にKAO corporationによって製造されたポリオキシアルキレン誘導体である)は、非HDLに優先してHDLに高い選択性を示す。同様に、KAO Corporation製の他の界面活性剤が、いくらかの中程度の選択性を示したが、好ましいHDL選択性界面活性剤より低いレベルにおいてであった。他の界面活性剤、例えばTRITON X−100(TX−100)は、HDLに対して全く特異性を欠いていた。アッセイにおけるTX−100界面活性剤の置き換えは、HDLC特異性の完全な喪失を引き起こした(表7)。非選択性界面活性剤への変更は、LDL交差反応性の68%の増強を示す。
HDLC特異性に対するPEG及びジメドンの効果
他の実施例において、他の測定された貢献物質は、ヒトHDL及びLDL試験液を使用した解析によって示されるとおり、アッセイの正確度を高める。PEG重合体の使用及びジメドンの添加は、アッセイのHDLC選択性を増強する。例えば、−02層中のPEGは、IMnAg重合体と比べてLDLの交差反応性を約5%(17.5−12.8)減少させる(表8)。PEG「−02」層の存在かにおいて、ジメドンの添加は、LDLの交差反応性を約6%(12.8%−7.1%)減少させた。
HDLC選択性の概要
本発明の好ましい態様は、薄膜フォーマットにおいてHDLC選択性に効果を与える3種類の主要な確認された要因を含む。前記要因は、非HDL沈澱剤(PTA)、HDL選択性界面活性剤、及びHDL選択性CEHである。これらの3種類の要因の存在及び不存在において異なるコーティングを評価することは、総合的なアッセイHDLC選択性に対する各々の要因の貢献に関する評価を提供する。選択性に対する重要な貢献物質及び重要でない貢献物質からのHDLC特異性に対する総合的な貢献を、表10に示す。100%に満たない戻りは、同時に全ての要因を含んだ1つの大きな実験計画法(DOE)と比較した別々の試験からの各々の別個の成分に関する貢献の測定におけるわずかな誤差、並びに他の成分の貢献を得るための異なる処方及び異なるフォーマットの間の食い違いをおそらく示唆している。最適な及び許容範囲の乾式分析要素の正確度は、全ての好ましいHDL選択性薬剤の存在下で得られる。
PEGはアッセイ精度とダイナミックレンジを改善する
「−03」層中のPEGは、HDLC特異性を高めたが、同様に重合体はアッセイにいくつかの他の利益を提供した。第1の改良は、ヒトHDL試験液の動力学に直接的に現われる(図6)。「−03」層におけるIMnAgによるコーティングに関して、最も高い3種類の濃度のHDL液(点線:105mg/dL、120mg/dL及び150mg/dLのHDLC)が、最高の応答が頭打ちになるような、ほぼ同質の動力学を示す。対照的に、PEG「−03」層を有する処方は、これらの3種類の高濃度HDL試験液に関して反応の増加を示す(図7)。前記の2つの処方の間のこの相違は、PEGが「−03」層中に使用される時に、より良好な直線性、及びより高いダイナミックレンジの要求に変わる。同様に、DOE分析による直線性評価は、「−03」層においてIMnAg重合体と比べてPEGによる直線性に関する大きな主効果をも示す(図8)。「−03」層中のPEGは、IMnAg「−03」層に比べて、上限ダイナミックレンジに約30mg/dLを上乗せする。
「−02」層中への重合体マトリックスの使用が溶血サンプルからの干渉を取り除く
「−02」色素含有層のマトリックスとしてゼラチンを使用したフォーマットが、溶血が生じた血清サンプルからの異常に低いHDLC値を予測することがわかった。この負の干渉は、ヘモグロビンからよりも溶解した細胞から放出されたカタラーゼによって引き起こされた。カタラーゼは、コレステロール酵素カスケードのH2O2介在色素形成ステップに干渉する。色素含有「−02」層マトリックスの変更は、カタラーゼの干渉を取り除いた。様々な既知量の激しく溶血させた血清製剤(溶血血液)を加えた血清サンプルを、「−02」層マトリックスとしてのIMnAg、PEG又はゼラチンを含むコーティングによって評価した。表12で詳述されるとおり、「−02」層中のゼラチンの代わりに重合体IMnAg又はPEGを用いることは、500mg/dLのヘモグロビンまで溶血血液を加えたサンプルによる全ての負のカタラーゼ干渉を本質的に取り除いた。
好ましいスライド構造
乾式要素に前述の発見を取り込むことによって、正確で、精密な、かつ、迅速なHDLCアッセイを開発した。本発明の好ましい態様は、以下の表13に示される。
正確度試験
HDLC選択性界面活性剤として7g/m2のEMULGEN B−66を使用し、HDL選択性コレステロール・エステル加水分解酵素としてカンジダ・ルゴサ由来リパーゼ又はDenka CEHを使用し、そして「−02」マトリックスとしてIMnAg又はPEGを使用した、先の好ましいスライド構造として記載された処方及びフォーマットを使ってHDLC薄膜スライドを作製した。VITROS Magnetic HDLC沈澱法に対する正確度、及びプールされた精度を30点の患者サンプルを使って評価した。結果を表15で見ることができる。前記結果は、このアッセイが許容される正確度と精度を有し、かつ、溶血させた患者サンプルからの顕著な干渉がないことを示す。
Claims (14)
- 以下の:
(A)支持体;並びに
(B)以下の;
1)非高比重リポタンパク質コレステロールを沈殿させるためのリンタングステン酸;
2)沈殿した非高比重リポタンパク質コレステロールを溶解しない、EMULGEN B−66(ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル)及びEMULGEN A−90(ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル)からなる群より選ばれる高比重リポタンパク質選択性界面活性剤;及び
3)高比重リポタンパク質選択性コレステロール・エステル加水分解酵素、
を含む1以上の追加の層、
を含む高比重リポタンパク質コレステロールの定量化のための乾式分析要素。 - 前記高比重リポタンパク質選択性コレステロール・エステル加水分解酵素が、カンジダ・ルゴサ由来リパーゼである、請求項1に記載の分析要素。
- 前記の1以上の追加の層が、ポリエチレングリコールをさらに含む、請求項1に記載の分析要素。
- 前記の1以上の追加の層が、ジメドン(5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサンジオン)をさらに含む、請求項1に記載の分析要素。
- 前記支持体が、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート及びセルロース・エステルから成る群から選ばれる透明な材料を含む、請求項1に記載の分析要素。
- 前記の1以上の追加の層が、リンタングステン酸を含むウォッシュコート層、高比重リポタンパク質選択性界面活性剤を含む透過性展開層、接着層、高比重リポタンパク質選択性コレステロール・エステル加水分解酵素を含む重合体レセプター層、重合体を含む色素副層、及び結合剤材料を含むゲル層を更に含み、
ここで、支持体が、支持体に向かって上から下に以下の順序:
a.リンタングステン酸を含むウォッシュコート層;
b.高比重リポタンパク質選択性界面活性剤を含む透過性展開層;
c.接着層;
d.高比重リポタンパク質選択性コレステロール・エステル加水分解酵素を含む重合体レセプター層;
e.重合体を含む色素副層;及び
f.結合剤材料を含むゲル層、
でコートされている、請求項1記載の分析要素。 - 前記高比重リポタンパク質選択性コレステロール・エステル加水分解酵素が、カンジダ・ルゴサ由来リパーゼである、請求項6に記載の分析要素。
- 前記重合体レセプター領域が、ポリエチレングリコールを含む、請求項6に記載の分析要素。
- 前記色素副層が、ポリエチレングリコール又はポリアクリルアミド共重合体を含む、請求項6に記載の分析要素。
- 前記重合体レセプター層が、ジメドン(5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサンジオン)を含む、請求項6に記載の分析要素。
- 前記支持体が、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート及びセルロース・エステルから成る群から選ばれる透明な材料を含む、請求項6に記載の分析要素。
- 前記色素副層又はゲル層が、ロイコ色素(2−(3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシフェニル)−4,5−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)イミダゾール)を含む、請求項6に記載の分析要素。
- 前記ゲル層が西洋ワサビ・ペルオキシダーゼを含む、請求項6に記載の分析要素。
- 前記重合体レセプター層が、セルロモナス由来のコレステロール・オキシダーゼを含む、請求項6に記載の分析要素。
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