JP5319651B2 - Analysis method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for analyzing physiological active substance to be measured with high accuracy without performing a complex pretreatment on a biological sample. <P>SOLUTION: An analyzing method includes the steps of: forming a removed sample by removing only physiological active substance to be measured from a biological sample; forming an analytical curve (reference curve) by analyzing density of physiological active substance of sample reference solution obtained by adding known density of the physiological active substance to the removed sample in accordance with a predetermined analyzing method; and then analyzing the density of the physiological active substance in the biological sample in accordance with the analyzing method using the analytical curve. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、検体中のコルチゾールなどの生理活性物質の濃度を分析する分析方法に関するものである。   The present invention relates to an analysis method for analyzing the concentration of a physiologically active substance such as cortisol in a specimen.

例えば、コルチゾールは、副腎皮質ホルモンの1つであり、血液,尿,および唾液などに含まれている。これらにおけるコルチゾールの濃度変動は、ストレス応答と関連があるとされ、典型的なストレスバイオマーカーとして認知されている。   For example, cortisol is one of corticosteroids and is contained in blood, urine, saliva and the like. Changes in the concentration of cortisol in these are considered to be related to the stress response and are recognized as typical stress biomarkers.

このような生理活性物質の、血液,尿,および唾液などの生体試料における代表的な定量分析手法には、液体クロマトグラフィー(Liquid Chromatography:LC)で分離して質量分析装置(Mass spectrometry:MS)で検出するLC/MSがある。また、LC(カラム)で分離した成分を、1段目のMSでイオン化し、質量ごとにわけ、さらに分離されたイオンを不活性ガスに衝突させて解離させ、解離させたイオンを2段目のMSで分析するLC/MS/MSがある。また、これらのLCでは、いわゆる高速液体クロマトグラフィー(HPLC)が用いられている。   A typical quantitative analysis method for such biologically active substances in biological samples such as blood, urine, and saliva includes separation by liquid chromatography (Liquid Chromatography: LC) and mass spectrometry (MS). There is LC / MS to detect in In addition, the components separated by LC (column) are ionized by MS in the first stage, divided by mass, and further, the separated ions collide with an inert gas to be dissociated, and the dissociated ions are in the second stage. There is LC / MS / MS which analyzes with MS. In these LCs, so-called high performance liquid chromatography (HPLC) is used.

また、コルチゾールなどの生理活性物質の分析では、放射免疫測定法(ラジオイムノアッセイ:RIA)および酵素面積測定法(ELISA)も用いられている。   Radioimmunoassay (radioimmunoassay: RIA) and enzyme area assay (ELISA) are also used for the analysis of physiologically active substances such as cortisol.

上述した液体クロマトグラフィーを用いる分析では、極低濃度領域でも高い測定精度が得られるが、高感度に検出するために、分析対象とする生理活性物質以外に生体試料中に多種多様に存在する他の物質(生理活性物質)による妨害が大きい。例えば、よく知られているように、対象とする物質の分離を目的としたカラムでは、この物質と大きく分子量が異なる物質の存在により分離の性能が低下する。このため、LC/MSやLC/MS/MSでは、通常、様々な前処理を施してこれらの妨害成分を除去している。   In the analysis using the liquid chromatography described above, high measurement accuracy can be obtained even in an extremely low concentration region. However, in order to detect with high sensitivity, there are various types in biological samples other than the physiologically active substance to be analyzed. There is a great deal of interference from these substances (bioactive substances). For example, as is well known, in a column intended for separation of a target substance, the separation performance deteriorates due to the presence of a substance having a large molecular weight different from that of the substance. For this reason, in LC / MS and LC / MS / MS, various pretreatments are usually performed to remove these interference components.

ここで、この種の分析(定量)では、濃度が既知の試料標準溶液を用いて測定を行い、標準物質と、これに対する測定データとの間の相関を示す検量線を作製し、実際の試料の測定に用いている。LC/MSやLC/MS/MSでは、上述したように、前処理をしているため、検量線作成のための参照とする試料標準溶液としては、妨害成分が含まれていない理想的な溶液を用いればよいものとなっている。   Here, in this type of analysis (quantification), measurement is performed using a sample standard solution with a known concentration, a calibration curve indicating the correlation between the standard substance and measurement data for the standard substance is created, and the actual sample is obtained. It is used for measurement. Since LC / MS and LC / MS / MS are pretreated as described above, the sample standard solution used as a reference for preparing a calibration curve is an ideal solution that does not contain interfering components. Should be used.

一方、抗原抗体反応を利用するRIAやELISAは、分析対象の目的とする生理活性物質以外の物質による妨害が少ないことから、複雑な前処理をあまり必要とせずにある程度高感度な分析が可能であることが特徴である。血液,尿,および唾液などの生体試料を前処理無しに迅速分析できれば、リアルタイム分析やオンサイト分析技術として非常に有望である。   On the other hand, RIA and ELISA using antigen-antibody reaction are less susceptible to interference by substances other than the target physiologically active substance to be analyzed, and therefore can be analyzed to some degree with high sensitivity without requiring much complicated pretreatment. It is a feature. If biological samples such as blood, urine, and saliva can be quickly analyzed without pretreatment, it is very promising as a real-time analysis or on-site analysis technique.

M.Groschl, "Current Status of Salivary Hormone Analysis", Clinical Chemistry, vol.54, no.11, pp1759-1769, 2008.M. Groschl, "Current Status of Salivary Hormone Analysis", Clinical Chemistry, vol.54, no.11, pp1759-1769, 2008. 井澤修平、鈴木克彦、「唾液中コルチゾールの測定キットの比較 ―唾液中・血漿中コルチゾールの相関ならびに測定法間の比較―」、日本補完代替医療学会誌、第4巻、第3号、113−118頁、2007年。Shuhei Izawa, Katsuhiko Suzuki, “Comparison of Salivary Cortisol Measurement Kits—Correlation between Salivary and Plasma Cortisol and Comparison between Measurement Methods”, Journal of Complementary and Alternative Medicine, Vol. 4, No. 3, 113- 118, 2007. U.Erdbruegger et al. , "Circulating endothelial cells: A novel marker of endothelial damage", Clinica Chimica Acta, vol.373, pp.17-26, 2006.U. Erdbruegger et al., "Circulating endothelial cells: A novel marker of endothelial damage", Clinica Chimica Acta, vol.373, pp.17-26, 2006. K.Aoki et al. , "Quantitative analysis of reversible diffusion-controlled currents of redox soluble species at interdigitated array electrodes under steady-state conditions", J. Electroanal. Chem. , vol.256, pp.269-282, 1988.K. Aoki et al., "Quantitative analysis of reversible diffusion-controlled currents of redox soluble species at interdigitated array electrodes under steady-state conditions", J. Electroanal. Chem., Vol.256, pp.269-282, 1988.

しかし、RIAやELISAにおいても、LC/MSやLC/MS/MSのように生理活性物質を高精度に分析(定量)する場合、生体試料中の対象とする生理活性物質以外の物質(妨害成分)からの影響が無視できなくなる。ここで、RIAやELISAなどの分析方法においても、検量線を用いることになる。しかしながら、妨害成分が含まれていない理想的な試料標準溶液による検量線を用いると、このような試料標準溶液の測定では妨害イオンの影響がないため、上述したようなより高精度な分析では、測定の誤差が大きくなるという問題がある。   However, even in RIA and ELISA, when a biologically active substance is analyzed (quantified) with high accuracy like LC / MS or LC / MS / MS, substances other than the target physiologically active substance in biological samples (interfering components) ) Cannot be ignored. Here, a calibration curve is also used in analysis methods such as RIA and ELISA. However, if a calibration curve using an ideal sample standard solution that does not contain interfering components is used, there is no influence of interfering ions in the measurement of such sample standard solution. There is a problem that measurement error increases.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、生体試料に対する複雑な前処理をすることなく、高精度に対象とする生理活性物質が分析できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended to enable analysis of a target physiologically active substance with high accuracy without performing complicated pretreatment on a biological sample. Objective.

本発明に係る分析方法は、生体試料より測定対象とする生理活性物質のみを除去した除去試料を作製する第1ステップと、除去試料に濃度既知の生理活性物質を添加した試料標準溶液の生理活性物質の濃度を所定の分析方法により分析して検量線を作製する第2ステップと、生体試料における生理活性物質の濃度を、分析方法により検量線を用いて分析する第3ステップとを備える。   The analysis method according to the present invention includes a first step of preparing a removed sample from which only a physiologically active substance to be measured is removed from a biological sample, and a physiological activity of a sample standard solution in which a physiologically active substance having a known concentration is added to the removed sample. A second step of preparing a calibration curve by analyzing the concentration of the substance by a predetermined analysis method and a third step of analyzing the concentration of the physiologically active substance in the biological sample by using the calibration curve by the analysis method.

上記分析方法において、第1ステップでは、プロテインGが修飾された磁気ビーズおよび生理活性物質の抗体を生体試料の一部に混合した後、磁気ビーズを磁石に吸着させることで、一部の生体試料より生理活性物質のみを除去することができる。この場合、第1ステップでは、抗体が吸着しているプロテインGが修飾された磁気ビーズを生体試料の一部に混合した後、磁気ビーズを磁石に吸着させることで、一部の生体試料より生理活性物質のみを除去すればよい。なお、生理活性物質は、例えば、コルチゾールである。   In the analysis method described above, in the first step, after mixing magnetic beads modified with protein G and antibodies of biologically active substances into a part of the biological sample, the magnetic beads are adsorbed to a magnet, thereby a part of the biological sample. Only the physiologically active substance can be removed. In this case, in the first step, the magnetic beads modified with protein G adsorbed by the antibody are mixed with a part of the biological sample, and then the magnetic beads are adsorbed to the magnet, so that the physiological beads are more physiological. Only the active substance needs to be removed. The physiologically active substance is, for example, cortisol.

以上説明したように、本発明によれば、生体試料より測定対象とする生理活性物質のみを除去した除去試料を利用して検量線を作製するようにしたので、生体試料に対する複雑な前処理をすることなく、高精度に生理活性物質が分析できるようになるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, since a calibration curve is prepared using a removed sample from which only a physiologically active substance to be measured is removed from a biological sample, complicated preprocessing for the biological sample is performed. Therefore, it is possible to obtain an excellent effect that a physiologically active substance can be analyzed with high accuracy.

図1は、本発明の実施の形態における分析方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart for explaining an analysis method according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態における分析方法をより詳細に説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining in detail the analysis method according to the embodiment of the present invention. 図3は、実施例1における試料標準溶液,参照標準溶液A,および参照標準溶液Bより作製した検量線を示す特性図である。3 is a characteristic diagram showing a calibration curve prepared from the sample standard solution, the reference standard solution A, and the reference standard solution B in Example 1. FIG. 図4は、図3に示す検量線を用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果と、LC/MS/MSを用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果とを示す特性図である。FIG. 4 shows the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using the calibration curve shown in FIG. 3, and the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using LC / MS / MS. FIG. 図5は、電気化学的測定を行う測定装置の構成を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a configuration of a measurement apparatus that performs electrochemical measurement. 図6は、電極チップ504の構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the electrode tip 504. 図7は、実施例2における試料標準溶液および参照標準溶液Aより作製した検量線を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a calibration curve prepared from the sample standard solution and the reference standard solution A in Example 2. 図8は、図7に示す検量線を用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果と、LC/MS/MSを用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果とを示す特性図である。FIG. 8 shows the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using the calibration curve shown in FIG. 7, and the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using LC / MS / MS. FIG.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態における分析方法を説明するフローチャートである。この分析方法は、まず、ステップS101で、生体試料より測定対象とする生理活性物質のみを除去した除去試料を作製する。次に、ステップS102で、除去試料に濃度既知の上記生理活性物質を添加した試料標準溶液の生理活性物質濃度を所定の分析方法により分析して検量線(標準曲線)を作製する。この後、ステップS103で、生体試料における生理活性物質の濃度を、上記分析方法で検量線を用いて分析する。なお、ステップS101では、生体試料の一部を分取して用い、ステップS103では、残りの生体試料を用いて実際の測定を行えばよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart for explaining an analysis method according to an embodiment of the present invention. In this analysis method, first, in step S101, a removed sample is prepared by removing only the physiologically active substance to be measured from the biological sample. Next, in step S102, a calibration curve (standard curve) is created by analyzing the concentration of the physiologically active substance in the sample standard solution obtained by adding the above-mentioned physiologically active substance having a known concentration to the removed sample by a predetermined analysis method. Thereafter, in step S103, the concentration of the physiologically active substance in the biological sample is analyzed using the calibration curve by the above analysis method. In step S101, a part of the biological sample is collected and used, and in step S103, actual measurement may be performed using the remaining biological sample.

上述した本実施の形態では、試料標準溶液と生体試料とは、測定対象とする生理活性物質以外の成分は同じ状態となる。このため、検量線を作成する時の分析と、実際の生体試料の分析とにおいては、測定対象の生理活性物質以外の物質からの影響が、同等の状態となる。言い換えると、検量線を作成する時の分析と、生体試料の実際の分析との間では、異なる点があるとすれば、測定対象とする生理活性物質の濃度のみとなる。従って、本実施の形態によれば、対象とする生理活性物質以外の物質による影響を除いた状態で、対象とする生理活性物質の濃度の測定が行えるので、高精度な分析が行える。また、検量線作成のために用いる試料標準溶液の作製では、既知の成分である測定対象の生理活性物質の除去をすればよいので、複雑な処理を必要とせずに容易である。   In the present embodiment described above, the sample standard solution and the biological sample are in the same state with components other than the physiologically active substance to be measured. For this reason, in the analysis at the time of creating a calibration curve and the analysis of an actual biological sample, the influence from substances other than the physiologically active substance to be measured is equivalent. In other words, if there is a difference between the analysis when creating the calibration curve and the actual analysis of the biological sample, only the concentration of the physiologically active substance to be measured is obtained. Therefore, according to the present embodiment, since the concentration of the target physiologically active substance can be measured in a state in which the influence of the substance other than the target physiologically active substance is excluded, a highly accurate analysis can be performed. In addition, preparation of a sample standard solution used for preparing a calibration curve is easy without requiring complicated processing because it is sufficient to remove a physiologically active substance to be measured, which is a known component.

また、本実施の形態では、実際の生体試料の分析では、生体試料に対して前処理を行う必要がない。例えば、前処理としては、一般には、測定対象となる生理活性物質の検出を妨害する他の生理活性物質を生体試料中より除去するものとなる。しかしながら、生体試料中には、どのような妨害成分が含まれているか明確ではなく、生体試料より全ての妨害成分を除去することは容易ではない。これに対し、本実施の形態では、未知の成分である妨害成分の除去をすることなく分析が行えるので、より簡便に分析が行える。   In the present embodiment, in the actual analysis of the biological sample, it is not necessary to pre-process the biological sample. For example, as pretreatment, generally, other physiologically active substances that interfere with detection of a physiologically active substance to be measured are removed from a biological sample. However, it is not clear what interfering components are contained in the biological sample, and it is not easy to remove all interfering components from the biological sample. On the other hand, in the present embodiment, analysis can be performed more easily because the analysis can be performed without removing the disturbing component that is an unknown component.

次に、本実施の形態における分析方法について、図2のフローチャートを用いてより詳細に説明する。   Next, the analysis method in the present embodiment will be described in more detail using the flowchart of FIG.

まず、ステップS201で、プロテインGが修飾された磁気ビーズを作製する。プロテインGが磁気ビーズは、市販されている「Dynabeads Protein G」(DYNAL社製)を用いればよい。また、プロテインGが修飾された磁気ビーズに、対象とする生理活性物質の抗体を修飾する。例えば、対象とする生理活性物質がコルチゾールの場合、用いるコルチゾール抗体は、「Cortisol antibody [XM210]」(ab1949;アブカム社製)であればよい。   First, in step S201, magnetic beads modified with protein G are prepared. As protein G magnetic beads, commercially available “Dynabeads Protein G” (manufactured by DYNAL) may be used. Further, the target bioactive substance antibody is modified on the magnetic beads modified with protein G. For example, when the target physiologically active substance is cortisol, the cortisol antibody to be used may be “Cortisol antibody [XM210]” (ab1949; manufactured by Abcam).

例えば、プロテインGが修飾された磁気ビーズ50μLに対し、0.2〜1μgのコルチゾール抗体を混合すればよい。混合は、室温(20℃程度)で、約10〜30分の間、転倒混和させることで行えばよい。   For example, 0.2 to 1 μg of cortisol antibody may be mixed with 50 μL of magnetic beads modified with protein G. Mixing may be performed by inversion mixing at room temperature (about 20 ° C.) for about 10 to 30 minutes.

次に、ステップS202で、生体試料の一部を分取し、この分取試料に、プロテインGを介して測定対象とする生理活性物質の抗体(例えばコルチゾール抗体)が修飾されている磁気ビーズを混合する。例えば、分取試料に上記磁気ビーズを混合し、室温にて約10分〜60分、転倒混和すればよい。   Next, in step S202, a part of the biological sample is fractionated, and magnetic beads in which an antibody of a physiologically active substance to be measured (for example, cortisol antibody) is modified via protein G are applied to the fractionated sample. Mix. For example, the magnetic beads may be mixed with the sample sample and mixed by inversion for about 10 to 60 minutes at room temperature.

上述した転倒混和の処理において、処理時間が長すぎた場合、また、用いた抗体の濃度が高すぎた場合、および、磁気ビーズに修飾されているプロテインGに対する抗体の結合が弱い場合は、対象とする生理活性物質が結合した抗体が、磁気ビーズより離間する恐れがある。このような場合、プロテインGが修飾されている磁気ビーズを新たに加え、例えば、約10〜60分、室温にて転倒混和すればよい。この追加により、浮遊した抗体が回収できるので、試料中の対象とする生理活性物質をより確実に取り除くことができる。例えば、コルチゾール抗体の場合の抗体未固定の磁気ビーズと生体試料の混合比の一例としては、磁気ビーズ20μLにつき、生体試料100〜150μLを混合する条件が好ましい。   In the above-described inversion mixing treatment, if the treatment time is too long, the concentration of the antibody used is too high, and the binding of the antibody to protein G modified on the magnetic beads is weak, the target There is a possibility that the antibody bound with the physiologically active substance to be separated from the magnetic beads. In such a case, a magnetic bead modified with protein G may be newly added and, for example, mixed by inverting at room temperature for about 10 to 60 minutes. By this addition, the floating antibody can be collected, so that the target physiologically active substance in the sample can be more reliably removed. For example, in the case of a cortisol antibody, as an example of the mixing ratio of the magnetic beads to which the antibody is not fixed and the biological sample, the condition of mixing 100 to 150 μL of the biological sample per 20 μL of the magnetic beads is preferable.

次に、ステップS203で、分取試料より磁気ビーズを分離する。例えば、分取試料を収容している容器の外側(底部)に磁石を配置し、磁気ビーズを磁石の配置位置に引き寄せて収集して分画させ、この状態で、容器上部の分取試料を取り出せばよい。この生理活性物質の除去方法を、コルチゾールに適用した場合、コルチゾールを取り除いた分取試料の残留しているコルチゾールの濃度を、LC/MS/MSで分析したところ、0.03ng/mL以下であることが確認された、なお、LC/MS/MSによるコルチゾールの定量下限値は、0.03ng/mLである。このように、磁気ビーズを利用した上述のコルチゾール除去は、有効であることが確認されている。   Next, in step S203, the magnetic beads are separated from the preparative sample. For example, a magnet is placed on the outside (bottom) of the container containing the sample, and the magnetic beads are drawn to the magnet position to be collected and fractionated. Just take it out. When this method for removing a physiologically active substance is applied to cortisol, the concentration of cortisol remaining in the preparative sample from which cortisol has been removed is analyzed by LC / MS / MS, and is 0.03 ng / mL or less. It was confirmed that the lower limit of quantification of cortisol by LC / MS / MS was 0.03 ng / mL. Thus, it has been confirmed that the above-mentioned cortisol removal using magnetic beads is effective.

なお、ステップS201では、プロテインGが修飾された磁気ビーズを用意(作製)し、ステップS202で、分取試料に、プロテインGが修飾された磁気ビーズおよび抗体を加え、これらを混合するようにしてもよい。いずれにしても、生理活性物質に対する抗体を利用することで、生体試料中より対象とする生理活性物質を選択的に除去することが可能である。言い換えると、抗体が存在する生理活性物質であれば、生体試料中より選択的に除去することが可能である。   In step S201, magnetic beads modified with protein G are prepared (manufactured), and in step S202, magnetic beads modified with protein G and antibodies are added to the sample to be mixed. Also good. In any case, the target physiologically active substance can be selectively removed from the biological sample by using an antibody against the physiologically active substance. In other words, any physiologically active substance in which an antibody exists can be selectively removed from a biological sample.

次に、ステップS204で、生理活性物質を取り除いた除去試料に、濃度既知の生理活性物質を添加した試料標準溶液を作製する。例えば、生理活性物質がコルチゾールの場合、コルチゾールをリン酸緩衝液または炭酸緩衝液に溶解したコルチゾール緩衝溶液を、除去試料に添加して試料標準溶液とすればよい。この場合、生体試料の特性を保つために、除去試料に対する緩衝溶液の量は、1000分の1以下であることが好ましい。また、試料標準溶液は、検量線作成に十分な量として、全量が100〜500μL程度に作製するとよい。また、生体試料が唾液の場合、試料標準溶液中のコルチゾール濃度が、0〜80ng/mLの範囲内で、3〜10種類となるように、複数の試料標準溶液を作製するとよい。   Next, in step S204, a sample standard solution is prepared by adding a physiologically active substance with a known concentration to the removed sample from which the physiologically active substance has been removed. For example, when the physiologically active substance is cortisol, a cortisol buffer solution in which cortisol is dissolved in a phosphate buffer or a carbonate buffer may be added to the removed sample to obtain a sample standard solution. In this case, in order to maintain the characteristics of the biological sample, the amount of the buffer solution with respect to the removed sample is preferably 1/1000 or less. Further, the sample standard solution may be prepared in a total amount of about 100 to 500 μL as a sufficient amount for preparing a calibration curve. Moreover, when a biological sample is saliva, it is good to produce a some sample standard solution so that the cortisol density | concentration in a sample standard solution may be 3-10 types within the range of 0-80 ng / mL.

次に、ステップS205で、上述したように作製した各々生理活性物質濃度が異なる複数の試料標準溶液の濃度を、所定の分析方法を用いて分析する。分析方法としては、生体試料の前処理が不要であるという点などから、RIA,ELISA,および電気化学的検出法などであるとよい。   Next, in step S205, the concentrations of a plurality of sample standard solutions each having a different concentration of physiologically active substance prepared as described above are analyzed using a predetermined analysis method. The analysis method may be RIA, ELISA, electrochemical detection method, or the like from the point that pretreatment of a biological sample is unnecessary.

例えば、ELISAによるコルチゾールの分析では、酵素標識コルチゾールと試料標準溶液とを、コルチゾール抗体を固定したプレート上で競合反応させ、吸着した酵素標識コルチゾールと基質の反応による発色を吸光度測定によって検出する。酵素および基質の組み合わせの例としては、まず、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)と3,3’,5,5’−トリメチルベンジジン(TMB)がある(組み合わせA)。また、アルカリフォスファターゼ(ALP)とp−ニトロフェニルホスフェート(pNPP)との組み合わせがある(組み合わせB)。組み合わせAの場合、TMB酸化物の450nmの吸収を検出信号として用いる。また、組み合わせBの場合、pNP(p−ニトロフェノール)の405nmの吸収を検出信号として用いる。   For example, in the analysis of cortisol by ELISA, enzyme-labeled cortisol and a sample standard solution are competitively reacted on a plate on which a cortisol antibody is immobilized, and color development due to the reaction between the adsorbed enzyme-labeled cortisol and the substrate is detected by absorbance measurement. An example of a combination of enzyme and substrate is first horseradish peroxidase (HRP) and 3,3 ', 5,5'-trimethylbenzidine (TMB) (combination A). There is also a combination of alkaline phosphatase (ALP) and p-nitrophenyl phosphate (pNPP) (combination B). In the case of combination A, 450 nm absorption of TMB oxide is used as a detection signal. In the case of the combination B, the absorption at 405 nm of pNP (p-nitrophenol) is used as a detection signal.

また、電気化学的検出によるコルチゾールの分析では、酵素標識コルチゾールと試料標準溶液とを、コルチゾール抗体を固定したプレート上で競合反応させ、吸着した酵素標識コルチゾールと基質の反応により生成した物質を、酸化還元反応により検出する。酵素および基質の組み合わせの例としては、ELISAで用いた上記の2つの組み合わせのほか、アルカリフォスファターゼ(ALP)とp−アミノフェニルホスフェート(pAPP)との組み合わせがある(組み合わせC)。また、アセチルコリンエステラーゼ(AChE)とアセチルチオコリン(ATCh)との組み合わせがある(組み合わせD)。   In the analysis of cortisol by electrochemical detection, enzyme-labeled cortisol and sample standard solution are subjected to a competitive reaction on a plate to which a cortisol antibody is immobilized, and a substance produced by the reaction between the adsorbed enzyme-labeled cortisol and a substrate is oxidized. Detect by reduction reaction. As an example of a combination of an enzyme and a substrate, there is a combination of alkaline phosphatase (ALP) and p-aminophenyl phosphate (pAPP) in addition to the above two combinations used in ELISA (Combination C). There is also a combination of acetylcholinesterase (AChE) and acetylthiocholine (ATCh) (combination D).

組み合わせAの場合は、未反応のTMB(TMBの還元体)の酸化反応を電極上で測定し、応答電流値を検出信号として用いる。また、組み合わせCの場合は、反応生成物であるチオコリンの酸化反応を電極上で測定し、応答電流値を検出信号として用いる。   In the case of the combination A, the oxidation reaction of unreacted TMB (reduced form of TMB) is measured on the electrode, and the response current value is used as a detection signal. In the case of the combination C, the oxidation reaction of thiocholine as a reaction product is measured on the electrode, and the response current value is used as a detection signal.

また、組み合わせBの場合は、反応生成物であるpNPおよびの酸化反応を電極上で測定し、応答電流値を検出信号として用いる。また、組み合わせDの場合は、反応生成物であるpAP(p−アミノフェノール)の酸化反応を電極上で測定し、応答電流値を検出信号として用いる。   In the case of the combination B, the oxidation reaction of the reaction product pNP and the reaction product is measured on the electrode, and the response current value is used as the detection signal. In the case of the combination D, the oxidation reaction of pAP (p-aminophenol) as a reaction product is measured on the electrode, and the response current value is used as a detection signal.

さらに、くし形電極などを用いてレドックスサイクルによる増幅効果を利用することもできる(非特許文献4参照)。この場合は、pNPおよびpAPの還元反応を電極上で測定し、応答電流値を検出信号として用いることもできる。還元反応の応答電流値を検出信号とする場合は、酸化体を還元側電極で捕捉して反応する効率により、酸化反応と比較して電流値が小さくなる。しかしながら、この場合、pNPおよびpAP以外の物質からの応答はほとんど寄与しないため、酸化反応の応答電流値を検出信号とした場合と比較して、定量精度が良くなるという特徴がある。   Furthermore, the amplification effect by a redox cycle can also be utilized using a comb-shaped electrode etc. (refer nonpatent literature 4). In this case, the reduction reaction of pNP and pAP can be measured on the electrode, and the response current value can be used as a detection signal. When the response current value of the reduction reaction is used as the detection signal, the current value becomes smaller than that of the oxidation reaction due to the efficiency of capturing and reacting the oxidant with the reduction side electrode. However, in this case, since responses from substances other than pNP and pAP hardly contribute, there is a feature that the quantitative accuracy is improved as compared with the case where the response current value of the oxidation reaction is used as a detection signal.

いずれの分析手法においても、検量線の精度をより高めるためには、2セット以上の測定を実施し、平均値および測定誤差を得ることが好ましい。   In any analysis method, in order to further improve the accuracy of the calibration curve, it is preferable to perform two or more sets of measurements to obtain an average value and a measurement error.

次に、ステップS206で、上述した分析の結果として得られた測定値と、既知の濃度値との組み合わせ(相関)により、検量線を作製する。検量線は、測定値に対して濃度値が対応して示されたグラフである。所定の生理活性物質の濃度範囲において得られた測定値について、回帰分析を行い、この結果を検量線として用いればよい。例えばELISAの場合、0〜80ng/mLの範囲で、4パラメータロジスティック関数、指数減衰関数、多項式関数などを用いた回帰フィッティングにより検量線を得ることができる。   Next, in step S206, a calibration curve is created based on the combination (correlation) of the measured value obtained as a result of the above-described analysis and the known concentration value. The calibration curve is a graph in which the concentration value is shown corresponding to the measured value. A regression analysis is performed on the measured value obtained in the concentration range of a predetermined physiologically active substance, and the result may be used as a calibration curve. For example, in the case of ELISA, a calibration curve can be obtained by regression fitting using a 4-parameter logistic function, exponential decay function, polynomial function, etc. in the range of 0 to 80 ng / mL.

次に、ステップS207で、検量線作成で用いた分析方法により、生体試料の測定を行う。この分析では、前処理を施すことなく測定を行う。   Next, in step S207, the biological sample is measured by the analysis method used in the calibration curve creation. In this analysis, measurement is performed without pretreatment.

最後に、ステップS208で、ステップS207の測定で得られた測定値に対応する濃度値を、検量線により求める(算出する)。   Finally, in step S208, a concentration value corresponding to the measurement value obtained in the measurement in step S207 is obtained (calculated) using a calibration curve.

以下、実施例を用いてより詳細に説明する。以下では、測定対象とする生理活性物質としてコルチゾールを例にとって説明する。   Hereinafter, it demonstrates in detail using an Example. Hereinafter, cortisol will be described as an example of a physiologically active substance to be measured.

[実施例1]
はじめに、実施例1について説明する。
[Example 1]
First, Example 1 will be described.

まず、生体試料として、起床後30分以内の唾液試料を成人男女数名から個別に採取した。各人の唾液2〜3mLを直接テストチューブに採取し、採取直後に冷凍保存し、測定前に解凍して用いた。採取時間は、個人差があるが、5〜10分程度であった。これらの試料を、検量線作成用および濃度測定用に分別し、検量線作成用には、個体差による偏りを防止するため、濃度測定用とは別の個人数名から採取した試料を等量ずつ混合して用いた。   First, as biological samples, saliva samples within 30 minutes after waking up were individually collected from several adult men and women. 2-3 mL of each person's saliva was directly collected in a test tube, stored frozen immediately after collection, and thawed before measurement. The collection time was about 5 to 10 minutes, although there were individual differences. Separate these samples for calibration curve creation and concentration measurement, and for calibration curve creation, in order to prevent bias due to individual differences, equal amounts of samples taken from several individuals other than those for concentration measurement They were mixed and used.

次に、上述した唾液試料より、生体試料の性質になるべく近い試料標準溶液の作製について説明する。プロテインGが修飾された市販の磁気ビーズ「Dynabeads Protein G」(DYNAL社製)を用意する。次に、この磁気ビーズ50μLあたりに、コルチゾール抗体溶液(ab1949、abcam)1μgの割合でこれらを混合し、室温にて30分転倒混和を行い、磁気ビーズにコルチゾール抗体を修飾した。   Next, preparation of a sample standard solution that is as close as possible to the properties of a biological sample from the above-described saliva sample will be described. A commercially available magnetic bead “Dynabeads Protein G” modified with protein G (manufactured by DYNAL) is prepared. Next, these magnetic beads were mixed at a ratio of 1 μg of a cortisol antibody solution (ab1949, abcam) per 50 μL of the magnetic beads, and mixed by inverting at room temperature for 30 minutes to modify the cortisol antibody on the magnetic beads.

このコルチゾール抗体を修飾した磁気ビーズ25μLにつき120μLの唾液試料を混合し、室温にて30分転倒混和を行い、唾液中のコルチゾールを取り除いた。容器底部の外側からネオジウム磁石を用いて溶液中の磁気ビーズを底部に集め、上澄み(容器上部)の生体試料のみを回収して除去試料とした。この除去試料について、LC/MS/MSを用いて残留コルチゾール定量分析を行い、コルチゾール濃度が0.03 ng/mL以下であることを確認し、コルチゾールを取り除く工程が有効であることを確認した。   120 μL of saliva sample was mixed with 25 μL of magnetic beads modified with this cortisol antibody, and mixed by inverting for 30 minutes at room temperature to remove cortisol in saliva. Magnetic beads in the solution were collected at the bottom using a neodymium magnet from the outside of the bottom of the container, and only the biological sample in the supernatant (top of the container) was collected and used as a removed sample. About this removal sample, residual cortisol quantitative analysis was performed using LC / MS / MS, it confirmed that the cortisol density | concentration was 0.03 ng / mL or less, and confirmed that the process of removing cortisol was effective.

このコルチゾールを取り除いた除去試料に、既知量のコルチゾール緩衝溶液を添加し、コルチゾール濃度が既知の試料標準溶液を作製する。コルチゾール緩衝溶液は、ヒドロコルチゾン(hydrocortisone;SIGMA製,H0135)をリン酸緩衝液(1×Dulbecco'sPBS)に溶解して1mg/mLとした溶液である。このコルチゾール緩衝溶液を、上述した除去試料を用いて段階的に希釈し、0,2,5,10,20,40,80ng/mLの7種類の試料標準溶液を作製した。なお、なるべく生体試料の性質を保つため、除去試料に対するコルチゾール緩衝溶液の量は1000分の1以下となっている。また、各濃度の試料標準溶液の作製量は、検量線作成に十分な量として、全量を300μLとした。   A known amount of cortisol buffer solution is added to the removed sample from which cortisol has been removed to prepare a sample standard solution with a known cortisol concentration. The cortisol buffer solution is a solution obtained by dissolving hydrocortisone (manufactured by SIGMA, H0135) in a phosphate buffer solution (1 × Dulbecco's PBS) to 1 mg / mL. This cortisol buffer solution was diluted stepwise using the above-described removed sample to prepare seven types of sample standard solutions of 0, 2, 5, 10, 20, 40, and 80 ng / mL. In order to keep the properties of the biological sample as much as possible, the amount of the cortisol buffer solution relative to the removed sample is 1/1000 or less. Moreover, the preparation amount of the sample standard solution of each concentration was set to 300 μL as a sufficient amount for preparing a calibration curve.

また、上述した試料標準溶液に対する参照として、従来法で用いられる手法で参照標準溶液を作製した。まず、緩衝液としてリン酸緩衝液(1×Dullbecco'sPBS;pH7)を用い、上述したコルチゾール緩衝溶液を段階希釈し、0,2,5,10,20,40,80ng/mLの7種類の参照標準溶液Aを作製した。また、緩衝液として炭酸緩衝液(pH9.6)を用い、上述したコルチゾール緩衝溶液を段階希釈し、0,2,5,10,20,40,80ng/mLの7種類の参照標準溶液Bを作製した。   Further, as a reference to the sample standard solution described above, a reference standard solution was prepared by a technique used in the conventional method. First, a phosphate buffer solution (1 × Dullbecco'sPBS; pH 7) is used as a buffer solution, and the above-mentioned cortisol buffer solution is serially diluted to obtain seven types of 0, 2, 5, 10, 20, 40, and 80 ng / mL. Reference standard solution A was prepared. In addition, carbonate buffer (pH 9.6) is used as a buffer, and the above-mentioned cortisol buffer solution is serially diluted to prepare seven reference standard solutions B of 0, 2, 5, 10, 20, 40, and 80 ng / mL. Produced.

コルチゾール濃度の分析には、市販されているELISAキット(Salivary Cortisol ELISA,SLV-2930,DRG)を用いた。   A commercially available ELISA kit (Salivary Cortisol ELISA, SLV-2930, DRG) was used for analysis of cortisol concentration.

はじめに、次に示すようにして検量線を作製した。まず、コルチゾール抗体が修飾されたプレート上に、成人男女数名から個別に採取した試料のうち、任意に選んだコルチゾール濃度が未知の前処理無し唾液試料(S1、S2、S3)と、試料標準溶液,参照標準溶液A,および参照標準溶液Bを、各々100μLずつ添加し、続いて酵素標識コルチゾール(HRP標識コルチゾール)を200μLずつ各ウェルに添加し、競合反応させた。これらをシェーカーに乗せて室温で1時間反応させた後、洗浄緩衝液(400μL/ウェル)で3回洗浄した。最後に、基質溶液(TMB溶液)を各ウェルに100μLずつ添加し、室温で30分静置し、酵素と基質の反応による発色を得た。   First, a calibration curve was prepared as follows. First, among samples collected from several adult men and women on a plate modified with a cortisol antibody, a pre-treated saliva sample (S1, S2, S3) with an arbitrarily selected cortisol concentration and a sample standard 100 μL each of the solution, reference standard solution A, and reference standard solution B were added, and then 200 μL of enzyme-labeled cortisol (HRP-labeled cortisol) was added to each well for competition reaction. These were placed on a shaker and reacted at room temperature for 1 hour, and then washed 3 times with a washing buffer (400 μL / well). Finally, 100 μL of the substrate solution (TMB solution) was added to each well and allowed to stand at room temperature for 30 minutes to obtain color by reaction between the enzyme and the substrate.

この後、反応停止液(希硫酸)を各ウェルに100μLずつ添加し、プレートリーダーで波長450nmにて吸光度を2回測定し、発色の度合いの平均値を求めた。ここで、試料標準溶液,参照標準溶液A,および参照標準溶液B,または唾液試料中のコルチゾール濃度が高くなるのに応じ、酵素標識コルチゾールがコルチゾール抗体に吸着する量が減少するため、発色反応の量も減少する。よって、吸光度の減少分をコルチゾール濃度に換算して定量分析が可能となる。   Thereafter, 100 μL of a reaction stop solution (dilute sulfuric acid) was added to each well, and the absorbance was measured twice with a plate reader at a wavelength of 450 nm to obtain the average value of the degree of color development. Here, as the cortisol concentration in the sample standard solution, reference standard solution A, and reference standard solution B, or saliva sample increases, the amount of the enzyme-labeled cortisol adsorbed to the cortisol antibody decreases, so The amount is also reduced. Therefore, quantitative analysis is possible by converting the decrease in absorbance into the cortisol concentration.

次に、試料標準溶液,参照標準溶液A,および参照標準溶液Bのセットから得られた吸光度データを、指数減衰関数として「two phase exponential decay」関数を用いてフィッティングすることにより、標準試料セットごとに異なる、コルチゾール0〜80 ng/mLの濃度範囲における検量線を得た。これらの検量線を図3に示す。図3において、黒丸による線が試料標準溶液による検量線であり、黒四角による線が参照標準溶液Aによる検量線であり、黒三角による線が参照標準溶液Bによる検量線である。   Next, by fitting the absorbance data obtained from the set of the sample standard solution, the reference standard solution A, and the reference standard solution B using the “two phase exponential decay” function as an exponential decay function, each standard sample set A calibration curve was obtained in a concentration range of 0 to 80 ng / mL of cortisol. These calibration curves are shown in FIG. In FIG. 3, a black circle line is a calibration curve based on the sample standard solution, a black square line is a calibration curve based on the reference standard solution A, and a black triangle line is a calibration curve based on the reference standard solution B.

図3に示すように、本実施の形態における試料標準溶液から得られた検量線は、従来法で用いられる参照標準溶液A,Bから得られた検量線よりも、同じコルチゾール濃度の場合の吸光度が低い値を示すことがわかった。   As shown in FIG. 3, the calibration curve obtained from the sample standard solution in the present embodiment has an absorbance at the same cortisol concentration than the calibration curve obtained from the reference standard solutions A and B used in the conventional method. Was found to be low.

次に、上述した各検量線を用い、唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度を求めた。また、唾液試料S1、S2、S3について、LC/MS/MSの定量分析も行った。LC/MS/MSの定量分析では、各唾液試料を遠心分離して高分子成分のムチンを除去し、上澄みを分取した後、内部標準試料を添加し、さらに有機溶媒抽出を行い、カラムを用いて精製分離して前処理した試料を作製し、LC/MS/MSの定量分析を行った。   Next, the cortisol concentration of saliva samples S1, S2, and S3 was determined using each calibration curve described above. Further, LC / MS / MS quantitative analysis was also performed on the saliva samples S1, S2, and S3. In LC / MS / MS quantitative analysis, each saliva sample is centrifuged to remove the high-molecular component mucin, the supernatant is separated, an internal standard sample is added, and organic solvent extraction is performed. Samples that were purified and separated using pretreatment were prepared, and LC / MS / MS quantitative analysis was performed.

上述した各検量線を用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果と、LC/MS/MSを用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果とを、図4に示す。図4において、(a)は、試料標準溶液による検量線を用いた分析結果であり、(b)は、参照標準溶液Aによる検量線を用いた分析結果であり、(c)は、参照標準溶液Bによる検量線を用いた分析結果であり、(d)は、LC/MS/MSによる分析結果である。   FIG. 4 shows the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using the calibration curves described above, and the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using LC / MS / MS. In FIG. 4, (a) is an analysis result using a calibration curve with a sample standard solution, (b) is an analysis result using a calibration curve with a reference standard solution A, and (c) is a reference standard. It is the analysis result using the calibration curve by the solution B, (d) is the analysis result by LC / MS / MS.

図4に示すように、従来法(参照標準溶液A,B)の検量線から求めたコルチゾール濃度は、低濃度においてLC/MS/MSによる定量分析結果よりも高い濃度として算出されている。まず、参照標準溶液Aによる検量線を用いた分析結果(b)では、LC/MS/MSによる分析結果より約1.5倍高い濃度となる。また、参照標準溶液Bによる検量線を用いた分析結果(c)では、LC/MS/MSによる分析結果より約2倍高い濃度となる。   As shown in FIG. 4, the cortisol concentration obtained from the calibration curve of the conventional method (reference standard solutions A and B) is calculated as a higher concentration than the quantitative analysis result by LC / MS / MS at a low concentration. First, in the analysis result (b) using the calibration curve with the reference standard solution A, the concentration is about 1.5 times higher than the analysis result by LC / MS / MS. Further, in the analysis result (c) using the calibration curve by the reference standard solution B, the concentration is about twice as high as the analysis result by LC / MS / MS.

これらの結果に対し、試料標準溶液による検量線を用いたS1、S2、S3中のコルチゾール濃度の分析結果(a)は、LC/MS/MSによる分析結果による分析結果に近い値(誤差±5%以内)を示すことがわかった。   In contrast to these results, the analysis result (a) of the cortisol concentration in S1, S2, and S3 using the calibration curve of the sample standard solution is close to the analysis result based on the analysis result by LC / MS / MS (error ± 5 %)).

以上に説明したように、生体試料の性質になるべく近い試料標準溶液を用いてELISAにおける検量線を作成することにより、コルチゾール以外の物質による影響を全て含んだ検量線が得られるため、理想的な溶液を用いることによる定量誤差をなくすことができることが示された。この実施例により、本実施の形態によれば、極低濃度領域におけるコルチゾールの高精度定量方法が提供されることが示された。   As described above, by creating a calibration curve in ELISA using a sample standard solution that is as close as possible to the properties of a biological sample, a calibration curve that includes all the effects of substances other than cortisol can be obtained. It was shown that quantitative errors due to the use of the solution can be eliminated. From this example, it was shown that according to the present embodiment, a highly accurate determination method of cortisol in an extremely low concentration region is provided.

[実施例2]
次に、実施例2について説明する。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described.

生体試料としての唾液試料は、実施例1と同様に採取したものを用いた。また、実施例1と同様にして、試料標準溶液および参照標準溶液Aを作製した。   A saliva sample as a biological sample was collected in the same manner as in Example 1. In addition, a sample standard solution and a reference standard solution A were prepared in the same manner as in Example 1.

本実施例2では、唾液中コルチゾール濃度の分析を、コルチゾールを抗原抗体反応させた溶液についての電気化学的測定法により行った。コルチゾールの抗原抗体反応は、ELISA用のプレート(maxisorp,NUNC)を用いて行った。コルチゾール抗体(ab1949、abcam)を2.5μg/mLの濃度に調整し、200μL/ウェルの条件で4℃として一晩静置し、抗体をプレート上に固定した。次に、洗浄緩衝液(400μL/ウェル)で3回洗浄した後、ブロッキング剤(2%ブロックエース、雪印乳業製)を350μL/ウェルの条件で37℃として2時間静置し、ブロッキングを行った。   In Example 2, analysis of salivary cortisol concentration was performed by an electrochemical measurement method for a solution obtained by reacting cortisol with an antigen-antibody. Cortisol antigen-antibody reaction was performed using ELISA plates (maxisorp, NUNC). Cortisol antibody (ab1949, abcam) was adjusted to a concentration of 2.5 μg / mL and allowed to stand overnight at 4 ° C. under the condition of 200 μL / well, and the antibody was immobilized on the plate. Next, after washing 3 times with a washing buffer (400 μL / well), blocking agent (2% Block Ace, manufactured by Snow Brand Milk Products) was left at 37 ° C. under a condition of 350 μL / well for 2 hours to perform blocking. .

このプレートに、コルチゾール濃度が未知の前処理無し唾液試料(S1、S2、S3)と、試料標準溶液および参照標準溶液Aを100μLずつ添加し、続いて2μg/mLに調整した酵素(ALP)標識コルチゾール(EC152、Michigan Diagnostis LLC)を200μLずつ各ウェルに添加し、競合反応させた。これらをシェーカーに乗せて室温で30分反応させた後、洗浄緩衝液(400μL/ウェル)で3回洗浄した。   To this plate, 100 μL each of the untreated saliva sample (S1, S2, S3) with unknown cortisol concentration, sample standard solution and reference standard solution A was added, and then the enzyme (ALP) label adjusted to 2 μg / mL 200 μL of cortisol (EC152, Michigan Diagnostis LLC) was added to each well for competition reaction. These were placed on a shaker and reacted at room temperature for 30 minutes, and then washed three times with a washing buffer (400 μL / well).

最後に、各ウェルに基質溶液(1mM p−アミノフェニルホスフェートナトリウム塩(フナコシ)、ジエタノールアミン緩衝溶液または炭酸緩衝溶液)を各ウェルに100μLずつ添加し、室温で10分静置し、酵素と基質の反応によりpAPを生成させた。各溶液をテストチューブにとり、反応した溶液を、測定直前まで4℃で保存した。   Finally, 100 μL of a substrate solution (1 mM p-aminophenyl phosphate sodium salt (Funakoshi), diethanolamine buffer solution or carbonate buffer solution) is added to each well and left at room temperature for 10 minutes. The reaction produced pAP. Each solution was placed in a test tube, and the reacted solution was stored at 4 ° C. until immediately before measurement.

ここで、電気化学的測定について説明する。実施例2における電気化学的測定は、図5に示す測定装置を用いて行う。この測定装置は、櫛歯部で対向する2つの電極構造からなる作用電極501,対向電極502,および参照電極503を備える電極チップ504と、各電極が接続されるポテンシオスタット505およびクーロメータ506と、レコーダ507とを備える。ポテンシオスタット505により、作用電極501と参照電極503との間の電圧が設定した値となるように、作用電極501と対向電極502に流れる電流を制御し、クーロメータ506で、作用電極501に流れる電流を測定する。   Here, the electrochemical measurement will be described. The electrochemical measurement in Example 2 is performed using the measuring apparatus shown in FIG. This measuring device includes an electrode chip 504 including a working electrode 501, a counter electrode 502, and a reference electrode 503 having two electrode structures facing each other at a comb tooth portion, a potentiostat 505 and a coulometer 506 to which the respective electrodes are connected. And a recorder 507. The potentiostat 505 controls the current flowing through the working electrode 501 and the counter electrode 502 so that the voltage between the working electrode 501 and the reference electrode 503 becomes a set value, and the coulometer 506 flows into the working electrode 501. Measure the current.

電極チップ504は、例えば、図6の斜視図に示すような、ビー・エー・エス株式会社製のくし形電極(10μm幅,5μm間隔の金電極)を用いればよい。この電極チップ504は、板厚0.5mmで12×20(mm)の基板500の上に、作用電極501,対向電極502,および参照電極503が配置されている。例えば、ビュレット601より、作用電極501の櫛歯部で対向する2つの電極構造の部分に試料を滴下する。   For example, comb electrodes (gold electrodes having a width of 10 μm and intervals of 5 μm) manufactured by BAS Corporation as shown in the perspective view of FIG. In this electrode chip 504, a working electrode 501, a counter electrode 502, and a reference electrode 503 are arranged on a substrate 500 having a plate thickness of 0.5 mm and 12 × 20 (mm). For example, a sample is dropped from the burette 601 onto the two electrode structure portions facing each other at the comb tooth portion of the working electrode 501.

また、作用電極501には、電極端子501aおよび電極端子502ビーが接続し、対向電極502には、電極端子502aが接続し、参照電極503には電極端子503が接続している。   In addition, an electrode terminal 501 a and an electrode terminal 502 bee are connected to the working electrode 501, an electrode terminal 502 a is connected to the counter electrode 502, and an electrode terminal 503 is connected to the reference electrode 503.

上述した櫛歯部で対向する2つの電極構造の作用電極501を用いることで、よく知られたレドックスサイクルによる増幅効果を利用し、pAPの酸化還元反応を定電位法により追跡する。作用電極501の一方の酸化側電極(+0.25V)で酸化したpAPは、作用電極501の他方の還元側(−0.2V)で還元され、隣接した二つの電極で酸化還元を繰り返すことにより電流の増幅が起こる。還元反応の応答電流値を検出信号とした場合は、酸化体を還元側電極で捕捉して反応する効率により、酸化反応と比較して電流値が小さくなるが、pAP以外の物質からの応答はほとんど寄与しないため、酸化反応の応答電流値を検出信号とした場合と比較して、定量精度が良くなるという特徴がある。   By using the working electrode 501 having the two electrode structures facing each other at the comb tooth portion described above, the amplification effect by the well-known redox cycle is utilized, and the redox reaction of pAP is traced by the constant potential method. The pAP oxidized at one oxidation side electrode (+0.25 V) of the working electrode 501 is reduced at the other reduction side (−0.2 V) of the working electrode 501, and redox is repeated at two adjacent electrodes. Current amplification occurs. When the response current value of the reduction reaction is used as a detection signal, the current value is smaller than that of the oxidation reaction due to the efficiency of capturing and reacting the oxidant with the reduction side electrode, but the response from substances other than pAP is Since it hardly contributes, there is a feature that the quantitative accuracy is improved as compared with the case where the response current value of the oxidation reaction is used as the detection signal.

ここで、試料標準溶液または唾液試料中のコルチゾール濃度が高くなるのに応じ、酵素標識コルチゾールがコルチゾール抗体に吸着する量が減少するため、pAPの生成量も減少する。よって、pAPからの応答電流値(∝pAP濃度)の減少分をコルチゾール濃度に換算して定量分析が可能となる。   Here, as the cortisol concentration in the sample standard solution or saliva sample increases, the amount of the enzyme-labeled cortisol adsorbed to the cortisol antibody decreases, so that the amount of pAP produced also decreases. Therefore, the amount of decrease in the response current value (∝pAP concentration) from pAP can be converted into cortisol concentration and quantitative analysis can be performed.

各標準試料セットから得られた電流値データを、指数減衰関数として「two phase exponential decay」関数を用いてフィッティングすることにより、標準試料セットごとに異なる、コルチゾール0〜80ng/mLの濃度範囲における検量線を得た。これらの検量線を図7に示す。図7において、黒丸による線が試料標準溶液による検量線であり、黒四角による線が参照標準溶液Aによる検量線である。   Calibration in the concentration range of 0-80 ng / mL of cortisol, which differs for each standard sample set, by fitting the current value data obtained from each standard sample set using the “two phase exponential decay” function as the exponential decay function Got a line. These calibration curves are shown in FIG. In FIG. 7, a black circle line is a calibration curve using the sample standard solution, and a black square line is a calibration curve using the reference standard solution A.

図7から、生体試料の性質になるべく近い試料標準溶液から得られた本実施の形態による試料標準溶液から作製した検量線は、参照標準溶液Aから作製した検量線よりも、同じコルチゾール濃度の場合の電流値が高い値を示すことがわかった。   From FIG. 7, the calibration curve prepared from the sample standard solution according to the present embodiment obtained from the sample standard solution as close as possible to the properties of the biological sample has the same cortisol concentration as the calibration curve prepared from the reference standard solution A. It was found that the current value of was high.

次に、上述した各検量線を用い、唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度を求めた。また、唾液試料S1、S2、S3について、LC/MS/MSの定量分析も行った。LC/MS/MSの定量分析では、各唾液試料を遠心分離して高分子成分のムチンを除去し、上澄みを分取した後、内部標準試料を添加し、さらに有機溶媒抽出を行い、カラムを用いて精製分離して前処理した試料を作製し、LC/MS/MSの定量分析を行った。   Next, the cortisol concentration of saliva samples S1, S2, and S3 was determined using each calibration curve described above. Further, LC / MS / MS quantitative analysis was also performed on the saliva samples S1, S2, and S3. In LC / MS / MS quantitative analysis, each saliva sample is centrifuged to remove the high-molecular component mucin, the supernatant is separated, an internal standard sample is added, and organic solvent extraction is performed. Samples that were purified and separated using pretreatment were prepared, and LC / MS / MS quantitative analysis was performed.

上述した各検量線を用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果と、LC/MS/MSを用いた唾液試料S1,S2,S3のコルチゾール濃度分析結果とを、図8に示す。図8において、(a)は、試料標準溶液による検量線を用いた分析結果であり、(b)は、参照標準溶液Aによる検量線を用いた分析結果であり、(c)は、LC/MS/MSによる分析結果である。   FIG. 8 shows the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using the calibration curves described above, and the cortisol concentration analysis results of saliva samples S1, S2, and S3 using LC / MS / MS. In FIG. 8, (a) is an analysis result using a calibration curve with a sample standard solution, (b) is an analysis result using a calibration curve with a reference standard solution A, and (c) is LC / It is the analysis result by MS / MS.

図8に示すように、従来法(参照標準溶液A)の検量線から求めたコルチゾール濃度は、低濃度においてLC/MS/MSによる定量分析結果よりも数倍低い濃度として算出されている。これに対し、試料標準溶液による検量線を用いたS1、S2、S3中のコルチゾール濃度の分析結果(a)は、LC/MS/MSによる分析結果による分析結果に近い値を示すことがわかった。   As shown in FIG. 8, the cortisol concentration obtained from the calibration curve of the conventional method (reference standard solution A) is calculated as a concentration several times lower than the quantitative analysis result by LC / MS / MS at a low concentration. On the other hand, it was found that the analysis result (a) of the cortisol concentration in S1, S2, and S3 using the calibration curve by the sample standard solution shows a value close to the analysis result by the analysis result by LC / MS / MS. .

以上に説明したように、生体試料の性質になるべく近い試料標準溶液を用いて電気化学的測定法における検量線を作成することにより、コルチゾール以外の物質による影響を全て含んだ検量線が得られるため、理想的な溶液を用いることによる定量誤差をなくすことができることが示された。このように、本実施の形態によれば、極低濃度領域におけるコルチゾールの高精度定量方法が提供されることが示された。   As described above, a calibration curve that includes all the effects of substances other than cortisol can be obtained by creating a calibration curve in an electrochemical measurement method using a sample standard solution that is as close as possible to the properties of a biological sample. It was shown that quantitative errors caused by using an ideal solution can be eliminated. Thus, according to this Embodiment, it was shown that the highly accurate determination method of cortisol in a very low concentration area | region is provided.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述した実施例では、検量線作成用には、濃度測定用とは別の個人数名から採取した試料を等量ずつ混合して用いたが、これに限るものではない。検量線作成用にも、濃度測定用の試料をこのまま用いるようにしてもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and many modifications and combinations can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious. For example, in the above-described embodiment, for preparing a calibration curve, samples collected from several individuals other than those for concentration measurement are mixed and used in equal amounts. However, the present invention is not limited to this. The sample for concentration measurement may be used as it is for preparing a calibration curve.

また、上述した実施例では、生理活性物質としてコルチゾールを例に説明したが、これに限るものではない。例えば、テストステロン、エストラジオール、プロゲステロン、エストロゲン、デハイドロエピアンドロステロンサルフェート(DHEA-S)、および上皮成長因子(EGF)などの、唾液中に含まれる他のホルモンの分析であっても、上述同様の効果が得られる。また、アミラーゼ、クロモグラニンA、およびイムノグロブリンA(IgA)などの唾液中に含まれるストレスマーカーホルモンの分析であっても、上述同様の効果が得られる。また、アルドステロンなどの副腎皮質ホルモンを含む他のホルモンの分析であっても、上述同様の効果が得られる。   Moreover, in the Example mentioned above, although cortisol was demonstrated to the example as a bioactive substance, it does not restrict to this. For example, analysis of other hormones in saliva such as testosterone, estradiol, progesterone, estrogen, dehydroepiandrosterone sulfate (DHEA-S), and epidermal growth factor (EGF) An effect is obtained. Further, the same effect as described above can be obtained even when analyzing stress marker hormones contained in saliva such as amylase, chromogranin A, and immunoglobulin A (IgA). The same effects as described above can be obtained even when analyzing other hormones including adrenocortical hormones such as aldosterone.

Claims (4)

生体試料より測定対象とする生理活性物質のみを除去した除去試料を作製する第1ステップと、
前記除去試料に濃度既知の前記生理活性物質を添加した試料標準溶液の前記生理活性物質の濃度を所定の分析方法により分析して検量線を作製する第2ステップと、
前記生体試料における前記生理活性物質の濃度を、前記分析方法により前記検量線を用いて分析する第3ステップと
を備えることを特徴とする分析方法。
A first step of preparing a removed sample from which only a physiologically active substance to be measured is removed from a biological sample;
A second step of preparing a calibration curve by analyzing the concentration of the physiologically active substance in a sample standard solution obtained by adding the physiologically active substance of known concentration to the removed sample by a predetermined analysis method;
And a third step of analyzing the concentration of the physiologically active substance in the biological sample using the calibration curve by the analysis method.
請求項1記載の分析方法において、
前記第1ステップでは、プロテインGが修飾された磁気ビーズおよび前記生理活性物質の抗体を前記生体試料の一部に混合した後、前記磁気ビーズを磁石に吸着させることで、一部の前記生体試料より前記生理活性物質のみを除去する
ことを特徴とする分析方法。
The analysis method according to claim 1,
In the first step, after mixing magnetic beads modified with protein G and the antibody of the physiologically active substance into a part of the biological sample, the magnetic beads are adsorbed to a magnet, whereby a part of the biological sample is obtained. And removing only the physiologically active substance.
請求項2記載の分析方法において、
前記第1ステップでは、前記抗体が吸着しているプロテインGが修飾された磁気ビーズを前記生体試料の一部に混合した後、前記磁気ビーズを磁石に吸着させることで、一部の前記生体試料より前記生理活性物質のみを除去する
ことを特徴とする分析方法。
The analysis method according to claim 2,
In the first step, after mixing magnetic beads modified with protein G adsorbed with the antibody into a part of the biological sample, the magnetic beads are adsorbed to a magnet, thereby a part of the biological sample And removing only the physiologically active substance.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の分析方法において、
前記生理活性物質は、コルチゾールであることを特徴とする分析方法。
The analysis method according to any one of claims 1 to 3,
The analysis method, wherein the physiologically active substance is cortisol.
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