JP6925163B2 - 尿素の測定方法及び尿素検出キット - Google Patents

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Description

本発明は、尿素の測定方法及び尿素検出キットに関する。
従来の尿素の測定法としては、例えば、ウレアーゼを用いたウレアーゼ・インドフェノール比色法、ウレアーゼ・グルタミン酸脱水素酵素法等が挙げられる。
また、その他の尿素の測定法としては、例えば、尿素を含む試料、o−フタルアルデヒド及び発色化合物を酸性条件下で混合し、生じた混合物を比色定量することからなる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、反応において気体を生じない、長期の貯蔵において不安定な強い酸化剤や酵素を使用しない、比色定量が可能である等の点から、乾式試験片による尿素定量法に用いられている。
また、その他の尿素の測定法としては、例えば、市販の尿素検出用試薬を用いた方法等が挙げられる。
特公平3−73818号公報
上述のウレアーゼを用いる方法は、尿素のウレアーゼによる酵素変換で生成したアンモニアを適当な試薬系で測定する方法である。そのため、試料中のアンモニアの量により影響を受け、特に測定する試料が尿である場合には、尿中のアンモニアの濃度が高いために、前処理によってアンモニアを除去するか検体ブランクを使用することが必要であり、簡便性、迅速性等に欠ける。
また、特許文献1に記載の乾式試験片を用いた測定では、溶液の尿素検出用試薬を用いた測定と比べ、液体試料中の尿素以外の窒素含有成分の影響を受けやすい(尿素に対する特異性が低い)、液体試料のタンパク質濃度、pH及び粘度等の物性の影響を受けやすい等の課題がある。
また、市販の尿素検出用試薬を用いた方法では、当該尿素検出用試薬が水難溶性であり、さらに操作が煩雑であるため、数十サンプルの測定が限界であり、サンプル量及び試薬量を多く必要とする。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高感度且つ簡便な尿素の測定方法を提供する。また、高感度且つ簡便に尿素を検出可能な尿素検出キットを提供する。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
本発明の第1態様に係る尿素の測定方法は、反応容器に尿素を含む試料と、アルギニンと、2価のカチオンを含む溶液とを添加して混合する混合工程と、前記混合工程後の試料に、尿素検出試薬を含むpH4.0以下の酸性溶液を添加し、尿素の検出反応を行う検出反応工程と、を備える方法である
上記態様によれば、高感度且つ簡便に尿素を測定することができる。
本発明の一実施形態に係る尿素の検出方法を示す概略構成図である。 実施例1における尿素の測定結果を示す図である。 比較例1における尿素の測定結果を示す図である。 実施例2における尿素の測定結果を示す図である。 実施例3における尿素の測定結果を示す図である。 試験例1における尿素の測定結果を示す図である。
≪尿素の測定方法≫
本発明の一実施形態に係る尿素の測定方法は、反応容器に尿素を含む試料と、アルギニンと、2価のカチオンを含む溶液とを添加して混合する混合工程と、前記混合工程後の試料に、尿素検出試薬を含むpH4.0以下の酸性溶液を添加し、尿素の検出反応を行う検出反応工程と、を備える方法である。
本実施形態の測定方法によれば、高感度且つ簡便に尿素を測定することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る尿素の検出方法を示す概略構成図である。
本実施形態の測定方法について、図を参照しながら以下に詳細を説明する。
<混合工程>
まず、反応容器に尿素を含む試料と、アルギニンと、2価のカチオンを含む溶液とを添加し、混合する。
混合する温度及び時間に特別な限定はなく、例えば20℃以上45℃以下程度の温度で、均一になるようにピペッティング等して混合すればよい。
本工程において使用する各成分について、以下に詳細を説明する。
[尿素を含む試料]
尿素を含む試料としては、特別な限定はないが、例えば血液、唾液、涙液、汗等の体液、尿などの生体試料、動物細胞(例えば、肝臓細胞等)の懸濁液、動物細胞の破砕液等が挙げられる。尿素を含む試料は、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。
[アルギニン]
本実施形態の測定方法に用いられるアルギニンは、L体であっても、D体であってもよく、中でも、L体であることが好ましい。また、アルギニンは、蒸留水等の溶媒に溶解した状態、すなわちアルギニン溶液であってもよい。アルギニン溶液である場合、アルギニンを含む塩又は水和物を蒸留水等の溶媒に溶解することで調製することができる。さらに、アルギニン溶液は、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。
アルギニン溶液である場合、測定時の溶液中のアルギニンの濃度としては、例えば10mM以上300mM以下であってよく、20mM以上200mM以下であってよく、30mM以上100mM以下であってよい。
[2価のカチオンを含む溶液]
2価のカチオンとしては、例えばCa2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+等が挙げられる。中でも、Mn2+であることが好ましい。2価のカチオンを含む溶液としては、上記2価のカチオンを含む塩又は水和物等が溶解したものであればよく、特別な限定はない。さらに、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。アルギナーゼを含む試料に、2価のカチオンを含む溶液を添加することにより、アルギナーゼの酵素活性を高めることができる。
溶液中の2価のカチオンの濃度としては、例えば1mM以上100mM以下であってよく、3mM以上50mM以下であってよく、5mM以上30mM以下であってよい。
[反応容器]
反応容器としては、尿素を測定することができるものであれば、特別な限定はなく、例えばガラス、金属、プラスチック等が挙げられる。反応容器の形状には、特に制限はなく、例えばスライドガラス状、マイクロプレート状、円盤状等が挙げられる。
中でも、多数の試料を測定することが可能であることから、マイクロプレート状であることが好ましい。マイクロプレートとしては、任意の数のウェルが配置されているものが挙げられる。ウェルの数としては、プレート1枚当たり、例えば、24、96、384、1,536個等が挙げられる。反応容器は、微細な流路を備えたマイクロ流路デバイスを構成していてもよい。反応容器のサイズは、使用する装置に適用できる範囲であれば構わない。
また、混合工程において、アルギナーゼを含む試料を用いて、アルギニンから尿素を生成させて尿素を含む試料を得て、尿素を含む試料とアルギニンと2価の価値を含む溶液との混合溶液としてもよい。
具体的には、まず、反応容器にアルギナーゼを含む試料と2価のカチオンを含む溶液とを添加し、アルギナーゼを活性化させる。アルギナーゼの活性をより高めるために、酵素が失活しない程度の温度(例えば、55℃以上70℃未満の温度等)で、10分程度インキュベートしてもよい。
アルギナーゼを含む試料としては、特別な限定はないが、例えば血液、唾液、涙液、汗等の体液、尿などの生体試料、動物細胞(例えば、肝臓細胞等)の懸濁液、動物細胞の破砕液等が挙げられる。アルギナーゼを含む試料は、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。
2価のカチオン及び溶液中の濃度、並びに、使用する反応容器としては、上述したとおりである。
次いで、活性化された状態のアルギナーゼを含む試料に、基質としてアルギニンを添加し、酵素基質反応を行うことで、尿素を含む試料を得る。反応温度は、20℃以上45℃以下が好ましく、30℃以上40℃以下がより好ましく、37℃以上40℃以下が最も好ましい。反応時間は、30分以上3時間以下が好ましく、2時間が特に好ましい。反応時のpHは、pH8.5以上10.5以下が好ましく、pH9.0以上10.0以下が特に好ましい。
アルギニン及びアルギニン溶液である場合のその濃度としては、上述したとおりである。
<検出反応工程>
次いで、混合工程後の試料に、尿素検出試薬を含むpH4.0以下の酸性溶液を添加し、尿素の検出反応を行う。
[尿素検出試薬]
尿素検出試薬としては、尿素を検出できるものであれば、特別な限定はない。例えば、α−ジケトン、p−ジメチルアミノベンツアルデヒド、キサントヒドロール等が挙げられる。中でも、α−ジケトンが好ましい。α−ジケトンとしては、例えば、α−イソニトロソプロピオフェノン、ジアセチルモノオキシム等が挙げられる。中でも、α−イソニトロソプロピオフェノンが好ましい。
酸性溶液中の尿素検出試薬の濃度は、0.05重量%以上1.00重量%以下であることが好ましく、0.08重量%以上0.70重量%以下であることがより好ましく、0.10重量%以上0.66重量%以下であることがさらに好ましい。
[酸性溶液]
酸性溶液のpHは、室温(23℃)でのpHが4.0以下であればよく、ガラス電極のpHメーターでは計測することが難しい酸性度の強い溶液を用いてもよい。酸性溶液のpHの上限値として具体的には、pH4.0以下であることが好ましく、pH2.0以下であることがより好ましく、pH1.0以下であることがさらに好ましい。
一方、酸性溶液のpHの下限値としては、pHメーターでは測定することが困難な酸性度であってもよいことから特別な限定はないが、例えば−2.0以上程度であればよい。
酸性溶液は、pHを上記範囲に調整できる酸を含む溶液であればよく、特別な限定はない。使用可能な酸として具体的には、例えば、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸、それらの塩又は水和物等が挙げられる。上記酸を2種類以上混合したものでもよい。さらに、酸性溶液は、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。
上記尿素検出試薬及び上記酸性溶液を予め混合しておくことにより、溶液の添加量を少なくすることができ、さらに尿素検出試薬の添加量のばらつきを低減することができる。また、尿素検出試薬を含み、pHが上記範囲内である酸性溶液と、尿素検出反応を促進するための加熱とを組み合わせることにより、尿素検出反応を十分に行うことができる。
また、混合工程においてアルギナーゼを用いて尿素を含む試料を調製した場合、上記尿素検出試薬及び上記酸性溶液を予め混合しておくことにより、酵素の失活及び尿素の検出を1回の作業で行えるため、作業を効率化することができる。
上記尿素検出試薬を含む酸性溶液は、例えば、以下のような方法で調製することができる。まず、尿素検出試薬と、酸、それらの塩又は水和物と、必要であれば生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等とを混合する。さらに、尿素検出試薬が酸性溶液に比較的溶解しにくい場合、混合時に加熱することが好ましい。加熱することで、尿素検出試薬を完全に溶解させることができ、上記尿素検出試薬を含む酸性溶液を調製することができる。
また、検出反応工程において、酸性溶液を添加した試料を加熱しながらインキュベートすることで尿素検出反応を促進させてもよい。加熱温度としては、室温以上100℃以下が好ましく、90℃以上100℃以下が特に好ましい。加熱時間としては、30分以上であり、30分以上12時間以下が特に好ましい。加熱温度及び加熱時間は尿素の含有量に応じて、適宜調節することができる。また、加熱しながらインキュベートすることで、尿素検出試薬による反応を促進し、より早く検出を行うことができる。
また、加熱を遮光下で行うことが好ましい。加熱時に遮光することで、加熱により尿素と尿素検出試薬との反応が促進された状態を保ちつつ、加熱時間の経過とともに光によって尿素検出試薬の発色が促進され、その後退色することを防ぐことができるため、より高感度に尿素を検出することができる。
また、遮光下で加熱後の試料に紫外線を照射することが好ましい。加熱後に紫外線を照射することで、尿素検出試薬の発色を促進することができる。
紫外線の照射方法については特に限定されず、例えば、白色灯、日光、紫外線照射装置等、紫外線が存在する環境下にさらすことで、反応は促進される。
尿素の検出は、尿素と尿素検出試薬との反応を利用した比色法を用いて行うことができる。反応が進み、十分に発色したら、測定装置にセットして吸光度を測定する。測定装置としては、吸光度を測定できるものであれば、特別な限定はない。例えば、吸光光度計(分光光度計)、マイクロプレートリーダー等が挙げられる。
また、吸光度を測定する際に、試料内のタンパク質濃度を測定し、尿素の測定値を校正してもよい。
タンパク質濃度の測定方法としては、特別な限定はなく、例えば、紫外吸収法、Bradford法(クマシーブルー法)、Lowry法(フェノール試薬法)、ビシンコニン酸法(BCA法)等が挙げられる。
試料内のタンパク質濃度を測定し、測定値を校正することで、より正確なアルギナーゼ活性の測定値を得ることができる。
本実施形態の測定方法は、上記に示したとおり、少量の試料及び試薬を用いて、効率的に測定することが可能である。また、従来では、尿素検出試薬が経時的に変色し、バックグラウンドが高くなってしまう問題があったが、本実施形態の測定方法では、尿素検出試薬を含む上記pH範囲内の酸性溶液を予め作り置きすることができ、さらに感度良くバックグラウンドが低い状態で測定することが可能である。よって、従来では、一度の分析において、数十サンプルの測定が限界であったのに対し、本実施形態の測定方法では、数百サンプル以上の多数の試料を測定することができる。
≪尿素検出キット≫
本発明の一実施形態に係る尿素検出キットは、アルギニンと、2価のカチオンを含む溶液と、尿素検出試薬を含むpH4.0以下の酸性溶液と、を備える。
本実施形態の検出キットによれば、高感度且つ簡便に尿素を検出することができる。
<アルギニン>
本実施形態の検出キットに含まれるアルギニンは、L体であっても、D体であってもよく、中でも、L体であることが好ましい。また、アルギニンは、蒸留水等の溶媒に溶解した状態、すなわちアルギニン溶液であってもよい。アルギニン溶液である場合、アルギニンを含む塩又は水和物を蒸留水等の溶媒に溶解することで調製することができる。さらに、アルギニン溶液は、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。
アルギニン溶液である場合、溶液中のアルギニンの濃度としては、例えば10mM以上1000mM以下であってよく、20mM以上800mM以下であってよく、30mM以上600mM以下であってよい。
<2価のカチオン>
本実施形態の検出キットに含まれる2価のカチオンとしては、上述の尿素の測定方法において例示されたものと同様のものが挙げられる。中でも、本実施形態の検出キットに含まれる2価のカチオンとしては、Mn2+であることが好ましい。2価のカチオンを含む溶液としては、上記2価のカチオンを含む塩又は水和物等が溶解したものであればよく、特別な限定はない。さらに、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。尿素を含む試料に、アルギニン及び2価のカチオンを含む溶液を添加することにより、尿素検出試薬の発色能を高めることができる。
<尿素検出試薬>
本実施形態の検出キットに含まれる尿素検出試薬としては、尿素を検出できるものであれば、特別な限定はなく、上述の尿素の測定方法において例示されたものと同様のものが挙げられる。中でも、本実施形態の検出キットに含まれる尿素検出試薬としては、α−イソニトロソプロピオフェノンが好ましい。
<酸性溶液>
本実施形態の検出キットに含まれる酸性溶液は、室温(23℃)でのpHが4.0以下であればよく、ガラス電極のpHメーターでは計測することが難しい酸性度の強い溶液を用いてもよい。酸性溶液のpHの上限値として具体的には、pH4.0以下であることが好ましく、pH2.0以下であることがより好ましく、pH1.0以下であることがさらに好ましい。
一方、酸性溶液のpHの下限値としては、pHメーターでは測定することが困難な酸性度であってもよいことから特別な限定はないが、例えば−2.0以上程度であればよい。
酸性溶液は、pHを上記範囲に調整できる酸を含む溶液であればよく、特別な限定はない。使用可能な酸として具体的には、上述の尿素の測定方法において例示されたものと同様のものが挙げられる。また、上記酸を2種類以上混合したものでもよい。さらに、酸性溶液は、生理食塩水等の緩衝液又は蒸留水等で希釈されたものであってもよい。
上記尿素検出試薬及び上記酸性溶液が予め混合されていることにより、溶液の添加量を少なくすることができ、さらに尿素検出試薬の添加量のばらつきを低減することができる。また、尿素検出試薬を含み、pHが上記範囲内である酸性溶液と、尿素検出反応を促進するための加熱とを組み合わせることにより、尿素検出反応を十分に行うことができる。
また、アルギナーゼにより調製された尿素を含む試料を用いて検出を行う場合、上記尿素検出試薬及び上記酸性溶液を予め混合しておくことにより、酵素の失活及び尿素の検出を1回の作業で行えるため、作業を効率化することができる。
本実施形態の検出キットは、例えば、血液中又は尿中等の生体試料中の尿素濃度を高感度に検出できることから、腎機能の検査に用いることができる。すなわち、本実施形態の検出キットは、「腎機能の検査キット」として用いることができる。
また、本実施形態の検出キットは、尿素を合成するアルギナーゼの活性を測定するために用いることもできる。すなわち、本実施形態の検出キットは、「アルギナーゼ活性の検出キット」としても用いることができる。
また、本実施形態の検出キットを用いて、アルギナーゼの活性を検出できることから、アルギナーゼ関連疾患を検出するために用いることもできる。すなわち、本実施形態の検出キットは、「アルギナーゼ関連疾患検出キット」としても用いることができる。
なお、本明細書において、「アルギナーゼ関連疾患」としては、例えば心疾患、全身性高血圧症、肺高血圧症、虚血再灌流傷害、末梢血管疾患、末梢動脈疾患、くも膜下出血、勃起機能不全、自己免疫性脳脊髄炎、慢性腎不全、胃腸運動障害、胃癌、肝血流量減少、肝血流量不足(insufficient hepatic blood flow)、脳血管攣縮、又はそれらの組み合わせ等が挙げられる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(1)尿素溶液の調製
尿素(ナカライテスク社製)を用いて、0、5、10、20、40、80、160μg/mLとなるように尿素溶液を調製した。
(2)尿素検出試薬を含む酸性溶液の調製
酸混合液(リン酸:濃硫酸:水=1:3:7(体積比))に、1/10量のα−イソニトロソプロピオフェノン(9質量%、100%エタノールに溶解)(約pH−1.0)を添加して、95℃で30分以上加熱溶解し、尿素検出試薬を含む酸性溶液を調製した。
(3)検出反応工程
1枚のマイクロプレートに、(1)で調製した異なる濃度の尿素溶液を各20μLずつ、10mMのマンガン溶液20μLずつ、500mMのアルギニン溶液40μLずつ、各8ウェルずつ(合計56ウェル×1枚)、マルチピペッターで添加した。続いて、マイクロプレートに、(2)で調製した尿素検出試薬を含む酸性溶液を各180μLずつマルチピペッターで添加した。続いて、95℃で2、3、4、5、6、8時間加熱した。続いて、マイクロプレートリーダー(モレキュラーデバイス(Molecular Devices)社製、Spectra Max i3)を用いて、540nmでの吸光度を測定した。結果を表1に示す。
表1において、「mean」はまず0、5、10、20、40、80、160μg/mLの尿素濃度それぞれにおける8ウェルの平均値を算出後、該平均値を標準偏差で割った値(平均値/標準偏差)を算出し、さらに算出された7つの平均値/標準偏差を平均した値を示している。また、「SD」は前記7つの平均値/標準偏差の標準偏差を示す。
また、8時間加熱したマイクロプレート中の溶液の液色を撮影した画像を図2Aに示す。
[比較例1]
(1)尿素溶液の調製
尿素(ナカライテスク社製)を用いて、実施例1の(1)と同様の方法により、0、5、10、20、40、80、160μg/mLとなるように尿素溶液を調製した。
(2)検出反応工程
1枚のマイクロプレートに、(1)で調製した異なる濃度の尿素溶液を各20μLずつ、10mMのマンガン溶液20μLずつ、500mMのアルギニン溶液40μLずつ、各8ウェルずつ(合計56ウェル×1枚)、マルチピペッターで添加した。続いて、マイクロプレートに、酸混合液(リン酸:濃硫酸:水=1:3:7(体積比))を各162μLずつマルチピペッターで添加した。続いて、尿素検出試薬としてα−イソニトロソプロピオフェノン(9質量%、100%エタノールに溶解)を18μLずつマルチピペッターで添加した。95℃で2、3、4、5、6、8時間加熱した。続いて、マイクロプレートリーダー(モレキュラーデバイス(Molecular Devices)社製、Spectra Max i3)を用いて、540nmでの吸光度を測定した。結果を表1に示す。
また、8時間加熱したマイクロプレート中の溶液の液色を撮影した画像を図2Bに示す。
Figure 0006925163
[実施例1及び比較例1の考察]
表1から、実施例1は比較例1に対して、meanの値が小さい傾向であった。一方、比較例1はmeanの値が、加熱時間を通してばらついていた。また、実施例1は比較例1に対して、8時間加熱したものを除いて、SDの値も小さい傾向であった。
以上のことから、本発明の測定方法では、測定値のばらつきを低減できることが明らかとなった。
また、図2A及び図2Bから、実施例1においては、8時間ではほとんど尿素検出試薬の変色が見られないのに対し、比較例1においては、8時間において尿素検出試薬の変色が確認された。これは、比較例1では、尿素検出試薬に含まれるエタノール溶媒が分注作業中に蒸発してしまい、α−イソニトロソプロピオフェノンの濃度が濃くなってしまうのに対し、実施例1では、尿素検出試薬を含む酸性溶液を予め混合した後に分注しており、エタノール溶媒が蒸発することなく次の工程へ進めることができるためであると推察される。
よって、従来の測定方法である比較例1ではバックグラウンドが高いのに対し、本実施形態の測定方法では、バックグラウンドが低く、尿素をより正確に検出できることが明らかとなった。
[実施例2]
(1)尿素溶液の調製
尿素(ナカライテスク社製)を用いて、実施例1の(1)と同様の方法により、0、5、10、20、40、80、160μg/mLとなるように尿素溶液を調製した。
(2)尿素検出試薬を含む酸性溶液の調製
実施例1の(2)と同様の方法を用いて、尿素検出試薬を含む酸性溶液を調製した。
(3)検出反応工程
1枚のマイクロプレートに、(1)で調製した異なる濃度の尿素溶液を各20μLずつ、10mMのマンガン溶液20μLずつ、500mMのアルギニン溶液40μLずつ、各8ウェルずつ(合計56ウェル×1枚)、マルチピペッターで添加した。続いて、マイクロプレートに、(2)で調製した尿素検出試薬を含む酸性溶液を各180μLずつマルチピペッターで添加した。続いて、遮光条件下又は蛍光灯下で、95℃で2時間加熱した。続いて、加熱時に遮光条件下であったサンプルを蛍光灯下に移し、マイクロプレートリーダー(モレキュラーデバイス(Molecular Devices)社製、Spectra Max i3)を用いて、540nmでの吸光度を測定した。結果を図3に示す。図3において、「蛍光灯」とは加熱時に遮光せずに蛍光灯下であったサンプルを示し、「遮光」とは加熱時に遮光条件であったサンプルを示す。
図3から、加熱時に遮光せず蛍光灯下であったサンプルと比較して、加熱時に遮光条件下であったサンプルは、全ての尿素濃度において吸光度値が高くなっていた。特に、尿素濃度が160μg/mLにおいて、加熱時に遮光せず蛍光灯下であったサンプルと比較して、加熱時に遮光条件下であったサンプルは、吸光度値が約1.5倍であった。
よって、加熱時に遮光することで、尿素の濃度に依存した吸光度の上昇率が高くなり、より高感度で尿素を測定できることが確かめられた。
[実施例3]
(1)尿素溶液の調製
尿素(ナカライテスク社製)を用いて、実施例1の(1)と同様の方法により、0、5、10、20、40、80、160μg/mLとなるように尿素溶液を調製した。
(2)尿素検出試薬を含む酸性溶液の調製
実施例1の(2)と同様の方法を用いて、尿素検出試薬を含む酸性溶液を調製した。
(3)検出反応工程
1枚のマイクロプレートに、(1)で調製した異なる濃度の尿素溶液を各20μLずつ、10mMのマンガン溶液20μLずつ、500mMのアルギニン溶液40μLずつ、各8ウェルずつ(合計56ウェル×1枚)、マルチピペッターで添加した。続いて、マイクロプレートに、(2)で調製した尿素検出試薬を含む酸性溶液を各180μLずつマルチピペッターで添加した。続いて、遮光条件下で、95℃で2時間加熱した。続いて、加熱時に遮光条件下であったサンプルに紫外線を0分、15分、30分、1時間又は2時間照射した。なお、紫外線光源としては殺菌灯(照射エネルギー:0.5mJ/cm/min)を用いた。また、サンプルと殺菌灯との距離は、約70cmであった。続いて、マイクロプレートリーダー(モレキュラーデバイス(Molecular Devices)社製、Spectra Max i3)を用いて、540nmでの吸光度を測定した。結果を図4に示す。図4において、「UV 0h」とは紫外線照射が0分、「UV 0.25h」とは紫外線照射が15分、「UV 0.5h」とは紫外線照射が30分、「UV 1h」とは紫外線照射が1時間、「UV 2h」とは紫外線照射が2時間であるサンプルを示す。
図4から、加熱後の紫外線照射時間が0分と比較して、15分、30分、1時間及び2時間では、尿素の濃度に依存した吸光度値の上昇率が高かった。特に、尿素の濃度が160μg/mLでは、加熱後の紫外線照射時間が0分と比較して、1時間では、吸光度値が約2.6倍であった。
一方、加熱後の紫外線照射時間が15分から1時間までは、尿素の濃度に依存した吸光度値の上昇率が高くなる傾向であったが、加熱後の紫外線照射時間が2時間では、吸光度値の上昇率がやや低くなっていた。
このことから、加熱後の紫外線照射時間を0分より長く1時間以下とすることで、尿素の濃度に依存した吸光度の上昇率が高くなり、より高感度で尿素を測定できることが確かめられた。
[試験例1]
(1)尿素溶液の調製
尿素(ナカライテスク社製)を用いて、実施例1の(1)と同様の方法により、0、5、10、20、40、80、160μg/mLとなるように尿素溶液を調製した。
(2)尿素検出試薬を含む酸性溶液の調製
実施例1の(2)と同様の方法を用いて、尿素検出試薬を含む酸性溶液を調製した。
(3)検出反応工程
1枚のマイクロプレートに、(1)で調製した異なる濃度の尿素溶液を各20μLずつ、10mMのマンガン溶液20μLずつ、500mMのアルギニン溶液40μLずつ、それぞれマルチピペッターで添加した。このとき、各濃度の尿素溶液を含むサンプルにおいて、尿素溶液のみを含むサンプル(2ウェル)、尿素溶液とマンガン溶液とを含むサンプル(2ウェル)、尿素溶液とアルギニン溶液とを含むサンプル(2ウェル)、及び、尿素溶液とマンガン溶液とアルギニン溶液とを含むサンプル(2ウェル)、合計56ウェル(=各8ウェル×7種類の濃度)を準備した。続いて、マイクロプレートに、(2)で調製した尿素検出試薬を含む酸性溶液を各180μLずつマルチピペッターで添加した。続いて、95℃で2時間加熱した。続いて、マイクロプレートリーダー(モレキュラーデバイス(Molecular Devices)社製、Spectra Max i3)を用いて、540nmでの吸光度を測定した。結果を図5に示す。図5において、「尿素+Mn+アルギニン」とは尿素溶液とマンガン溶液とアルギニン溶液とを含むサンプル、「尿素」とは尿素溶液のみを含むサンプル、「尿素+Mn」とは尿素溶液とMn溶液とを含むサンプル、「尿素+アルギニン」とは尿素溶液とアルギニン溶液とを含むサンプルを示す。
図5から、尿素のみを含むサンプルでは、吸光度値が尿素濃度を反映しなかった。また、尿素溶液とマンガン溶液とを含むサンプルにおいても、吸光度値が尿素濃度をほとんど反映せず、尿素濃度160μg/mLにおいて、その他の尿素濃度と比較して、わずかに吸光度値の上昇が見られた。
一方、尿素溶液とアルギニン溶液とを含むサンプルでは、尿素濃度が20mg/mLまでは、吸光度値が尿素濃度をほとんど反映しなかったが、尿素濃度が40mg/mL以上において、尿素濃度の変化に伴い、吸光度値が上昇していた。
さらに、尿素溶液とマンガン溶液とアルギニン溶液とを含むサンプルでは、吸光度値が尿素濃度を反映していた。
以上のことから、尿素を含む試料に、マンガン溶液とアルギニン溶液とを添加することで、高感度に尿素を測定できることが明らかとなった。
本実施形態によれば、高感度且つ簡便に尿素を測定することができる。
1…尿素を含む試料、2…アルギニン溶液、3…2価のカチオンを含む溶液、4…反応容器、5…尿素検出試薬を含むpH4.0以下の酸性溶液、6…測定装置。

Claims (5)

  1. 反応容器に尿素を含む試料と、アルギニンと、2価のカチオンを含む溶液とを添加して混合する混合工程と、
    前記混合工程後の試料に、尿素検出試薬を含むpH4.0以下の酸性溶液を添加し、尿素の検出反応を行う検出反応工程と、
    を備えることを特徴とする尿素の測定方法。
  2. 前記検出反応工程において、前記酸性溶液を添加した前記試料を室温以上100℃以下で30分以上加熱し、尿素の検出反応を促進する請求項1に記載の尿素の測定方法。
  3. 前記加熱を遮光下で行う請求項2に記載の尿素の測定方法。
  4. 前記加熱後の前記試料に紫外線を照射する請求項3に記載の尿素の測定方法。
  5. 前記反応容器がマイクロプレートである請求項1〜4のいずれか一項に記載の尿素の測定方法。
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