JPH01119752A - Polyamine sensor - Google Patents

Polyamine sensor

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Publication number
JPH01119752A
JPH01119752A JP62277936A JP27793687A JPH01119752A JP H01119752 A JPH01119752 A JP H01119752A JP 62277936 A JP62277936 A JP 62277936A JP 27793687 A JP27793687 A JP 27793687A JP H01119752 A JPH01119752 A JP H01119752A
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JP
Japan
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polyamine
putrescine
sensor
spermidine
cadaverine
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Pending
Application number
JP62277936A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiyunkichi Miyai
宮井 迅吉
Taiichi Asano
浅野 泰一
Takeshi Yodo
要藤 健
Manami Ikeda
池田 麻奈美
Toyoro Nakamura
豊郎 中村
Yukio Yano
矢野 幸男
Terumi Haneda
羽田 輝美
Yasuko Shibuya
渋谷 泰子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHOKUHIN SANGYO ONRAIN SENSOR GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
SHOKUHIN SANGYO ONRAIN SENSOR GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Filing date
Publication date
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the simple and highly sensitive measurement of all of putrescine, cadaverine and spermidine in a short time, by a method wherein putrescine oxidase derived from micrococcus rubens is fixed on a carrier to form a fixed enzyme membrane. CONSTITUTION:A fixed enzyme membrane 3 formed by fixing putrescine oxidase derived from micrococcus rubens is fitted to the detecting end of a ground electrode 2. When a sample contacts with the enzyme membrane 3, H2O2 is produced by an enzyme reaction wherein polyamine such as putrescine, spermidine, cadaverine, etc. operates as a substrate, and the quantity of polyamine is measured by detecting said H2O2 by the ground electrode 2. This sensor prepared according to this constitution has an excellent sensitivity to all of putrescine, spermidine and cadaverine, and accordingly the quantity of polyamine can be measured thereby rapidly and accurately.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生体組織の微生物的な腐敗や生体内の異常増
殖によって増加するプトレシン、スペルミジン、カダベ
リン等のポリアミン量を検出するセンサに関し、更に詳
述すると、ポリアミン量を迅速に検出し得、食肉鮮度の
判定やがんの診断などに有効に使用されるポリアミンセ
ンサに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a sensor for detecting the amount of polyamines such as putrescine, spermidine, and cadaverine, which increase due to microbial decay of living tissues and abnormal growth in living organisms, and further relates to More specifically, the present invention relates to a polyamine sensor that can quickly detect the amount of polyamine and is effectively used for determining meat freshness, diagnosing cancer, and the like.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする間厘点〕現在
、生体組織の微生物的な腐敗や生体内の異常増殖によっ
て生成するプトレシン、スペルミジン、カダベリン等の
ポリアミン量を指標として食肉鮮度の判定やがんの診断
を行うことが提案されている。
[The problem that conventional techniques and inventions are trying to solve] Currently, meat freshness can be determined using the amount of polyamines such as putrescine, spermidine, and cadaverine, which are produced due to microbial decay of biological tissues and abnormal growth within the body. It is proposed to perform a cancer diagnosis.

即ち1口本人の食生活の変化に伴い、食肉およびその加
工品の消費量は年々増加しているが、これら食肉の供給
は国内だけでなく、諸外国からも大量に輸入されている
。その輸送、流通においては冷蔵あるいは冷凍によって
新鮮な状態で消費者や加工メーカーへ届けられるように
なっているものの、実際の鮮度の判定については外観や
臭いなど官能的方法に基づいて経験によっているのが現
状である。
In other words, as people's eating habits change, the consumption of meat and its processed products is increasing year by year, but the supply of meat is not only domestic but also imported in large quantities from foreign countries. During transportation and distribution, it is delivered to consumers and processing manufacturers in a fresh state by refrigeration or freezing, but the actual determination of freshness is based on experience based on sensual methods such as appearance and smell. is the current situation.

食肉の新鮮さを科学的に判定する方法としては。This is a scientific method for determining the freshness of meat.

微生物数による方法が最も一般的なものであり、生菌数
として肉1g当たり5 X 10s個未満で新鮮、5×
10″″〜I X 10’個で食用可、1×107個以
」;で食用不適とされている。しかしながら、生菌数に
よる判定では結果が明らかになるまでに最低48時間必
要であり、実用的でないため、迅速に判定するための方
法として例えばp II、アンモニア、グルコース、揮
発性塩基態窒素、乳酸、ポルフィリンなどの種々の化学
的指標が提案されてきたが、いずれも決定的なものでは
ない。
The most common method is based on the number of microorganisms, and the number of viable bacteria is less than 5 x 10s per gram of meat.
It is considered to be edible if it is 10'' to I x 10', and not edible if it is 1 x 107 or more. However, determination based on viable bacterial count requires at least 48 hours for the result to become clear and is not practical. Various chemical indicators have been proposed, such as porphyrins, but none are conclusive.

一方、魚介類の分野では古くからヌクレオチド類の死後
分解に基づいたに値がいわゆる「生きのよさ」を表す鮮
度指標として研究され、近年に至ってに値測定センサー
あるいはに値試験紙が魚介類の迅速、簡便な鮮度判定手
段として実用化されるに至っている。
On the other hand, in the field of seafood, the value based on the post-mortem decomposition of nucleotides has long been studied as a freshness indicator that indicates the so-called ``liveness'', and in recent years, value measurement sensors or value test strips have been used to measure the quality of seafood. It has come into practical use as a quick and simple means of determining freshness.

ところで1食肉が細菌によって腐敗していく過程におい
て生成される物質の1つにポリアミンがあって1食肉の
鮮度判定指標としての有効性を示した研究報告も幾つか
見られる。
By the way, polyamines are one of the substances produced during the process of meat being putrefied by bacteria, and there have been several research reports showing its effectiveness as an indicator for determining the freshness of meat.

ポリアミンは、生体組織内において下記式(1)に示す
経路に従って代謝されているため、層殺直゛後の時点で
、すでに食肉中には、プトレシン、スペルミジン、スペ
ルミンが検出される。また、更にその直後、細菌による
ポリアミンの生成、蓄積が見られるが、これは食肉中に
豊富に存在するアミノ酸の脱炭酸によるものであり、下
記式(2)に示すように各アミノ酸に対応するアミンが
生成される。研究報告の中ではB irgit Wor
tberg等はプトレシン、カダベリン、ヒスタミン、
チラミンの合計量が5 ppm以下で新鮮と判定できる
とし1う結果を示している。また、 R、A 、 E 
dwordskJL±肉1g又は1cj当たり生菌数が
101個以上になるとプトレシンとカダベリンの合計量
が顕著しこ増加し始めるという結果を得ている。また魚
介類の分野ではE 、 K armasがB ioge
nic A m1ne I ndex(BΔ工)として という式を提案している。その他、最近の研究として山
中等はイカの鮮度指標としてアグマチン、赤身魚類につ
いてはカダベリンが有効、であると報告している。
Since polyamines are metabolized in living tissues according to the pathway shown in the following formula (1), putrescine, spermidine, and spermine are already detected in meat immediately after layer killing. Immediately thereafter, polyamines are produced and accumulated by bacteria, but this is due to decarboxylation of amino acids that are abundant in meat, and as shown in formula (2) below, polyamines are produced and accumulated. An amine is produced. Among the research reports, Birgit Wor
Tberg etc. are putrescine, cadaverine, histamine,
The results show that it can be judged as fresh when the total amount of tyramine is 5 ppm or less. Also, R, A, E
It has been found that when the number of viable bacteria per 1g or 1cj of dwordskJL±meat becomes 101 or more, the total amount of putrescine and cadaverine begins to increase significantly. Also, in the field of seafood, E, K armas is Bioge.
The following formula is proposed as nic A m1ne index (BΔengineering). In addition, as a recent study, Yamanaka reported that agmatine is effective as a freshness indicator for squid, and cadaverine is effective for red-fleshed fish.

これに対し、本発明者らは、下記第1表に示すように、
食肉の腐敗に伴ってプトレシン、カダベリン、スペルミ
ジンの合計量が顕著に増加し、食肉の鮮度判定指標とし
てプトレシン、カダベリン及びスペルミジンの合計量も
また有効であるというデータを得ており、蛋白質を構成
するアミノ酸から上記(2)式の経路で微生物的な作用
で変換されるポリアミンは、動物組織の死後の腐敗を示
す指標として測定の意義を認めた。
In contrast, the present inventors, as shown in Table 1 below,
Data has been obtained that the total amount of putrescine, cadaverine, and spermidine increases significantly as meat spoils, and that the total amount of putrescine, cadaverine, and spermidine is also effective as an indicator for determining the freshness of meat. The significance of measuring polyamines, which are converted from amino acids by microbial action through the pathway of formula (2) above, has been recognized as an indicator of postmortem decomposition of animal tissues.

また、ポリアミンは、生体内で上記(1)式に示したよ
うな代謝を経ており、広く動植物細胞内に存在する。こ
れらは細胞膜の安定化に寄与すると同時にある種の生長
因子として作用し、核酸や蛋白質の生合成に関係してい
ると考えられ、従って前立脇や肝臓など蛋白質代謝の活
発な組織に多く存在する。1971年Russellら
がガン患者の尿中のポリアミンが高値を示すことを報告
して以来、ポリアミンはl1ff!瘍マーカーとして臨
床的意義が認められている。
Furthermore, polyamines undergo metabolism in vivo as shown in formula (1) above, and are widely present in animal and plant cells. They contribute to the stabilization of cell membranes and at the same time act as a kind of growth factor, and are thought to be involved in the biosynthesis of nucleic acids and proteins.Therefore, they are present in large numbers in tissues where protein metabolism is active, such as the armpits and liver. . Since Russell et al. reported in 1971 that polyamines were found to be high in the urine of cancer patients, polyamines have become l1ff! It has been recognized to have clinical significance as a tumor marker.

これらの場合、食肉の初期腐敗を検知するに当たっては
第1表から明らかなように数ppmのポリアミンが食肉
の同重量の抽出液中に存在するか否かを検出することが
必要となり、がんの診断に当たっては尿中の数十μMオ
ーダーのポリアミンを検出することが必要となる。
In these cases, in order to detect early spoilage of meat, it is necessary to detect whether several ppm of polyamines are present in the same weight of meat extract, as shown in Table 1. For diagnosis, it is necessary to detect polyamines in the order of several tens of μM in urine.

従来、プトレシン、カダベリン、スペルミジン等のポリ
アミンを測定する手段としては、逆相イオン対モードや
イオン交換モードでポリアミン類をクロマトグラフィツ
クに分離させ、これに蛍光試薬などを付与して検出する
方法が知られている。
Conventionally, methods for measuring polyamines such as putrescine, cadaverine, and spermidine include chromatographic separation of polyamines in reversed-phase ion pair mode or ion exchange mode, and detection by adding fluorescent reagents to the separation. It is being

しかし、この方法は分離分析に基いているので、個々の
定量も可能な上にデータの信頼性も高いが、高速液体ク
ロマトグラフィーを実施するためには高価な機器が必要
となり、また結果を得るのに20〜30分の時間を要し
、迅速な測定ができないという欠点がある。
However, since this method is based on separation analysis, individual quantification is possible and the data is highly reliable, but it requires expensive equipment to perform high-performance liquid chromatography, and it is difficult to obtain results. The disadvantage is that it takes 20 to 30 minutes to measure, and rapid measurement cannot be performed.

また、ポリアミンを選択的に測定する目的で各種のアミ
ン酸化酵素を利用することは有益である。
Furthermore, it is beneficial to utilize various amine oxidases for the purpose of selectively measuring polyamines.

この酵素は多くの起源が知られ、それぞれ基質特異性に
特徴を持つ。この詳細については「蛋白質、核酸、酵素
J vol、29 (1984)p、357〜373に
熊谷、山田らが記述している。
This enzyme has many known origins, each with its own unique substrate specificity. Details of this are described by Kumagai, Yamada et al. in ``Proteins, Nucleic Acids, Enzymes J vol, 29 (1984) p. 357-373.

この場合、がんの診断や治癒管理に有効とされる尿中ポ
リアミンの測定についてはミクロコツカス0ルーベンス
(Micrococcus Rubens)由来のプト
レシンオキシダーゼが有効とされており、このプトレシ
ンオキシダーゼを含む液性試薬を用い、各種発色試薬と
組合せてエンドポイント法(終末法)により尿中ポリア
ミンを測定する測定キットが既に実用化されている。
In this case, putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens is said to be effective for measuring urinary polyamines, which is effective in cancer diagnosis and curative management, and a liquid reagent containing this putrescine oxidase is used. A measurement kit for measuring polyamines in urine by an end point method (terminal method) in combination with various coloring reagents has already been put into practical use.

しかし、上記エンドポイント法による測定では基質を完
全に分解させる必要があり、反応を終点まで待つのに相
当の時間を要し、迅速に測定を行うことができないとい
う欠点がある。例えば、ジノテスト社から発売されてい
るポリアミンテストエンザイムでは、酵素によるアッセ
イだけで37℃加温下で15分間行うこととされている
。また、プトレシンオキシダーゼはプトレシン;カダベ
リン、スペルミジンと広いポリアミン類に活性を示すが
、その比活性は同一ではなく、プトレシンを100とし
た場合の相対比活性は、カダベリン7.2.スペルミジ
ン10程度とされており、(Agri、Biol、Ch
em、 30 1202 (1966))、従ってレイ
トアッセイ法で測定を行った場合、カダベリン、スペル
ミジンに対する感度が低いという問題がある6更に、エ
ンドポイント法及びレイトアッセイ法のいずれの方法で
も高価な分光光度機器に供して結果を読み取る必要があ
る上、酵素を含む試薬類は測定のたびに消費されるので
、ランニングコストも結果的に高価になる。
However, measurement using the above-mentioned endpoint method requires complete decomposition of the substrate, which requires a considerable amount of time to wait for the reaction to reach the end point, and has the disadvantage that rapid measurement cannot be performed. For example, the Polyamine Test Enzyme sold by Ginotest Co., Ltd. is designed to perform enzyme-based assays alone for 15 minutes at 37°C. In addition, putrescine oxidase shows activity against a wide range of polyamines such as putrescine, cadaverine, and spermidine, but their specific activities are not the same, and when putrescine is taken as 100, the relative specific activity is cadaverine 7.2. Spermidine is said to be about 10, (Agri, Biol, Ch
Em, 30 1202 (1966)), therefore, when measurements are performed using the late assay method, there is a problem of low sensitivity to cadaverine and spermidine.6 Furthermore, both the end point method and the late assay method require expensive spectrophotometry. In addition to the need to use equipment to read the results, reagents containing enzymes are consumed each time a measurement is performed, resulting in high running costs.

このため、従来より現場で簡便に繰り返し使用すること
が可能なポリアミンの411I定装置が要望されていた
For this reason, there has been a demand for a polyamine 411I determination device that can be easily and repeatedly used in the field.

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、短時間で簡便
にプトレシン、カダベリン及びスペルミジンの全てを感
度よく測定することができ、食肉鮮度の判定、がんの診
断等に好適に使用し得るポリアミンセンサを提供するこ
とを[1的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and is a polyamine that can easily and quickly measure all of putrescine, cadaverine, and spermidine with high sensitivity, and can be suitably used for determining meat freshness, diagnosing cancer, etc. The first objective is to provide a sensor.

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明者らは
、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ミク
ロコッカス・ルーベンス由来のプトレシンオキシダーゼ
を担体に固定化して固定化酵素膜とした場合、特に共有
結合法で固定化した場合、プトレシンオキシダーゼのス
ペルミジン、カダベリンに対する児がけの出方感度がネ
イティップな液性酵素の場合に比べて向1−することを
見い出した。
[Means and effects for solving the problem] As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors immobilized putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens on a carrier to form an immobilized enzyme membrane. It has been found that, when immobilized by a covalent bonding method, the sensitivity of putrescine oxidase to spermidine and cadaverine is significantly higher than that of natural humoral enzymes.

即ち、酵素を固定化した固定化酵素膜を酸素電極や過酸
化水素電極等の下地電極に取り付けたいわゆる酸素電極
は、酵素の利用方法としては一種の初速変法(レイトア
ッセイ)であり、短時間で測定を行うことができると共
に、酵素を繰り返して用いることができる利点があるが
、一般に測定感度が低下し、特に相対比活性が小さい基
質に対しては更に感度が低下する傾向があるにれに対し
1本発明者らは、ミクロコッカス・ルーベンス由来のプ
トレシンオキシダーゼを用いて固定化酵素膜を作成した
場合、意外にもスペルミジン、カダベリンに対する見か
けの出力感度が液性酵素に比べて向上すること、従って
上記固定化酵素膜を用いた酸素電極を使用することによ
りプトレシン。
In other words, the so-called oxygen electrode, in which an immobilized enzyme membrane on which an enzyme is immobilized is attached to a base electrode such as an oxygen electrode or a hydrogen peroxide electrode, is a type of initial rate modified method (late assay) for the use of enzymes, and is a short and short method. It has the advantage of being able to perform measurements over time and of being able to use the enzyme repeatedly, but the sensitivity of the measurement generally decreases, and especially for substrates with low relative specific activity, there is a tendency for the sensitivity to decrease further. In response to this, the present inventors found that when an immobilized enzyme membrane was created using putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens, the apparent output sensitivity to spermidine and cadaverine was surprisingly improved compared to that of a humoral enzyme. Therefore, putrescine can be immobilized by using an oxygen electrode with the enzyme membrane described above.

カダベリン及びスペルミジンの総量を短時間で正確に測
定し得ることを知見し、本発明をなすに至ったものであ
る。
The inventors have discovered that the total amount of cadaverine and spermidine can be accurately measured in a short period of time, leading to the present invention.

従って1本発明は、ミクロコッカス・ルーベンス由来の
プトレシンオキシダーゼを固定化した固定化酵素膜を下
地電極の検出端に装着してなるポリアミンセンサを提供
することを目的とする。
Accordingly, one object of the present invention is to provide a polyamine sensor comprising an immobilized enzyme membrane on which putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens is attached to the detection end of a base electrode.

本発明ポリアミンセンサは、上述した構成としたことに
より、試料が固定化酵素膜と接触したときにプトレシン
、スペルミジン、カダベリン等のポリアミンを基質とす
るU未反応によってlI202が発生し、このl−I2
02を下地電極で検知することによりポリアミン量を測
定するものであるが、本発明センサはプトレシン、スペ
ルミジン、カダベリンのいずれに対しても良好な感度を
有し、従ってポリアミン量を迅速かつ正確に測定できる
ものである。
The polyamine sensor of the present invention has the above-described configuration, so that when the sample comes into contact with the immobilized enzyme membrane, lI202 is generated due to unreacted U with polyamines such as putrescine, spermidine, and cadaverine as substrates, and this l-I2
The amount of polyamine is measured by detecting 02 with a base electrode, and the sensor of the present invention has good sensitivity for all of putrescine, spermidine, and cadaverine, and therefore can quickly and accurately measure the amount of polyamine. It is possible.

この場合1本発明の固定化酵素膜の作成手段に制限はな
いが、ミクロコッカス・ルーベンス由来のプトレシンオ
キシダーゼをアセチルセルロース等の固定化酵素膜作成
用膜状担体に、この担体表面に適当な表面処理を施した
後、表面官能基を用いて共有結合法によって固定化する
ことが好ましい。なお、共有結合法によって固定化する
手段に限定はなく、例えば特開昭62 85853号公
報に記載された方法等の公知の各種の方法を用いること
かできる。
In this case 1, although there are no limitations on the means for producing the immobilized enzyme membrane of the present invention, putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens is placed on a membrane carrier such as acetylcellulose for producing an immobilized enzyme membrane, and a suitable surface is applied to the surface of the carrier. After the treatment, it is preferable to immobilize by covalent bonding using surface functional groups. Note that the means for immobilizing by covalent bonding is not limited, and various known methods such as the method described in JP-A-62-85853 can be used.

また、下地電極の種類に限定はいが、酵素反応    
゛の初速度広的な特性を反映する酸素電極や過酸化水素
電極を用いることが好適である。
In addition, although there are restrictions on the type of base electrode, enzyme reaction
It is preferable to use an oxygen electrode or a hydrogen peroxide electrode that reflects the wide initial velocity characteristics of .

次に実施例を示し1本発明を具体的に説明するが、本発
明は下記実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically explained with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

231件 第1図は本発明の一実施例を示すもので、このポリアミ
ンセンサ1は酸素電極又は過酸化水素電極(下地電極)
2の隔膜(検出端)上にミクロコッカス・ルーベンス由
来のプトレシンオキシダーゼを固定化した固定化酵素膜
3を装着したものである。
231 Figure 1 shows one embodiment of the present invention, and this polyamine sensor 1 has an oxygen electrode or a hydrogen peroxide electrode (base electrode).
An immobilized enzyme membrane 3 on which putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens is immobilized is mounted on the septum 2 (detection end).

第2図(A)〜(C)はそれぞれ本発明の他の実施例を
示すもので、これらのポリアミンセンサ1は酸素電極又
は過酸化水素電極(下地電極)2の隔膜(検出端)上に
上記と同様の固定化酵素膜3を装着すると共に、空気導
入パイプ4の先端に空気吐出ノズル5が取り付けられ、
このノズル4から上記酵素膜3表面に空気をバブリング
することにより酵素膜3表面を洗浄する洗浄装置6を上
記下地電極2に配設したものである。
FIGS. 2(A) to 2(C) each show other embodiments of the present invention, and these polyamine sensors 1 are mounted on a diaphragm (detection end) of an oxygen electrode or a hydrogen peroxide electrode (base electrode) 2. An immobilized enzyme membrane 3 similar to the above is attached, and an air discharge nozzle 5 is attached to the tip of the air introduction pipe 4.
A cleaning device 6 for cleaning the surface of the enzyme membrane 3 by bubbling air onto the surface of the enzyme membrane 3 from the nozzle 4 is disposed on the base electrode 2.

ここで、上記各実施例において、固定化酵素膜としては
アセチルセルロースからなる固定化酵素膜作成用膜状担
体の表面にミクロコッカス・ルーベンス由来のプトレシ
ンオキシダーゼを特開昭62−85853号公報に開示
された方法を用いて共有結合法により固定化したものを
用いた。また、このように作成した酵素膜は下地電極の
検知極の外径に合わせて2φ〜8φの円形に切断した後
、ネットホルダー等を用いて下地?IH4に取付けた。
In each of the above Examples, putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens was used as the immobilized enzyme membrane on the surface of a membranous carrier for producing an immobilized enzyme membrane made of acetyl cellulose as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 85853/1983. It was immobilized by a covalent bond method using the method described above. In addition, the enzyme membrane prepared in this way is cut into a circular shape of 2φ to 8φ to match the outer diameter of the sensing electrode of the base electrode, and then cut into a circle with a net holder or the like. Installed it on IH4.

次いで、上記実施例のポリアミンセンサの基本特性及び
酵素膜の経時安定性を調べると共に、実液レベルの条件
での測定及びサンプルテス1へを行った・ ポリアミンセンサの基本特性 酸素電極(検知極径2φ)を下地電極とした第1図に示
した如き構成のポリアミンセンサの各ポリアミン類に対
する検量線を第3図(A)〜(C)に示す。なお、第3
図中(A)はスペルミジン、(B)はプトレシン、(C
)はカダベリンに対する検量線である。
Next, we investigated the basic characteristics of the polyamine sensor of the above example and the stability over time of the enzyme membrane, and also conducted measurements at the actual liquid level and sample test 1.Basic characteristics of the polyamine sensor FIGS. 3(A) to 3(C) show calibration curves for each polyamine of the polyamine sensor having the configuration shown in FIG. In addition, the third
In the figure, (A) is spermidine, (B) is putrescine, (C
) is the calibration curve for cadaverine.

第3図から明らかなように、単位モル濃度あたりの活性
が最も大きいのはスペルミジンであり、次いでプトレシ
ン、カダベリンの順になる。液性のプトレシンオキシダ
ーゼがプトレシンに対して最も高活性で、これを100
とするとカダベリン7.2、スペルミジン10程度であ
ることが知られているが、−上記結果より固定化処理に
よる酵素への一種の化学修飾による効果が表れているこ
とが認められる。
As is clear from FIG. 3, spermidine has the highest activity per unit molar concentration, followed by putrescine and cadaverine. Humoral putrescine oxidase has the highest activity against putrescine, and it is
It is known that cadaverine is about 7.2 and spermidine is about 10. From the above results, it is recognized that the effect of a kind of chemical modification on the enzyme by immobilization treatment is manifested.

また、このポリアミンセンサのpH特性を第4図に示す
が、第4図の結果から1本発明センサはいずれのポリア
ミンに対してもpII9.2で最も出力が大きくなるの
で、pI−19,2で測定を行なうことにより、酸素電
極を下地trt極とした場合でも最終濃度で5 ppm
以下程度に対して感度を持ち。
In addition, the pH characteristics of this polyamine sensor are shown in Figure 4. From the results shown in Figure 4, the sensor of the present invention has the highest output at pII 9.2 for any polyamine; By performing measurements at
Sensitive to the following degrees.

腐敗検知用のポリアミンセンサとして実用可能なことが
知見される。
It has been found that it can be used as a practical polyamine sensor for detecting decay.

次に、過酸化水素電極(検知極径2φ)を下地電極とし
た第1図に示した如き構成のポリアミンセンサのプ1−
レシン、スペルミジンに対する検量線を第5図(A)、
(B)に示す。なお、第5図中(A)はスペルミジン、
(B)はプトレシンに対する検量線である。この場合も
、上記と同様な効果を示すことが認められる。
Next, a polyamine sensor with a configuration as shown in FIG.
Figure 5 (A) shows the calibration curve for resin and spermidine.
Shown in (B). In addition, (A) in FIG. 5 is spermidine,
(B) is a calibration curve for putrescine. In this case as well, it is recognized that the same effects as above are exhibited.

−・ レベルの条 でのlIつ 実際の食肉の鮮度を検知する場合は、5〜l。-・Level clause When detecting the actual freshness of meat, 5 to l.

gの食肉を採取し、同重量の純水を加えてホモジナイザ
ーで攪拌したもののろ液又は同1(量の塩水に食肉を浸
して表面を抽出した液をサンプル液として用いろ。この
ようにして得たサンプル液中のポリアミンの濃度は第1
表に示した如くである。
Collect 1 g of meat, add the same weight of pure water and stir with a homogenizer, and use the filtrate or the liquid obtained by soaking the meat in 1 (amount of salt water) and extracting the surface as the sample liquid. The concentration of polyamine in the sample solution obtained was the first
As shown in the table.

このようなサンプル液中のポリアミンの実際の副室法を
次に示す。なお、ポリアミンセンサはバッチ測定におい
て出力の再現性、安定性に偏れている酸素電極を下地電
極とした第2図に示した如き構成のものを用いた。
An actual side chamber method for detecting polyamines in sample liquids is shown below. The polyamine sensor used had a configuration as shown in FIG. 2, in which an oxygen electrode, which has poor output reproducibility and stability in batch measurements, was used as a base electrode.

100dのビーカーにptI9.2のホウ酸塩緩衝液1
0mQを入れ、ポリアミンセンサの先端を浸して電極出
力のゼロ点をとる。標準液として0〜5■/Qのプトレ
シン及びスペルミジンの溶液を5mQ加える。検量線は
第6図のようになり、プトレシン、スペルミジン単独の
検量体に対して加成性を持つ。
ptI9.2 borate buffer 1 in a 100d beaker
Insert 0 mQ, dip the tip of the polyamine sensor, and take the zero point of the electrode output. Add 5 mQ of a solution of putrescine and spermidine at a concentration of 0 to 5 .mu./Q as a standard solution. The calibration curve is as shown in Figure 6, and has additivity to the calibration curve of putrescine and spermidine alone.

次に、スペルミンが30■/Ω共存した場合、検量線は
第7図のようになる。これはスペルミンがプトレシン、
スペルミジンに対して拮抗阻害を引き起こすためである
Next, when 30 μ/Ω of spermine coexists, the calibration curve becomes as shown in FIG. This is spermine putrescine,
This is because it causes competitive inhibition against spermidine.

実液に近いモデルとして、スペルミン30mg/Qの液
を新鮮液、スペルミン30■/Q、プトレシン、スペル
ミジンが各々4■/Qの液を初期腐敗液とすると、それ
ぞれに対する出力を第8図に示す。このようにセンサー
は腐敗に対して明瞭な応答を示している。
As a model that is close to the actual solution, let us assume that a solution containing 30 mg/Q of spermine is a fresh solution, and a solution containing 30 μ/Q of spermine, putrescine, and spermidine as an initial spoilage fluid is used as the initial spoiled fluid. Figure 8 shows the output for each. . The sensor thus shows a clear response to decay.

サンプルテスト 冷凍豚肉を4℃の冷蔵庫にうつし、80経過後の食肉を
同重量の純水でホモジナイズしてろ過した液を5 mQ
サンプリングしてポリアミンセンサに供した結果を第9
図に示す。また、解凍後冷蔵保存した肉を一日ごとにL
ogずつスライスして採取し、20IIIQの生理的食
塩水で振盪により抽出した液をサンプルとした。このサ
ンプルの生菌数と、サンプルを2.5mQサンプリング
してポリアミンセンサに供した結果を第10図に示す。
Sample test Transfer frozen pork to a refrigerator at 4℃, homogenize the meat after 80 minutes with the same weight of pure water, filter the liquid, and use 5 mQ.
The results of sampling and subjecting to the polyamine sensor are shown in the 9th section.
As shown in the figure. In addition, meat that has been refrigerated after thawing can be
The sample was obtained by slicing and extracting 20 oz of the sample by shaking with 20 IIIQ physiological saline. FIG. 10 shows the number of viable bacteria in this sample and the results of sampling 2.5 mQ of the sample and subjecting it to a polyamine sensor.

センサは60目から明瞭な立ち」;りを示し、次第に出
力は大きくなり、生菌数の増加と対応している。このよ
うにしてポリアミンセンサは生菌数I X 107個/
gオーダーの初期腐敗を検知し得ることが示された。
The sensor showed a clear rise from the 60th mark, and the output gradually increased, corresponding to an increase in the number of viable bacteria. In this way, the polyamine sensor has a viable bacterial count I x 107/
It has been shown that it is possible to detect initial decomposition on the order of g.

電極の安定性 ポリアミンセンサを室温に保存し、随時最終濃度で10
■/Qのプトレシンに供した際の出力の経時変化を第1
1図に示す。その結果、ポリアミンセンサは実用的な安
定性を持ち、繰り返し使用に耐えることが示される。ま
た、冷蔵保存した場合は第12図に示すように数ケ月間
安定であった。
Stability of the Electrode Store the polyamine sensor at room temperature and adjust the final concentration from time to time to 10
■The time-dependent change in output when subjected to putrescine of /Q is shown in the first graph.
Shown in Figure 1. The results show that the polyamine sensor has practical stability and can withstand repeated use. Furthermore, when stored in a refrigerator, it was stable for several months as shown in Figure 12.

以上のように、ミクロコッカス・ルーベンス由来のプト
レシンオキシダーゼを固定化した酵素膜を用いたポリア
ミンセンサは、スペルミジン、力ダベリンに対する出力
も大きくなり、サンプル液をセンサーを浸漬した3aN
液に加えるだけで、短時間で初期腐敗の有無を知ること
ができ、本発明ポリアミンセンサの実用性が認められた
。この場合、本発明センサは繰り返し使用が可能であり
、ランニングコストも安価となる。
As described above, the polyamine sensor using an enzyme membrane immobilized with putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens has a large output for spermidine and force davelin, and the sample solution is 3aN in which the sensor is immersed.
The practicality of the polyamine sensor of the present invention was confirmed by simply adding it to the liquid, allowing the presence or absence of initial spoilage to be determined in a short time. In this case, the sensor of the present invention can be used repeatedly and its running cost is low.

なお、上記実施例ではポリアミンセンサを畜肉について
適用したが、プトレシン、スペルミジン、カダベリンを
含む他の試料に対しても適用可能である。
In the above embodiment, the polyamine sensor was applied to livestock meat, but it can also be applied to other samples containing putrescine, spermidine, and cadaverine.

また、尿中でアセチル抱合体となっているポリアミンに
対しても、或いはアシルポリアミン加水分解酵素などで
加水分解して脱抱合したサンプルに対しても適用可能で
ある。
Furthermore, it is also applicable to polyamines in the form of acetyl conjugates in urine, or to samples that have been hydrolyzed and deconjugated with an acyl polyamine hydrolase or the like.

また、第4図のpII特性からも明らかなように、pH
9,2においてプトレシン、スペルミジン、カダベリン
に対して最も感度がよいので、このpIIで一般には使
用できるが、pH6,8ではスペルミジン、カダベリン
に対してはほとんど感度を失うため、プトレシンのみを
検知したい場合はpH6,8で測定することによって可
能となる。
Furthermore, as is clear from the pII characteristics in Figure 4, the pH
Since it is most sensitive to putrescine, spermidine, and cadaverine at pH 9.2, it can generally be used with this pII, but it loses almost all sensitivity to spermidine and cadaverine at pH 6.8, so if you want to detect only putrescine. is possible by measuring at pH 6.8.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以」−説明したように1本発明のポリアミンセンサは、
プトレシン、スペルミジン、カダベリン等のポリアミン
量を迅速かつ正確に測定し得、食肉鮮度の判定、がんの
診断等に簡便に使用できるものである。
- As explained above, the polyamine sensor of the present invention is
It can quickly and accurately measure the amount of polyamines such as putrescine, spermidine, and cadaverine, and can be easily used for determining meat freshness, diagnosing cancer, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す概略正面図、第2図(
A)、(B)、(C)はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す概略正面図、第3図(A)、(I3)、(C)はそ
れぞれ下地Tl!極として酸素電極を用いた本発明ポリ
アミンの検量線の一例を示すグラフ、第4図は本発明ポ
リアミンセンサのpH特性を示すグラフ、第5図(A)
、(B)はそれぞれ下地電極として過酸化水素電極を用
いた本発明ポリアミンセンサの検量線の一例を示すグラ
フ、第6図及び第7図は下地電極として酸素電極を用い
た本発明ポリアミンセンサの実液レベルの条件での1l
lll定における検量線の一例を示すグラフ、第8図は
実液レベルの条件での測定における本発明ポリアミンセ
ンサの出力の一例を示すグラフ、第9図及び第10図は
それぞれサンプルテストにおいて試料を測定したときの
本発明ポリアミンセンサの出力の一例を示すグラフ、第
11図及び第12図はそれぞれ本発明ポリアミンセンサ
を保存した場合におけろ出力の経時変化を示すグラフで
ある。 出願人  食品産業オンラインセンサー技術研究組合 代理人  弁理士 小 島 隆 同 第1図 第2図 第5図 (A) 0    +s      +L Isa−ミ;−;JLKtL (−2/zン(B) O身      g      IL lo(、、t、> ”、 t3;f、、rf <−3/
l)O午           g イブ゛シフ″飼>1/1こ−l々ン 第7図 O+           ざ ナブ′、ニー111しンLL(ゴ/J! ン第8図  
     第9図 第10図 第11図 OIQ        λo        jo  
      旬Thl;8eL(E2)< pg ’?
x+:1lhE第12図
FIG. 1 is a schematic front view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 (
A), (B), and (C) are schematic front views showing other embodiments of the present invention, and FIGS. 3(A), (I3), and (C) are respectively the base Tl! A graph showing an example of the calibration curve of the polyamine of the present invention using an oxygen electrode as a pole, FIG. 4 is a graph showing the pH characteristics of the polyamine sensor of the present invention, FIG. 5 (A)
, (B) are graphs showing an example of the calibration curve of the polyamine sensor of the present invention using a hydrogen peroxide electrode as the base electrode, and Figures 6 and 7 are graphs showing an example of the calibration curve of the polyamine sensor of the present invention using an oxygen electrode as the base electrode. 1 liter under actual liquid level conditions
Fig. 8 is a graph showing an example of the output of the polyamine sensor of the present invention in measurement under actual liquid level conditions, and Figs. 9 and 10 are graphs showing an example of the calibration curve in the sample test. A graph showing an example of the output of the polyamine sensor of the present invention when measured, and FIGS. 11 and 12 are graphs showing changes in output over time when the polyamine sensor of the present invention is stored, respectively. Applicant Food Industry Online Sensor Technology Research Association Representative Patent Attorney Takashi Kojima Figure 1 Figure 2 Figure 5 (A) 0 +s +L Isa-mi;-;JLKtL (-2/zn(B) O-body g IL lo(,, t, > ”, t3; f,, rf <-3/
l) Ogog Ibushifu''kai > 1/1 Ko-lman Fig. 7 O+ Zanabu', knee 111 Shin LL (Go/J! N Fig. 8
Figure 9 Figure 10 Figure 11 OIQ λo jo
Shun Thl;8eL(E2)<pg'?
x+:1lhEFigure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ミクロコッカス・ルーベンス由来のプトレシンオキ
シダーゼを固定化した固定化酵素膜を下地電極の検出端
に装着してなることを特徴とするポリアミンセンサ。 2、固定化酵素膜が担体にミクロコッカス・ルーベンス
由来のプトレシンオキシダーゼを共有結合法によって固
定化したものである特許請求の範囲第1項記載のポリア
ミンセンサ。 3、下地電極が酸素電極又は過酸化水素電極である特許
請求の範囲第1項又は第2項記載のポリアミンセンサ。
[Claims] 1. A polyamine sensor comprising an immobilized enzyme membrane on which putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens is attached to the detection end of a base electrode. 2. The polyamine sensor according to claim 1, wherein the immobilized enzyme membrane is one in which putrescine oxidase derived from Micrococcus rubens is immobilized on a carrier by a covalent bonding method. 3. The polyamine sensor according to claim 1 or 2, wherein the base electrode is an oxygen electrode or a hydrogen peroxide electrode.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233092A (en) * 2003-01-28 2004-08-19 Japan Science & Technology Agency Method for electrochemically measuring agmatine combined with enzyme
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