JPH03285697A - Method for testing chemoluminescence - Google Patents

Method for testing chemoluminescence

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JPH03285697A
JPH03285697A JP8472990A JP8472990A JPH03285697A JP H03285697 A JPH03285697 A JP H03285697A JP 8472990 A JP8472990 A JP 8472990A JP 8472990 A JP8472990 A JP 8472990A JP H03285697 A JPH03285697 A JP H03285697A
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chemiluminescence
luminescence
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純生 浅見
Kengo Akimoto
健吾 秋元
Teruo Amachi
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Abstract

PURPOSE:To measure a peroxy lipid, etc., in high sensitivity by reacting a peroxidase, an oxidizing agent and a luminous substrate selected from luminol and isoluminol with each other and subsequently detecting a component relating to the produced chemoluminescence. CONSTITUTION:A peroxidase, an oxidizing agent and a luminous substrate selected from luminol and isoluminol are reacted with each other in the presence of a chemoluminescence sensitizer to generate the chemoluminescence, thereby detecting or quantifying one of the reagents relating to the reaction. The sensitizer includes hydrazobenzene, indigo, 3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone.HCl, alpha-naphthoquinone, indophenol, phenylhydrazine, 8-hydroxyquinoline, phenolphthalein, L-tryptophan and N,N-dimethylindoaniline.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、アルスロマイセス属またはコプリヌス属に属
する真菌に由来するペルオキシダーゼを触媒酵素として
用いる化学発光反応における発光の増強および安定化方
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for enhancing and stabilizing luminescence in a chemiluminescent reaction using peroxidase derived from a fungus belonging to the genus Arthromyces or Coprinus as a catalytic enzyme.

近年、とみに健康維持管理、あるいは生体の異常状態の
早期発見の重要性が認識され、生体の微細な代謝変動・
異常を把握する手段として生化学的指標となる生体成分
の簡便で迅速な定量分析法、とくに特異選択性に優れた
酵素学的手法を用いた方法が開発および応用されつつあ
る。その際、生化学的指標となる生体成分は、選択的酵
素を用いて、測定可能なシグナル化合物(例えば、過酸
化水素やNAD (P)+など)に変換して定量される
。このような最終シグナル化合物として特に頻繁に利用
されているのは過酸化水素であり、過酸化水素を与える
酵素共役反応系の開発も精ツJ的に行われている。最終
シグナル化合物である過酸化水素を定量するためには、
ペルオキシダーゼ(以下、PODと略す)を触媒酵素と
して用いる化学発光反応が広く利用されている。本願発
明はこの化学発光反応における発光の増強および安定化
方法に関する。
In recent years, the importance of health maintenance and management or the early detection of abnormal conditions in the body has been recognized, and the importance of early detection of abnormal conditions in the body has been recognized.
As a means of understanding abnormalities, simple and rapid quantitative analysis methods for biological components that serve as biochemical indicators are being developed and applied, particularly methods using enzymatic methods with excellent specific selectivity. At that time, biological components serving as biochemical indicators are converted into measurable signal compounds (eg, hydrogen peroxide, NAD (P) +, etc.) using selective enzymes, and then quantified. Hydrogen peroxide is particularly frequently used as such a final signal compound, and the development of an enzyme-coupled reaction system that provides hydrogen peroxide is also being carried out in an elaborate manner. To quantify hydrogen peroxide, the final signal compound,
Chemiluminescence reactions using peroxidase (hereinafter abbreviated as POD) as a catalytic enzyme are widely used. The present invention relates to a method for enhancing and stabilizing luminescence in this chemiluminescent reaction.

(従来の技術) PODによる化学発光反応を、酸化剤として例えば過酸
化水素を用いた場合を例にして示せば、次の反応式で表
される: 0D H20□+AH2−→ 2H,、O+A(式中、Al1
はPODの反応基質を表す)この反応により定量可能な
発光(光子の放出)を導き出すことができる。なお、反
応式で生じるAが色素や蛍光物質である方法も知られて
いるが、発光量を測定する方法はもっとも感度が高いの
で、生体サンプル例えば、定期診断時における採血量な
どの少量化が可能であるし、生体サンプルを十分に希釈
して反応を行うことができるためサンプル中の反応妨害
物質の影響も少なくできるなどの種々の利点を有する。
(Prior Art) The chemiluminescent reaction by POD, using hydrogen peroxide as an oxidizing agent, is expressed by the following reaction formula: 0D H20□+AH2-→ 2H,, O+A( In the formula, Al1
represents the reactive substrate of POD) This reaction can lead to a quantifiable luminescence (emission of photons). There are also known methods in which A produced in the reaction equation is a dye or fluorescent substance, but the method that measures the amount of luminescence has the highest sensitivity, so it is possible to reduce the amount of biological samples, such as the amount of blood collected during periodic diagnosis. This method has various advantages, such as being able to sufficiently dilute the biological sample before carrying out the reaction, thereby reducing the influence of reaction-interfering substances in the sample.

また、発光量を測定する方法の持つ高い測定感度は、従
来測定域に到達していないために生化学的指標と成り得
なかった生体成分についても測定対象にすることを可能
にするであろうと期待されている。
In addition, the high measurement sensitivity of the method of measuring luminescence amount will make it possible to measure biological components that could not be used as biochemical indicators because they did not reach the measurement range. It is expected.

PODによる化学発光の詳細なメカニズムは完全には解
明されていないが、西洋わさび由来のペルオキシダーゼ
(以下、HRPと略す)を用いた検討が広く行われてい
る。しかしながら、HRPは他の無機発光触媒に比べて
より穏和な条件で発光が起きるという利点があるものの
、HRPの発光触媒能は、生体成分の微量定量反応に使
用するためには不十分である。この問題を解決する一手
段として、HRPの化学発光を増強する化合物が種々見
出されているが(特開昭59−171839号および特
表昭59−500252号公報)、そのような増感剤を
使用しても、HRPの化学発光触媒能は未だ必ずしも満
足すべきレベルに達していない。
Although the detailed mechanism of chemiluminescence caused by POD has not been completely elucidated, studies using peroxidase derived from horseradish (hereinafter abbreviated as HRP) have been widely conducted. However, although HRP has the advantage of emitting light under milder conditions than other inorganic light-emitting catalysts, the light-emitting catalytic ability of HRP is insufficient for use in microquantitative reactions of biological components. As a means of solving this problem, various compounds that enhance the chemiluminescence of HRP have been found (Japanese Patent Application Laid-Open No. 171839/1983 and Japanese Patent Application Publication No. 59/500252), but such sensitizers Even with the use of HRP, the chemiluminescent catalytic ability of HRP has not yet reached a satisfactory level.

さらに、入手可能なHR,Pは多くの場合複数のアイゾ
ザイムの混合物であるため、定量反応の精度や再現性に
影響を与え、さらにHRPは発光反応の挙動が複雑であ
り、例えば、発光反応速度が経時的に変動して脈打つ発
光パターンを示すなどして、定量的測定を行う上で反応
の制御が困難であるという問題もある。
Furthermore, available HR,P is often a mixture of multiple isozymes, which affects the accuracy and reproducibility of quantitative reactions, and HRP has complex luminescence reaction behavior, such as luminescence reaction rate. There is also the problem that it is difficult to control the reaction when performing quantitative measurements, such as by exhibiting a pulsating luminescence pattern that fluctuates over time.

そこで、本発明者らはHRPよりも発光触媒能ニ優れた
PODの探索を試み、アルスロマイセス属およびコプリ
ヌス属に属する真菌の生産するペルオキシダーゼ(以下
、これらをARPおよびCcpと略す)を見出し、特開
昭61−043987号公報に開示している。ARPお
よびCCPの化学発光に対する触媒能は、HRPに比べ
て少なくとも100〜300倍優れていることも本発明
者らによって見出されている(特開昭63−21939
8号公報)。
Therefore, the present inventors attempted to search for POD with superior luminescent catalytic ability than HRP, and discovered peroxidases (hereinafter abbreviated as ARP and Ccp) produced by fungi belonging to the genus Arthromyces and Coprinus, and discovered that It is disclosed in Publication No. 61-043987. The present inventors have also found that the catalytic ability of ARP and CCP for chemiluminescence is at least 100 to 300 times better than that of HRP (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-21939).
Publication No. 8).

(発明が解決しようとする課題) 本発明はARPあるいはCCPの優れた発光触媒能を、
増感剤を用いてさらに高め、生体成分等を微量定量する
ために一層適するようにした化学発光定量法を提供する
ことを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention utilizes the excellent luminescent catalytic ability of ARP or CCP,
It is an object of the present invention to provide a chemiluminescence quantitative method that is further enhanced using a sensitizer and made more suitable for quantifying trace amounts of biological components and the like.

本発明はまた、ARPまたはCCPが触媒して生じる発
光(シグナル)と非特異的発光(ノイズ)の比、即ちシ
グナル/ノイズ比が高い条件で、これら酵素の触媒能を
増強することにより、微量成分の定量のために特に適し
た化学発光定量法を提供することを目的とする。
The present invention also aims to increase the catalytic ability of these enzymes by enhancing the catalytic ability of these enzymes under conditions where the ratio of light emission (signal) generated by ARP or CCP to non-specific light emission (noise), that is, the signal/noise ratio is high. The object is to provide a chemiluminescence assay particularly suitable for the determination of components.

さらに、増感された化学発光反応はしばしば短時間で停
止してしまうので、本発明はこのような欠点をなくして
、ARPあるいはCCPが触媒する増強された発光をで
きるだけ長時間持続させ、より簡略化された分析装置で
の定量を可能にした化学発光定量法を提供することを目
的とする。
Moreover, since the sensitized chemiluminescence reaction often stops after a short time, the present invention overcomes these drawbacks and allows the enhanced luminescence catalyzed by ARP or CCP to last as long as possible, making it simpler and easier to use. The purpose of the present invention is to provide a chemiluminescence quantitative method that enables quantitative determination using a standardized analyzer.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記目的のために、種々の検討を重ねた
結果、ARPあるいはCCPに対する化学発光増感剤と
して、ヒドラゾベンゼン、インジゴ、3−メチル−2−
ベンゾチアゾリノン ヒドラゾン・HCI、α−ナフト
キノン、インドフェノール、フェニルヒドラジン、8−
ヒドロキシキノリン、フェノールフタリン、L−トリプ
トファン、N、N−ジメチルインドアニリン、カルセイ
ン、インジゴ カルミンおよびレゾルシンを見出した。
(Means for Solving the Problems) For the above purpose, the present inventors have conducted various studies and found that hydrazobenzene, indigo, 3-methyl- 2-
Benzothiazolinone hydrazone/HCI, α-naphthoquinone, indophenol, phenylhydrazine, 8-
Hydroxyquinoline, phenolphthaline, L-tryptophan, N,N-dimethylindoaniline, calcein, indigo carmine and resorcin were found.

これらの増感剤の中で、ヒドラゾベンゼン、インジゴお
よび3−メチル−2−ベンゾチアゾリノン ヒドラジン
・HCIは、増強された化学発光を長時間持続させる点
、およびシグナル/ノイズ比が高い点で特に好ましい。
Among these sensitizers, hydrazobenzene, indigo and 3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazine HCI are notable for their long duration of enhanced chemiluminescence and high signal-to-noise ratio. It is particularly preferable.

従って本発明は、ペルオキシダーゼ;酸化剤;ルミノー
ルおよびイソルミノールからなる群から選択される発光
基質を反応させて化学発光を生じさせ、該反応に関与す
る成分のいずれかを定量する方法において、上記増感剤
の存在下で化学発光を生じさせることを特徴とする方法
である。
Therefore, the present invention provides a method for producing chemiluminescence by reacting a luminescent substrate selected from the group consisting of peroxidase; oxidizing agent; luminol and isoluminol, and quantifying any of the components involved in the reaction. This method is characterized by producing chemiluminescence in the presence of a sensitizing agent.

本発明で使用するペルオキシダーゼは、アルスロマイセ
ス属由来のペルオキシダーゼ(ARP)またはコプリヌ
ス属の真菌由来のペルオキシダーゼ(ccp)である。
The peroxidase used in the present invention is peroxidase derived from the genus Arthromyces (ARP) or peroxidase derived from a fungus of the genus Coprinus (ccp).

その例は特開昭61−043987号公報に記載されて
いる。ペルオキシダーゼには、遺伝子工学的に製造され
たものも含まれる。なお、西洋わさび由来のペルオキシ
ダーゼ(HRP)は本発明では使用されない。
An example thereof is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-043987. Peroxidases also include those produced by genetic engineering. Note that horseradish-derived peroxidase (HRP) is not used in the present invention.

本発明の方法を、行うための一例として下記の条件を設
定できる: イ)ARPあるいはCCP 0.01μg〜1000■/1 口)酸化剤 0.01 nmol−100mmol/ 1ハ)ルミノ
ールあるいはイソルミノール0 、 5 μmol −
200mmol/ (に)化学発光反応増感剤 1 μmo1〜100mmol/ 1 ホ)pH8〜11 へ)温度  10〜60°C 上記イ)〜二)の主要反応成分のうち測定対象とする少
なくとも一つを除いた混合液を作製し、反応槽(例えば
試験管など)に入れる。次に、欠けていた主要反応成分
を反応槽に添加して化学発光反応を開始させる。反応に
より生じた光は、標準的測定装置、例えば光電子倍増管
によって定量され、そのシグナルは記録計、オシロスコ
ープあるいはスカラーに送られ表示または記録される。
As an example of carrying out the method of the present invention, the following conditions can be set: a) ARP or CCP 0.01 μg to 1000 μg/1) Oxidizing agent 0.01 nmol to 100 mmol/1 c) Luminol or isoluminol 0 , 5 μmol −
200 mmol/(in) chemiluminescent reaction sensitizer 1 μmol/1 to 100 mmol/1 e) pH 8 to 11 to) Temperature 10 to 60°C At least one of the main reaction components of the above a) to 2) to be measured. A mixed solution is prepared and placed in a reaction tank (for example, a test tube). Next, the missing main reaction component is added to the reaction vessel to initiate the chemiluminescent reaction. The light produced by the reaction is quantified by standard measurement equipment, such as a photomultiplier tube, and the signal is sent to a recorder, oscilloscope or scalar for display or recording.

あるいは所望により肉眼観察してもよく、さらに写真乾
板上において反応させ定量化することもできる。本発明
者らは、発光量をルミノメータ−(ルマック/3M  
バイオカウンターM2O10型、スリーエム薬品社製)
を用い測定した。
Alternatively, if desired, the reaction may be observed with the naked eye, or the reaction may be quantified by reacting on a photographic plate. The present inventors measured the amount of luminescence using a luminometer (Lumac/3M
Biocounter M2O10 type, manufactured by 3M Pharmaceutical Co., Ltd.)
Measured using

本発明の方法によれば、酸化剤、発光基質、ペルオキシ
ダーゼおよび化学発光増感剤のいずれも検出および定量
可能であるが、酸化剤としては過酸化水素および過酸化
物質(例えば、過酸化脂質などの生体過酸化物質)が重
要な測定対象である。
According to the method of the present invention, oxidizing agents, luminescent substrates, peroxidases, and chemiluminescent sensitizers can all be detected and quantified. biological peroxides) are important targets for measurement.

生体試料中の蛋白質、ホルモン、ステロイド、核酸、代
謝中間体のような成分を酵素抗体法により定量する場合
には、測定対象に対する抗体にペルオキシダーゼを直接
結合させ過酸化水素を添加することによって、あるいは
抗体に結合させたアルカリホスファターゼあるいはグル
コースオキシダーゼのような酵素(共役酵素)の作用に
よって、反応系中に発生させた過酸化水素であってよく
、その結果に基づいて生体試料中の元の成分量を知るこ
とができる。本発明の方法は直接あるいはシグナルとし
て生成する過酸化水素を指標とすることができる分析項
目について、生体成分の微量定量以外にも種々の分析目
的に使用可能である。
When quantifying components such as proteins, hormones, steroids, nucleic acids, and metabolic intermediates in biological samples using enzyme-linked immunosorbent methods, it is possible to quantify components such as proteins, hormones, steroids, nucleic acids, and metabolic intermediates in biological samples by directly binding peroxidase to the antibody to be measured and adding hydrogen peroxide; It may be hydrogen peroxide generated in the reaction system by the action of an enzyme (coupled enzyme) such as alkaline phosphatase or glucose oxidase bound to an antibody, and based on the result, the original amount of the component in the biological sample can be determined. can be known. The method of the present invention can be used for various analytical purposes other than trace quantification of biological components for analysis items for which hydrogen peroxide produced directly or as a signal can be used as an indicator.

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが
、本発明の範囲は実施例にのみ限定されるものではない
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited only to the Examples.

実施例1    光量の増大 ARPに してARPは
特開昭61.−043987号公報に記載された方法で
精製したRZ=2.Oのものを使用した(RZはA40
3のA205に対する比である)。ルミノールおよび過
酸化水素はナカライテスク社から購入した。化学発光反
応増感剤はすカライテスク社、東京化成工業社、シグマ
社またはアルドチッチ社から購入した。その他の試薬は
ナカライテスク社から購入した。
Example 1 Increasing the amount of light using ARP RZ=2. purified by the method described in JP-043987. I used one from O (RZ is A40
3 to A205). Luminol and hydrogen peroxide were purchased from Nacalai Tesque. Chemiluminescent reaction sensitizers were purchased from Subalai Tesque, Tokyo Kasei Kogyo, Sigma, or Aldočić. Other reagents were purchased from Nacalai Tesque.

反応は、あらかじめ50mMビロリン酸・HCI緩衝液
(pH9,6)に20μg/j2のARPおよび1 m
mole / Ilのルミノールを溶解した液を作製し
、この650μmを使い捨てプラスチック試験管の中で
ジメチルスルホキシド(DMSO)に061〜1mMと
なるように溶解した化学発光反応増感剤あるいは対照の
DMSo  50μmと混合したのち、」二記ルミノメ
ータ−の発光測定部位に設置し、上記緩衝液で調製した
0、15mM過酸化水素100μmを添加することによ
り反応を開始させた。反応温度は25℃で行った。発光
はルミノメータ−に内蔵された平均発光積算計(本実施
例では30秒間の平均発光積算量で結果を示す)および
ルミノメータ−からの外部出力シグナルを記録計によっ
て記録した。観察された平均発光量およびシグナル/ノ
イズ比(S/N)を第1表に示す。
For the reaction, 20 μg/j2 of ARP and 1 m
A solution of luminol of mole/Il was prepared, and 650 μm of this solution was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 061 to 1 mM in a disposable plastic test tube. After mixing, the reaction was started by placing the luminometer at the luminescence measurement site of the luminometer and adding 100 μm of 0.15 mM hydrogen peroxide prepared with the above buffer solution. The reaction temperature was 25°C. Luminescence was recorded using an average luminescence integrator built into the luminometer (in this example, the results are shown as an average cumulative amount of luminescence over 30 seconds) and an external output signal from the luminometer using a recorder. The observed average luminescence amount and signal/noise ratio (S/N) are shown in Table 1.

第1表 添加濃度(mM)  発光量 179 0.1  34986 1.0 256604 0.1  36702 1.0 168860 0.1 176878 1.0  52649 0.1 175027 1.0 235182 0.1  30489 1.0  66859 0.1 275834 1.0  80960 8−ヒドロキシキノリン 1.0  42462L−ト
リプトファン  1.0  15684N、N−ジメチ
ルインドアニリン       0.1    320
27カルセイン      1.0  2262フイン
ジゴ カルミン  1.0  33482レゾルシン 
     1.0  25083とドラシン・MCl 3−メチル−2−ベンゾチアゾリノン 無添加 増感剤 フェニルヒドラジン インジゴ インドフェノール α−ナフトキノン ヒドラゾベンゼン S/N 39 77 751 76 73 422 316 64 1 082 572 95 0 831 54 464 11 97 672 反応は、あらかじめ50mMピロリン酸・HCI緩衝液
(pH9,6)に1μgおよび5μg/lのARP、 
1mmole /Itのルミノールを溶解した液を作製
し、この650μmを使い捨てプラスチック試験管の中
でDMSOに0.1〜1mMとなるように溶解した化学
発光反応増感剤あるいは対照としてのDMSO5011
1と混合したのち、実施例1と同様に行った。反応開始
後3分間にわたり反応を追跡し、30秒ごとの積算光量
として発光反応の持続性を比較した。結果を第2表に示
す。
Table 1 Addition concentration (mM) Luminescence amount 179 0.1 34986 1.0 256604 0.1 36702 1.0 168860 0.1 176878 1.0 52649 0.1 175027 1.0 235182 0.1 30489 1.0 66859 0.1 275834 1.0 80960 8-hydroxyquinoline 1.0 42462L-tryptophan 1.0 15684N,N-dimethylindoaniline 0.1 320
27 Calcein 1.0 2262 Findigo Carmine 1.0 33482 Resorcin
1.0 25083 and Dracin MCl 3-Methyl-2-benzothiazolinone No additive sensitizer Phenylhydrazine Indigo Indophenol α-Naphthoquinone Hydrazobenzene S/N 39 77 751 76 73 422 316 64 1 082 572 95 0 831 54 464 11 97 672 For the reaction, 1 μg and 5 μg/l of ARP,
A solution containing 1 mmole/It of luminol was prepared, and 650 μm of this solution was dissolved in DMSO to a concentration of 0.1 to 1 mM in a disposable plastic test tube.
After mixing with Example 1, the same procedure as in Example 1 was carried out. The reaction was followed for 3 minutes after the start of the reaction, and the durability of the luminescence reaction was compared as the cumulative amount of light every 30 seconds. The results are shown in Table 2.

実施例3 増感剤p垂迦1鴻。Example 3 Sensitizer p-hydrogen 1-hong.

1mMの過酸化水素を添加することにより反応を開始さ
せたこと以外、実施例1と同じ測定条件において、AR
Pを触媒として化学発光反応にりJする本発明の増感剤
の一つであるヒドラゾヘン七′ノの添加濃度の効果を調
へた。60秒間の平均発光積算量として測定した結果、
0.5〜1mM(最終濃度として30〜60μM)にお
いて最大の増感効果が得られた。結果を第1図に示す。
AR was measured under the same measurement conditions as Example 1 except that the reaction was started by adding 1 mM hydrogen peroxide
The effect of the concentration of hydrazoene, which is one of the sensitizers of the present invention that undergoes a chemiluminescent reaction using P as a catalyst, was investigated. As a result of measurement as the average cumulative amount of luminescence for 60 seconds,
The maximum sensitizing effect was obtained at 0.5-1 mM (30-60 μM final concentration). The results are shown in Figure 1.

実施例4 増薬孔学逸芳叉応仁−た−す(餅卑1本発明
の増感剤の一つであるヒドラゾベンゼ:71mMを添加
した場合の増・感化早発光反応におHJるpHの影響を
、増感剤を加λないI)MSO(対照)の場合と比較し
て実施例3と同様の条件下−(’ 1iili定した。
Example 4 Effect of pH on the sensitized rapid luminescence reaction when 71 mM of hydrazobenze, one of the sensitizers of the present invention, was added. , under the same conditions as in Example 3, compared with the case of I) MSO without sensitizer (control).

pHの影響を調べるため、50mM1・リス・11C1
緩衝液(pH8,3−9,5) 、50mMビロリン酸
・HCI緩衝液(pH8,7へ9.6)、100mMグ
リシン・NaOH緩衝液(pH9,0−11゜0)を用
いた。その結果、ヒドラゾベンゼン無添加の場合に比べ
、至適pHは中性側にシフトし、ピロリン酸・HCI緩
衝液pH9,6近辺で発光反応が最大となることがわか
った。結果を第2図に示す。第2図において、ヒドラゾ
ベンゼンで増感された化学発光を実線、ヒドラゾベンゼ
ンを加えない場合の化学発光を破線で示し2、白丸は)
・リス・HCI緩衝液、黒丸はピロリン酸・HCI緩衝
液、二重丸はグリシン・NaOH緩衝液での化学発光を
示す。
In order to investigate the effect of pH, 50mM1・Squirrel・11C1
Buffer (pH 8.3-9.5), 50 mM birophosphate/HCI buffer (pH 8.7 to 9.6), and 100 mM glycine/NaOH buffer (pH 9.0-11.0) were used. As a result, it was found that the optimum pH shifted to the neutral side compared to the case without the addition of hydrazobenzene, and the luminescent reaction reached its maximum at around pH 9.6 of the pyrophosphoric acid/HCI buffer. The results are shown in Figure 2. In Figure 2, the chemiluminescence sensitized with hydrazobenzene is shown as a solid line, and the chemiluminescence without the addition of hydrazobenzene is shown as a broken line (2, white circles are).
- Chemiluminescence in Lis-HCI buffer, black circles in pyrophosphate-HCI buffer, and double circles in glycine-NaOH buffer.

実施例5ARPの増感 光による定量可本発明の増感剤
の一つであるヒドラゾベンゼンを用い、増感発光反応に
基づ<ARPの定量可能域を以下に示す条件下で調べた
。同時に、HRP(RZ=3.5・東洋紡社製)におi
Jる化学発光、特にHRPの増感剤として既に知られで
いる6ヒトロキシベンゾチアゾールによるH RPの増
感発光系(ソープ(Thorpe)ら、Anal。
Example 5 Sensitization of ARP Quantifiable by light Using hydrazobenzene, which is one of the sensitizers of the present invention, the quantifiable range of ARP was investigated under the conditions shown below based on the sensitized luminescent reaction. At the same time, HRP (RZ=3.5, manufactured by Toyobo Co., Ltd.)
Chemiluminescence, in particular, a sensitized luminescence system for HRP using 6-hydroxybenzothiazole, which is already known as a sensitizer for HRP (Thorpe et al., Anal.

Biochem、  145 96.1985)との比
較を行った。
Biochem, 145 96.1985).

反応は、あらかじめARPの場合には50mMビロリン
酸・HCI緩衝液(pH9,6) 、HRPの 6− 場合にはO,IM トリス・HCI緩衝液(pH8゜5
)に2μg〜4mg/I!(反応液の最終濃度としTO
,i6μg−325,czg/ff1.m相当) (7
)POD、 1mmole / lのルミノールを溶解
した影響を作製し、この650μmを使い捨てプラスチ
ック試験管の中でDMSOに1mMとなるように溶解し
た上記増感剤あるいは対照のDMSo  50μmと混
合し、1mMの過酸化水素100μmを添加することに
より反応を開始させた。その他の反応条件は実施例1と
同様にした。増感剤としてヒドラゾベンゼンを加えたA
 RPによる増感発光系においては、HRPによる増感
発光系に比べ、より低濃度域における定量が可能であり
、定量可能域がより広範であることがわかった(反応最
終ARP濃度として0.16μg〜16.3μg/j2
において定量可能であった)。結果を第3図に示す。
The reaction was carried out in advance with 50mM birophosphate/HCI buffer (pH 9.6) for ARP, and O,IM Tris/HCI buffer (pH 8.5) for HRP.
) to 2 μg to 4 mg/I! (The final concentration of the reaction solution is TO
, i6μg-325, czg/ff1. m equivalent) (7
) POD, an effect of 1 mmole/l luminol was prepared and 650 μm of this was mixed in a disposable plastic test tube with 50 μm of the above sensitizer or control DMSo dissolved to 1 mM in DMSO, The reaction was started by adding 100 μm of hydrogen peroxide. Other reaction conditions were the same as in Example 1. A with hydrazobenzene added as a sensitizer
It was found that in the RP-sensitized luminescence system, quantification is possible in a lower concentration range and the quantifiable range is broader than in the HRP-sensitized luminescence system (0.16 μg as the final reaction ARP concentration). ~16.3μg/j2
was quantifiable). The results are shown in Figure 3.

第3図において、白丸はARP (ヒドラゾベンゼン添
加)、×の入った丸はARP (増感剤無添加)、黒丸
はHRP (6−ヒドロキシベンゾチアゾール添加)、
二重丸はHRP (増感剤無添加)の定量可能域をそれ
ぞれ示している。
In Figure 3, white circles are ARP (hydrazobenzene added), circles with x are ARP (no sensitizer added), black circles are HRP (6-hydroxybenzothiazole added),
The double circles indicate the quantifiable range of HRP (no sensitizer added).

実施例6  ARPの増感 光による過  水 の」 ARPの濃度を2.5mg/1、反応開始のために添加
する過酸化水素を1nM〜4. mMとした以外は実施
例5と同じ条件において、本発明の方法による過酸化水
素の定量可能域を調べた。増感剤としてヒドラゾベンゼ
ンを添加したARPによる増感発光系において、反応最
終濃度として0.25〜500nMの過酸化水素が定量
可能であった。結果を第4図に示す。
Example 6 Sensitization of ARP Photoinduced hydration The concentration of ARP was 2.5 mg/1, and the amount of hydrogen peroxide added to initiate the reaction was 1 nM to 4. The quantifiable range of hydrogen peroxide by the method of the present invention was investigated under the same conditions as in Example 5 except that the concentration was set to mM. In the ARP-sensitized luminescence system in which hydrazobenzene was added as a sensitizer, hydrogen peroxide at a final reaction concentration of 0.25 to 500 nM could be quantified. The results are shown in Figure 4.

実施例7     量の増  CCPに してCCPに
ついてもARPと同様に化学発光が本発明の増感剤で増
大することを確認するため、AR,Pの代わりにCCP
を用いて実施例1と同様の試験を行った。CCPはRZ
が2.1のものを使用した。その結果、本発明の増感剤
はCCPにおいてもARPの場合と同様の増感効果を示
した。
Example 7 Increasing the amount of CCP In order to confirm that the chemiluminescence of CCP is increased by the sensitizer of the present invention in the same way as ARP, CCP was added instead of AR, P.
A test similar to that in Example 1 was conducted using the following. CCP is RZ
2.1 was used. As a result, the sensitizer of the present invention showed the same sensitizing effect in CCP as in ARP.

結果を第3表に示す。The results are shown in Table 3.

第3表 増感剤 添加濃度 発光量 S/N 無添加 ヒドラゾベンゼン インジゴ MBTH* 0.1mM 1.0mM 0.1mM 1.0mM 0.1mM 194 1639 3263 8019 15935 10643 93 940 771 72 55 9149 反応は、1μg/lのCCPを用いそして増感剤を0.
1mMとなるようにDMSOに溶解させた以外、実施例
2と同様に行った。その結果、ARPにおいて発光反応
の持続化を示す化合物はCCPに置いても同様の効果を
示した。結果を第4表に示す。
Table 3 Sensitizer added concentration Luminescence amount S/N No additive hydrazobenzene indigo MBTH* 0.1mM 1.0mM 0.1mM 1.0mM 0.1mM 194 1639 3263 8019 15935 10643 93 940 771 72 55 9149 Reaction is , 1 μg/l of CCP and 0.0 μg/l of sensitizer.
The same procedure as in Example 2 was performed except that the solution was dissolved in DMSO to a concentration of 1 mM. As a result, compounds that showed a sustained luminescence reaction in ARP showed similar effects when placed in CCP. The results are shown in Table 4.

9 0 実施例9 Kへ旦旦至定量 本発明の方法によるNADHの定量を行った。9 0 Example 9 A certain amount once to K NADH was quantified by the method of the present invention.

発光増感剤としてはヒドラゾベンゼンを用いた。Hydrazobenzene was used as a luminescence sensitizer.

あらかじめ50mMビロリン酸・HCI緩衝液(pH9
,3)にARPo、1■/1およびルミノール1 mm
ole / Ilを溶解した液600μm、上記緩衝液
に0.1mM〜1mM(最終濃度として6゜25μM〜
62.5μM)となるよう溶解したNADH溶液50μ
11および1mMヒドラゾベンゼン/DMSO溶液50
μmからなる混合液に100μmの1.6μM1−メト
キシ 5−メチルツェナジニウムメチルサルフェート(
上記緩衝液に溶解)を添加することにより発光反応を開
始させた。
Prepare 50mM birophosphate/HCI buffer (pH 9) in advance.
, 3) with ARPo, 1/1 and Luminol 1 mm
600 μm of a solution containing ole/Il, 0.1 mM to 1 mM in the above buffer (final concentration of 6°25 μM to
50μ of NADH solution dissolved to give 62.5μM)
11 and 1 mM hydrazobenzene/DMSO solution 50
Add 100 μm of 1.6 μM 1-methoxy 5-methylzenadinium methyl sulfate (
The luminescence reaction was initiated by adding the above buffer solution).

発光測定方法は、60秒間の平均発光量で測定したこと
を除き、実施例1と同様である。結果を第5図に示す。
The method for measuring luminescence was the same as in Example 1, except that the average luminescence amount was measured for 60 seconds. The results are shown in Figure 5.

実施例10 クメンヒドロペルオキシドの 量ARPを
用いた化学発光反応における酸化剤として、過酸化物の
−っであるクメンヒドロペルオキシドを定量した。増感
剤としてはヒドラゾベンゼンを用いた。ARPを0.4
mg〜10■/lの濃度で50mMピロリン酸・HCI
緩衝液(pH9゜3)に溶解したこと、過酸化水素の代
わりに1mMのクメンヒドロペルオキシド溶液を100
μl添加することにより反応を開始したこと以外、実施
例1と同様の方法で発光測定を行った。60秒間の平均
発光量として得られたヒドラゾベンゼンによる増感発光
の結果を第5表に示す。
Example 10 Amount of Cumene Hydroperoxide Cumene hydroperoxide, which is a peroxide, was quantified as an oxidizing agent in a chemiluminescent reaction using ARP. Hydrazobenzene was used as a sensitizer. ARP 0.4
50mM pyrophosphate HCI at a concentration of mg~10■/l
1mM cumene hydroperoxide solution was dissolved in a buffer solution (pH 9°3) and 100% of cumene hydroperoxide solution was added instead of hydrogen peroxide.
Luminescence measurement was performed in the same manner as in Example 1, except that the reaction was started by adding μl. Table 5 shows the results of hydrazobenzene-sensitized luminescence obtained as the average luminescence amount for 60 seconds.

第5表 0  4      82      11951.0
     112      44322.0    
 164      86074.0     168
     1169710  0     201  
   15328実施例」−1増感斉によるー゛′ 応
の、゛性ARPの濃度を2μg/ffとした以外は実施
例1と同じ条件で反応させ、ルミノメータ−から出た外
部出力シグナルを記録計によって追跡し、増感剤の一つ
であるヒドラゾベンゼン添加による増感発光パターンを
調べた。第6図に結果を示す。
Table 5 0 4 82 11951.0
112 44322.0
164 86074.0 168
1169710 0 201
15328 Example 1 - 1 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the concentration of ARP was 2 μg/ff, and the external output signal from the luminometer was recorded. The sensitized luminescence pattern due to the addition of hydrazobenzene, which is one of the sensitizers, was investigated. The results are shown in Figure 6.

この図から明らかなとおり、増感剤により増強された化
学発光は、10分間あるいはそれ以」二にわたって安定
に持続した。
As is clear from this figure, the chemiluminescence enhanced by the sensitizer persisted stably for 10 minutes or longer.

実施例12  VmaxおよびKmに  る増感 の■ ARPあるいはHRPの濃度を100μg/1、反応開
始のために添加する過酸化水素を1μM〜1mMとして
以外は、実施例5と同じ条件において化学発光反応を行
った。これにより得られた過酸化水素の各濃度における
発光量をもとに、ラインウィーバーφバーク(L i 
n ewe a v e r −Burk)のプロット
(二重逆数プロット)から、ミカエリス定数(Km)お
よび最大速度(vmax)を求めた。その結果、本発明
の化学発光増感剤の添加はミカエリス定数にほとんど変
化を与えないが、最大速度(Vmax)を顕著に増大さ
せることがわかった。結果を第6表に示す。
Example 12 Sensitization by Vmax and Km Chemiluminescent reaction was carried out under the same conditions as in Example 5, except that the concentration of ARP or HRP was 100 μg/1 and the hydrogen peroxide added to initiate the reaction was 1 μM to 1 mM. I did it. Based on the amount of luminescence obtained at each concentration of hydrogen peroxide, Lineweaver φ Bark (L i
The Michaelis constant (Km) and the maximum velocity (vmax) were determined from the plot (double reciprocal plot) of new ave r - Burk). As a result, it was found that addition of the chemiluminescent sensitizer of the present invention hardly changes the Michaelis constant, but significantly increases the maximum velocity (Vmax). The results are shown in Table 6.

第6表 Vmax(10−”’M  PODあたり)RP 00 ARP+ヒドラソ゛ヘンゼン 150 ベンゾチアゾール (発明の効果) 本発明によれば、化学発光触媒能がHRPよりも高い、
ARPおよびCCPの触媒能をさらに増強する化学発光
増感剤を使用することにより、極めて感度の高い過酸化
水素や過酸化脂質等の測定方法が可能になった。本発明
の方法はシグナル/ノイズ比の高い条件で測定を行うこ
とが可能である。また、本発明の方法は、増感された化
学発光が安定に長時間持続するので、測定の精度にも優
れており、臨床検査等の生体成分の分析のために非常に
適するものである。
Table 6 Vmax (per 10-”'M POD) RP 00 ARP + Hydrasohenzene 150 Benzothiazole (Effects of the Invention) According to the present invention, the chemiluminescence catalytic ability is higher than that of HRP.
By using chemiluminescent sensitizers that further enhance the catalytic abilities of ARP and CCP, extremely sensitive methods for measuring hydrogen peroxide, lipid peroxide, etc. have become possible. The method of the present invention allows measurements to be performed under conditions with a high signal/noise ratio. In addition, the method of the present invention has excellent measurement accuracy because the sensitized chemiluminescence stably lasts for a long time, and is very suitable for analysis of biological components in clinical tests and the like.

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

第1図は増感剤ヒドラゾベンゼンと化学発光の量の関係
を示すグラフである。 第2図は増感剤の存在下におけるpHと化学発光の量の
関係を示すグラフである。 第3図は増感剤の存在下で化学発光を行う場合に使用さ
れるPODの濃度範囲を調べた結果を示すグラフである
。 第4図は本発明の方法で過酸化水素量を定量した結果を
示すグラフである。 第5図は本発明の方法でNADHを定量した結果を示す
グラフである。 第6図は増感剤の存在下における化学発光の持続を示す
グラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the sensitizer hydrazobenzene and the amount of chemiluminescence. FIG. 2 is a graph showing the relationship between pH and the amount of chemiluminescence in the presence of a sensitizer. FIG. 3 is a graph showing the results of examining the concentration range of POD used when performing chemiluminescence in the presence of a sensitizer. FIG. 4 is a graph showing the results of quantifying the amount of hydrogen peroxide using the method of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the results of quantifying NADH using the method of the present invention. FIG. 6 is a graph showing the persistence of chemiluminescence in the presence of a sensitizer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ペルオキシダーゼ;酸化剤;ルミノールおよびイソ
ルミノールからなる群から選択される発光基質;を反応
させて化学発光を生じさせ、該反応に関与する成分のい
ずれかを検出もしくは定量する方法において、ヒドラゾ
ベンゼン、インジゴ、3−メチル−2−ベンゾチアゾリ
ノンヒドラゾン・HC1、α−ナフトキノン、インドフ
ェノール、フェニルヒドラジン、8−ヒドロキシキノリ
ン、フェノールフタリン、L−トリプトファン、N,N
−ジメチルインドアニリン、カルセイン、インジゴカル
ミンおよびレゾルシンからなる群から選択される化学発
光増感剤の存在下で化学発光を生じさせることを特徴と
する方法。 2、増感剤が、ヒドラゾベンゼン、インジゴ、3−メチ
ル−2−ベンゾチアゾリノンヒドラゾン・HC1からな
る群から選択される、請求項1記載の方法。 3、ペルオキシダーゼがアルスロマイセス属またはコプ
リヌス属に属する真菌由来の酵素である、請求項1また
は2記載の方法。 4、検出もしくは定量される成分が、酸化剤としての過
酸化水素であり、該過酸化水素が他の物質から酵素の作
用によって生成したものである、請求項1ないし3のい
ずれか1項記載の方法。
[Claims] 1. Reacting peroxidase; oxidizing agent; luminescent substrate selected from the group consisting of luminol and isoluminol to produce chemiluminescence, and detecting or quantifying any of the components involved in the reaction. In the method of
- A method characterized in that chemiluminescence is produced in the presence of a chemiluminescence sensitizer selected from the group consisting of dimethylindoaniline, calcein, indigo carmine and resorcinol. 2. The method of claim 1, wherein the sensitizer is selected from the group consisting of hydrazobenzene, indigo, 3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone.HC1. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the peroxidase is an enzyme derived from a fungus belonging to the genus Arthromyces or the genus Coprinus. 4. The component to be detected or quantified is hydrogen peroxide as an oxidizing agent, and the hydrogen peroxide is produced from another substance by the action of an enzyme, according to any one of claims 1 to 3. the method of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010281652A (en) * 2009-06-04 2010-12-16 Kikkoman Corp Peroxidase chemiluminescence measuring reagent
JP2011043447A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Kikkoman Corp Emission enhancement method of peroxidase chemiluminescent reaction
JP2015042156A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 国立大学法人北海道大学 Atp measurement method of blood sample and kit therefor

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