JPH04224583A - ハプテン−ビオチン複合体及び免疫検定法 - Google Patents
ハプテン−ビオチン複合体及び免疫検定法Info
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- A61K47/557—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic compound pre-targeting systems involving an organic compound, other than a peptide, protein or antibody, for targeting specific cells the modifying agent being biotin
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
合体及び免疫検定法に関する。
トナーと結合できるが、それ自体では免疫学的反応を惹
起することができず、従ってヒトの身体の特定の疾病又
は健康状態のパラメータとして役立つハプテンと称され
る多数の物質が存在する。就中、ホルモン、腫瘍指標及
びウイルスタンパク質を挙げることができる。さらに、
ハプテンには、薬剤的治療を監視するためにしばしば測
定を必要とする大部分の薬剤も加えなければならない。 これらすべてのハプテンは極めて少量でしか存在しない
ので、それを検出するために免疫検定の原理による方法
を使用する。これには多数の変法がある。種々の免疫学
的測定方法は均質法と不均質法とに区分される。不均質
方法の場合には、標識成分の結合部分を未結合部分から
分離するための固相反応が関与している。この種の方法
の場合には、標識は良好に測定することができるけれど
も、不均質反応が長く続くのが欠点である。
との分離は行われないので、結合標識と未結合標識との
区別を他の方法によって行われなければならない。この
ためには種々の手段がある。すなわち例えば標識として
複合酵素を使用することができるが、同酵素は測定すべ
きハプテン又は抗原に結合されるか又は測定すべき物質
によって活性化される場合のみ、その酵素活性を得る。 他の手段は、標識として螢光物質を使用するものであり
、同物質を測定すべき物質に結合することによってその
螢光が他の光波範囲に変移されるか又はその偏向が変化
される。
テストを妨害する成分を含有することが多く、そのため
にこれらの成分物質を除去するための試料の前処理を必
要とすることである。またそれぞれのパラメーターに対
する高価な最適化も必要である、例えば酵素はパラメー
ターに応じて変性しなければならない。これらのすべて
のテストの場合には、最適区分及び最適感度の要件は相
互に対立している、それというのも一方では、試料との
競合反応が有意に可能であるために、粒子状試薬の濃度
は限定されていなければならず、他方では単位時間当り
の十分シグナル変化を得るために、粒子状試薬は高濃度
でありかつ強い標識を有しなければならないからである
。このような要件を適合させると限定された感度と障害
の発生し易さがもたらされ、これらは特異的な試料の前
処理によらなければ除去され得ないことが多い。
22750では、試料溶液を3種のレセプターR1、R
2及びR3と一緒にインキュベートすることからなる均
質測定法が提案された。ここでR1及びR2は相互に結
合可能であり、R3は被測定物質と特異的に結合可能で
あり、この際レセプターR1は特異的結合対Pの一方の
パートナーと、被測定物質に相当するか又はその誘導体
であるか又は被測定物質の少なくとも1個のエピトープ
を有する物質とから成る複合体であり、R2は特異的結
合対の少なくとも2個の結合部位を有するレセプターで
あり、R3は、少なくとも2個の結合部位を有し、その
うちの少なくとも1個が被測定物質又はSのエピトープ
と特異的に結合しているレセプターである。試料溶液を
これら3種のレセプターと一緒にインキュベートすると
、被検出物質がレセプターR3への結合をめぐってレセ
プターR1と競合しかつレセプターR2がレセプターR
1と結合する。レセプターR1、R2及びR3が結合す
る場合のみ、測光的に追跡されうる凝集が起こる。被検
出物質がレセプターR3に結合すると、この凝集は阻害
されるので、凝集は被検出物質の関接的尺度である。こ
の方法は、免疫学的活性物質、例えば抗原、抗体及びハ
プテンの検出用に適している。ハプテンの検出の場合に
は、レセプターR1として特異的結合対のパトナーとハ
プテンとから成る複合体を使用する。極めて有利な実施
態様の場合には、レセプターR1としてはビオチンと物
質Sとの複合体を、レセプターR2としてはストレプト
アビジンで被覆したラテックスを、レセプターR3とし
ては被検出物質と結合可能の抗体を使用する。ストレプ
トアビジンで被覆したラテックスには、ビオチン−ハプ
テン複合体がビオチン部分を介して結合する。抗体はハ
プテン部分を介してハプテン−ビオチン複合体に結合す
る。抗体に、ストレプトアビジンで被覆してラテックス
とビオチン−ハプテン複合体とから成る、2つの結合体
が結合すると、混濁が生じるので、これを評価すること
ができる。この際混濁は、分析量が大きくなればなる程
、また複合体の溶媒和が小さくなればなる程、それだけ
緩慢に起こる。
するためには、ハプテンとビオチンとから成る複合体を
利用しなければならない。ハプテン−ビオチン複合体は
従来公知である。すなわち例えばEP−A−31531
7には、所謂二歯複合体(zweizaehiges
Konjugat)が記載されているが、このものは免
疫学的活性分子と特異的結合パートナーとから成り、両
者はスペーサにより結合されている。さて、スペーサの
長さが複合体の特性にどの程度影響を及ぼすか、種々の
試験が行われた。しかも前記刊行物においては、スペ−
サの長さが22.2Åよりも長い(これは大体18個の
原子の鎖長に相当する)場合には、複合体は最適活性を
有するが、20個の原子数よりも多い鎖長は再び複合体
の感度を低下させることが確認された。さらに5個より
も多いヘテロ原子の存在は不利であることも記載されて
いる。しかしこれらの複合体を用いても、やはり最終的
に満足すべき効果は得られなかった。
免疫検定法にとって適当であり、改善された感度を有し
かつ増大された反応速度を有するハプテン−ビオチン複
合体を提案することであった。
、鎖中に26〜40個の原子を有しかつ少なくとも5個
のヘテロ原子を含むスペーサーを介してビオチンに結合
されていることを特徴とする、ハプテン−ビオチン複合
体によって解決される。
ン−ビオチン複合体を使用することによって、公知の複
合体と比べて明らかにシグナルを改善することができ、
スペーサの溶媒和を改善することによって非特異的結合
の発生を減少させることができ、反応速度を増大させ、
テスト性能を改善することができることが確認された。
が、26〜40個の原子k鎖長を有しかつ少なくとも5
個のヘテロ原子を有するスペーサを介して結合されてい
る形のハプテン−ビオチン複合体が提供される。
存在するヘテロ原子、すなわち窒素、酸素、硫黄、燐等
であってよい。好ましくはスペーサーはヘテロ原子とし
て窒素原子及び酸素原子を有する。ヘテロ原子の数は少
なくとも5個でなければならない。ヘテロ原子の割合の
大きい方が有利であり、この場合ヘテロ原子の割合はス
ペーサー中の3番目の原子がすべてヘテロ原子であるよ
うな大きさであってもよい。従って例えばスペーサーと
して前記の鎖長のポリエチレンオキシドを使用すること
ができる。
範囲にあり、この際鎖中に存在する原子だけを数える。 特に有利な効果は、30個を越える原子を有するスペー
サーで得られる。
ビオチンを二官能性スペーサー分子と反応させることに
よって行うことができ、この際ハプテン及びビオチン分
子に存在する官能性基がスペーサー分子の官能性基と反
応する。他の製造は、ハプテン及び/又はビオチン分子
を誘導し、次に得られた誘導体を場合によりさらにスペ
ーサー分子と反応させることによって行うことができる
。この際誘導体とスペーサー分子は、所望の長さ及び所
望のヘテロ原子数を有するスペーサーが生じるように、
再び設計される。
に行う。スペーサーとしてはホモ−又はヘテロ−二官能
性リンカー、すなわちジカルボン酸、ジアミン、アミノ
酸、メルカプトカルボン酸及びハロゲンカルボン酸が適
当である。好ましくは、スクシネート、グルタレート、
スベレート、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、
1,8−ジアミン−3,6−ジオキサオクタン、1,1
2−ジアミノ−4,9−ジオキサドデカン、アミノ酪酸
、アミノカプロン酸、チオグリコール酸、チオプロピオ
ン酸、ブロム酢酸及び/又はヨード酢酸から構成されて
いるスペーサーを使用する。これらの合成要素は、所望
のヘテロ原子数を有する所望の長さのスペーサーが生じ
るように構成されなければならない。
用いると、反応時間の短縮及びひいては能力の増大をも
たらす溶媒和の改善が達成される。
ン−ビオチン複合体を使用して、反応の際に生じる凝集
を比濁法測定(turbidimetrische
oder nephelometrishe Me
ssungen)によって評価する、競合均質免疫検定
法である。
って行い(珪酸ゲル60F254、Merck社、No
5748及び珪酸ゲルRP−18、Merck社、No
15685)又はビオチン含有化合物の場合にはH2S
O4/4−ジメチルアミノ−桂皮アルデヒドを噴霧する
ことによって行う(この場合には次に100℃で10分
乾燥した)。混合物A/B1/1(v/v):A)
エタノール中の2%H2SO4B) エタノール中の
0.2%4−ジメチルアミノ−桂皮アルデヒド。
N−ヒドロキシイクシンイミドエステルの製造規定(テ
オフイリン)−3−cb−NHS)1.a) 1−メ
チル−7−(ピバロイルオキシメチル)キサンチン1−
メチルキサンチン(0.5mol、Aldrich社、
No.28,098−4)83gを、無水DMF3.5
l中に溶かし、無水炭酸ナトリウム55gを加える。 次に無水DMF300ml中のピバリン酸クロルメチル
エステル(Aldeich社、No.14,118−6
)80mlを20℃で撹拌下に30分以内に滴加する。 48時間の反応後に濾過漏斗により吸引濾過し、濾液を
高真空で蒸発させる。油状残留物を、生成物が固化する
までジイソプロピルエーテル500mlと共に熟成させ
、次に吸引濾取する。固形物をクロロホルム500ml
中に取り、不溶成分を濾取し、溶液を蒸発させる。残留
物を石油エーテル約250mlと共に熟成し、固体生成
物を吸引濾取し、乾燥器で乾燥させる。
:珪酸ゲル、酢酸エステル;Rf=0.581.b)
3−エチルオキシカルボニルブチル−1−メチル−7
−(ピバロイルオキシメチル)−キサンチン1a)で得
られた化合物22.4g(80m mol)を無水DM
F300ml中に溶かし、無水炭酸ナトリウム17g(
160m mol)及び5−ブロムペンタン酸エチルエ
ステル33.6g(=28ml)、160m mol)
を加える。20℃で3日間撹拌し、次に酢酸エステル3
lで希釈し、溶液を濾過し、各1 lの水で3回洗浄
する。無水硫酸ナトリウム100gで溶液を脱水し、回
転蒸発器により溶剤を除去する。残留する油状生成物は
この形で次の段階で使用することができる。
剤を含有する)。
.75 1.c) 3−カルボキシブチル−1−メチルキサン
チン(テオフイリン−3−cb) 1b)で得られた油状生成物44g全部を、2N Na
OH2.8 l中で環流下に2時間撹拌する。次に冷却
し、溶液のpH値を濃HClで5に調節する。この際沈
殿する生成物を吸引濾取し、水で洗浄し、乾燥器で塩化
カルシウムにより乾燥する。
:珪酸ゲル、酢酸エステル/メタノール9/1(v/v
);Rf=0.37 1.d) 5−(1−メチルキサンチン−3−イル)
ペンタン酸−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(
テオフイリン−3−cb−NHS) 1c)で得られたテオフイリン−カルボン酸5.3g(
20m mol)を、無水DMF150ml中に溶かし
、N−ヒドロキシスクシンイミド2.76g(24m
mol)及びジシクロヘキシルカルボンジイミド4.9
5g(24m mol)を加える。20℃で24時間撹
拌し、沈殿したジシクロヘキシル尿素を吸引濾取し、濾
液を真空で蒸発させ、再びDMF100ml中に溶かす
。溶液を濾過後に再び蒸発させ、残留物をイソプロパノ
ール100mlと共に熟成させる。固体生成物を吸引濾
取し、乾燥器で乾燥させる。
83%) DC:珪酸ゲル RP−18、ニトロメタン/エタノー
ル9/1(v/v);Rf=0.82 例2 テオフイリン−3−cb−NH−NH−ビオチンの製造
例1からのテオフイリン−3−cb−NHS72.7m
g(0.2m mol)を無水DMF20ml中に溶か
し、ビオチン−ヒドラジド(Sigma Chemi
e社、No.B7639)77.5mg(0.3m m
ol)及び4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン(
Merck社、No.820499)100μgを加え
る。20℃で4時間撹拌し、次に溶剤を高真空で除去し
、半固体の残留物をメタノール約5mlと共に熟成され
る。固体生成物を吸引濾取し、高真空ポンプにより乾燥
する。
) DC:珪酸ゲル、クロロホルム/メタノール2/1(v
/v):Rf=0.4例3 テオフイリン−3−cb−1,8−ジアミノ−3,6−
ジオキサオクタン−ビオチンの製造 例1からのテオフイリン−3−cb−NHS 182m
g(0.5m mol)を、無水DMF15ml中に溶
かし、ビオチン−1,8−ジアミノ−3,6−ジオキサ
オクタン(ビオチン−DADOO)(Boehring
er Mannheim社、No.1112074)
206mg(0.55m mol)を20℃で16時間
撹拌する。次に溶剤を高真空で除去し、残留物を少量の
メタノール/クロロホルム1/1(v/v)から再結晶
させる。この生成物を高真空ポンプにより乾燥する。
の41%) DC:珪酸ゲル、クロロホルム/メタノール2/1(v
/v);Rf=0.57例4 テオフイリン−3−cb−DADOO−X−ビオチン4
.a) ビオチン−X−DADOO1,8−ジアミノ
−3,6−ジオキサオクタン(DADOO、Merck
社、No.818116)7.33ml(50m mo
l)を、ジオキサン/0.1M燐酸カリウム緩衝液(p
H8.5)2/1(v/v)45ml中に溶かす。同じ
溶剤混合物中に溶かしたビオチン−e−アミノカボン酸
−N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル(Boeh
ringer Mannheim社、No.1003
933)1.14g(2.5m mol)の溶液、20
℃で撹拌しながら30分間滴加する。引続き5時間撹拌
し、溶液を蒸発させ、油状残留物を少量のメタノール中
に溶かす。激しく撹拌しながら酢酸エステル200ml
中に注入すると、白色がかった黄色沈殿物が生じる。吸
引濾取し、沈殿物をできるだけ少量のメタノール/アン
モニア9/1(v/v)中に溶かし、珪酸ゲルカラム(
5×30cm)、溶離液メタノール/アンモニア9/1
(v/v)により精製する。相応の画分を集め、蒸発さ
せ、固体生成物を高真空ポンプにより乾燥させる。
%) DC:珪酸ゲル、メタノール/アンモニア9/1(v/
v);Rf=0.46 4.b) テオフイリン−3−cb−DADOO−X
−ビオチン例1からのテオフイリン−3−cb−NHS
182mg(0.5mol)を無水DNF20ml中に
溶かし、ビオチン−X−DADOO245mg(0.5
mmol)及びトリエチルアミン69μl(0.5m
mol)を加える。20℃で16時間撹拌し、次に溶剤
を真空で蒸発させ、生成物を珪酸ゲルカラム(2.8×
33cm)によるクロマトグラフイーによって精製する
。 溶離液:クロロホルム/メタノール2/1(v/v)。 相応の画分を集め、溶剤を真空で除去し、残留物をジイ
ソプロピルエーテル20mlと共に熟成する。固体生成
物を、乾燥器でCaCl2により乾燥する。
%) DC:珪酸ゲル、クロロホルム/メタノール2/1(v
/v);Rf=0.60例5 テオフイリン−3−cb−DADDOD−X−ビオチン
5.a) テオフイリン−3−cb−DADOD1,
12−ジアミノ−4,9−ジオキサドデカン(DADO
D、Aldrich社、No.22,744−7)4.
24ml(20m mol)を無水DMF10ml中に
溶かし、無水DMF20ml中に溶かした例1からのテ
オフイリン−3−cb−NHS363mg(1m mo
l)の溶液を30分間で滴加する。数分後に綿状沈殿物
が形成される。引続き20℃で3時間撹拌し、次に濾過
し、濾液を真空で蒸発させる。酢酸エステル50mlと
共に熟成し、溶剤をデカンテーシヨンし、残留物を少量
のDMF中に溶かす。この溶液を激しく撹拌しながら酢
酸エステル50ml中に注入する。この際沈殿する粗生
成物を吸引濾取し、珪酸ゲルカラム(5×35cm)、
溶離液:クロロホルム/メタノール/アンモニア6/3
/1(v/v/v)によるクロマトグラフイーによって
精製する。相応の画分を集め、溶剤を真空で除去し、残
存する生成物を水から凍結乾燥する。乾燥器でCaCl
2により乾燥する。
%) DC:珪酸ゲル、クロロホルム/メタノール/アンモニ
ア6/3/1(v/v/v);Rf=0.425.b)
テオフイリン−3−cb−DADOD−X−ビオチ
ンテオフイリン−3−cb−DADOD225mg(0
.5m mol)を無水DMF40ml中に溶かし、ビ
オチン−e−アミノカプロン酸−N−ヒドロキシスクシ
ンイミドエステル227mg(0.5mol)を加える
。トリエチルアミン69μl(0.5m mol)を加
えた後、20℃で6時間撹拌する。溶剤を高真空で除去
し、残留物をできるだけ少量のクロロホルム/メタノー
ル1/1(v/v)中に溶かし、珪酸ゲルカラム(5×
35cm)上に施す。クロロホルム/メタノール2/1
(v/v)で溶離する。相応の画分を集め、溶剤を真空
で除去し、テオフイリン−3−cb−DADOD−X−
ビオチンを水から凍結乾燥する。
%) DC:珪酸ゲル、クロロホルム/メタノール2/1(v
/v/);Rf=0.54例6 テオフイリン−3−cb−DADOO−succ−DA
DOO−ビオチン 6.a) ビオチン−DADOO−succビオチン
−DADOO1.5g(4m mol)を、ピリジン3
0ml中に溶かし、コハク酸無水物800mg(8m
mol)を加える。4−(N,N−ジメチルアミノ)−
ピリジン0.1mgを加えた後、20℃で1時間撹拌す
る。次に溶剤を高真空で除去する。残留物を酢酸エステ
ル20mlと共に熟成し、吸引濾取する。酢酸エステル
約20mlで洗浄し、生成物を乾燥器でCaCl2によ
り乾燥する。
74%) DC:珪酸ゲルRP−18、イソプロパノール/水/氷
酢酸85/14/1(v/v/v);Rf=0.746
.b) ビオチン−DADOO−succ−DADO
Oビオチン−DADOO−succ 238mg(0.
5m mol)を無水DMF25ml中に溶かし、N−
ヒドロキシスクシンイミド57mg(0.5m mol
)及び2−(4−モルホリニル)−エチルイソシアニド
(Merck社、No.818649)69μl(0.
5m mol)を加える。20℃で30分撹拌し、1,
8−ジアミノ−3,6−ジオキサオクタン(DADOO
、Merck社、No.818116)1.5ml(1
0m mol)を加え、さらにN−ヒドロキシスクシン
イミド57mg及び2−(4−モルホリニル)エチルイ
ソシアニド69μlを加える。引続きこの溶液を16時
間撹拌し、次に溶剤を高真空で除去し、生成物を珪酸ゲ
ルカラム(5×60cm)、溶離液:クロロホルム/メ
タノール/アンモニア6/3/1(v/v/v)による
クロマトグラフイーによって精製する。相応の画分を集
め、溶剤を除去し、残留物を酢酸エステル10mlと共
に熟成する。固体生成物を吸引濾取し、高真空ポンプに
より乾燥する。
%) DC:珪酸ゲル、クロロホルム/メタノール/アンモニ
ア 6/3/1(v/v/v); Rf=0.546
.c) テオフイリン−DADOO−succ−DA
DOO−ビオチンビオチン−DADOO−succ−D
ADOO151mg(0.25m mol)を、例1か
らのテオフイリン−3−cb−NHS91mg(0.2
5m mol)と一緒に無水DMF10ml中溶かし、
トリエチルアミン35μl(0.25mmol)加える
。 20℃で4時間撹拌し、次に溶剤を高真空で除去し、生
成物を珪酸ゲルカラム(3.5×40cm)、溶離液:
クロロホルム/メタノール2/1(v/v)によりクロ
マトグラフイーによって分離する。相応の画分を集め、
溶剤を真空で除去し、生成物を高真空ポンプにより少な
くとも6時間乾燥する。
の49%) DC:珪酸ゲル、クロロホルム/メタノール2/1(v
/v);Rf=0.36例7 テオフイリンの測定 試薬: 試薬1:ストレプトアビジン−ラテックス(EP−A0
349988により製造) 0.1重量%から成る。
ール抗体1.5×10−6mol/lと、 テオフイ
リン及びビオチンの複合体(例6により製造)4.5×
10−7mol /lから成る。
緒に装置に入れ、5分間インキュベートとする。次に試
薬1500μlを加え、吸光度の変化を4.2分以内で
で測定する。表1は、試料としてテオフイリン水溶液を
使用する場合に得られる測定値を示す。
m mol/l、デキストラン硫酸2重量%、ストレプ
トアビジン−ラテックス(EP−A0349988によ
り製造)0.02重量%、ポリクロナール抗体(T4に
示すIgG)4×10−8mol/lから成る。
により製造)4×10−8mol/lから成る。この場
合には、テオフイリン−3cb−NHSの代りにT4−
(t−ブチルオキシカルボニル)−NHS(Boehr
inger Mannheim GmbH)T4を
使用する。
℃で一緒に装置に入れ、5分間インキュベーストとする
。次に試薬2 20μlを加え、吸光度の変化を405
nmで2分以内に測定する。血清標準を用いると、表2
の測定値が得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 ハプテンが、鎖中に26〜40個の原
子を有しかつ少なくとも5個のヘテロ原子を含むスペー
サを介してビオチンに結合されていることを特徴とする
ハプテン−ビオチン複合体。 - 【請求項2】 請求項1記載のハプテン−ビオチン複
合体を使用して、反応の際生じる凝集を比濁法測定によ
って評価する競合均質免疫検定法。
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