JPH04287695A - エタノール分析用組成物 - Google Patents

エタノール分析用組成物

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JPH04287695A
JPH04287695A JP3330492A JP33049291A JPH04287695A JP H04287695 A JPH04287695 A JP H04287695A JP 3330492 A JP3330492 A JP 3330492A JP 33049291 A JP33049291 A JP 33049291A JP H04287695 A JPH04287695 A JP H04287695A
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compound
enzyme
reagent
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リチャード アレン カウフマン
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    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/26Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase
    • C12Q1/32Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase involving dehydrogenase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/96Stabilising an enzyme by forming an adduct or a composition; Forming enzyme conjugates

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エタノール分析用の組
成物に関するものである。本発明の組成物は、酵素アル
コール  デヒドロゲナーゼ、補酵素ニコチンアミド 
 アデニン  ジヌクレオチドおよび式     H2 N−(CH2 )n −CHR−CH2
 −NH2               I(式中、
Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてnは、0
、1、2、3または4である、ただしRがOHである場
合には、nは0であることはできない。)で示される化
合物を含有する。式Iで示される適当な化合物は、1,
2−ジアミノエタン(R=H、n=0)、1,2−ジア
ミノプロパン(R=CH3 、n=0)、1,3−ジア
ミノプロパン(R=H、n=1)、および1,3−ジア
ミノ−2−ヒドロキシプロパン(R=OH、n=1)を
包含する。
【0002】
【従来の技術】体液、たとえば唾液、血液および尿中の
エタノールの量を測定するための体液試験は、中でも、
安全および健康上の理由で重要である。酔いながら運転
している疑いがある場合の血中アルコール含有量の検出
とともに、アルコールの濫用およびその検出は、迅速で
かつまた信頼できるエタノール測定が重要である多くの
重要な分野のうちの二つである。
【0003】体液のエタノール含有量の測定に有用な方
法では、酵素反応を使用する。この方法では、アルコー
ル  デヒドロゲナーゼの作用によって、エタノールが
アセトアルデヒドに変換され、ここで補酵素として作用
するニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)
がその還元形態(NADH)に変換される。この反応経
路は下記の式で示される:
【化3】 ADHはアルコール  デヒドロゲナーゼを表わす。
【0004】この反応の平衡はアルコールとNADの側
にある。しかしながら、この平衡は、反応がアルカリ性
条件の下に生起し、生成されたアセトアルデヒドが捕獲
された時には、右方向に移動する。この反応の過程およ
び程度は、340ナノメーターにおける分光光度分析に
よって測定することができる。この波長においては、N
ADは紫外線を吸収しないが、NADHは紫外線を吸収
する。上記反応で生成されるNADHの量は、存在する
エタノールの量に相当する。
【0005】分析法として使用する場合には、この反応
は完了させなければならない。しかしながら、エタノー
ルがNADによってアセトアルデヒドに酸化された場合
には、この反応の平衡は好ましくないものとなるために
、NADHがエタノールに対して定量的に生成されるよ
うに、アセトアルデヒドをこの系から分離しなければな
らない。アセトアルデヒドを分離もしくは捕獲するため
の方法の一つでは、捕獲剤を使用する。さらにまた、大
部分の酵素反応の場合と同様に、分析系のpHを、特定
の酵素反応に最適の範囲内に維持するための緩衝剤が必
要である。
【0006】現在使用されている捕獲剤がADHを不活
性化できることも知られている。現在の分析系は安定性
が低く、その安定性は一度混合されると室温(約20℃
)で一日以下であり、冷蔵しても約3日である。新鮮な
分析試薬をしばしば調製しなくてはならない。低い安定
性はまた、精度を確保するために、既知のエタノール試
料を操作する必要性をさらに度々、導くことがある。
【0007】エタノールの分析および試薬に現在使用さ
れている多くの捕獲剤、たとえばヒドラジンは、ADH
を不活性にすることができ、この分析および試薬の貯蔵
安定性を制限している。
【0008】従って、ADHを不活性化しない捕獲剤に
対する要求が存在している。ADHに対する酵素安定組
成物に関する要求もまた存在している。長期間安定性を
有する分析系に対する要求もまた、存在している。
【0009】
【発明の開示】従って、本発明の目的は、エタノールを
分析するための、このような組成物を提供することにあ
る。本発明の組成物は、酵素アルコール  デヒドロゲ
ナーゼ、補酵素ニコチンアミド  アデニン  ジヌク
レオチドおよび下記の式Iで示される化合物を含有する
:      H2 N−(CH2 )n −CHR−
CH2 −NH2               I式
中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてnは
、0、1、2、3または4である。ただしRがOHであ
る場合には、nは0であることはできない。
【0010】式Iで示される適当な化合物は、1,2−
ジアミノエタン(R=H、n=0)、1,2−ジアミノ
プロパン(R=CH3 、n=0)、1,3−ジアミノ
プロパン(R=CH3 、n=1)、および1,3−ジ
アミノ−2−ヒドロキシプロパン(R=OH、n=1)
を包含する。これらの化合物は公知であり、Aldri
ch(Steinheim/Germany)および(
または)Sigma(Buchs/Switzerla
nd)などの化学品供給先から得ることができる。好ま
しくは、本発明の組成物はADHに対する酵素安定組成
物をさらに含有する。
【0011】式Iで示される化合物は、水性溶液中で、
約9のpHにおいて効果的な緩衝剤である。このpHに
おいて、式Iで示される化合物は、良好な緩衝能力を示
すと同時に、前記した反応過程において生成されるアセ
トアルデヒドを捕獲するための良好な捕獲効果を示す。 1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパンはADHを
安定化する助けとなることが見い出された。
【0012】本発明のもう一つの態様は、この組成物の
安定性を増大することにある。本発明が安定性の増大を
もたらすことが見いだされた。全く予想外に、本発明に
よって、4℃で少なくとも約60日間の安定性を有する
、すなわちADHを不活性にしない、安定な組成物が生
成されることが見い出された。
【0013】本発明はまた、試料中のエタノールを検出
するための診断的分析方法に関するものであり、この分
析方法は、試料を、 (1)(イ)酵素アルコール  デヒドロゲナーゼ、(
ロ)補酵素ニコチンアミド  アデニン  ジヌクレオ
チド、および (ハ)  式             H2 N−(CH2 )n 
−CHR−CH2 −NH2           I
(式中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そして
nは、0、1、2、3または4である。ただしRがOH
である場合には、nは0であることはできない。)で示
される化合物、からなる組成物を混合し、次いで(2)
  生成されるNADHの量を測定する、ことからなる
【0014】さらにまた、本発明は、下記の特徴を有す
る診断キットに関するものである:この分析もしくは診
断キットを構成する各成分は当技術で周知の慣用の方法
によって、一緒に合せることができる。たとえば、諸成
分を慣用の技術によって密に混合し、水溶液を形成する
ことができる。好適態様においては、2つの分離した試
薬、すなわち第一試薬と開始試薬とを先ず形成すること
によって、組成物の安定性を得ることができ、これらの
試薬は使用前に後で慣用の技術によって一緒に混合し、
分析用組成物を形成することができる。好ましくは、こ
の第一試薬は式Iで示される化合物も含有しており、そ
してこの開始試薬はNAD、ADHおよびADHに対す
る酵素安定剤組成物を含有する。第一試薬のpHは好ま
しくは、約8.5〜約9.5の範囲である。開始試薬の
pHは好ましくは、約6.5〜約7.0の範囲である。
【0015】本発明は下記のとおりに行なうことができ
る:予め選ばれた量の第一試薬を3つの分離した反応キ
ュベット中に入れる。一定量の試料を次いで、各キュベ
ットに入れる。第一のキュベットには水を加え、以下で
説明するように、後で開始試薬を添加し、この反応は試
薬ブランクとして用いる。第二のキュベットには、同一
量の既知エタノール標準溶液を加える。さらに、最後の
キュベットには、同一量のエタノール含有量が不明の試
料を加える。次いで、340nmにおける吸収値を3つ
のキュベットのそれぞれについて測定し、試料ブランク
値を得る。
【0016】この第一、第二および第三のキュベットの
それぞれに、予め選ばれた量の開始試薬を加える。好ま
しくは、第一試薬の量と開始試薬の量との割合は、約3
:1である。これらのキュベットを次いで、約25℃〜
約40℃の温度でインキュベートする。
【0017】このインキュベーション中に、反応の終末
点が測定されるまで、分光光度測定を行なう。この反応
の終末点は全てのエタノールがアセトアルデヒドに酸化
される時点である。得られるデータを分析し、エタノー
ルを含有する試料液体中のエタノールの量を決定する。 本発明の分析用組成物は自動式試験装置に好適であるが
、約320nm〜約380nmの範囲の紫外部吸収を測
定することができる分光光度計のいづれをも使用するこ
とができる。
【0018】予め選ばれた量の第一試薬と開始試薬とを
手で予備混合することもでき、次いで自動式臨床用分析
機により、キュベット中にピペット添加する。使用する
第一試薬の量対開始試薬の量の割合は同一である。
【0019】第一試薬および開始試薬は両方ともに、保
存剤を含有することができる。有用な保存剤は、6より
大きいかまたは6に等しいpH環境内で微生物の増殖を
防止するのに有効なものであることは当業者にとって明
らかなことである。好適な保存剤はナトリウムアジドで
ある。
【0020】第一試薬はまた、当該第一試薬の未調製p
Hを約8.5〜約9.5の範囲のpHに減少させる酸を
含有することができる。このpH範囲において、式Iで
示される化合物は、捕獲剤として働き、かつまた第一試
薬のための緩衝剤として働く。
【0021】開始試薬はまた、前記した酵素安定組成物
(ESC)を含有することができる。ESCは、ADH
が変性しないように、ADHの活性形態の維持に有用で
ある。ESCは好ましくは、1種または2種以上の化合
物を含有する。ADHが亜鉛およびスルフヒドリル(す
なわち、チオールもしくは−SH)部分を含有すること
は周知であり、従って亜鉛および(または)スルフヒド
リル部分を含有する化合物は好適な候補化合物である。 好適には、亜鉛化合物、たとえば、亜鉛塩化化合物は、
イオン化して遊離の亜鉛イオンを生成することができる
。このような化合物の一例に、硫酸亜鉛がある。好まし
くは、スルフヒドリル含有化合物は有機基に結合してい
る、少なくとも1個のスルフヒドリル基を含有しており
、その種類および構造は当業者に充分に知られている。 このような化合物の一例には、1−チオグリセロールが
ある。
【0022】さらにまた、ESCはアルカリ金属、たと
えばナトリウムまたはカリウム、あるいはアルカリ土類
金属、たとえばマグネシウムから誘導されるメタンスル
ホン酸の塩を含有することができる。ESCはまた、D
−マンニトールを含有することができる。
【0023】ESCは場合により、ADHの安定化を助
ける、他の化合物を含有することもできる。この化合物
はまた、開始試薬の緩衝剤としても作用することができ
る。開始試薬は、ADHおよびNADの安定性が確実に
維持されるために、緩衝しなければならない。ADHが
約6.5〜約8.5のpH範囲で酵素活性を保有するこ
とは公知である。NADが酸性環境におけるよりも、ア
ルカリ性環境において、迅速に加水分解することも知ら
れている。従って、開始試薬のpHを約6.5〜約7.
0に、好ましくは約6.8のpHに維持することができ
る緩衝剤が好ましい。好ましくは、酸および塩基、ある
いは酸の塩を使用することができる。このような酸塩の
例には、クエン酸ナトリウムがある。
【0024】第一試薬および開始試薬を構成する、好適
化合物および濃度範囲を以下に示す:       第一試薬               
               範    囲  式I
で示される化合物              0.1
〜1.0モル/リットル  ナトリウムアジド    
              0.01〜1%    
  開始試薬   クエン酸ナトリウム              
  1.0〜100.0ミリモル/リットル  ナトリ
ウムアジド                  0.
01〜1%  硫酸亜鉛              
            0〜10.0ミリモル/リッ
トル  1−チオグリセロール           
   0〜1.0モル/リットル  メタンスルホン酸
ナトリウム塩      0〜5.0モル/リットル 
 D−マンニトール                
  0〜15.0%  NAD           
                 4.0ミリモル/
リットルより大  ADH             
               10.0KU1 /リ
ットルより大   1KU=1000単位
【0025】
【実施例】本発明を下記の例でさらに充分に説明する。 この例は本発明の範囲を制限する意味を有するものでは
ない。別段の記載がないかぎり、パーセンテージはいづ
れも、重量/容量である。温度はいづれも、摂氏度であ
る。
【0026】例1 この実験の目的は、試料液体中のエタノールの濃度を本
発明の組成物を使用して測定することにある。0.3モ
ル/リットルの濃度の1,3−ジアミノ−2−ヒドロキ
シプロパンおよび総溶液の0.1%の濃度のナトリウム
アジドを一緒に密に混合し、約9の調製pHを有する第
一試薬を形成する。下記の化合物を一緒に混合し、開始
試薬を形成する:   (a)クエン酸ナトリウム           
     50ミリモル/リットル  (b)ナトリウ
ムアジド                  0.1
%  (c)硫酸亜鉛               
           1.0ミリモル/リットル  
(d)1−チオグリセロール            
  0.25モル/リットル  (e)メタンスルホン
酸ナトリウム塩      2.5モル/リットル  
(f)D−マンニトール              
    10.0%  (g)NAD        
                    36.0ミ
リモル/リットル  (h)ADH         
                   360KU/
リットルエタノール含有試料液体(「試料液体」)の分
析は、COBAS  MIRA(登録名)臨床化学分析
機(これはRoche  Diagnostics  
Inc.から入手できる)において、標準操作方法にし
たがい、行なった。
【0027】この例では、第一試薬120マイクロリッ
トル、試料液体2マイクロリットルおよび試料プローベ
を浄化するための水90マイクロリットルを反応キュベ
ット[COBAS  MIRA(登録名)のCycl 
 1]中に、ピペットで加える。340nmで吸収値を
読み取り、このデータは試料液体ブランク値とする。さ
らに、既知濃度のエタノールを含有するエタノール標準
液を、同一量の第一試薬とともにキュベット中にピペッ
トで加える。340nmで吸収値を読み取り、このデー
タはエタノール標準のブランク値とする。次いで、各反
応キュベットに、開始試薬40マイクロリットルおよび
水55マイクロリットルを加える[COBAS  MI
RA(登録名)のCycle  2]。第一試薬120
マイクロリットル、水147マイクロリットルおよび開
始試薬40マイクロリットルを含有する試薬ブランクを
また、キュベット中に形成する。これらのキュベットを
、340nmにおける吸収が終末点に達するまで、すな
わちエタノールのアセトアルデヒドへの酸化が完了する
まで、さらに数サイクルの間、37℃でインキュベート
する。 エタノール含有試料液体中のエタノールの計算は、Cy
cle  1の終了点に読み取った吸収量とCycle
  6の終了点に読み取った吸収値との間の差にもとづ
いている。1サイクルは25秒に等しい。この吸収読み
取り値の差はエタノール含有試料液体中のエタノール濃
度に比例する。
【0028】試薬ブランクは、0.41の340nmに
おける吸収(A340 )を有し、そしてエタノール溶
液標準(300mg/デシリットル)は1.98のA3
40 を有した。試料液体ブランクは0.00のA34
0 を有した。 試料液体は0.84のA340 を有していた。この試
料液体中のエタノール濃度は、COBAS  MIRA
(登録名)により、83mg/デシリットルであること
が計算された。COBAS  MIRA(登録名)は、
エタノール標準の補正吸収値に対する被験試料液体の補
正吸収値の比を取り、得られた倍数をエタノール標準の
濃度と掛け算し、試料液体のエタノール濃度を得ること
によりエタノール濃度を計算する。この補正吸収値は、
試薬ブランクの吸収値および試料液体ブランクの吸収値
に関して補正されている絶対吸収値である。
【0029】前記で説明したように、組成物の安定性の
増大が見い出された。組成物の安定性の増大はCOBA
S  MIRA(登録名)を用いて、下記のとおりにし
て測定した:第一試薬対開始試薬の3:1の割合の溶液
を調製し、単次操作試薬を形成する。この単次操作試薬
200マイクロリットル、エタノール含有試料2マイク
ロリットルおよび稀釈剤(水)50マイクロリットルを
反応キュベット中にピペットで入れる。A340 を直
ちに読み取る(混合後の4.5秒の時点)。この読み取
り値は上記例における試料ブランクの読み取り値に等し
い。反応キュベットを、終末点に達するまで(約6分、
または15サイクル)、37℃でインキュベートする。 上記例の場合と同様に、試薬ブランクおよびエタノール
標準について行なう。
【0030】380mg/デシリットルの濃度を有する
既知のエタノール含有試料を、単次操作試薬の試験の度
毎に、評価する。これらの試験の間で、この単次操作試
薬は冷蔵庫内で4℃に維持する。既知のエタノール含有
試料は、17日目、30日目、60日目および90日目
に評価する。試料が約380mg/デシリットルのエタ
ノール濃度を有するものと評価された(もしくはこの濃
度が採取された)場合には、この単次操作試薬の安定性
は保持されているものとする。
【0031】この計算は、上記例で説明した方法と同一
の方法により、COBAS  MIRA(登録名)で行
なった。この安定性の試験結果を以下に示す:4℃にお
ける一回操作試薬の安定性約380mg/デシリットル
の濃度の、エタノール含有試料を回収。
【表1】   4℃における日数          17   
       30          60    
      90      (一回操作試薬)   分析値                  38
1      387      383      
371  (mg/デシリットル)

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  下記の成分からなる組成物:(イ) 
     酵素アルコール  デヒドロゲナーゼ、(ロ)  補
    酵素ニコチンアミド  アデニン  ジヌクレオチド、
    および (ハ)  式       H2 N−(CH2 )n −CHR−C
    H2 −NH2               I(式
    中、RはH、CH3 またはOHであり、そしてnは0
    、1、2、3または4である、ただしRがOHである場
    合には、nは0であることはできない。)で示される化
    合物。
  2. 【請求項2】  化合物が 【化1】 からなる群から選ばれる、請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】  化合物がH2 N−CH2 −CH(
    OH)−CH2 −NH2 である、請求項2に記載の
    組成物。
  4. 【請求項4】  酵素アルコール  デヒドロゲナーゼ
    に対する酵素安定組成物をさらに含有する、請求項1に
    記載の組成物。
  5. 【請求項5】  組成物のpHが約8.5〜約9.5の
    範囲内である、請求項4に記載の組成物。
  6. 【請求項6】  酵素安定組成物が亜鉛化合物、スルフ
    ヒドリル含有化合物、メタンスルホン酸の塩、D−マン
    ニトールおよびクエン酸の塩からなる、請求項5に記載
    の組成物。
  7. 【請求項7】  酵素安定組成物が硫酸亜鉛、1−チオ
    グリセロール、メタンスルホン酸ナトリウム塩、D−マ
    ンニトールおよびクエン酸ナトリウムからなる、請求項
    6に記載の組成物。
  8. 【請求項8】  体液中のエタノール含有量を測定する
    ための分析溶液であって、請求項1〜7のいづれか一項
    に記載の組成物からなる分析溶液。
  9. 【請求項9】  試料中のエタノールを検出するための
    診断的分析方法であって、試料を、 (イ)酵素アルコール  デヒドロゲナーゼ、(ロ)補
    酵素ニコチンアミド  アデニン  ジヌクレオチド、
    および (ハ)  式       H2 N−(CH2 )n −CHR−C
    H2 −NH2               I(式
    中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてnは
    、0、1、2、3または4である、ただしRがOHであ
    る場合には、nは0であることはできない。)で示され
    る化合物、と反応させ、次いで生成されるNADHの量
    を測定することからなる分析方法。
  10. 【請求項10】  上記成分の(イ)、(ロ)および(
    ハ)をそれぞれ別々に、または予め混合した溶液として
    、添加する、請求項9に記載の診断的分析方法。
  11. 【請求項11】  上記成分の(イ)および(ロ)を予
    め混合した溶液として添加する、請求項9または10に
    記載の診断的分析方法。
  12. 【請求項12】  エタノール検定用診断キットであっ
    て、 (イ)(i)式       H2 N−(CH2 )n −CHR−C
    H2 −NH2               I(式
    中、Rは、H、CH3 またはOHであり、そしてnは
    、0、1、2、3または4である、ただしRがOHであ
    る場合には、nは0であることはできない。)で示され
    る化合物を含有する第一試薬、および(ロ)(i) 酵
    素アルコール  デヒドロゲナーゼおよび(ii)補酵
    素ニコチンアミド  アデニン  ジヌクレオチドを含
    有する開始試薬、 からなる診断キット。
  13. 【請求項13】  式Iで示される化合物が、【化2】 からなる群から選ばれる、請求項12に記載の診断キッ
    ト。
  14. 【請求項14】  式Iで示される化合物が、H2 N
    −CH2 −CH(OH)−CH2 −NH2 である
    、請求項13に記載の診断キット。
  15. 【請求項15】  開始試薬が酵素アルコール  デヒ
    ドロゲナーゼに対する酵素安定組成物をさらに含有して
    おり、この酵素安定組成物は、開始試薬のpHを約6.
    5〜約7.0の範囲に維持するのに充分な量で存在して
    いる、請求項12に記載の診断キット。
  16. 【請求項16】  酵素安定組成物が亜鉛化合物、スル
    フヒドリル含有化合物、メタンスルホン酸の塩、D−マ
    ンニトールおよびクエン酸の塩からなる、請求項15に
    記載の診断キット。
  17. 【請求項17】  上記酵素安定組成物が硫酸亜鉛、1
    −チオグリセロール、メタンスルホン酸ナトリウム塩、
    D−マンニトールおよびクエン酸ナトリウムからなる、
    請求項16に記載の診断キット。
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