JPH0553478B2 - - Google Patents

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JPH0553478B2
JPH0553478B2 JP60173084A JP17308485A JPH0553478B2 JP H0553478 B2 JPH0553478 B2 JP H0553478B2 JP 60173084 A JP60173084 A JP 60173084A JP 17308485 A JP17308485 A JP 17308485A JP H0553478 B2 JPH0553478 B2 JP H0553478B2
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Jan Kuritsuka Rarii
Marii Otooru Anjera
Harorudo Guregorii Henr Gyarii
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、増感した発光又は発光測定アツセ
イ、特にイムノアツセイ及び該アツセイ用診断キ
ツトに係る。本発明に係る発光及び発光測定アツ
セイは、化学発光反応（光を放射する化学反応）
を利用するアツセイである。一般に発光放射は、
放射された光を検出又は測定し得べく十分な持続
時間をもち、従つて分析物の検出又は定量が可能
である。 本発明に係る化学発光反応は、２，３−ジヒド
ロ−１，４−フタラジンジオン（DPD）特にル
ミノール又はイソルミノールと酸化剤特に過酸化
水素との反応であり、酸化剤によるDPDの酸化
はペルオキシダーゼによつて触媒される。酸化に
伴なつて光が発生する。 従来の技術 上記の如くペルオキシダーゼに触媒される
DPDの酸化を利用する発光（luminescent）又は
発光測定アツセイ（luminometric assay）は主
として３つのタイプに分類される。 (a) 化学発光性化合物を用いてタンパク質、ホル
モン、ハプテン、ステロイド、核酸、代謝物
質、抗原及び／又は抗体の如きリガンドを直接
標識（ラベル）するアツセイ。 普通はルミノール又はイソルミノールの如き
化学発光性DPDをリガンドに結合させる。 ペルオキシダーゼと酸化剤とを反応した結合
体に添加して化学発光を検出し得る。 例えば英国特許公開第2026690号（マイルズ
研究所Miles Laboratories Inc.）、特に７ペー
ジと、第2008247号（ウエルシユ国立医学校
The Welsh National School of Medicine）、
特に８ページ、実施例７を参照されたい。 (b) 発光反応の触媒又は補助因子（cofactor）を
ラベルとして使用し発光反応を利用してラベル
を検出又は定量するアツセイ。 通常は酵素、特に西洋ワサビペルオキシダー
ゼ（HRP）をリガンドに結合させる。従つて、
ペルオキシダーゼELISA法はこのタイプに含
まれる。 (c) ペルオキシダーゼ以外の酵素ラベルを適当な
基質に作用させて形成された生成物を発光反応
で測定するアツセイ。 このタイプのアツセイの一例としては、酵
素／抗体試薬をグルコースと反応させて過酸化
水素を形成し次に発光反応を開始せしむべく調
整された条件下でルミノールとペルオキシダー
ゼとを加えて過酸化水素の生成量を測定するス
テツプから成る抗体結合グルコースオキシダー
ゼの定量法がある。 イムノアツセイではないが発光反応を利用する
アツセイとしては以下のものがある。 (a) 不溶ペルオキシダーゼ−エラスチン製剤から
のペルオキシダーゼの遊離を利用するエラスタ
ーゼアツセイ、 (b) 同時に固定したグルコースオキシダーゼとペ
ルオキシダーゼとを利用するグルコースアツセ
イ、及び (c) ペルオキシダーゼ、２，３−ジヒドロ−１，
４−フタラジンジオン又は酸化剤例えば過酸化
水素を用いるが、これらの物質をラベル又はラ
ベル産物とはしないアツセイ。 発光及び発光測定アツセイについてはテイー・
ピー・ホワイトヘツド等（Ｔ Ｐ Whitehead）、
クリニカル・ケミストリイ（Clinical
Chemistry）251531−1546（1979）を参照すると
よい。 イムノアツセイの感度は、１つにはラベル又は
ラベル産物の検出下限値によつて決定される。更
に、発光又は発光測定イムノアツセイの場合に
は、イムノアツセイの感度は、ラベルされた物質
の単位量当りの発光量にも或る程度左右される。 ペルオキシダーゼは、多数の有機化合物の酸化
を触媒する。これらの反応を利用したアツセイで
は、発色、ケイ光（＝反応生成物に光が作用して
生じる光ルミネセンス）又は化学発光（暗中反応
による光放出）を測定する。 多数の発色基質がリサーチ・デイスクロージヤ
ー（Research Disclosure）No.16034、作者不明、
19−24（1977年８月）に記載されている。これら
の例として、芳香族モノアミン例えばアニリンと
その誘導体、ジアミン例えばｏ−及びｐ−フエニ
レンジアミン及びベンジジン、モノフエノール、
ポリフエノール、芳香酸、ロイコ色素（leuco
dyes）、有色色素例えば２，６−ジクロロフエノ
ールインドフエノール、種々の生物学的物質、ガ
ム、種々のヨウ化物、ビリルビン及び２，2′−ア
ジノ−ジ−（３−エチルベンズチアゾリン）−６−
スルホネート色素（ABTS）と３，3′−ジアミノ
ベンジジン色素がある。リサーチ・デイスクロー
ジヤーには上記以外の発色剤、例えば(1)フエノー
ル又は芳香族アミンの如きカツプラと結合したＮ
−複素環を含むスルホニルヒドラゾン及び(2)トリ
アリールイミダゾールも記載されている。それ以
外の発色基質は、デイー・ジエー・カパルデイ
（Ｄ Ｊ Capaldi）等、分析生化学（Analytical
Biochemistry）129329−336（1983）に要約され
ている。著者等は、レドツクス基質ABTS及び
ｏ−ジアニシジン（３，3′−ジメトキシベンジジ
ン）及び発色性の化合物の組合せについて記載し
ている。組合せの例としては、４−アミノアンチ
ピリンとフエノールの組合せ、３−メチル−２−
ベンゾチアゾリノンヒドラゾン（MBTH）とＮ，
Ｎ−ジメチルアニリン又は２−ヒドロキシ−３，
５−ジクロロベンゼンスルホネート又は３−（Ｎ，
Ｎ−ジメチルアミノ）安息香酸との組合せがあ
る。 ４−アミノアンチピリンとフエノールカツプラ
との使用はシー・シー・アレン（C.C.Allain）
等、クリニカル・ケミストリイ（Clinical
Chemistry）20，470〜475（1974）に記載されて
おり、４−アミノアンチピリンとＮ，Ｎ−ジメチ
ルアニリンカツプラとの使用は、テイー・キクチ
（Ｔ Kikuchi）等、ケミカルアブストラクト
（Chemical Abstracts）94，1799v（1981）とワ
イ・ツトム（Ｙ Tsutomu）、ケミカルアブスト
ラクト（Chemical Abstracts）94，79759B
（1981）に記載されている。また、エム・ツド
（Ｍ Tsudo）、ケミカルアブストラクト
（Chemical Abstracts）93，65423e（1980）及び
アイケンケミカル・リミテツド（Eikenchemical
Ltd），94，135589k（1981）も参照するとよい。
ピー・ジヨセフイー（Ｐ Josephy）等、Ｊ
Biol.Chem.257，3669−3675（1982）は発色化合
物３，５，3′，5′−テトラメチルベンジジンの
HRP触媒酸化の研究について記載している。 H2O2及びペルオキシダーゼで酸化するとケイ
光物質を生じる化合物としては、チラミン（４−
ヒドロキシフエネチルアミン）とホモバニル酸：
ケー・マツオカ（Ｋ Matsuoka）等、ケム．フ
アーム．ブル（Chem.Pharm.Bull.）27，2345−
2350（1979）、４−ヒドロキシフエニル酢酸：エ
ス・デイー・リドフスキー（Ｓ Ｄ Lidofsky）
等、プロス．ナト．アカド．サイ．米国（Proc.
Nat.Acad.Sei.USA）78，1901−1905（1980）、
種々のフエノール：ケー・ザイツ（Ｋ Zaitsu）
等、アナリテイカル バイオケミストリイ
（Analytical Biochemistry）109，109−113
（1980）及びアミノ酸のチロシン：ジエー・ウイ
リアムス（Ｊ Williams）等、バイオケミカ
ル・ジヤーナル（Biochem.J.）121，203−209
（1971）がある。 DPD以外の発光基質としてはポリフエノール
例えばピロガロール、ロフイン（２，４，５−ト
リフエニルイミダゾール）があり、また、アクリ
ジニウム化合物、シユウ酸ジアリールエステルが
ある。これらに関しては、前出のテイー・ピー・
ホワイトヘツドの論文を参照されたい。 種々の有機化合物のペルオキシダーゼ触媒酸化
を種々のエンハンサ（enhancer）（反応速度の促
進、即ち測定される色又は光の強度の増加を行な
うもの）で増感した結果を以下の表１及び表２に
要約する。 【表】 【表】 ミン
表１及び表２の参考文献 Ａ ジエイ・アール・フアイタツカー等、バイオ
ヒム・バイオフイズ・アクタ（Ｊ Ｒ
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Biophys.）217，259−535（1982） Ｌ エル・アール・フオツクス等（Ｌ Ｒ Fox
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フオトケミストリー及びフオトバイオロジー
（Photochemistry and Photobiology）30，
165−167（1979） Ｎ ジー・アーンストロム等（Ｇ Ahnstromet
al．）、アクタ・ケム・スカンド（Acta.Chem.
Scand）19，313−316（1965） ペルオキシダーゼに触媒されるDPDの化学発
光酸化（chemiluminescent oxidation）の感度
を増進するために、エンハンサ即ち６−ヒドロキ
シベンゾチアゾール（欧州特許公開第87959号、
1983年９月７日公開後にナシヨナル・リサーチ・
デベロツプメント・コーポレーシヨン
（National Research Development
Corporation：NRDC）に譲渡）及び或る種のフ
エノール（欧州特許公開第116454号、1984年８月
22日公開後にNRDCに譲渡）を反応体に混合す
ればよいことは従来から知られている。 ペルオキシダーセに触媒されるDPDの酸化が
所与の化合物によつて増進されるか否かを予見す
ることはできない。例えばフエノール自体によつ
て有意な増感は得られず、従来技術ではフエノー
ルが阻害剤であると指摘されている。これに関し
ては、アール・シー・エルダーフイールド（Ｒ
Ｃ Elderfield）編「複素環化合物
（Heterocyclic Compounds）」、ジヨン・ウイリ
ー・アンド・サンズ（John Wiley＆Sons，Inc.）
６巻、６章、228〜230頁、230頁中段を参照され
たい。４−ハロフエノール類は強力なエンハンサ
であるが、４−アミノフエノール、４−シアノフ
エノール及び４−メトキシフエノールはそうでは
ない。他にも同様の例が数多く存在する。 発明の要約 本発明は、或る種の芳香族アミンが２，３−ジ
ヒドロ−１，４−フタラジンジオン（DPD）の
ペルオキシダーゼ触媒酸化の発光反応の感度を有
意に増進させるという知見に基く。 本明細書に於ける「増感」なる用語は、発光反
応（Iuminescent reaction）の全発光量及び／又
は発光反応信号（signal）対バツクグラウンド
（background）比が、感度エンハンサを存在させ
ない２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジンジオ
ン／酸化剤／ペルオキシダーゼ系で得られる値よ
りも大きいことを意味する。 本発明によれば、ペルオキシダーゼと酸化剤と
化学発光性２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジ
ンジオンとの間で化学発光性反応を生起させ、反
応によつて発生した化学発光を測定又は検出する
方法に於いて、反応が一般式 で示される芳香族アミンの存在中で生起され、前
記一般式(1)に於いて記号Ｒ（即ちＲ，R1，R2，
R3，R4，R5及びR6）が以下の(a)〜(j)、即ち、 (a) Ｒ＝R1＝CH3；【式】 (b) 【式】【式】【式】 シクロヘキシル、又は炭素原子１〜４のアルキ
ルもしくはアルコキシ、 (c) R2，R3とR4とが一緒に縮合多環式系 【式】又は【式】を示す、 (d) R3とR4が一緒に縮合環又は縮合環系 【式】又は【式】を示す、 (e) R3とR4とが縮合環系 【式】を示し R5とR6とが一緒に縮合環【式】を示す、 (f) R2＝NH2で【式】 (g) R2＝R6＝CH3及び
【式】 (h) R3＝C2H5 (i) R2＝R4＝CH3及び (j) R3＝R4＝CH3 のいずれかを示しており、各場合に残りの記号Ｒ
は全て水素を示しており、縮合環（fused rings）
は式(1)と同じ配置の意味を有することを特徴とす
るアツセイ方法が提供される。 本発明は更に、DPDとペルオキシダーゼと芳
香族アミンを含むアツセイ用キツトを提供する。 好適具体例の説明 化学発光性２，３−ジヒドロ−１，４−フタラ
ジンジオン（DPD）は遊離DPD又は結合DPDの
いずれでもよく、化学発光反応で励起状態になり
光を放出して非励起状態に戻れるような形状であ
ればよい。 好ましい２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジ
ンジオンは一般式(2)で示される。 〔式中、Z1はアミノ若しくは置換アミノでZ2，
Z3及びZ4の各々がＨ、置換もしくは未置換のC1
−C6アルキル、置換もしくは未置換のC1−C6ア
ルケニル、ヒドロキシル、C1−C6アルコキシル、
カルボキシル、アミノもしくは置換アミノ、又
は、Z2がアミノもしくは置換アミノでZ1，Z3及び
Z4の各々がＨ、置換もしくは未置換のC1−C6、
置換もしくは未置換のC1−C6アルケニル、ヒド
ロキシル、C1−C6アルコキシル、カルボキシル、
アミノもしくは置換アミノ、又はZ1とZ2との組合
せがベンゾ基のアミノ誘導体もしくは置換アミノ
誘導体でZ3とZ4との各々がＨ、置換もしくは未置
換のC1−C6アルキル、置換もしくは未置換のC1
−C6アルケニル、ヒドロキシル、C1−C6アルコ
キシル、アミノもしくは置換アミノを示す。（本
明細書に於いて「置換アミノ」なる用語は例え
ば、アルキルカルボニル置換アミノ即ち、アミ
ド、並びにアミノアルキル及びアミドアルキル置
換アミノを意味する。）本発明のアツセイでの使
用が特に好ましいDPDはルミノール及びイソル
ミノールである。 本発明の発光反応（luminescent reaction）に
於いて化学発光性DPDを如何なる形態で使用す
るかは考慮中のアツセイのタイプによつて左右さ
れる。例えば有機発光（organo luminescent）
又は有機発光測定（organo luminometric）イム
ノアツセイの如きアツセイの場合にはフタラジン
ジオンがラベルとして使用され、化学発光性
DPDは２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジン
ジオンの置換アミノ誘導体であり、このアミノ基
がタンパク質、ホルモン、ハプテン、ステロイ
ド、核酸、代謝物質、抗原又は抗体の如きリガン
ドに結合する。アミノ基はリガンドに直結しても
よく又は架橋アーム（bridging arm）を介して
結合してもよい。適当な架橋アームは当業者によ
く知られており、例えば英国特許公開第2008247
号及び米国特許第4104029号の記載より明らかで
ある。好ましい架橋アームは例えば、ヘミサクシ
ネート、ヘミグルタレート、ヘミマレエート、カ
ルボキシルメチル、グルクロン酸化合物、メルカ
プトアセテート、及びカルボキシメチルの誘導体
から誘導される。公知の任意の適当な手順でアミ
ノ基をリガンドに結合させ得る。これら手順につ
いても英国特許公開第2008247号及び米国特許第
4104029号に記載されている。好ましい結合手順
では混合無水物、カルボジイミド及び／又は活性
エステルを使用する。 フタラジンジオンをラベルとして使用するアツ
セイでは、リガンドに結合したアミノ基をもつ
２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジンジオンの
置換アミノ誘導体が適当な化学発光性DPDとし
てこれらのアツセイで使用される。特に好ましい
物質は５−アミノ−２，３−ジヒドロ−１，４−
フタラジンジオン（ルミノール）と６−アミノ−
２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジンジオン
（イソルミノール）とであり、いずれもアミノ基
がリガンド特に抗体に結合している。 フタラジンジオンをラベルとしては使用しない
アツセイの場合、化学発光性DPDは通常、溶液
中に遊離しているか又はマトリツクスに固定され
ている。この場合にも特に好ましいDPDはルミ
ノール及びイソルミノールである。 本発明のアツセイでは上で定義した芳香族アミ
ンのいずれを使用することも可能である。 しかし乍ら発明者等の知見によれば、上記以外
の多数の芳香族アミンはペルオキシダーゼ触媒
DPD酸化を有意に又は有用な程度に増進させな
い。このような非エンハンサ又は微弱エンハンサ
としては例えば、アニリン自体、４−ハロアニリ
ン（ハロゲン原子＝Cl，Br，Ｉ）、４−デシルア
ニリン、２，４−ジクロロアニリン、２−クロロ
−４−メチルアニリン、３−ハロアニリン（ハロ
ゲン原子＝Cl，Br，Ｉ）、３−メトキシアニリ
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン及びＮ−エチルア
ニリン、１−アミノアントラセン及びピリジンが
ある。４−アミノアニリン（ｐ−フエニレンジア
ミン）は実際に阻害剤である。（これらの物質に
関する結果は以下の手順でテストして得られた。
エンハンサのDNSO溶液（１mg／ml）を調製し
た。種々の量の溶液（５，10又は20μ）を、過
酸化水素（30重量／容量％）（31μ）を含むト
リスバツフア（0.1mol／，PH8.5）（100ml）中
のナトリウムルミノール（25mg）と1000倍希釈の
西洋ワサビペルオキシダーゼに結合した抗体10μ
との混合物950μに加えた。エンハンサの各
濃度毎に、ウルフサン、リサーチ、ラボラトリー
ズWolfson Research Laboratories製のルミノ
メータで発光量を記録した。同時に各エンハンサ
毎に、ペルオキシダーゼ結合体を含有しないブラ
ンク（ブランク１）とペルオキシダーゼ結合体と
エンハンサとの双方を含有しないブランク（ブラ
ンク２）との発光量を記録した。） 従つて本発明の技術的背景が、予見できない重
要な要素を含んでいたことは明らかであろう。こ
のような理由から本発明に於けるエンハンサの定
義は、実施例の表３で示す実験結果に基くもので
ある。 好ましい芳香族アミンエンハンサは、Ｎ，Ｎ，
N′，N′−テトラメチルベンジジン、４−ベンジ
ルオキシアニリン、４−メトキシアニリン、及び
３−アミノ−フルオラントレンである。 一般的に、２，３−ジヒドロ−１，４−フタラ
ジンジオン特にルミノールの発光反応を触媒する
いかなるペルオキシダーゼ（ECNo.１，11，１，
７）も本発明の発光反応に使用し得る。例えば植
物のペルオキシダーゼが挙げられる。好ましい酵
素は西洋ワサビペルオキシダーゼである。特別な
精製処理を用いずに得られた普通のホースラデイ
ツシユ（西洋ワサビ）ペルオキシダーゼ（HRP）
が本発明での使用に適している。例えば標準アツ
セイ用HRP即ちELISAアツセイ用抗体を標識す
るために標準的に使用されるHRPが適当である。
しかし乍ら発明者等の実験によれば、酸性ペルオ
キシダーゼイソ酵素、例えばシグマタイプ及び
は有意な増感を生じ得ないことが判明した。こ
れらのエソテリツク（esoteric）な物質は、本発
明で有用な普通のHRPの１種たるシグマタイプ
の何倍もの価格である。 本明細書中の「ペルオキシダーゼ」なる用語
は、マイクロペルオキシダーゼ、ヘモグロビン、
ヘマチン及びミオグロビンを包含しない。 本発明の発光反応でのペルオキシダーゼの形態
は考慮中のアツセイのタイプに従属する。ペルオ
キシダーゼをラベルとして使用するアツセイ特に
イムノアツセイの場合、ペルオキシダーゼはタン
パク質、ホルモン、ハプテン、ステロイド、核
酸、代謝物質、抗原又は抗体の如きリガンドに結
合（コンジユゲート）するであろう。一般にペル
オキシダーゼは架橋アームを介してリガンドに結
合するであろう。架橋アーム及び結合手順として
は公知の適当なものを使用するとよい。 ペルオキシダーゼをラベルとして使用するアツ
セイ以外のアツセイの場合には、酵素は溶解状態
又はマトリツクスに固定された状態の遊離形であ
りリガンドに結合しない。 本発明の発光反応では、DPDを励起してDPD
が発光反応により光を放出するように、ペルオキ
シダーゼ及びDPD特にルミノール又はイソルミ
ノールと反応する酸化剤を使用してもよい。特に
好ましい酸化剤は過酸化水素及び過ホウ酸塩のイ
オンである。 ２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジンジオン
又はペルオキシダーゼをリガンドに対するラベル
として使用するアツセイ特にイムノアツセイに於
いては、概して特許薬品ソースから得られる既知
量の酸化剤が反応混合物に添加されるであろう。
しかし乍らそれ以外の或る種のアツセイでは、酸
化剤、一般には過酸化水素の存在量は未知であ
る。ここの後者のタイプのアツセイでは、基質か
ら酸化剤への転換に関与する物質、特にグルコー
スオキシダーゼの如き酵素がラベルとして使用さ
れるであろう。従つてこの場合には、本発明の発
光反応は発光反応混合物中の酸化剤濃度を測定し
て標識されたリガンドを定量するために使用され
るであろう。 本発明の発光反応による発光量は、主としてペ
ルオキシダーゼ、酸化剤、感度エンハンサ及び化
学発光性DPDの選択に依存するが、同時に、温
度、PH、試薬濃度、混合速度及び測光方法の如き
副次的要因の影響を受ける。本発明の系の感度を
最大にするためには、できるだけ高いシグナル対
バツクグラウンド比をもつ最大発光量が再現的に
且つ測定容易に得られるように上記の副次的要因
を調整する必要がある。 一般には、ペルオキシダーゼの酵素活性即ち触
媒活性と、反応の速度論と、使用装置と、シグナ
ル対バツクグラウンド比と所望の感度とを総合的
に配慮して条件を選択する。 発明者等の知見によれば、最適結果を得るため
には、温度10〜50℃及びPH６〜10特に７〜９の範
囲の適度な条件下で本発明の発光反応を実施する
とよい。本発明方法で使用される適当な緩衝物質
は、リン酸塩、トリス（ヒドロキシメチル）アミ
ノメタン、２−アミノ−２−メチル−１，３−プ
ロパンジオール、酢酸塩、炭酸塩及びホウ酸塩で
ある。 一般には、被測定物質以外の発光反応混合物中
の試薬の濃度は一定に維持される。可変要因とし
ては例えば、標識リガンド、ラベル産物、酸化剤
又は未結合ペルオキシダーゼの濃度等がある。 本発明の発光反応での使用には以下の試薬濃度
が特に好適である。 ペルオキシダーゼ 0.1μg−500mg／ 酸化剤 10μmol−300mmol／ 化学発光性DPD 0.5μmol−200mmol／ 芳香族アミン エンハンサ
0.1μmol−100mmol／ 本発明の発光反応を実施するためには、４種の
主要試薬のいくつかを（但し少くとも１種類を省
く）サンプル試験管に入れる。次に、省いておい
た（１種以上の）主要試薬を試験管に加えて発光
反応を開始させる。発光量を、光増倍管
（photomultiplier）の如き標準測定装置で定量
し、該装置の信号を、記録装置、オシロスコープ
又は計数装置に表示又は記録するとよい。或る場
合には光を肉眼で観測してもよく又は感光板に記
録してもよい。しかし乍ら好ましくは、英国特許
出願公開第2025609号に記載のタイプのルミノメ
ータを用いて光量を測定する。 本発明の発光反応は、主として３種類のイムノ
アツセイに使用され得る。各アツセイは、リガン
ドに結合されるラベルの種類によつて分類されて
いる。即ちラベルは、 (a) ２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジンジオ
ンのアミノ誘導体又は置換アミノ誘導体、 (b) ペルオキシダーゼ、及び、 (c) 上記(a)及び(b)に含まれない物質で一般的に
は、基質を本発明の発光反応で測定できる物質
（通常は過酸化水素又はペルオキシダーゼ）に
転換させる酵素特にグルコースオキシダーゼ、
に分類できる。ラベル(a)に於いてはアミノ基が
リガンドに結合する。 上記イムノアツセイに於いては、被検定物質を
標識（label）すること又は該物質に対する抗体
を標識することが可能である。使用されるアツセ
イの種類次第でアツセイは不均質
（heterogeneous）にも均質（homogenous）にも
なり得る。前者の場合には血清の如き複合流体を
分析し得るが、後者の場合には予備的抽出又は精
製ステツプが必要である。 不均質及び均質な発光（luminescent）又は発
光測定（luminometric）イムノアツセイの代表
的な種類を以下に挙げる。 １ 不均質な発光又は発光測定イムノアツセイ この種のイムノアツセイでは被検定物質をその
抗体と反応させる。次に遊離抗体と結合抗体とを
分離する。抗体、被検定物質又は分離後の遊離抗
体もしくは結合抗体と反応し得る別の分子を標識
することによつて反応を定量する。 ２ 競合的不均質発光イムノアツセイ この場合には未知量の被検定物質とラベルに結
合した既知量の被検定物質と限定された既知量の
該物質に対する抗体とを混合する。標識物質
（labelled substance）と非標識物質との間で抗
体に対する競合反応が生じる。標識物質及び非標
識物質の各々と抗体との複合体を遊離状態の標識
物質及び非標識物質から分離する。 抗体に結合した標識物質の量は検定溶液中の非
標識物質の量と相関関係がある。これらの量を測
定するには、抗体に結合したラベルの量を測定す
るか又は残存する遊離標識物質の量を測定すると
よい。ラベルとしてペルオキシダーゼを使用し抗
体が固相即ちガラス試験管の壁に結合するこの種
のアツセイのいくつかの例は英国特許公開第
2044927号に記載されている。 ３ 「２点」不均質発光測定イムノアツセイ この種のイムノアツセイでは被検物質を先ずそ
の非標識抗体に結合し、次にこの抗体をプラスチ
ツクの如き固相担体に結合する。次に（抗体と物
質との）複合体を標識抗体で処理する。得られた
固体複合体中の標識抗体を分析するために、固体
複合体を溶液から分離し、次に、分離固体複合体
中のラベルの存在量を測定するか、又は、溶液中
に溶解している残留標識抗体中のラベルの存在量
を測定した。 ４ 均質発光又は発光測定イムノアツセイ これは、２，３−ジヒドロ−１，４−フタラジ
ンジオンのアミノ誘導体又は置換アミノ誘導体を
ラベルとして使用するイムノアツセイに使用され
る。この方法は、遊離状態の被検標識物質（又は
その抗体）が放出する光は、結合状態の被検標識
物質（又はその抗体）が放出する光とは異なる強
度又は波長を有することを利用している。 １つの例に於いては、（プロゲステロン−イソ
ルミノール誘導体）結合体と血液触媒
（hoemcatalyst）と過酸化水素との反応によつて
放出される光度は、抗プロゲステロンIgGの存在
中で生じる同じ反応によつて放出される強度より
低いことが知見された。 従つてこのアツセイに於いては、先ず未知のプ
ロゲステロンサンプルを既知量の抗プロゲステロ
ンIgGと共にインキユベートした。平衡に到達し
た後に、既知量のプロゲステロン−イソルミノー
ル誘導体結合体を加え、続いて既知量の血液触媒
と過酸化水素とを加えた。放出された光の量を測
定し、これにより未知サンプル中のプロゲステロ
ンの存在量を標準曲線から決定した。（未知サン
プル中のプロゲステロンの存在量が多い程、平衡
後に残る遊離IgGが少ないので、発光反応で放出
される光が少ない。） 上記の如くすれば分離ステツプを要せずにプロ
ゲステロンを定量し得る。 上記イムノアツセイのいずれに於いても、本発
明の発光反応を用いて定量、検出又は位置決定
（locating）（厳密には位置決定は検出の１種であ
る）ステツプを実施し得る。 上記イムノアツセイで使用される抗体は、市販
製品を購入してもよく又は公知の免疫学的方法で
調製してもよい。抗体は抗体の複合混合物の形状
でもよく又は１種以上のモノクローナル抗体でも
よい。一般には抗体の必要量は極めて少なく、こ
の抗体を活性に適したPH、イオン濃度及び温度条
件で維持する。 本発明の発光反応を利用するイムノアツセイに
於いてその抗体を使用し得る物質の例を非網羅的
に以下に列挙する：インシユリン、アルフアフエ
トプロテイン及びフエリチンの如きタンパク質、
生長ホルモン、傍甲状腺ホルモン、卵胞刺激ホル
モン、黄体形成ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、
副腎皮質刺激ホルモン、グルカゴン、プロラクチ
ン及びカルシトニンの如きホルモン、エストラジ
オール、プロゲステロン及びコルチゾールの如き
ハプテン／ステロイド、ジゴキシンの如き薬剤、
細胞表面抗原及び癌胎児性抗原の如き抗原、おた
ふくかぜウイルス抗体、ヒト免疫グルブリンＧ
（IgG）、ウサギIgG、ヒツジIgG、テンジクネズ
ミIgG、ロバIgG、ヒト免疫グロブリンＥ及びＭ
の如き抗体。 本発明の発光反応は上記のイムノアツセイ以外
のアツセイに於いても使用でき、例えば以下の場
合がある。 １ 不溶ペルオキシダーゼエラスチン製剤からの
ペルオキシダーゼ遊離に基づくエラスターゼの
アツセイ このアツセイでは、固体エラスチン−ペルオキ
シダーゼ結合体を種々の量の酵素エラスターゼと
共にインキユベートする。所定期間の経過後、未
反応結合体を遠心除去し上清の未結合ペルオキシ
ダーゼを定量する。 上清中の未結合ペルオキシダーゼの存在量が被
検サンプル中のエラスターゼ活性の指針である。 ２ 合成ペプチド基質からのイソルミノール遊離
に基づくタンパク分解酵素のアツセイ このアツセイでは、固定した合成ペプチド基質
Affigel 10−Ala−Ala−Ala−phe−イソルミノ
ールを種々の量のタンパク分解酵素で処理する。
所定期間の経過後、未反応基質を遠心除去し、上
清のイソルミノールを定量する。上清中のイソル
ミノールの存在量が被検サンプル中のタンパク分
解酵素活性の指針である。 ３ 同時固定したグルコースオキシダーゼとペル
オキシダーゼとを用いるグルコースアツセイ このアツセイでは、グルコースオキシダーゼと
ペルオキシダーゼとを担体、例えばセフアロース
Sepharose又はプラスチツクチユーブに同時固定
する。これに、ルミノールと感度エンハンサとの
溶液を加える。最後にグルコース溶液を加えて、
発光量を記録する。発光量は溶液中のグルコース
の量に直接関連する。 ４ 標識DNAのアツセイ DNAをビオチンで標識する公知方法に於い
て、アビジン又はストレプトアビジンの如き適当
な結合リガンドをペルオキシダーゼで標識し、ペ
ルオキシダーゼを本発明方法で定量する。 また、別の方法を用いてペルオキシダーゼで標
識されたDNAに本発明を使用することも可能で
ある。これに関してはPCT出願第84／03520号
（エー・デイー・ビー・マルコーム（A.D.B.
Malcolm）を参照されたい。 本発明のアツセイは主として、臨床研究所及
び／又は病院で使用されるであろう。これらの研
究所及び／又は病院では所与のアツセイ手順で使
用すべき材料がアツセイキツトとして入手できる
のが便利であろう。このようなキツトは、DPD
と芳香族アミンエンハンサとペルオキシダーゼと
を含む以外に、酸化剤を含んでいてもよい。しか
し乍ら多くの場合、この材料は別個に用意されて
もよく、又は被検定物質であつてもよい。 好ましくは、ペルオキシダーゼと酸化剤と感度
エンハンサと化学発光性DPDとの各々は、本発
明のアツセイでの使用が好ましい例として前記に
挙げた物質のうちから選択される。本発明のアツ
セイ用キツトの特に好ましい１つの具体例では、
ペルオキシダーゼ酵素と化学発光性DPDとの少
くとも一方が被検定物質に対する抗体に結合して
いる。 また任意に、アツセイキツトが、既知量の被検
定物質を各々含有する１種以上の標準溶液を含む
か、及び／又は、１種以上の好ましい緩衝溶液を
含んでいてもよい。更にアツセイ用キツトが、ア
ツセイ実施中に放出される光量を測定する装置で
の使用に適した反応容器を含むのが有利である。
又、アツセイ用キツトが試薬を確実に混和させる
ための攪拌デバイスを備えていてもよい。 実施例 以下に本発明の実施例を示す。 材料及び方法 試薬 西洋ワサビペルオキシダーゼ標識ウサギ抗ヒト
AFPは、ダコ・プロダクツ、マーシヤ・ブロケ
ード・リミテツド（Dako Products，Mercia
Brocades Ltd）、ブロケードハウス、ピルフオー
ドロード、ウエストバイフリート、ウエイブリツ
ジ、サーリ州（Brocades House，Pyrford
Roud，West Byfleet，Weybridge Surrey）英
国、の製品である。 癌胎児性抗原（CEA）を検定するための酵素
イムノアツセイ用キツトは、アボツト研究所
（Abbott Laboratories Ltd）、診断部
（Diagnostics Division）、ベーシンストーク
（Basingstoke）、英国、の製品である。 ルミノール（５−アミノ−２，３−ジヒドロ−
１，４−フタラジンジオン）とイソルミノール
（６−アミノ−２，３−ジヒドロ−１，４−フタ
ラジンジオン）とは、シグマケミカル（Sigma
Chemical Co，）、プール、ドーセツト、（Poole，
Dorset）、英国の製品である。また、ルミノール
のナトリウム塩の調整にはハム（Ham）等、ア
ナル．レタ（Anal.Lett）、1979，12，（535）、の
方法を用いた。 式中のZ1とZ2とが一緒に１つのジメチルアミノ
置換ベンゾ基を示しZ3＝Z4＝Ｈを示す式(2)の化合
物たる７−ジメチルアミノナフタレン−１，２−
ジカルボン酸ヒドラジドはベーリンガー．マンハ
イム（Boehringer Manheim）製である。 Ｎ−（６−アミノブチル）−Ｎ−エチルイソルミ
ノールはエル・ケー・ビー・フインランド
（LKB Finland）製である。 芳香族アミン類は全てアルドリツチ・ケミカル
（Aldrich Chemica lCo.）製である。 分析装置 実施例１〜24では化学発光反応に、10mm×10mm
の４ml容の使い捨てプラスチツクキユベツト（ダ
ブリユ・サーステツド・リミテツド（Ｗ
Sarstedt Ltd.）、ライセスター（Leicester）、
LE3，IUQ，英国）を用いた。放出光量の測定に
は、前出のルミノメータ（カーテル（Carter）
等、英国特許出願公開第2025609号）を改造して
光増倍管のホトカソードの前方に複数個のキユベ
ツトを正確に且つ再現的に連続配置できるように
したものを用いた。 結果を、高速電位差曲線記録装置（タイプ
PM8202；フイリツプス（Philips）、エインドホ
ーベン、ネザーランド（Eindhoven，
Netherlands）；完全偏向時間0.25秒未満）に表示
した。 癌胎児性抗原アツセイの場合、エルアイピー
（エキツプメント・アンド・サービス）リミテツ
ド（LIP（Eguipment and Services）Ltd.）、シ
ツプリー、ウエスト・ヨークシヤ、（Shipley
West Yorkshire）製の55mm×11mmの透明ポリス
チレン丸底管で化学発光反応を実施した。発光反
応の自動的開始と発光量の自動的測定とを行なう
ために、ラボラトリウム・プロフエツサー・ドク
ター・バートホールド（Laboratorium Prof Dr
Berthold）、ワイルドバツト（Wild bad）、西ド
イツ、製のオートーバイオルーマツト（Auto−
Biolumat）LB950ルミノメータを使用した。こ
の装置は光子カウント装置であり、48Kアツプル
コンピユータ（Apple Computer）で制
御される。 実施例１−ルミノールとＮ，Ｎ，N′，N′−テ
トラメチルベンジジンとを使用するペルオキシ
ダーゼの発光アツセイ ナトリウムルミノール（50mg）と過酸化水素
（62μ、30重量／容量％）とを200mlのトリスバ
ツフア（0.1M，PH8.5）に加えた。この溶液を使
用以前に約0.5時間静置し、光から完全に保護し
た。10μのウサギ抗AFP−HRP（1000倍希釈）
をキユベツトに入れ、0.9mlのリミノール／H2O2
試薬を加えた。次に20μのＮ，Ｎ，N′，N′−テ
トラメチルベンジジン（ジメチルスルホキシド１
中に4.54モル）を反応混合物に添加するが、添
加以前に得られた発光量を先ず記録し、添加以後
の増進された光出力を同様に記録して信号の強度
増加を測定した。バツクグラウンドの値に対する
Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルベンジジンの影
響を測定するためにウサギ抗AFP−HRPを入れ
ないで上記手順を繰返した。シグナル及びシグナ
ル対バツクグラウンド比の増加を測定し、その結
果を表３に示す。シグナルの増加がより重要なパ
ラメータであると考えられる。 実施例 ２−20 Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルベンジジンを
別の芳香族アミンに代えて実施例１の手順を繰返
した。シグナル対バツクグラウンド比の増加を測
定しその結果を表３に示す。 比較実施例 発光反応混合物に感度エンハンサを全く添加し
ないで実施例１の手順を繰返した。結果を表３に
示す。左端の文字は、前出の式(1)で示される化合
物中の前記に定義した記号Ｒの意味を示す。 実施例 21 100mlのトリスバツフア（0.1M，PH8.5）に入
れたイソルミノール（24mg）の保存溶液と100ml
のトリスバツフア（0.1M，PH8.5）に入れた過酸
化水素（450μ、30重量／容量％）の保存溶液
とを調製した。キユベツトに以下の試薬を入れ
た；50μの保存イソルミノー 【表】 ル試薬と50μの保存過酸化水素と10μのウサ
ギ抗AFP−HRP（1000倍希釈）とジメチルスルホ
キシドに入れた10μのＮ，Ｎ，N′，N′−テトラ
メチルベンジジン（TMB）又は４−ベンジルオ
キシアニリン（4.54mmol／）試薬を混合し、
0.9mlのトリスバツフア（0.1M，PH8.5）を加えて
反応を開始させた。以後の発光量を測定した。コ
ントロール実験では、アミンの代りに10μの
DMSOを用いて上記手順を繰返した。TMB−又
は４−ベンジルオキシアニリンで増感させた反応
はコントロールに比較してかなりのシグナルを示
した。 実施例 22 イソルミノールをＮ−（６−アミノブチル）−Ｎ
−エチルイソルミノールに代えて実施例21の手順
を繰返した。 実施例 23 イソルミノールを７−ジメチルアミノナフタレ
ン−１，２−ジカルボン酸ヒドラジド（９−ジメ
チルアミノ−２，３−ジヒドロベンゾ（ｆ）フタ
ラジン−１，４−ジオン）に代えて実施例21の手
順を繰返した。 実施例 24 過酸化水素を過ホウ酸ナトリウムに代え、イソ
ルミノールをルミノールに代えて実施例21の手順
を繰返した。 実施例22〜24の各々に於いては、TMB又４−
ベンジルオキシアニリンの添加により発光量の増
加が観察された。 実施例25−癌胎児性抗原（CEA）のアツセイ 製造者の指示通りにアツセイを実施した。酢酸
ナトリウムバツフア（0.2mol／，PH5.0、0.01
％のチメロサール防腐剤含有）中で調製された標
準液（200μ）をプラスチツク製反応トレイの
ウエルに添加した。モルモツトで産生した抗−
CEAでコートされた１つのプラスチツクビーズ
を蒸留水で洗つて各ウエルに加えた。トレイを穏
やかに叩いてビーズ面に付着した気泡を完全に除
去し、蓋をして45℃の水浴中で２時間インキユベ
ートした。次にサンプルを吸引し、各ビーズを蒸
留水で洗つた（５×２ml）。ヤギ抗ヒトCEA−
HRP結合体（200μ、タンパク質安定剤と0.01
％のチメロサールとを含有するトリスバツフア１
ml中で約0.05μｇ／ml）を各ビーズに加え、次に
トレイを前記同様に処理して45℃で２時間インキ
ユベートした。各溶液を吸引後、ビーズを蒸留水
で洗い（５×２ml）、（55mm×11mm）のポリスチレ
ン管に移し、再度洗つた（２×４ml）。次に
TMBをエンハンサとして用い本発明のアツセイ
で結合したHRP結合体を定量した。 各管に0.5mlのトリスバツフア（0.05mol／PH
8.0）を加えた。次に0.5mlのルミノール／過酸化
水素／TMB溶液を注入してオートーバイオルー
マツト（Auto−Biolumat）ルミノメータで発光
反応を自動的に開始させた。この溶液は、ルミノ
ール（2.5mmol／）と過酸化水素（5.4mmol／
）とを含む100mlのトリスバツフア
（0.05mol／，PH8.0）溶液に１mlのTMB溶液
（DMSO中で0.5mg／ml）を加えて予め調製してお
く。 発光反応の開始以後、各ビーズ毎に（反応開始
から０〜180秒までの積算光量を自動的に記録し
た。その結果を表４に示す。 実施例 26 TMB溶液を濃度2.5mg／mlにした実施例25のア
ツセイを繰返した。結果を表４に示す。 実施例 27 TMB溶液を濃度5.0mg／mlにして実施例25のア
ツセイを繰返した。結果を表４に示す。 実施例 28 TMB溶液を加えないで実施例25のアツセイを
繰返した。結果を表４に示す。 【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ペルオキシダーゼと酸化剤と化学発光性２，
    ３−ジヒドロ−１，４−フタラジンジオンとの間
    で化学発光反応を生じさせ、これにより発生した
    化学発光を測定又は検出して行う発光又は発光測
    定アツセイに於いて、前記反応が一般式 で示される芳香族アミンの存在中で行われ、前
    記一般式中の記号Ｒ（即ちＲ，R1，R2，R3，R4，
    R5及びR6）が以下の式(a)〜(j)のいずれかを示し
    ておりそれ以外のＲがすべて水素であり、式(a)〜
    (j)に於ける縮合環が式(1)と同じ配置の意味で示さ
    れており、及び式(a)〜(j)は (a) Ｒ＝R1＝CH3；【式】 (b) 【式】【式】【式】 シクロヘキシル、又は炭素１〜４個のアルキル
    もしくはアルコキシ、 (c) R2とR3とR4が一緒に縮合多環式系 【式】又は【式】を示す、 (d) R3とR4とが一緒に縮合環又は縮合環系 【式】又は【式】を示す、 (e) R3とR4とが一緒に縮合環系 【式】を示し且つ R5とR6とが一緒に縮合環【式】を示す、 (f) R2＝NH2及び【式】 (g) R2＝R6＝CH3及び
    【式】 (h) R3＝C2H5、 (i) R2＝R4＝CH3及び (j) R3＝R4＝CH3 で示されることを特徴とする発光又は発光測定ア
    ツセイ。 ２ 化学発光性２，３−ジヒドロ−１，４−フタ
    ラジンジオンと ペルオキシダーゼと 一般式 〔式中の記号Ｒ（即ちＲ，R1，R2，R3，R4，
    R5及びR6）が以下の式(a)〜(j)のいずれかを示し
    ておりそれ以外のＲがすべて水素であり、式(a)〜
    (j)に於ける縮合環が式(1)と同じ配置の意味で示さ
    れており、及び式(a)〜(j)は (a) Ｒ＝R1＝CH3：【式】 (b) 【式】【式】【式】 シクロヘキシル、又は炭素１〜４個のアルキル
    もしくはアルコキシ、 (c) R2とR3とR4が一緒に縮合多環式系 【式】又は【式】を示す、 (d) R3とR4とが一緒に縮合環又は縮合環系 【式】又は【式】を示す、 (e) R3とR4とが一緒に縮合環系 【式】を示し且つ R5とR6とが一緒に縮合環【式】を示す、 (f) R2＝NH2及び【式】 (g) R2＝R6＝CH3及び
    【式】 (h) R3＝C2H5、 (i) R2＝R4＝CH3及び (j) R3＝R4＝CH3〕 で示される芳香族アミンとを含むことを特徴とす
    る発光又は発光測定アツセイ用キツト。
JP60173084A 1984-08-07 1985-08-06 増感した発光又は発光測定アツセイ Granted JPS6154453A (ja)

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GB8420053 1984-08-07
GB848420053A GB8420053D0 (en) 1984-08-07 1984-08-07 Enhanced luminescent/luminometric assay

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