JPH07267972A - エレクトロ化学ルミネセンスアッセイ - Google Patents

エレクトロ化学ルミネセンスアッセイ

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JPH07267972A JP6275174A JP27517494A JPH07267972A JP H07267972 A JPH07267972 A JP H07267972A JP 6275174 A JP6275174 A JP 6275174A JP 27517494 A JP27517494 A JP 27517494A JP H07267972 A JPH07267972 A JP H07267972A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エレクトロ化学ルミネセンス標識物及びそれ
を用いた検定法。 【構成】 電気化学的エネルギーを受けた時に電磁放射
線を放出するような試薬を目的分析物と結合させて、次
いで電気化学的エネルギーを与えてそこから放出される
電磁放射線を検出して、それによって目的分析物を検定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本出願に関する刊行物はカッコ内
にアラビア数字で示す。これらの参考文献の引用一覧は
請求の範囲のすぐ前の発明明細書の最後に挙げてある。
これらの刊行物に関する完全な説明を記載するのは、そ
れによって本発明に関連する技術状況をより完全に説明
できるよう本出願に参考文献を引用しているためであ
る。化学的、生化学的、生物学的物質を検出し定量する
ための速やかかつ高度に特異的な方法が常に必要とされ
需要が拡大している。特に少量の医薬品、代謝産物、微
生物やその他の診断上価値のある材料を測定するための
方法は重要である。このような材料の例としては麻薬及
び毒薬、治療上の目的で投与される薬物、ホルモン、病
原性をもつ微生物及びウイルス、抗体、代謝産物、酵素
や核酸等が挙げられる。
【0002】
【従来の技術】このような材料の存在は高度な特異性を
もつ結合法を用いて検出されることが多く、これによっ
て多くの生化学及び生物学的系の特徴が明らかになって
いる。頻繁に使用されている方法の例としては、抗原−
抗体系、核酸ハイブリッド形成法、たん白質−リガンド
系等がある。このような方法においては通常複雑な材料
の1つあるいはそれ以上に目印としてつけた検出可能な
「標識」の有無によって診断上有用な複合体の存在が明
らかになっている。選択した特異的標識方法によって当
該材料の検出のための特別な系の有用性及び融通性が決
まることが多い。好ましい標識物の条件としては安価で
あり安全であって、多岐にわたる化学的、生化学的、生
物学的材料の重要な結合特性を変化させることなしに効
率よくそれらの材料に標識できることが必要である。標
識物は高度に特徴的な目印をもっていなければならず、
さらに天然にはほとんど、あるいはより好ましくは全く
存在していないことが必要である。標識物は安定であり
何か月にもわたる期間を経て水溶液系中で検出可能であ
ることが要求される。検出の際には高価な特別の設備や
技術者を必要とせず、速やかに、かつ高い感度、及び再
現性をもって標識物が検出されなければならない。標識
物の定量に当たっては、温度や供試混合物の組成といっ
た変化要素に比較的影響されにくいことが必要である。
均一系、すなわち標識材料の複合体及び非複合体を分離
する必要のない系において使用できる標識物が最も有用
である。標識された材料が特定の複合体中に取り込まれ
た時に標識物の検出度を調節するようにすればこれが可
能である。
【0003】非常に多くの種類の標識物が開発されてお
り、それぞれ長所、短所をもっている。例えば放射性標
識物はきわめて多用途に使用でき、非常に低い濃度にお
いても検出可能である。しかし高価で危険性もあり、そ
の使用のためには精巧な装置と訓練を受けた技術者とが
必要である。さらに放射性標識物の感度は、標識された
材料において検出し得る事象というのがその本質上放射
性原子当たり1回しか起こらないという事実によって限
定されてしまう。また放射性標識物は均質法においては
使用できない。
【0004】このため非放射性の標識物に高い関心が集
まっている。例えば分光測光、スピン共鳴、ルミネセン
ス法によって検出可能な分子や、そのような分子を産生
し得る酵素等がそれに含まれる。有用な非放射性標識材
料の中に有機金属化合物がある。ある種の金属は生物学
的系においてまれにしか存在しないため、有機金属化合
物中の金属成分を特異的に試験する方法が有効となる。
例えばCais、アメリカ特許番号4,205,952
(1980年)は、特異的抗原を定量するのにある種の
有機金属化合物によって標識された免疫化学的活性材料
を使用している。このような標識物に対しては選択した
金属を検出するのに発光、吸収、蛍光分光法、原子吸
光、中性子活性化等を含む一般的手法がどれでも使用で
きる。これらの方法は感度が低いという欠点をもつこと
が多く、均質系にはほとんど適用できない。また原子吸
光に関しては時として試料の破壊を伴う。光化学的、化
学的、電気化学的手段を通じて発光するように作られた
標識物は特に興味深い。「光化学ルミネセンス」とは材
料が電磁放射線を吸収した時に発光するように作られた
過程である。蛍光及びりん光は光化学ルミネセンスの一
種である。「化学ルミネセンス」過程にはエネルギーの
化学的変換による発光物の産生が伴っている。「エレク
トロ化学ルミネセンス」には電気化学的に産生される発
光物が伴う。
【0005】このような発光系の重要性は増加してい
る。例えばNandle、アメリカ特許番号4,37
2,745(1983年)は免疫化学的応用分野におい
て化学ルミネセンス標識物を使用している。この系では
標識物がH2 2 とシュウ酸塩と反応することによる化
学的手段によって標識物を発光状態に励起させている。
この系ではH2 2 がシュウ酸塩を酸化して高エネルギ
ー誘導体に転換しその結果標識物を励起させるのであ
る。この系は原理的には、試験における酸化条件下で安
定であり高エネルギーシュウ酸塩誘導体によって励起さ
れ得る発光物質であればどんな材料でも使用できる。残
念なことにこのようにきわめて融通性の高いことが技術
の限界の主な要因となってしまう。当該分析物を含む生
物学的溶液は一般に発光の可能性をもつ物質も大量に含
んでおり、ルミネセンスのバックグラウンド値を高くす
る原因となる。
【0006】化学ルミネセンスの免疫化学的利用法でや
はり同様の欠点をもつもう1つの例は、Oberhar
dtら、アメリカ特許番号4,280,815(198
1年)によるもので、化学ルミネセンスによって標識さ
れた免疫反応物質と非常によく類似しているin si
tuにおける酸化剤(例えばH2 2 )の電気化学的産
生に関して述べている。電気的に産生されたオキシダン
トが化学ルミネセンス物質中に拡散しそれを化学的に酸
化することによって1つ以上の電子を電気的に産生され
たオキシダントに転移させる。化学ルミネセンス物質は
酸化される際に光子を放つ。これに対し本発明の対象物
では、電気化学的エネルギー源から化学ルミネセンス物
質への直接の電子転移が必要であり、このため光子の連
続放出が可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はエレクトロ化
学ルミネセンス標識物に関するものである。適切な標識
物としては有機化合物及び有機金属化合物を含むエレク
トロ化学ルミネセンス化合物から成るものを用いる。多
くの理由から、標識された材料の存在を検出する方法と
しては他の方法よりもエレクトロ化学ルミネセンス法の
方が適している。特定の標識物の存在を高度に判定で
き、感度が高く、危険性が少なく、安価であり、さらに
応用範囲も広い。電気化学的標識物として適切な有機化
合物には例えばルブレンや9,10−ジフェニルアント
ラセン等がある。有機金属化合物の多くが電気化学的標
識物として適しているが、特にルテニウム及びオスミウ
ム含有化合物は有用である。
【0008】このため1つの具体例として本発明では多
岐にわたる方法を用いて検出可能なルテニウム及びオス
ミウム含有標識物の使用について述べている。これらの
標識物は以下の文中で論ずるように数多くの点で有益な
ものである。ルテニウム及びオスミウム含有有機金属化
合物については文献中でも論じられている。Caisは
ルテニウムのような第8群の貴金属を含む金属元素ある
いはそのような金属元素の組み合わせであればどれでも
原子吸光法によって検出可能な有機金属標識物の成分と
して適切であると述べている(Cais、11列20
行)。しかしCaisの文献においてはルテニウムは適
切な金属とされておらずオスミウムに関しては特に言及
されておらず、記載されたどの方法にもルテニウムまた
はオスミウムを使用した場合の有効性に関するデータは
含まれていないし、適切な方法とされている原子吸光法
には試料の破壊が伴っている。
【0009】Weber、アメリカ特許番号4,29
3,310(1981年)はイムノアッセイにおける分
析物の電気化学的標識物としてルテニウム及びオスミウ
ム含有複合体を使用することに関する報告をしている。
この複合体は分析物のチオ尿素結合を通じてアミノ基に
結合している。Weberはまた他の分析物の水酸基と
標識物との間にカルボキシルエステルを形成し得る可能
性もあると述べている。Weberによると標識された
材料の存在は、消光物質と光学手段を用いた電気化学的
フローセルから成る器具、方法で検出できるとのことで
ある。光電気化学的に活性な標識物が励起すると、電子
を消光物質分子に転移させる。酸化された分子は続いて
適当な電位に保ったフローセルの電極からの電子によっ
て還元される。この電子を光電子流として測定するので
ある。系中の遊離標識分析物は光電子流信号によって測
定する。この方法は発光材料のエレクトロ化学ルミネセ
ンス検出の逆であることに留意すべきである。
【0010】Weberらはその後の報告で、ルテニウ
ム含有標識物を検出するためにこの方法を用いる際の問
題点について論じている(1)。Weberら(1)の
表2によると、トリス(ビピリジル)ルテニウム(I
I)の外挿検出限界は最適条件下で1.1×10-10
ル/lとなっている。これらの標識物を実際に使用する
際には複合体混合物の存在下で測定することになるであ
ろうと予想し、Weberらはその系において考えられ
る妨害物について調査した。Weberらの表3ではジ
メチルアルキルアミン類、EDTA、N−メチルモルホ
リン、N,N′−ジメチルピペラジン、水酸化物、シュ
ウ酸塩、アスコルビン酸塩、尿酸、血清等が、実際の検
出限界を1.1×10-10 モル/l以上に引き上げると
考えられる妨害物として挙げられている。これらの研究
は単純なルテニウム含有化合物を用いて行なわれてい
る。ルテニウム含有標識物によって標識した複合体の検
出限界に関して、またこの試験条件下において標識され
た材料と標識物との間のチオ尿素結合が安定であるかど
うかに関しての記述はWeber、あるいはWeber
らの報告中にはされていなかった。
【0011】本発明における標識物はエレクトロ化学ル
ミネセンスに関するものである。この標識物は電磁放射
線や、シュウ酸塩−H2 2 のような代表的系により産
生される化学エネルギー源に接触することで酸化あるい
は還元されなくても、発光状態にまで励起し得ることが
多い。さらに酸化、還元を伴う電気化学的方法によって
もこれらの化合物の発光を起こすことができる。光化学
ルミネセンス、化学ルミネセンス、エレクトロ化学ルミ
ネセンスの手段を用いてルテニウム(2,2−ビピリジ
ン)3 + を検出する方法に関しての詳細な研究が報告
されている(2,3)。この研究ではシュウ酸イオンま
たは他の有機酸の酸化の中間体として産生された強い還
元剤と共に化学的あるいは電気的に生成されるルテニウ
ム(bpy)3 3+ (「bpy」はビピリジルリガンドの
こと)の水性反応によって明るいオレンジ色の化学ルミ
ネセンスが得られると述べている。また過酸化二硫酸の
還元に伴い産生された強い還元剤と共に電気的あるいは
化学的に生成されるルテニウム(bpy)3 1+ の反応に
よって、有機溶剤−水溶液中でルミネセンスを得ること
も可能である。ルテニウム(bpy)3 2+ からエレクト
ロ化学ルミネセンスを得るための3番目の機構として
は、電極の電位をルテニウム(bpy)3 1+ を産生する
のに十分なマイナス電位とルテニウム(bpy)3 3+
産生するのに十分なプラス電位との間で振動させるとい
う方法がある。以上の3種類の方法はそれぞれ「酸化還
元」、「還元酸化」、「ルテニウム(bpy)3 3+/+
生系」と呼ばれている。
【0012】酸化還元法は水中で行うことができ、強
く、有効で、安定なルミネセンスが得られ、酸素や不純
物の存在に対しては比較的感受性が低い。このルテニウ
ム(bpy)3 2+ からのルミネセンスは、シュウ酸塩や
その他ピルビン酸塩、乳酸塩、マロン酸塩、酒石酸塩、
クエン酸塩等の有機酸、そしてルテニウム(bpy)3 3
+ を酸化的に生成し得る手段が存在する場合に得られ
る。この酸化はPbo2 やセリウム(IV)塩のような
強い酸化剤によって化学的に起こすことができる。また
連続的あるいは間欠的に十分にプラスである電位をかけ
ることによって電気化学的に起こすこともできる。ルテ
ニウム(bpy)3 2+ を電気化学的に酸化させるのに適
当な電極としては、例えばプラチナ、熱分解性グラファ
イト、ガラスカーボン等がある。シュウ酸塩やその他の
有機酸は化学ルミネセンスを出す過程で消費されてゆく
が、このように消費されてしまう材料を過剰に添加して
おくか、反応チャンバー中に連続的に供給するかによっ
て強く一定した化学ルミネセンスを何時間にもわたって
得ることができる。
【0013】還元酸化法は例えばアセトニトリルのよう
な有機共溶剤を含む部分水性溶液中で行うことができ
る。このルミネセンスは、過酸化二硫酸と、ルテニウム
(bpy)3 1+ を還元的に生成し得る手段とが存在する
場合に得られる。この還元は例えばマグネシウムや他の
金属のような強い還元剤によって化学的に起こすことが
できる。また連続的あるいは間欠的に十分にマイナスで
ある電位をかけることによって電気化学的に起こすこと
もできる。ルテニウム(bpy)3 2+ を電気化学的に還
元させるのに適当な電極としては、例えば光沢ガラスカ
ーボンがある。酸化還元法の場合と同様、試薬を過剰に
添加しておくか、反応液中に消費された試薬を連続的に
供給するかによって連続的な強いルミネセンスを何時間
にもわたって得ることができる。
【0014】ルテニウム(bpy)3 3+/+ 再生系はアセ
トニトリルのような有機溶剤中、または部分水性溶液中
で、電極の電位をルテニウム(bpy)3 2+ を還元する
のに十分なマイナス電位とルテニウム(bpy)3 2+
酸化するのに十分なプラス電位の間で振動させることに
よって行うことができる。このような再生系に適当な電
極としては、例えばプラチナ電極がある。この系では化
学試薬が消費されず、原理的には無限に続行することが
可能である。以上の3種類のルテニウム含有化合物のル
ミネセンスを産生させる方法では、ルテニウム含有化合
物の反復酸化還元あるいは還元酸化というのが共通点で
ある。このためこれらの化合物を含む溶液のルミネセン
スは、与えられたエネルギー源の電気的ポテンシャルに
強く依存しており、そのためにルテニウム含有化合物の
存在を高感度で検出できることになる。
【0015】MandleはCurtisらの報告
(4)を、化学ルミネセンスの応用として使用可能な標
識物として引用している。Curtisらは未発表デー
タとしてではあるがルテニウム複合体はシュウ酸塩/H
2 2 系によって化学的に励起されると発光するように
なると報告している(Curtisらp.350)Ma
ndleもCurtisもルテニウム及びオスミウム複
合体が化学ルミネセンスの応用分野として有用であるこ
とは、エレクトロ化学ルミネセンス系で有用であること
は認識していない。Sprintschnik,Gら
(5)はオクタデカノールまたはデヒドロコレステロー
ルを用いてエステル化したトリス(2,2′−ビピリジ
ン)ルテニウム(II)について報告し、これらの界面
活性剤複合体の単層フィルムを産生した。この複合体は
光学ルミネセンスを発する。しかしフィルムを水につけ
その後光に当てると、ルテニウム複合体は光学ルミネセ
ンスを発しなくなる。これは光の存在下でエステル基の
光学的加水分解が起きるためである。アミド結合または
アミン結合を通して多岐にわたる分析当該物及び分析当
該物に結合する化学種に対しルテニウム含有あるいはオ
スミウム含有標識物を容易に標識し得る方法を開発した
ので以下に報告する。このようにして標識された材料は
非常に多くの手段を用いて分析できるが、その中でも最
も効率的で信頼性があり感度も高い方法は光学ルミネセ
ンス、化学ルミネセンス、エレクトロ化学ルミネセンス
を用いる方法である。またルテニウム含有及びオスミウ
ム含有標識物のようなエレクトロ化学ルミネセンス標識
物、ルブレン及び9,10−ジフェニルアントラセンの
ような有機分子が特に多用途に使用でき有効であること
についても以下に述べる。このような新規標識材料を使
用すること、そしてそれらを検出する方法についての大
きな利点に関しても以下でさらに詳しく論じる。
【0016】食品会社は長年にわたり生の食品成分及び
加工食品中の生物学的、化学的汚染物質の存在について
関心をもってきている。技術進歩によって食品中の汚染
物質混入及びその結果起こる食品起因の病気の発生は減
少しつつあるが、その一方食品汚染物質の検出及び同定
のための迅速で感度の高い方法の開発における進歩はほ
とんど見られていない。食品中の有害な汚染物質を検出
するための既存の標準的方法は一般に非常に時間がかか
り、労力も必要で、技術的にも困難である。分析方法自
体は適度の感受性をもつものが大部分であっても、検出
を行う前の試料調製過程が長くかかるために当該汚染物
質の回収率が低くなってしまうことも多く、陰性である
との誤判断が下されることもしばしばある。このような
問題点の例となるのは、Salmonella及びSt
aphylococcusのエンテロトキシンが食品中
に存在するかどうかを検出するのに現在用いられている
標準的方法の2例である。食品中のSalmonell
aを検出する際には、これらの細菌が食品中に存在する
としても通常少数しか生息しておらず致死寸前の損傷を
受けていることも多いため、いくつかの濃縮段階が含ま
れている。このためSalmonellaの検出方法は
感度が高く、損傷を受けた細胞を蘇生させ増殖させるよ
うなものでなくてはならない。
【0017】現在Salmonellaの検出方法とし
てはアメリカ食品医薬品局によって2種類が推奨されて
いる。これらの方法はBacteriological
Analytical Manual for Fo
ods(1984年)第6版、Association
of Official AnalyticalCh
emists,Washington,DC.に記載さ
れている。このうち一法は前濃縮、選択的濃縮、選択的
プレーティングを含む純粋培養技法であり、推定結果を
得るのに4日間、完全な結果を得るのに5〜7日間を要
する。もう一法は選択的濃縮の後、免疫蛍光検査法を用
いるものである。この方法はより迅速であるが、試験に
使用する多価の抗血清が交差反応性をもつという問題点
があるため、陽性であるとの誤判断が下されることが高
率で起こり得る(6,7)。食品中のStaphylo
coccusエンテロトキシンを検出する方法としてア
メリカ食品医薬品局が推奨している方法もBacter
iologicalAnalytical Manua
l for Foods(1984年)第6版、Ass
ociation of Official Anal
yticalChemists,Washingto
n,DC.に記載されている。この方法では大量の食品
試料、例えば約100gのものの抽出物を透析濃縮の数
段階を経て約0.2ml程度の少量に濃縮し、マイクロ
スライド二重免疫拡散法の試料として調製するために試
料抽出物をイオン交換カラムによって精製する。この方
法を行うためには通常一週間以上を要する。
【0018】食品中の細菌、毒素、抗生物質、農薬のよ
うな各種の汚染物質を検出するより迅速な試験方法が最
近開発されている。しかし多くの場合試験を実施する前
の試料調製に依然として労力と時間を要する。ラジオイ
ムノアッセイ(RIA)及び酵素標識イムノソルベント
アッセイ(ELISA)によって分析方法自体の実施時
間は短縮されたが、それでもこのような方法はやはり労
力を要するもので、簡単に実施できるとは言い難い。さ
らにこれらの方法は通常特異性も感受性も様々な多価の
抗血清を使用することに基づいており、当該食品汚染物
質の試験のためには量的に不足していることが多い。E
LISA法は多価の抗血清ではなくモノクローナル抗体
を用いて食品試料を分析するために開発された方法であ
る。食品汚染物質の試験系にモノクローナル抗体を使用
することによって試薬の一定した供給が得られるように
なり、試験自体の不変の特異性、感度が保証される。E
LISA系ではSalmonella(8)やStap
hylococcusのエンテロトキシン(9)のよう
な食品汚染物質を試験するのにモノクローナル抗体が用
いられている。EIA法(Bio−Enzabead
Screen Kit,Litton Bioneti
cs)及びDNAプローブ技法(Gene−Trak,
Integrated Genetics)を用いる市
販のSalmonella検出用製品は、時間がかかる
し労力も要する。逆受身ラテックス凝集反応(SET−
RPLA,Denka Seiken Co.)及びE
IA法(SET−EIA,Dr.W.Bommeli
Laboratories)を用いる市販の食品中St
aphylococcusエンテロトキシン検出用製品
も同様の欠点をもっている。水質及び汚水汚染の発生を
管理するための指標として過去100年の間細菌Esc
herichia coli及び大腸菌型群が広く使用
されてきた。
【0019】現在coli及び/または大腸菌型群
の検出に使用されている方法は、乳糖の発酵による酸ま
たは気体産生の特性に基づいている。最も広く使われて
いる方法は、最大可能菌数(MPN)試験と膜ろ過(M
F)試験である。両方法共上水及び下水の微生物学的検
査法として環境保護庁(EPA)及びアメリカ公衆衛生
協会(APHA)により承認されており(10)、牛乳
及び食品の微生物学的検査法として食品医薬品局(FD
A)によっても承認されている。(11)。MPN法は
実際には3種の(12)別個の試験から成っている(1
0)。推定試験においてはラウリル硫酸トリプトース
(LST)ブロスや乳糖ブロスのような非選択的培地を
用いて、乳糖発酵による気体産生を調べる。次に気体発
生陽性であった試験管についてより選択的な培地中で継
代培養を行う。大腸菌型群の培養にはブリリアントグリ
ーン乳糖胆汁酸(BGLB)ブロスを、糞便大腸菌型群
の培養にはcoli(EC)ブロスを使用し、気体
産生について再び調査する(確認試験)。確認試験で陽
性を呈した試料はさらにエオシンメチレンブルー(EM
B)寒天培地や遠藤寒天培地のような選択的鑑別培地上
にプレーティングし、指標細菌の存在を明確に証明する
ためにグラム染色やその他の生化学的試験を行う(完全
試験)。MPN試験を完全に終結するには最大5日間
(5)必要なので、ほとんどの研究所では日常的水分析
としてはMPN試験のうちの推定試験と確認試験のみを
採用しているが、それでも終了までに48〜72時間を
要する。MPN試験は時間がかかり材料の面からも費用
がかかるばかりでなく、陽性及び陰性であるとの誤判断
が発生することが多い(15,16,20)。
【0020】水の微生物学的検査法としてMF法が導入
されたのは1950年代の初期である(12)。冗長で
時間のかかるMPN試験とは異なり、MF分析は24時
間で完結しさらに確認する必要もない。MF法の基本手
順は次の通りである。水試料の一定量、通常100ml
を0.45μm孔径のろ紙を通じてろ過し、選択的培地
で満たした滅菌パッド上で培養する。最もよく使用され
る培地は35℃で大腸菌型に選択的なm遠藤ブロスと4
4.5℃で糞便大腸菌型に選択的なmFCブロスの2種
類である(10)。これらの培地が使用されるようにな
って以来、多くの著者らがm遠藤及びmFCブロスは共
に実際に存在する指標細菌数よりも少なく算定する傾向
にあると報告してきた。これは培地の選択性、あるいは
培養に使用した高温度(44.5℃)のどちらかによる
ものであろう(21,22)。試料中の菌体が環境因子
及び/または化学物質によって致死寸前の損傷を受けて
いる場合には、このような陰性誤判断が特に起こりやす
い(17,18)。最近EPAによってMF試験を確認
的手順を用いて補うための改良法が提案されており、そ
れによるとMPN試験におけるBGLBブロスと同様L
STブロスを用いて気体産生を調べるのに各ろ紙上に最
低10個のコロニーがなければならない(14)。この
改良法を用いれば陰性及び陽性の両誤判断は減るであろ
うけれども、材料費が高くなりMF試験に要する時間は
24時間から72時間へと3倍になる。
【0021】1982年にFengとHartmanは
4−メチルウンベリフェロングルクロニド(MUG)を
基質として使用したcoli検出のための蛍光発生
試験を導入した(13)。coliの細胞がβ−グ
ルクロニダーゼという酵素を産生し、それによって基質
を切断して蛍光を発する4−メチルウンベリフェロンラ
ジカルを放出するのである(19)。MUG化合物を推
定試験のLST培地に加えることによって、LST−M
UG培地の試験管1本で糞便大腸菌型に関する推定デー
タ(気体産生)及び確認データ(蛍光)の両方が24時
間以内に得られるようになった。MUG試験は迅速で簡
単であるが、coliの85〜95%しかこの酵素
を産生しないため(出所による)、試験は100%信頼
性をもつわけではない。またこの系は大腸菌型群には適
用できない。現在1つの試料中の大腸菌型及び糞便大腸
菌型を検出し計数するのに適切な試験はない。簡単で迅
速、信頼性のある検出試験が開発されれば、経費及び時
間の節約になるばかりでなく、水道設備や食品加工、取
扱いの管理がずっと効率よく行われることになろう。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は予め測定された
量の多成分液体試料において、その試料中に約10-3
ル以下の濃度で存在する目的分析物を検出するための方
法に関するもので、以下の部分から構成されている。
a)試料を(i)試薬がくり返し放射線を放出し得るよ
うな適切な源からの電気化学的エネルギー一定量を受け
た時に電磁放射線をくり返し放出するようになる、及び
(ii)目的分析物と結合することができる、ような試
薬と接触させる。ただし分析物と試薬が結合するのに最
適な条件下で接触させる。b)このようにして得た試料
に、試薬がくり返し放射線を放出し得るような適切な源
からの電気化学的エネルギー一定量を与える。ただし試
薬がくり返し電磁放射線を放出し得るような最適条件下
で与える。c)このようにして放出された電磁放射線を
検出し、それによって試料中の分析物の存在も検出す
る。
【0023】また本発明は予め測定された量の多成分液
体試料において、その試料中に約10-3モル以下の濃度
で存在する目的分析物を検出するための競合的方法に関
するものでもあり、以下の部分から構成されている。
a)試料を(i)試薬がくり返し放射線を放出し得るよ
うな適切な源からの電気化学的エネルギー一定量を受け
た時に電磁放射線をくり返し放出するようになる、及び
(ii)試料中には通常存在しない相補的材料の結合部
位について目的分析物、及び相補的材料と競合し得る、
ような試薬と接触させる。ただし目的分析物と試薬が相
補的材料と競合的に結合するのに最適な条件下で接触さ
せる。b)このようにして得た試料に、試薬がくり返し
放射線を放出し得るような適切な源からの電気化学的エ
ネルギー一定量を与える。ただし試薬がくり返し電磁放
射線を放出し得るような最適条件下で与える。c)この
ようにして放出された電磁放射線を検出し、それによっ
て試料中の分析物の存在も検出する。また予め測定され
た量の多成分液体試料において、その試料中に存在する
目的分析物の量を定量的に測定するための方法に関する
ものも含み、以下の部分から構成されている。a)試料
を既知量の(i)試薬がくり返し放射線を放出し得るよ
うな適切な源からの電気化学的エネルギー一定量を受け
た時に電磁放射線をくり返し放出するようになる、及び
(ii)目的分析物と結合することができる、ような試
薬と接触させる。ただし分析物と試薬が結合するのに最
適な条件下で接触させる。b)このようにして得た試料
に、試薬がくり返し放射線を放出し得るような適切な源
からの電気化学的エネルギー一定量を与える。ただし試
薬がくり返し電磁放射線を放出し得るような最適条件下
で与える。c)このようにして放出された放射線の量を
定量的に測定し、それによって試料中に存在する目的分
析物の量も定量的に測定する。
【0024】本発明はさらに予め測定された量の多成分
液体試料において、その試料中に存在する目的分析物の
量を定量的に測定するための競合的方法に関するものも
含む。この方法は以下の部分から構成されている。a)
試料を既知量の(i)試薬がくり返し放射線を放出し得
るような適切な源からの電気化学的エネルギー一定量を
受けた時に電磁放射線をくり返し放出するようになる、
及び(ii)試料中には通常存在しない相補的材料の結
合部位について目的分析物、及び既知量の相補的材料と
競合し得る、ような試薬と接触させる。ただし目的分析
物と試薬が相補的材料と競合的に結合するのに最適な条
件下で接触させる。b)このようにして得た試料に、試
薬がくり返し放射線を放出し得るような適切な源からの
電気化学的エネルギー一定量を与える。ただし試薬がく
り返し電磁放射線を放出し得るような最適条件下で与え
る。c)このようにして放出された放射線の量を定量的
に測定し、それによって試料中に存在する目的分析物の
量も定量的に測定する。
【0025】また液体食品、食品ホモジネート中に多数
存在する目的分析物を検出し同定するための方法に関す
るものも含む。この方法は以下の部分から構成されてい
る。a)液体または固体懸濁液に浸すのに適切で多数の
試薬に対して固定された診断試薬ホルダーを液体食品あ
るいは食品ホモジネート中に浸す。ただし各試薬は診断
試薬ホルダーの明確に区別できる位置に固定し、固定さ
れた試薬−目的分析物複合体が形成されるよう目的分析
物1種類ずつと複合体を形成し得るようにする。b)液
体食品あるいは食品ホモジネート中から診断試薬ホルダ
ーを取り除く。c)適当な洗浄溶液を用いて診断試薬ホ
ルダーを洗浄する。d)固定された試薬−目的分析物複
合体を含む判断試薬ホルダーを、固定された試薬−目的
分析物複合体と複合体を形成することができ、固定され
た試薬−目的分析物検出試薬複合体を形成し得るような
最低1種類の検出試薬を含む検出溶液中に浸す。e)試
薬が、固定された試薬−目的分析物−検出試薬複合体と
して固定されている診断試薬ホルダーの同定可能な部分
を検出し、それによって液体食品あるいは食品ホモジネ
ート中に多数存在する目的分析物を検出し同定する。
【0026】本発明はまた試料中に多数存在するエンテ
ロトキシン類を検出し同定するのに有用なキットも含
む。このキットは以下の部分から構成されている。a)
液体または固体懸濁液に浸すのに適切なように表面部分
に連結された取っ手のついた診断試薬ホルダー;ただし
上記の表面部分には最低1枚のニトロセルロース膜がつ
いており、このニトロセルロース膜上には区別し得る位
置に別々に明確に固定された各種モノクローナル抗体が
つけてあり、固定されたモノクローナル抗体はそれぞれ
1種類のエンテロトキシンの抗原決定基に対し特異的な
ものとなっている;b)界面活性剤入り水性緩衝溶液か
ら成る第一洗浄溶液;c)最低一種類のモノクローナル
抗体酵素結合から成る検出部;モノクローナル抗体は各
エンテロトキシンに対する異なる抗原決定基に特異的な
もので、診断試薬ホルダーにつけられたニトロセルロー
ス膜上に固定されている;d)バッファー水溶液からな
る第2洗浄液;e)検出溶液中のモノクローナル抗体に
結合された酵素と反応し得る酵素基質;及びf)無色染
液。
【0027】本発明には1つの試料中の細菌最低1種の
存在を検出するための方法も含まれる。この方法は以下
の部分から構成されている。a)試料を開放式で細菌種
の増殖に適する培地を含む容器中に接種する。b)キャ
ップを容器の端に連結する。このキャップの面は容器に
連結した時に容器の内部と接触するようになっており表
面が最低1つの細菌成分を固定するのに適切な構造とな
っている。c)培地中に接種された細菌が増殖し得るよ
うな条件下で、接種された培地を培養する。d)容器の
上下を適当な時間の間反転させ、培地中に存在する細菌
成分が容器の内部に面したキャップの表面上に固定され
るようにする。e)容器の上下を反転させ正しい方向に
戻す。f)容器からキャップを取りはずす。g)細菌成
分が固定されているキャップの表面を、固定された細菌
成分−試薬複合体が形成されるのに適切な条件下で、固
定された細菌成分と複合体を形成し得る試薬に接触させ
る。h)固定された細菌成分−試薬複合体を検出し、そ
れによって試料中の細菌種の存在をも検出する。
【0028】さらに本発明には試料中の大腸菌型細菌の
存在を検出するための方法も含まれる。この方法は以下
の部分から構成されている。a)試料を開放式で非選択
的乳糖培地及び倒立Durhamを入れた容器中に接種
する。b)ポリスチレン挿入物をつけたキャップを各容
器の開放側の端に連結する。c)接種された培地を37
℃で最低2時間培養する。d)各容器中に倒立させたD
urhamバイアル内に採取されている細菌発酵により
産生された気体があるかどうか検出する。e)倒立させ
たDurhamバイアル内に気体が採取されている容器
の上下を適当な時間の間反転させ、培地中に存在する大
腸菌型細菌が大腸菌型−ポリスチレン複合体を形成し得
るようにする。f)容器の上下を反転させ正しい方向に
戻す。g)容器からキャップを取りはずす。h)取りは
ずしたキャップのポリスチレン挿入物を、未結合部位を
ふさぐのに適切な物質を用いて処理する。i)未結合部
位をふさぐのに適切な物質を用いて処理されたキャップ
のポリスチレン挿入物を、抗体−大腸菌型−ポリスチレ
ン複合体が形成し得るような条件下で大腸菌型細菌に結
合でき検出可能となる標識物によって標識した抗大腸菌
型細菌抗体最低1種類を用いて処理する。j)ポリスチ
レン挿入物上の抗体−大腸菌型−ポリスチレン複合体の
存在を検出し、それによって試料中の大腸菌型細菌の存
在をも検出する。
【0029】図の説明要約 第1図は溶液中の一種の抗原の濃度を測定するための均
質系イムノアッセイ用に用いられるエレクトロ化学ルミ
ネセンス測定法について表わしたものである。第2図は
均質系ECLテオフィリン試験の結果をグラフに表わし
たものである。第3図は各種血清における均質系テオフ
ィリン試験の結果をグラフに表わしたものである。 ●=正常血清 ■=溶血血清 ◆=脂肪血症血清 □=黄疸血清 第4図はECLテオフィリン試験の結果を蛍光偏光テオ
フィリン試験の結果と比較しグラフに表わしたものであ
る。 A.正常血清:n=4;傾き=0.986;r=1.0
0 B.溶血血清:n=3;傾き=0.878;r=1.0
0 C.脂肪血症血清:n=5;傾き=0.872;r=
0.99 D.黄疸血清:n=4;傾き=2.14;r=1.00 第5図はECLテオフィリン試験の結果を高速液体クロ
マトグラフィ−試験の結果と比較しグラフに表わしたも
のである。
【0030】n=9;傾き=1.197;r=0.98 第6図はECLジゴキシンイムノアッセイにおいて産生
されたECL信号の調整をグラフに表わしたものであ
る。第7図はECLジゴキシンイムノアッセイの結果を
グラフに表わしたものである。 ■:対照 ●:ジゴキシン 第8図はMBI38−化合物Iの各濃度において産生さ
れたECL信号をグラフに表わしたものである。第9図
はMBI38−化合物Iのハイブリッド形成/感受性試
験の結果を示したものである。 TAG=化合物I 第10図はMBI38−化合物Iの特異性試験の結果を
示したものである。
【0031】本発明の詳細 本発明は予め測定された量の多成分液体試料において、
その試料中に約10-3モル以下の濃度で存在する目的分
析物を検出するための方法に関するもので、以下の部分
から構成されている。a)試料を(i)試薬がくり返し
放射線を放出し得るような適切な源からの電気化学的エ
ネルギー一定量を受けた時に電磁放射線をくり返し放出
するようになる、及び(ii)目的分析物と結合するこ
とができる、ような試薬と接触させる。ただし分析物と
試薬が結合するのに最適な条件下で接触させる。b)こ
のようにして得た試料に、試薬がくり返し放射線を放出
し得るような適切な源からの電気化学的エネルギー一定
量を与える。ただし試薬がくり返し電磁放射線を放出し
得るような最適条件下で与える。c)このようにして放
出された電磁放射線を検出し、それによって試料中の目
的分析物の存在をも検出する。本出願において「モル」
とは、溶液中に1リットル当たり存在する分析物の濃度
をモルで表わしたもの、あるいは液体試料中に1リット
ル当たり存在する粒子またはユニットで粒子状物質の量
を表わしたものを意味する。例えば1リットル中1×1
23個の粒子のことを1モルと表わす。
【0032】本発明における方法は、不均一試験すなわ
ち結合した標識試薬に電気化学的エネルギーを与える前
に結合した標識試薬から未結合標識試薬を分離する試験
と、均質系試験すなわち未結合標識試薬と結合した標識
試薬の両方に同時に電気化学的エネルギーを与える試験
として実施されるものである。本発明の均質系試験にお
いては、結合した標識試薬から放出された電磁放射線
は、未結合標識試薬と比較して結合した標識試薬から放
出された電磁放射線の量が増加したか減少したか、ある
いは波長の異なる電磁放射線によって未結合標識試薬か
ら放出された電磁放射線と区別し得る。従って本発明の
1つの具体例として、目的分析物と結合していない試薬
はすべて、試料に電気化学的エネルギーを与える前に試
薬と接触した試料から分離されることになる。本発明の
もう1つの具体例では、試料を試薬と接触させる前に、
目的分析物を固定するために試料を処理する。目的分析
物の固定方法はその技術分野ではよく知られているもの
であり、試料をポリスチレン、ニトロセルロース、ナイ
ロンの表面に接触させるか、または全細胞、準細胞粒
子、ビールス、プリオン、ビイロイド、脂質、脂肪酸、
核酸、多糖、タンパク質、リポタンパク質、リポ多糖、
糖タンパク質、ペプチド、細胞代謝産物、ホルモン、薬
理学的試薬、精神安定薬、バルビツール酸塩、アルカロ
イド、ステロイド、ビタミン、アミノ酸、糖、非生物学
的ポリマー、合成有機分子、有機金属化合物分子、無機
分子でコーティングした表面に接触させるのである。ま
た目的分析物が以上の物質の中のどれかであってもよ
い。本発明の1つの具体例では、目的分析物がテオフィ
リンである。また別の具体例では目的分析物がジゴキシ
ンである。さらに別の具体例では目的分析物がヒト繊毛
性ゴナドトロピン(hCG)である。また目的分析物が
全細胞、準細胞粒子、ビールス、プリオン、ビイロイ
ド、核酸、タンパク質、リポタン白質、リポ多糖、糖タ
ン白質、ペプチド、ホルモン、薬理学的試薬、非生物学
的ポリマー、合成有機分子、有機金属化合物分子、無機
分子であることも可能で、試料中に約10-12 モル以下
の濃度で存在するこれらの物質を分析できる。さらに目
的分析物が試料中に約10-15 モル以下の濃度で存在す
る全細胞、準細胞粒子、ビールス、プリオン、ビイロイ
ド、核酸であることも可能である。
【0033】試料と接触させる試薬は、全細胞、準細胞
粒子、ビイルス、プリオン、ビイロイド、脂質、脂肪
酸、核酸、多糖、たん白質、リポタン白質、リポ多糖、
糖タン白質、ペプチド、細胞代謝産物、ホルモン、薬理
学的試薬、精神安定薬、バルビツール酸塩、アルカロイ
ド、ステロイド、ビタミン、アミノ酸、糖、非生物学的
高分子、合成有機分子、有機金属化合物分子、無機分
子、ビオチン、アビジン、ストレプタビジンに結合した
エレクトロ化学ルミネセンスを発する化学種を含むもの
である。本発明の1つの具体例では試薬は抗体、抗原、
核酸、ハプテン、リガンドまたは酵素、ビオチン、アビ
ジン、ストレプタビジンに結合したエレクトロ化学ルミ
ネセンスを発する化学種である。
【0034】エレクトロ化学ルミネセンスを発する化学
種としてはルテニウム、オスミウム、レニウム、イリジ
ウム、ロジウム、プラチナ、パラジウム、モリブデン、
テクネチウムから成る群から選択した金属を含む有機化
合物が用いられる。本発明の1つの具体例では金属はル
テニウムあるいはオスミウムを使用している。また別の
具体例ではエレクトロ化学ルミネセンスを発する化学種
としてルブレンまたは9,10−ジフェニルアントラセ
ンを使用している。さらに別の具体例ではエレクトロ化
学ルミネセンスを発する化学種としてビス〔(4,4′
−カルボメトキシ)−2,2′−ビピリジン〕2−〔3
−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4−yl)プ
ロピル〕−1,3−ジオキソランルテニウム(II)を
使用している。また別の具体例ではエレクトロ化学ルミ
ネセンスを発する化学種としてビス(2,2′ビピリジ
ン)〔4−(ブタン−1−al)−4′−メチル−2,
2′−ビピリジン〕ルテニウム(II)を使用してい
る。さらに別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセンス
を発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジン)
〔4−(4′−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−
yl)−酪酸〕ルテニウム(II)を使用している。ま
た別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセンスを発する
化学種として(2,2′−ビピリジン)〔シス−ビス
(1,2ジフェニルホスフイノ)エチレン〕{2−〔3
−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−yl)
プロピル〕−1,3−ジオキソラン}オスミウム(I
I)を使用している。さらに別の具体例ではエレクトロ
化学ルミネセンスを発する化学種としてビス(2,2′
−ビピリジン)〔4−(4′−メチル−2,2′−ビピ
リジン)−ブチラミン〕ルテニウム(II)を使用して
いる。また別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセンス
を発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジン)
〔1−ブロモ−4(4′−メチル−2,2′−ビピリジ
ン−4−yl)ブタン〕ルテニウム(II)を使用して
いる。さらに別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセン
スを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジン)
マレイミドヘキサン酸、4−メチル−2,2′−ビピリ
ジン−4′ブチラミドルテニウム(II)を使用してい
る。
【0035】試料は固体、乳濁液、懸濁液、液体、気体
から得たものが使用できる。さらに水、食品、血液、血
清、尿、便、組織、唾液、油、有機溶剤、空気から得た
試料も使用できる。また試料中にアセトニトリル、ジメ
チルスルフオキシド、ジメチルホルムアミド、n−メチ
ル−ピロリジノン、第三級ブチルアルコールが含まれて
いても使用できる。試料中に還元剤あるいは酸化剤が含
まれていても使用できる。また本発明は予め測定された
量の多成分液体試料において、その試料中に約10-3
ル以下の濃度で存在する目的分析物を検出するための競
合的方法に関するものであり、以下の部分から構成され
ている。a)試料を(i)試薬がくり返し放射線を放出
し得るような適切な源からの電気化学的エネルギー一定
量を受けた時に電磁放射線をくり返し放出するようにな
る、及び(ii)試料中には通常存在しない相補的材料
の結合部位について目的分析物、及び相補的材料と競合
し得る、ような試薬と接触させる。ただし目的分析物と
試薬が相補的材料と競合的に結合するのに最適な条件下
で接触させる。b)このようにして得た試料に、試薬が
くり返し放射線を放出し得るような適切な源からの電気
化学的エネルギー一定量を与える。ただし試薬がくり返
し電磁放射線を放出し得るような最適条件下で与える。
c)このようにして放出された電磁放射線を検出し、そ
れによって試料中の目的分析物の存在をも検出する。
【0036】試薬はエレクトロ化学ルミネセンスを発す
る化学種に結合した目的分析物、あるいはエレクトロ化
学ルミネセンスを発する化学種に結合した目的分析物の
類似体を用いる。また目的分析物としてテオフィリン、
ジゴキシン、hCGが使用できる。エレクトロ化学ルミ
ネセンスを発する化学種としてはビス{(4,4′−カ
ルボメトキシ)−2,2′−ビピリジン〕2−〔3−
(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4−yl)プロ
ピル−1,3−ジオキソランルテニウム(II)が使用
できる。また本発明の別の具体例ではエレクトロ化学ル
ミネセンスを発する化学種としてビス(2,2′−ビピ
リジン)〔4−(ブタン−1−al)−4′−メチル−
2,2′−ビピリジン〕ルテニウム(II)を使用して
いる。さらに別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセン
スを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジン)
〔4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−イ
ル)−酪酸〕ルテニウム(II)を使用している。また
別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセンスを発する化
学種として(2,2′−ビピリジン)〔シス−ビス
(1,2−ジフェニルホスフィノ)エチレン〕{2−
〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−イ
ル)プロピル〕−1,3−ジオキソラン}オスミウム
(II)を使用している。さらに別の具体例ではエレク
トロ化学ルミネセンスを発する化学種としてビス(2,
2′−ビピリジン)〔4−(4′−メチル−2,2′−
ビピリジン)−ブチラミン〕ルテニウム(II)を使用
している。また別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセ
ンスを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジ
ン)〔1−ブロモ−4(4′−メチル−2,2′−ビピ
リジン−4−yl)ブタン〕ルテニウム(II)を使用
している。さらに別の具体例ではエレクトロ化学ルミネ
センスを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジ
ン)マレイミドヘキサン酸、4−メチル−2,2′−ビ
ピリジン−4′−ブチラミドルテニウム(II)を使用
している。
【0037】相補的材料としては全細胞、準細胞粒子、
ビールス、プリオン、ビイロイド、脂質、脂肪酸、核
酸、多糖、タン白質、リポタン白質、リポ多糖、糖タン
白質、ペプチド、細胞代謝産物、ホルモン、薬理学的試
薬、精神安定薬、バルビツール酸塩、ステロイド、ビタ
ミン、アミノ酸、糖、非生物学的高分子、合成有機分
子、有機金属化合物分子、無機分子を使用することがで
きる。
【0038】本出願の範囲内ではここに述べる方法は目
的分析物を定量するために用いるものである。従って本
発明は予め測定された量の多成分液体試料において、そ
の試料中に存在する目的分析物の量を定量的に測定する
ための方法に関するものも含み、以下の部分から構成さ
れている。a)試料を既知量の(i)試薬がくり返し放
射線を放出し得るような適切な源からの電気化学的エネ
ルギー一定量を受けた時に電磁放射線をくり返し放出す
るようになる、及び(ii)目的分析物と結合すること
ができる、ような試薬と接触させる。ただし分析物と試
薬が結合するのに最適な条件下で接触させる。b)この
ようにして得た試料に、試薬がくり返し放射線を放出し
得るような適切な源からの電気化学的エネルギー一定量
を与える。ただし試薬がくり返し電磁放射線を放出し得
るような最適条件下で与える。c)このようにして放出
された放射線の量を定量的に測定し、それによって試料
中に存在する目的分析物の量をも定量的に測定する。本
方法は不均一試験としても均一系試験としても使用でき
る。本発明の1つの具体例では目的分析物と結合してい
ない試薬はすべて、試料に試薬がくり返し放射線を放出
し得るような適切な源からの電気化学的エネルギー一定
量を与える前に、既知量の試薬と接触した試料から分離
される。また本発明の別の具体例では、試料を試薬と接
触させる前に、目的分析物を固定するために試料を処理
する。
【0039】目的分析物としては全細胞、準細胞粒子、
ビールス、プリオン、ビイロイド、脂質、脂肪酸、核
酸、多糖、タン白質、リポタン白質、リポ多糖、糖タン
白質、ペプチド、細胞代謝産物、ホルモン、薬理学的試
薬、精神安定薬、バルビツール酸塩、アルカロイド、ス
テロイド、ビタミン、アミノ酸、糖、非生物学的高分
子、合成有機分子、有機金属化合物分子、無機分子であ
ることが可能である。本発明の1つの具体例では目的分
析物がテオフィリンである。また本発明の別の具体例で
は目的分析物がジゴキシンである。さらに本発明の別の
具体例では目的分析物がhCGである。試料と接触させ
る試薬は、全細胞、準細胞粒子、ウイルス、プリオン、
ビイロイド、脂質、脂肪酸、核酸、多糖、タン白質、リ
ポタン白質、リポ多糖、糖タン白質、ペプチド、細胞代
謝産物、ホルモン、薬理学的試薬、精神安定薬、バルビ
ツール酸塩、アルカロイド、ステロイド、ビタミン、ア
ミノ酸、糖、非生物学的ポリマー、合成有機分子、有機
金属化合物分子、無機分子に結合したエレクトロ化学ル
ミネセンスを発する化学種である。本発明の1つの具体
例では試薬は抗体、抗原、核酸、ハプテン、リガンドま
たは酵素、ビオチン、アビジン、ストレプタビジンに結
合したエレクトロ化学ルミネセンスを発する化学種であ
る。
【0040】エレクトロ化学ルミネセンスを発する化学
種としてはルテニウム、オスミウム、レニウム、イリジ
ウム、ロジウム、プラチナ、パラジウム、モリブデン、
テクネチウムから成る群から選択した金属を含む有機化
合物が用いられる。本発明の1つの具体例では金属はル
テニウムあるいはオスミウムを使用している。また別の
具体例ではエレクトロ化学ルミネセンスを発する化学種
としてルブレンまたは9,10−ジフェニルアントラセ
ンを使用している。さらに別の具体例ではエレクトロ化
学ルミネセンスを発する化学種としてビス〔(4,4′
−カルボメトキシ)−2,2′−ビピリジン〕2−〔3
−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4−yl)プ
ロピル〕−1,3−ジオキソランルテニウム(II)を
使用している。また別の具体例ではエレクトロ化学ルミ
ネセンスを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリ
ジン)〔4−(ブタン−1−al)−4′−メチル−
2,2′−ビピリジン〕ルテニウム(II)を使用して
いる。さらに別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセン
スを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジン)
〔4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−y
l)−酪酸〕ルテニウム(II)を使用している。また
別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセンスを発する化
学種として(2,2′−ビピリジン)〔シス−ビス
(1,2−ジフェニルホスフィノ)エチレン〕{2−
〔3−(4ーメチル−2,2′−ビピリジン−4′−y
l)プロピル〕−1,3−ジオキソラン}オスミウム
(II)を使用している。さらに別の具体例ではエレク
トロ化学ルミネセンスを発する化学種としてビス(2,
2′−ビピリジン)〔4−(4′−メチル−2,2′−
ビピリジン)−ブチラミン〕ルテニウム(II)を使用
している。また別の具体例ではエレクトロ化学ルミネセ
ンスを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジ
ン)〔1−ブロモ−4(4′−メチル−2,2′−ビピ
リジン−4−yl)ブタン〕ルテニウム(II)を使用
している。さらに別の具体例ではエレクトロ化学ルミネ
センスを発する化学種としてビス(2,2′−ビピリジ
ン)マレイミドヘキサン酸、4−メチル−2,2′−ビ
ピリジン−4′−ブチラミドルテニウム(II)を使用
している。
【0041】試料は固体、乳濁液、懸濁液、液体、気体
から得たものが使用できる。さらに水、食品、血液、血
清、尿、便、組織、唾液、油、有機溶剤、空気から得た
試料も使用できる。また試料中にアセトニトリル、ジメ
チルスルフオキシド、ジメチルホルムアミド、n−メチ
ルピロリジノン、第三級ブチルアルコールが含まれてい
ても使用できる。試料中に還元剤あるいは酸化剤が含ま
れていても使用できる。本発明はまた予め測定された量
の多成分液体試料において、その試料中に存在する目的
分析物の量を定量的に測定するための競合的方法に関す
るものも含む。この方法は以下の部分から構成されてい
る。a)試料を既知量の(i)試薬がくり返し放射線を
放出し得るような適切な源からの電気化学的エネルギー
一定量を受けた時に電磁放射線をくり返し放出するよう
になる、及び(ii)試料中には通常存在しない相補的
材料の結合部位について目的分析物、及び既知量の相補
的材料と競合し得る、ような試薬と接触させる。ただし
目的分析物と試薬が相補的材料と競合的に結合するのに
最適な条件下で接触させる。b)このようにして得た試
料に、試薬がくり返し放射線を放出し得るような適切な
源からの電気化学的エネルギー一定量を与える。ただし
試薬がくり返し電磁放射線を放出し得るような最適条件
下で与える。c)このようにして放出された放射線の量
を定量的に測定し、それによって試料中に存在する目的
分析物の量をも定量的に測定する。目的分析物としてテ
オフィリン、ジゴキシン、hCGが使用できる。
【0042】本発明の1つの具体例では試薬はエレクト
ロ化学ルミネセンスを発する化学種に結合した目的分析
物、あるいはエレクトロ化学ルミネセンスを発する化学
種に結合した目的分析物の類似体を用いている。エレク
トロ化学ルミネセンスを発する化学種としてはビス
〔(4,4′−カルボメトキシ)−2,2′−ビピリジ
ン〕2−〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−
4−yl)プロピル〕−1,3−ジオキソランルテニウ
ム(II)が使用できる。また本発明の別の具体例では
エレクトロ化学ルミネセンスを発する化学種としてビス
(2,2′−ビピリジン)〔4−(ブタン−1−al)
−4′−メチル−2,2′−ビピリジン〕ルテニウム
(II)を使用している。さらに別の具体例ではエレク
トロ化学ルミネセンスを発する化学種としてビス(2,
2′−ビピリジン)〔4−(4−メチル−2,2′−ビ
ピリジン−4′−yl)−酪酸〕ルテニウム(II)を
使用している。また別の具体例ではエレクトロ化学ルミ
ネセンスを発する化学種として(2,2′−ビピリジ
ン)〔シス−ビス(1,2−ジフェニルホスフィノ)エ
チレン{2−〔3−(4ーメチル−2,2′−ビピリジ
ン−4′−yl)プロピル〕−1,3−ジオキソラン}
オスミウム(II)を使用している。さらに別の具体例
ではエレクトロ化学ルミネセンスを発する化学種として
ビス(2,2′−ビピリジン)〔4−(4′−メチル−
2,2′−ビピリジン)ブチラミン〕ルテニウム(I
I)を使用している。また別の具体例ではエレクトロ化
学ルミネセンスを発する化学種としてビス(2,2′−
ビピリジン)〔1−ブロモ−4(4′−メチル−2,
2′−ビピリジン−4−イル)ブタン〕ルテニウム(I
I)を使用している。さらに別の具体例ではエレクトロ
化学ルミネセンスを発する化学種としてビス(2,2′
−ビピリジン)マレイミドヘキサン酸、4−メチル−
2,2′−ビピリジン−4′−ブチラミドルテニウム
(II)を使用している。
【0043】相補的材料としては全細胞、準細胞粒子、
ビールス、プリオン、ビイロイド、脂質、脂肪酸、核
酸、多糖、タン白質、リポタン白質、リポ多糖、糖タン
白質、ペプチド、細胞代謝産物、ホルモン、薬理学的試
薬、精神安定薬、バルビツール酸塩、アルカロイド、ス
テロイド、ビタミン、アミノ酸、糖、非生物学的ポリマ
ー、合成有機分子、有機金属化合物分子、無機分子を使
用することができる。本発明はまた液体食品、食品ホモ
ジネート中に多数存在する目的分析物を検出し同定する
ための方法に関するものも含む。この方法は以下の部分
から構成されている。a)液体または固体懸濁液に浸す
のに適切で多数の試薬に対して固定された診断試薬ホル
ダーを液体食品あるいは食品ホモジネート中に浸す。た
だし各試薬は診断試薬ホルダーの明確に区別できる位置
に固定し、固定された試薬−目的分析物複合体が形成さ
れるよう目的分析物1種類ずつと複合体を形成し得るよ
うにする。b)液体食品あるいは食品ホモジネート中か
ら判断試薬ホルダーを取り除く。c)適当な洗浄溶液を
用いて判断試薬ホルダーを洗浄する。d)固定された試
薬−目的分析物複合体を含む判断試薬ホルダーを、固定
された試薬−目的分析物複合体と複合体を形成すること
ができ、固定された試薬−目的分析物−検出試薬複合体
を形成し得るような最低1種類の検出試薬を含む検出溶
液に浸す。e)試薬が、固定された試薬−目的分析物−
検出試薬複合体として固定されている判断試薬ホルダー
の同定可能な部分を検出し、それによって液体食品ある
いは食品ホモジネート中に多数存在する目的分析物を検
出し同定する。
【0044】目的分析物としては微生物を用いることが
できる。微生物の生死は問わない。また微生物は細菌で
もよい。本方法によって検出し得る細菌の例としてはサ
ルモネラ属、カンピロバクター属、エシエリキア属、エ
ルジニア属、バチルス属、ビブリオ酸、レジュネラ属、
クロストリジウム属、連鎖球菌属、ブドウ球菌属が挙げ
られるが、これらの細菌のみに限定されるわけではな
い。また目的分析物として抗原を用いることができる。
このような抗原としてはエンテロトキシン類及びアフラ
トキシン類が挙げられるが、これに限定されるわけでは
ない。
【0045】固定される試薬及び検出試薬としてはポリ
クローナル抗体、モノクローナル抗体、モノクローナル
抗体の混合物、ポリクローナル抗体とモノクローナル抗
体の混合物が使用できる。検出試薬は検出可能な標識物
を用いて標識することができる。本発明の1つの具体例
では検出試薬がそれぞれ同じ検出可能標識物によって標
識されている。このような標識物はその技術分野でよく
知られているものであり、例えばアルカリ性ホスファタ
ーゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ、グルコースオキシ
ダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、ウレアーゼのような酵
素、例えばフルオレセインイソチオシアネート、テトラ
メチルローダミンイソチオシアネート、ジクロロトリア
ジニラミノフルオレセイン、テキサスレッドのような蛍
光種、例えばルミノール、イソルミノール、アクリジニ
ウムエステルのような化学ルミネセンス種が含まれてい
る。また検出可能標識物として化学種が放射線を放出し
得るような適切な源からの電気化学的エネルギー一定量
を受けた時に電磁放射線をくり返し放出するようになる
エレクトロ化学ルミネセンス化学種も使用できる。この
エレクトロ化学ルミネセンス化学種にはルテニウム、オ
スミウムが含まれる。固定試薬は、診断試薬ホルダーに
取りつけたニトロセルロース膜に固定する。
【0046】本発明はまた試料中に多数存在するエンテ
ロトキシン類を検出し同定するのに有用なキットも含
む。このキットは以下の部分から構成されている。a)
液体または固体懸濁液に浸すのに適切なように表面部分
に連結された取っ手のついた診断試薬ホルダー。ただし
上記の表面部分には最低1枚のニトロセルロース膜がつ
いており、このニトロセルロース膜上には区別し得る位
置に別々に明確に固定された各種モノクローナル抗体が
つけてあり、固定されたモノクローナル抗体はそれぞれ
1種類のエンテロトキシンの抗原決定基に対し特異的な
ものとなっている。b)界面活性剤入り水性緩衝溶液か
ら成る第一洗浄溶液。c)最低一種類のモノクローナル
抗体酵素結合から成る検出部。モノクローナル抗体は各
エンテロトキシンに対する異なる抗原に決定基に特異的
なもので、診断試薬ホルダーにつけられたニトロセルロ
ース膜上に固定されている。e)検出溶液中のモノクロ
ーナル抗体に結合された酵素と反応し得る酵素基質。
f)無色染液。
【0047】本発明の1つの具体例ではニトロセルロー
ス膜に別々に明確に固定され、各種Staphyloc
occusエンテロトキシン類の抗原決定基に特異的で
あるモノクローナル抗体をつけたニトロセルロース膜を
使用している。また本発明の別の具体例ではニトロセル
ロース膜に別々に明確に固定され、Staphyloc
occusのエンテロトキシンA、B、D、Eに対して
特異的である4種のモノクローナル抗体をつけたニトロ
セルロース膜を使用している。またこのニトロセルロー
ス膜には、膜に別々に明確に固定され、1種以上のSt
aphylococcusエンテロトキシンの1つの抗
原決定基に特異的であるモノクローナル抗体がつけてあ
ることもある。このエンテロトキシンはStaphyl
ococcusのエンテロトキシン類C1 ,C2 ,C3
の抗原決定基に特異的なものである。各Staphyl
ococcusエンテロトキシンの抗原決定基に特異的
で、ニトロセルロース膜に固定されたモノクローナル抗
体が特異性をもつStaphylococcusエンテ
ロトキシンに向けられたモノクローナル抗体に結合され
るこのキットの酵素はアルカリ性ホスファターゼ等があ
り、この酵素と反応し得る酵素基質は5−ブロモ、4−
クロロインドリルホスフェート、無色染液はニトロブル
ーテトラゾリウムである。
【0048】本発明はまた液体あるいは固体懸濁液中に
多数存在するStaphylococcusのエンテロ
トキシン類を検出し同定するための方法も含む。この方
法は以下の部分から構成されている。a)Staphy
lococcusのエンテロトキシン類に特異的で、診
断試薬ホルダーに別々に明確に固定された多数のモノク
ローナル抗体のついている診断試薬ホルダーを適当な時
間液体あるいは固体懸濁液中に浸し、固定されたモノク
ローナル抗体−Staphylococcusエンテロ
トキシン複合体を形成させる。b)試料から判断試薬ホ
ルダーを取り除く。c)界面活性剤入り水性緩衝溶液中
に判断試薬ホルダーを浸す。d)界面活性剤入り水性緩
衝溶液から判断試薬ホルダーを取り除く。e)モノクロ
ーナル抗体−アルカリ性ホスファターゼコンジュゲート
を含む検出溶液中に診断試薬ホルダーを適当な時間浸
し、固定されたモノクローナル抗体−Staphylo
coccusエンテロトキシン−モノクローナル抗体−
アルカリ性ホスファターゼ複合体を形成させる。f)検
出溶液から診断試薬ホルダーを取り除く。g)水性緩衝
溶液中に診断試薬ホルダーを浸す。h)水性緩衝溶液か
ら診断試薬ホルダーを取り除く。i)5−ブロモ、4−
クロロインドリルホスフェート及びニトロブルーテトラ
ゾリウムを含む溶液中に診断試薬ホルダーを浸す。j)
青色沈澱が蓄積したニトロセルロース膜上の同定可能な
部分を肉眼で検出する。k)青色沈澱が蓄積したニトロ
セルロース膜上の同定可能な部分と、その部分に固定し
たモノクローナル抗体が特異性を示すStaphylo
coccusエンテロトキシンとを対応させ、それによ
って試料中の各種Staphylococcusエンテ
ロトキシンの存在を検出し同定する。
【0049】さらに本発明には1つの試料中の細菌最低
1種の存在を検出するための方法も含まれる。この方法
は以下の部分から構成されている。a)試料を開放式で
細菌種の増殖に適する培地を含む容器の最低1つに接種
する。b)キャップを容器の端に連結する。このキャッ
プの面は容器に連結した時に容器の内部と接触するよう
になっており表面が最低1つの細菌成分を固定するのに
適切な構造となっている。c)培地中に接種された細菌
が増殖し得るような条件下で、接種された培地を培養す
る。d)容器の上下を適当な時間の間反転させ、培地中
に存在する細菌成分が容器の内部に面したキャップの表
面上に固定されるようにする。e)容器の上下を反転さ
せ正しい方向に戻す。f)容器からキャップを取りはず
す。g)細菌成分が固定されているキャップの表面を、
固定された細菌成分−試薬複合体が形成されるのに適切
な条件下で、固定された細菌成分と複合体を形成し得る
試薬に接触させる。h)固定された細菌成分−試薬複合
体を検出し、それによって試料中の細菌種の存在をも検
出する。本出願の範囲内では「細菌成分」とは全細胞、
細胞壁成分、細胞膜成分、べん毛成分を含むがこれらの
みに限定されるわけではない。
【0050】最低1つの細菌成分を固定するのに適切な
キャップ表面としては、ポリスチレン挿入物、ニトロセ
ルロース膜、ナイロン膜を用いることができる。また表
面をポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、モノク
ローナル抗体の混合物、ポリクローナル抗体とモノクロ
ーナル抗体の混合物でコ−ティングしたものも用いられ
る。固定された細菌成分と複合体を形成し得る試薬には
ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、モノクロー
ナル抗体の混合物、ポリクローナル抗体とモノクローナ
ル抗体の混合物がある。また試薬は例えば検出可能な酵
素、蛍光を発する種、化学ルミネセンスを発する種のよ
うな検出可能な標識物で標識するこもできる。さらに検
出可能な標識物としてエレクトロ化学ルミネセンスを発
する種を用いることもできる。本発明の1つの具体例で
はルテニウムまたはオスミウムを含むエレクトロ化学ル
ミネセンス種を使用している。また本発明の別の具体例
では固定された細菌成分−試薬複合体を検出するのに、
固定された細菌成分−試薬複合体と複合体を形成し得る
検出可能標識をした第2試薬を使用することもできる。
さらに本発明の別の具体例では試薬としてポリクローナ
ル抗体、モノクローナル抗体、モノクローナル抗体の混
合物、ポリクローナル抗体とモノクローナル抗体の混合
物を使用し、第2試薬としてその試薬に対する抗−抗体
を検出可能なように標識したものを使用している。
【0051】細菌を検出できる試料には水及び食品も含
まれる。本発明の1つの具体例では細菌種の増殖に適す
る培地として非選択的乳糖培地を使用している。また1
つの具体例では培地として非選択的乳糖培地を使用し、
検出できる細菌は最低1種類の大腸菌型である。本発明
には試料中の大腸菌型細菌の存在を検出するための方法
も含まれる。この方法は以下の部分から構成されてい
る。a)試料を開放式で非選択的乳糖培地及び倒立Du
rhamを入れた容器の最低1つに接種する。b)ポリ
スチレン挿入物をつけたキャップを各容器の開放側の端
に連結する。c)接種された培地を37℃で最低2時間
培養する。d)各容器中に倒立させたDurhamバイ
アル内に採取されている細菌発酵により産生された気体
があるかどうか検出する。e)倒立させたDurham
バイアル内に気体が採取されている容器の上下を適当な
時間の間反転させ、培地中に存在する大腸菌型細菌が大
腸菌型−ポリスチレン複合体を形成し得るようにする。
f)容器の上下を反転させ正しい方向に戻す。g)容器
からキャップを取りはずす。h)取りはずしたキャップ
のポリスチレン挿入物を、未結合部位をふさぐのに適切
な物質を用いて処理する。(i)未結合部位をふさぐの
に適切な物質を用いて処理されたキャップのポリスチレ
ン挿入物を、抗体−大腸菌型−ポリスチレン複合体が形
成し得るような条件下で大腸菌型細菌に結合でき検出可
能となる標識物によって標識した抗大腸菌型細菌抗体最
低1種類を用いて処理する。j)ポリスチレン挿入物上
の抗体−大腸菌型−ポリスチレン複合体の存在を検出
し、それによって試料中の大腸菌型細菌の存在をも検出
する。
【0052】本発明の1つの具体例では非選択的乳糖培
地はフェノールレッドブロスである。ポリスチレン挿入
物上の未結合部位をふさぐのに適切な物質としてはウシ
血清アルブミンが使用できる。検出可能な標識物で標識
された抗大腸菌型細菌抗体としては検出可能な標識物で
標識されたモノクローナル抗体が使用できる。検出可能
な標識物としてはモノクローナル抗体に結合した酵素が
使用できる。本発明の1つの具体例ではこの酵素として
子ウシ腸アルカリ性ホスファターゼを使用している。ま
た本発明の別の具体例では検出可能な標識物としてモノ
クローナル抗体に結合した蛍光を発する種を使用してい
る。さらに別の具体例では検出可能な標識物としてモノ
クローナル抗体に結合したエレクトロ化学ルミネセンス
を発する種を使用している。エレクトロ化学ルミネセン
スを発する種にはルテニウムやオスミウムが含まれる。
本発明の1つの具体例では試料は水である。また本発明
の別の具体例では試料は食品である。
【0053】開放式の容器としてはバイアルが使用でき
る。また水試料中の大腸菌型細菌を検出するためのキッ
トも含まれる。このキットは以下の部分から構成されて
いる。a)非選択的乳糖培地の入ったバイアル最低1
本、b)Durhamバイアル最低1本、c)ポリスチ
レン挿入物をつけたバイアルキャップ最低1個、d)ウ
シ血清アルブミン溶液、e)抗大腸菌型細菌モノクロー
ナル抗体−酵素結合体、f)洗浄用水性緩衝溶液、g)
酵素基質溶液。本発明の1つの具体例では抗大腸菌型細
菌モノクローナル抗体に結合した酵素は子ウシ腸アルカ
リ性ホスファターゼであり、酵素基質はp−ニトロフェ
ニルリン酸二ナトリウムである。本発明は次の構造をも
つ化合物も含み、
【化6】 nは整数である。本発明の1つの具体例ではnは2であ
る。さらに本発明は次の構造をもつ化合物も含み、
【化7】 nは整数である。本発明の1つの具体例ではnは2であ
る。また本発明は次の構造をもつ化合物も含み、
【化8】 nは整数である。本発明の1つの具体例ではnは2であ
る。
【0054】さらに本発明には次の構造をもつ化合物も
含まれ、
【化9】 Rは陰イオンで、nは整数である。本発明の1つの具体
例ではnは2である。この化合物は次の構造をもつ構成
物を含み、
【化10】X−(Y)n −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、同種また
は異種のアミノ酸1つ以上、抗体、目的分析物、目的分
析物の類似体を表わし、nは整数、Zは本発明に含まれ
る化合物を表わしている。
【0055】また本発明は次の構造をもつ化合物も含
み、Rは陰イオンで、nは整数である。本発明の1つの
具体例ではnは2である。
【化11】 この化合物は次の構造をもつ構成物を含み、
【化12】X−(Y)n −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、同種また
は異種のアミノ酸1つ以上、抗体、目的分析物、目的分
析物の類似体を表わし、nは整数、Zは本発明に含まれ
る化合物を表わしている。
【0056】さらに本発明には次の構造をもつ化合物も
含まれ、Rは陰イオンで、nは整数である。本発明の1
つの具体例ではnは3である。
【化13】 この化合物は次の構造をもつ構成物を含み、
【化14】X−(Y)n −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、同種また
は異種のアミノ酸1つ以上、抗体、目的分析物、目的分
析物の類似体を表わし、nは整数、Zは本発明に含まれ
る化合物を表わしている。
【0057】また本発明は次の構造をもつ化合物も含
み、Rは陰イオンで、nは整数である。本発明の1つの
具体例ではnは3である。
【化15】 この化合物は次の構造をもつ構成物を含み、
【化16】X−(Y)n −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、同種また
は異種のアミノ酸1つ以上、抗体、目的分析物、目的分
析物の類似体を表わし、nは整数、Zは本発明に含まれ
る化合物を表わしている。
【0058】さらに本発明には次の構造をもつ化合物も
含まれ、
【化17】 nは整数である。本発明の1つの具体例ではnは3であ
る。また本発明は次の構造をもつ化合物を含み、
【化18】 mとnはそれぞれ同じまたは異なる整数である。本発明
の1つの具体例ではmとnは両方とも3である。
【0059】さらに本発明には次の構造をもつ化合物も
含まれ
【化19】 Rは陰イオンで、nは整数である。本発明の1つの具体
例ではnは2である。
【0060】この化合物は次の構造をもつ構成物を含
み、
【化20】X−(Y)n −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、同種また
は異種のアミノ酸1つ以上、抗体、目的分析物、目的分
析物の類似体を表わし、nは整数、Zは本発明に含まれ
る化合物を表わしている。また本発明は次の構造をもつ
化合物を含む。
【化21】 さらに次の構造をもつ化合物も含み、
【化22】 Rは陰イオンで、nは整数である。本発明の1つの具体
例ではnは2である。
【0061】この化合物は次の構造をもつ構成物を含
み、
【化23】X−(Y)n −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、同種また
は異種のアミノ酸1つ以上、抗体、目的分析物、目的分
析物の類似体を表わし、nは整数、Zは本発明に含まれ
る化合物を表わしている。また本発明は次の構造をもつ
化合物を含み、
【化24】 Rは陰イオンで、mとnは整数である。本発明の1つの
具体例ではmは5、nは3である。
【0062】この化合物は次の構造をもつ構成物を含
み、
【化25】X−(Y)n −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、同種また
は異種のアミノ酸1つ以上、抗体、目的分析物、目的分
析物の類似体を表わし、nは整数、Zは本発明に含まれ
る化合物を表わしている。本発明の1つの具体例ではX
はテオフィリンである。また本発明の別の具体例ではX
はジゴキシゲニンである。さらに本発明の別の具体例で
はXはhCG由来のペプチドである。さらに本発明には
次の構造をもつ化合物が含まれ、
【化26】X−CH=CH−CO−NH−(CH2 n
−NH−CO−(CH2 m −Z Xは同種または異種のヌクレオチド1つ以上、Zはエレ
クトロ化学ルミネセンスを発する化学種、nは1以上の
整数、mは1以上の整数、をそれぞれ表わしている。本
発明の1つの具体例ではXが5番目の炭素の位置のCH
につけたチミジン、nが7でmが3である。
【0063】また本発明の別の具体例ではZがビス
(2,2′−ビピリジン)〔4−(ブタン−1−al)
−4′メチル−2,2′−ビピリジン〕ルテニウム(I
I)である。さらに本発明の別の具体例ではチミジンヌ
クレオチドが次のヌクレオチド配列につけた3′末端ヌ
クレオチドとなっている。
【化27】TCACCAATAAACCGCAAACA
CCATCCCGTCCTGCCAG 本発明はまた次の構造をもつ化合物を含み、
【化28】〔T−Y−Z〕2+(R)2 Tはテオフィリン、YはTからZにつくリンカー基、Z
はビス−(2,2′−ビピリジン)〔4−メチル−2,
2′−ビピリジン−4′−yl〕ルテニウム(II)、
Rは陰イオンを表わしている。本発明の1つの具体例で
はYは8番目のTの位置の炭素についている。また本発
明の別の具体例ではYは次の構造をもち、
【化29】(CH2 m −CO−NH−(CH2 n mとnは同じまたは異なる1つ以上の整数を表わしてい
る。また別の具体例ではmは3、nは4である。さらに
別の具体例ではmとnは両方とも3である。
【0064】また本発明の別の具体例ではYは次の構造
をもち、
【化30】 m、n、rは同じまたは異なる1つ以上の整数を表わし
ている。1つの具体例ではmは1、nは1、rは4であ
る。さらに本発明の別の具体例ではYは次の構造をも
ち、
【化31】 m、n、rは同じまたは異なる1以上の整数を表わして
いる。1つの具体例ではmは1、nは1、rは4であ
る。また本発明の別の具体例ではYは7番目のTの位置
の窒素についている。1つの具体例ではYは次の構造を
もち、
【化32】(CH2 n nは1以上の整数である。別の具体例ではnは4であ
る。
【0065】本発明はまた次の構造をもつ化合物を含
み、
【化33】 Yはリンカーアームである。本発明の1つの具体例では
Yは次の構造をもち
【化34】(CH2 m −NH−CO−(CH2 n mとnは同じまたは異なる1以上の整数である。1つの
具体例ではmは3、nは2である。
【0066】本発明はさらに次の構造をもつ化合物を含
み、
【化35】 mとnは同じまたは異なる整数である。1つの具体例で
はmとnは両方とも1である。また次の構造をもつ構成
物を含み、
【化36】X−Z Xはシステインまたはメチオニンの最低1つのアミノ酸
から成る同種あるいは異種のアミノ酸1つ以上を表わ
し、Zは3番目または4番目のマレイミドの位置の炭素
によってシステインまたはメチオニンのイオウ置換基に
つけたビス(2,2′−ビピリジン)マレイミドヘキサ
ン酸、4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−ブチ
ラミドルテニウム(II)を表わしている。以下に挙げ
る例は本発明の具体的説明であるが、これに限られるわ
けではなく、発明明細書に続く承認請求によってその範
囲を定めている。
【0067】実施例1−各種有機溶剤中のエレクトロ化
学ルミネセンス トリス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)ク
ロリドヘキサヒドレートのエレクトロ化学ルミネセンス
を、以下のようにして調製した溶液10mlを含む15
ml 3口丸底フラスコ中で測定した:1.5mm×1
0mmマグネチックスターラーバー、直径1.0mmの
銀線準基準電極、配合28ゲージプラチナ線対電極、厚
さ0.1mmの高度に研磨したプラチナ箔1cm×1c
m正方形片に溶接した22ゲージプラチナ線から成る作
動電極(プラチナ箔作動電極は直径3/16インチの半
円形とし、28ゲージプラチナ線対電極を3/32イン
チの等距離をおいて囲むようにした)。銀線をEG&G
173型電位調節器/電流調節器のEG&G178型電
位計プローブに接続した。プラチナ線対電極とプラチナ
作動電極はEG&G173型電位調節器の陽極及び陰極
にそれぞれ接続した。装置はアースした。
【0068】EG&G175型ユニバーサルプログラマ
ーをつけたEG&G173型電位調節器を用いて循環電
圧電流を測定した。プログラマーは陽極電位+1.75
ボルトと陰極電位−1.80ボルトの間を100mV/
秒で掃引するように設定した。Hama−matsu
R928光電増倍管チューブをKodak#23Aゼラ
チン(赤色)フィルターをつけたProducts f
or Research PR1402RF型光電増倍
管チューブハウジングの中に入れ、エレクトロ化学ルミ
ネセンスを検出した。光電増倍管チューブハウジングは
Oriel 7070型光電増倍管検出システムに接続
した。循環電圧電流はHoustonInstrume
nts200X−Y型記録計に記録した。循環電圧電流
は次の有機溶剤と1mMトリス(2,2′−ビピリジ
ル)ルテニウム(II)クロリドヘキサヒドレート(A
ldrich ChemicalCompany)及び
0.1Mテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレ
ート(TBABF4 )(Aldrich Chemic
al Company)とによって産生された。:アセ
トニトリル、n−ジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキシド、1−メチル、2−ピロリジノン(Aldri
ch Chemical Company)。また1m
Mトリス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)
クロリドヘキサヒドレート及び0.1M TBABF4
を含む溶液を調製する時には第三級ブチルアルコールと
脱イオン蒸留水の溶液(1:1、v/v)を使用した。
このようにして産生された電圧電流によると、各有機溶
剤中でのトリス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム
(II)クロリドヘキサヒドレートの酸化還元電位に変
化は見られなかった。
【0069】エレクトロ化学ルミネセンスを肉眼で検出
するため、次のようにして溶液を調製した:十分量のト
リス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)クロ
リドヘキサヒドレート及びTBABF4 を上記の有機溶
剤分光器用等級(Aldrich Chemical
Company)に溶解し、最終濃度をそれぞれ1m
M、0.1Mとした。この溶液10mlを15ml 3
口丸底フラスコに入れた。電極をこの溶液中に浸し、作
動電極は+1.75から−1.45ボルトの電位間を振
動させエレクトロ化学ルミネセンスが産生されるように
した。エレクトロ化学ルミネセンスは前述の各溶液中で
肉眼的に観察した。各種溶剤によるエレクトロ化学ルミ
ネセンスへの影響を定量的に測定するため、次のように
して溶液を調製した:十分量のトリス(2,2′−ビピ
リジル)ルテニウム(II)クロリドヘキサヒドレート
及びTBABF4 を前述の有機溶剤中に溶解し、最終濃
度をそれぞれ2mM、0.2mMとした。この溶液一定
量に、強酸化剤過硫酸アンモニウムを36mMの濃度で
含有する脱イオン蒸留水を等量加えた。トリス(2,
2′−ビピリジル)ルテニウム(II)クロリドヘキサ
ヒドレートの入っていない対照溶液も調製した。このよ
うにして得た溶液10mlを15ml 3口丸底フラス
コに入れた。陰極電位を0から−2.0ボルトまで1/
2秒間隔で振動させ、エレクトロ化学ルミネセンスが産
生されるようにした。
【0070】Micronta22191型デジタルマ
ルチメーターに接続したインテグレーターを用い、この
ようにして得たエレクトロ化学ルミネセンスの光電増倍
管チューブ信号の総和を計算することによってエレクト
ロ化学ルミネセンスを測定した。エレクトロ化学ルミネ
センス信号は振動期間の10秒間の和を求め、mVで記
録した。結果は表Iに示す通りで、各種溶剤によってル
テニウム(II)クロリドの効率が量的に異なることが
わかる。
【表1】 表 I 有機 トリスRuBiPy 溶剤 (10-6M) 対 照 Δ アセトニトリル 2, 540 104 2,436 第三級ブチルアルコール 1,280 0 1,280 N,N−ジメチルホルムアミド 2,390 143 2,247 ジメチルスルホキシド 2,760 29 2,731 1−メチル−2−ピロリジノン 1,630 0 1,630 * 測定値の単位はすべてmV。
【0071】実施例2−ルテニウム標識ウサギ抗マウス
免疫グロブリンG(IgG)抗体のエレクトロ化学ルミ
ネセンス検出感度 4,4′−(ジクロロメチル)−2,2′−ビピリジ
ル、ビス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)
で標識したウサギ抗マウスIgG抗体(ルテニウム標識
ウサギ抗マウスIgG抗体)のエレクトロ化学ルミネセ
ンスを、以下のようにして調製した溶液10mlを含む
15ml 3口丸底フラスコ中で測定した:1.5mm
×10mmマグネチックスターラーバー、直径1.0m
mの銀線準基準電極、配合28ゲージプラチナ線対電
極、厚さ0.1mmの高度に研磨したプラチナ箔1cm
×1cm正方形片に溶接した22ゲージプラチナ線から
成る作動電極(プラチナ箔作動電極は直径3/16イン
チの半円形とし、28ゲージプラチナ線対電極を3/3
2インチの等距離をおいて囲むようにした)。銀線をE
G&G173型電位調節器/電流調節器のEG&G17
8型電位計プローブに接続した。プラチナ線対電極とプ
ラチナ作動電極はEG&G173型電位調節器の陽極及
び陰極にそれぞれ接続した。装置はアースした。
【0072】ルテニウム標識ウサギ抗マウスIgG抗体
溶液から放出されたエレクトロ化学ルミネセンスは、K
odak #23Aゼラチン(赤色)フィルターをつけ
たProducts for Research PR
1402RF型光電増倍管チューブハウジングの中に入
れたHamamatsu R928光電増倍管チューブ
を用いて検出した。光電増倍管チューブハウジングはO
riel 7070型光電増倍管検出システムに接続し
た。陰極電位を0から−2.0ボルトまで1/2秒間隔
で振動させ、エレクトロ化学ルミネセンスが産生される
ようにした。Micronta22191型デジタルマ
ルチメーターに接続したインテグレーターを用い、この
ようにして得たエレクトロ化学ルミネセンスの光電増倍
管チューブ信号の総和を計算することによってエレクト
ロ化学ルミネセンスを測定した。エレクトロ化学ルミネ
センス信号は振動期間の10秒間の和を求め、mVで記
録した。ルテニウニム標識ウサギ抗マウスIgG抗体の
1.25×10-7Mの保存用溶液は、標識抗体の濃縮液
(2mg/ml、7.5Ru/抗体)をリン酸緩衝溶液
(PBS)で希釈することにより調製した。この溶液一
定量(80μl)を反応容器中の0.1Mテトラブチル
アンモニウムテトラフルオロボレート(TBABF4
及び18mM過硫酸アンモニウムを含むジメチルスルホ
キシド(DMSO)/脱イオン蒸留水(1:1)10m
lに加えた。ルテニウム標識抗体の最終濃度は1×10
-9Mとした。前述のようにしてエレクトロ化学ルミネセ
ンスを測定した。
【0073】ルテニウム標識ウサギ抗マウスIgG抗体
保存用溶液の各種希釈溶液をも調製し、これらの溶液一
定量(80μl)を反応容器中のルテニウム標識抗体同
溶液に加え、標識抗体の濃度が次のようになるようにし
た:5×10-9M、1×10 -8M、5×10-8M。各溶
液のエレクトロ化学ルミネセンスを前述のようにして測
定した。この測定値を以下の表IIに挙げる。これらの
結果から標識抗体(1×10-9M)のエレクトロ化学ル
ミネセンス検出感度が示され、エレクトロ化学ルミネセ
ンスの強度はルテニウム標識抗マウスIgG抗体の濃度
に依存することがわかる。
【表2】 表 II ルテニウム標識ウサギ抗マウス免疫グロブリンG(IgG) 抗体のエレクトロ化学ルミネセンス(ECL) ルテニウム標識抗マウス IgG抗体の濃度 ECL(mV) 5×10-8M 1610 1×10-8M 892 5×10-9M 418 1×10-9M 72 0 0
【0074】実施例3−固相酵素標識イムノソルベント
アッセイ(ELISA)におけるルテニウム標識ウシ血
清アルブミン(BSA)の免疫学的反応性 ポリスチレン製マイクロタイター板の各穴を、4,4′
−(ジクロロメチル)−2,2′−ビピリジル、ビス
(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)で標識し
たウシ血清アルブミン、すなわちルテニウム標識ウシ血
清アルブミン(6Ru/BSA、20μg/ml PB
S、50μl/穴)あるいは未標識BSA(20μg/
ml PBS、50μl/穴)の十分な濃度の溶液でコ
ーティングし、室温で1時間インキュベートした。この
インキュベート期間終了後、タイター板をPBSで1回
当たり5分間、3回洗浄した。6mg/mlのウサギ抗
BSA抗体を含む溶液をPBSで1:20,000、
1:30,000、1:40,000、1:50,00
0、1:60,000に希釈し、ルテニウム標識BSA
あるいは未標識BSAでコーティングした各穴2つずつ
にこの希釈液を加え、タイター板を室温で1時間インキ
ュベートした。前回と同様PBSを用いて3回洗浄した
後、各穴にヤギ抗ウサギIgG−ペルオキシダーゼ結合
体(0.5mg/ml溶液をPBSで1:1000に希
釈)を加えタイター板を室温で1時間インキュベートす
ることにより、結合したウサギ抗BSA抗体が存在する
かどうかを検出した。タイター板を前回と同様にして
0.5%Tween20を含むPBSで2回、PBSで
2回洗浄した後、過酸化水素(30%)と2,2′−ア
ジノ−ジ−〔3−エチル−ベンツチアゾリンスルホネー
ト〕(KPL、Gaithersburg、MD)とを
等量ずつ混合し、そのうち200μlをタイター板の各
穴に加えた。室温で30分間インキュベートした後、4
14nmでタイター板の吸光度測定を行った。ルテニウ
ム標識BSAあるいは未標識BSAでコーティングした
穴に加えたウサギ抗BSA抗体の各希釈液の2穴の平均
測定値から対照穴のバックグラウンド吸光度の平均値を
引いた。これらの補正吸光度を表Vに示す。
【0075】未標識BSAとルテニウム標識BSAから
得られた曲線は平行で、2つの曲線の各点の補正吸光度
の比は約0.6と一定であった。前述の活性化ルテニウ
ム複合体と同じものを用いて調製し同様のRu/BSA
標識比をもつ他のルテニウム標識BSA2ロットによる
実験でも同一の結果が得られた。以上の結果から、ルテ
ニウム標識BSAは免疫学的反応性を有し、ルテニウム
で標識した時の免疫反応性は未標識BSAと比較して約
60%に達することが示される。
【表3】 表 III 414nmにおける吸光度 ウサギ抗BSA 未標識 ルテニウム 相対免疫 抗体希釈 BSA 標識BSA 反応性 20,000 1.06 0.66 62% 30,000 0.83 0.50 60% 40,000 0.67 0.40 60% 50,000 0.56 0.33 59% 60,000 0.47 0.28 60%
【0076】実施例4−競合固相酵素標識イムノソルベ
ントアッセイ(ELISA)におけるルテニウム標識ウ
サギ抗マウス免疫グロブリン(IgG)抗体の免疫学的
反応性 4,4′−(ジクロロメチル)−2,2′−ビピリジ
ル、ビス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)
で標識したウサギ抗マウスIgG抗体(ルテニウム標識
ウサギ抗マウスIgG抗体)について、マウスIgGへ
の結合を酵素標識抗マウスIgG抗体と競合する能力に
関して未標識ウサギ抗マウスIgG抗体と比較した。9
6穴ポリスチレン製マイクロタイター板の各穴をマウス
IgG溶液(5μg/ml PBS)でコーティング
し、室温で60分間インキュベートした後、PBSで1
回当たり5分間、3回洗浄した。ウサギ抗マウスIgG
−アルカリ性ホスファターゼ結合体とウサギ抗マウスI
gG(1mg/ml)との混合物を含む溶液及びウサギ
抗マウスIgG−アルカリ性ホスファターゼ結合体とル
テニウム標識ウサギ抗マウスIgG(1mg/ml、
7.5Ru/抗体)との混合物を含む溶液の2種類を調
製した。これら2種類の溶液と、ウサギ抗マウスIgG
−アルカリ性ホスファターゼ結合体を含む第3の溶液と
を、0.5%Tween−20を含むPBSで1:60
00、1:7000、1:8000、1:9000、
1:10,000、1:12,000、1:14,00
0、1:16,000に希釈し、マウスIgGを結合さ
せたタイター板の各列に加えた(50μl/穴)。タイ
ター板を室温で60分間インキュベートし、PBS−T
ween−20で2回、PBSで2回、1回当たり5分
間洗浄した。各穴に酵素基質p−ニトロフェニルホスフ
ェート(1.5mg/ml 10%ジエタノールアミン
緩衝液、pH9.6)を加え(200μl/穴)、タイ
ター板を室温で30分間インキュベートした後、405
nmで吸光度測定を行った。3種類の溶液の各希釈液の
2穴の平均測定値から対照穴のバックグラウンド吸光度
の平均値を引いた。これらの吸光度の値を表VIに示
す。
【0077】得られた3本の曲線は平行で、一番上が酵
素結合体の結合を阻害しなかった場合、二番目と三番目
がルテニウム標識抗マウスIgG及び未標識抗マウスI
gGによって阻害した場合である。ルテニウム標識抗マ
ウスIgGの曲線は、酵素結合体の曲線と比較して各点
共未標識抗マウスIgGの曲線の値の約81%である。
以上の結果から、ルテニウム標識抗マウスIgG抗体は
その抗原(マウスIgG)に対する免疫学的反応性を有
し、マウスIgGへの結合を酵素標識抗マウスIgG抗
体と競合する能力は未標識抗マウスIgG抗体の約80
%であることが示される。
【表4】 表 IV 405nmにおける吸光度 抗マウスIgG 酵素結合体+ アルカリ性ホ ルテニウム 酵素結合体+ スファターゼ 標識抗マウス 未標識抗マウ 相対 希 釈 (酵素結合体) IgG スIgG 阻害度* 6,000 1.48 0.94 0.79 77% 7,000 1.33 0.82 0.69 79% 8,000 1.21 0.72 0.62 82% 9,000 1.10 0.65 0.56 84% 10,000 1.01 0.60 0.51 82% 12,000 0.87 0.51 0.43 80% 14,000 0.77 0.45 0.37 81% 16,000 0.68 0.40 0.33 80% ──────────────────────────────────── *(A−B/A−C)×100%
【0078】実施例5−ルテニウム標識ウシ血清アルブ
ミン(BSA)のエレクトロ化学ルミネセンス 4,4′−(ジクロロメチル)−2,2′−ビピリジ
ル、ビス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)
で標識したウシ血清アルブミン(BSA)(ルテニウム
標識ウシ血清アルブミン)の7.8×10-6M溶液を、
ルテニウム標識BSAの保存用溶液(2.6mg/m
l、6Ru/BSA)のリン酸緩衝溶液を用いた希釈に
よって調製した。この溶液26μlを反応容器中の0.
1M TBABF4 及び18mM過硫酸アンモニウムを
含むDMSO/脱イオン蒸留水(1:1)10mlに加
えた。ルテニウム標識BSAの最終濃度は2×10-8
とした。実施例Vと同様にしてエレクトロ化学ルミネセ
ンスを測定した。同じ方法を用いて未標識BSAの7.
8×10-6M溶液を調製し、未標識BSAの最終濃度が
2×10-8Mとなるよう反応容器中に加えた。この溶液
とBSAを含まない同様の溶液のエレクトロ化学ルミネ
センスを測定した。共有結合したルテニウム標識BS
A、未標識BSAのエレクトロ化学ルミネセンス測定値
を表Vに示す。
【表5】 表 V ルテニウム標識BSAのエレクトロ化学ルミネセンス(ECL) 溶 液 ECL(mV) 2×10-8Mルテニウム標識BSA 730 2×10-8M BSA 100 DMSO:H2 O(1:1) 0
【0079】実施例6−ルテニウム標識ウサギ抗マウス
免疫グロブリンG(IgG)抗体のエレクトロ化学ルミ
ネセンス 4,4′−(ジクロロメチル)−2,2′−ビピリジ
ル、ビス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)
で標識したウサギ抗マウスIgG抗体(ルテニウム標識
ウサギ抗マウスIgG抗体)の1.25×10-6M溶液
を、ルテニウム標識ウサギ抗マウスIgG抗体の保存用
溶液(2mg/ml、7.5Ru/抗体)のリン酸緩衝
溶液を用いた希釈によって調製した。この溶液80μl
を反応容器中の0.1M TBABF4 及び18mM過
硫酸アンモニウムを含むDMSO/脱イオン蒸留水
(1:1)10mlに加えた。ルテニウム標識抗体の最
終濃度は1×10-8Mとした。実施例2と同様にしてエ
レクトロ化学ルミネセンスを測定した。同じ方法を用い
て未標識ウサギ抗マウスIgG抗体の1.25×10-6
M溶液を調製し、未標識抗体の最終濃度が1×10-8
となるよう反応容器中に加えた。この溶液と抗体を含ま
ない同様の溶液のエレクトロ化学ルミネセンスも前述の
ようにして測定した。共有結合したルテニウム標識ウサ
ギ抗マウスIgG抗体、未標識ウサギ抗マウスIgG抗
体のエレクトロ化学ルミネセンス測定値を表VIIIに
示す。
【表6】 表 VI ルテニウム標識ウサギ抗マウス免疫グロブリンG(IgG) 抗体のエレクトロ化学ルミネセンス(ECL) 溶液 ECL(mV) 1×10-8ルテニウム標識ウサギ 892 抗マウスIgG抗体 1×10-8ウサギ抗マウスIgG抗体 0 DMSO:H2 O(1:1) 0
【0080】実施例7−ウシ血清アルブミンに対する抗
体の均質系エレクトロ化学ルミネセンスイムノアッセイ 4,4′−(ジクロロメチル)−2,2′−ビピリジ
ル、ビス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)
で標識したウシ血清アルブミン(BSA)(ルテニウム
標識ウシ血清アルブミン)の7.8×10-6M溶液を、
ルテニウム標識BSAの保存用溶液(2.5mg/m
l、6Ru/BSA)のリン酸緩衝溶液(PBS)を用
いた希釈によって調製した。この溶液26μlを反応容
器中の0.1M TBABF4 及び18mM過硫酸アン
モニウムを含むDMSO/脱イオン蒸留水(1:1)1
0mlに加えた。ルテニウム標識BSAの最終濃度は2
×10 -8Mとした。実施例2と同様にしてエレクトロ化
学ルミネセンスを測定した。同じ方法を用いて未標識B
SAの7.8×10-6M溶液を調製し、未標識BSAの
最終濃度が5×10-8Mとなるよう反応容器中に加え
た。この溶液とBSAを含まない同様の溶液のエレクト
ロ化学ルミネセンスを測定した。ウサギ抗BSA抗体の
3.75×10-5M溶液を、ウサギ抗BSA抗体の保存
用溶液(6.0mg/ml)のPBSを用いた希釈によ
って調製し、この溶液一定量(26μl)を反応容器中
のルテニウム標識BSA溶液に加えてウサギ抗BSA抗
体の最終濃度が1×10-7Mとなるようにした。
【0081】このようにして得たルテニウム標識BSA
抗原と抗体(ウサギ抗BSA)との混合物のエレクトロ
化学ルミネセンスを測定した。表VIIに示した結果か
ら、ルテニウム標識BSAのエレクトロ化学ルミネセン
スはウサギ抗BSA抗体を加えると減少することが示さ
れ、BSAに対する抗体の均質系エレクトロ化学ルミネ
センス検出が可能であることがわかる。以上の結果に基
づき、本技術分野の専門家によって他の目的分析物を検
出するための均質系エレクトロ化学ルミネセンスイムノ
アッセイも開発され得るであろう。
【表7】 表 VII ルテニウム標識ウシ血清アルブミンの抗体結合時における エレクトロ化学ルミネセンス(ECL)の減少 未標識 ルテニウム標識 ウサギ BSA BSA 抗BSA (対照) (抗原) (抗体) ECL(mV) 0 2×10-8M 0 727 0 2×10-8M 1×10-7M 92 2×10-8M 0 0 94
【0082】実施例8−マウス免疫グロブリンG(Ig
G)の均質系エレクトロ化学ルミネセンスイムノアッセ
4,4′−(ジクロロメチル)−2,2′−ビピリジ
ル、ビス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム(II)
で標識したウサギ抗マウスIgG抗体(ルテニウム標識
ウサギ抗マウスIgG抗体)の6.25×10-6M溶液
を、ルテニウム標識ウサギ抗マウスIgG抗体の保存用
溶液(2mg/ml、7.5Ru/抗体)のリン酸緩衝
溶液(PBS)を用いた希釈によって調製した。この溶
液80μlを反応容器中の0.1M TBABF4 及び
18mM過硫酸アンモニウムを含むDMSO/脱イオン
蒸留水(1:1)10mlに加えた。ルテニウム標識抗
体の最終濃度は5×10-8Mとした。実施例2と同様に
してエレクトロ化学ルミネセンスを測定した。同じ方法
を用いて未標識ウサギ抗マウスIgG抗体の6.25×
10-6M溶液を調製し、未標識抗体の最終濃度が5×1
-8Mとなるよう反応容器中に加えた。この溶液と抗体
を含まない同様の溶液のエレクトロ化学ルミネセンスを
測定した。
【0083】マウスIgGの2.5×10-5M溶液を、
マウスIgGの保存用溶液(4.0mg/ml)のPB
Sを用いた希釈によって調製し、この溶液の2容量(2
0μl及び40μl)を反応容器中のルテニウム標識抗
マウスIgG溶液に加えてマウスIgGの最終濃度がそ
れぞれ5×10-8M、1×10-7Mとなるようにした。
このようにして得たルテニウム標識抗マウスIgG抗体
と抗原(マウスIgG)との混合物のエレクトロ化学ル
ミネセンスを測定した。結果は表VIIIに示す。エレ
クトロ化学ルミネセンス測定値がマウスIgG抗原の濃
度に依存する様子を図1に示してある。以上の結果か
ら、ルテニウム標識抗体のエレクトロ化学ルミネセンス
は抗原を加えると減少することがわかる。これらの結果
に基づき、本技術分野の専門家によって他の目的分析物
の濃度を測定するための均質系エレクトロ化学ルミネセ
ンスイムノアッセイも開発され得るであろう。
【表8】 表 VIII ルテニウム標識抗体の抗原結合時における エレクトロ化学ルミネセンス(ECL)の減少 未標識抗 ルテニウム標識 マウスIgG 抗マウスIgG マウスIgG (対照) (抗体) (抗原) ECL(mV) 0 5×10-8M 0 1610 0 5×10-8M 5×10-8M 1360 0 5×10-8M 1×10-7M 1240 5×10-8M 0 0 0
【0084】実施例9−マウス抗Legionella
免疫グロブリンG(IgG)抗体及びルテニウム標識ウ
サギ抗マウス免疫グロブリンG(IgG)抗体を用いた
Legionellaの異質系エレクトロ化学ルミネセ
ンスイムノアッセイ────────────────
──────────────────── 細菌Legionella micdadeiのホルマ
リン化懸濁液を、光学密度1.00(425nmで)と
なるようにPBSで希釈した。約3×109 細胞を円錐
形ミクロ遠心チューブに入れた。細胞を遠心し(10分
間、10,000RPM)、上清を捨て、Legion
ella micdadeiに特異的なマウスモノクロ
ーナルIgG抗体(1.45mg/ml)のPBS中
1:50希釈液(1ml)に細胞を再懸濁した。室温で
1時間インキュベートした後、細胞を遠心し、上清を捨
て、PBS中に細胞を再懸濁して再び遠心した。上清を
捨てた後、4,4′−(ジクロロメチル)−2,2′−
ビピリジル、ビス(2,2′−ビピリジル)ルテニウム
(II)で標識したウサギ抗マウスIgG抗体、すなわ
ちルテニウム標識ウサギ抗マウスIgG抗体(2mg/
ml、7.5Ru/抗体)のPBS中1:50希釈液に
細胞を再懸濁した。室温で1時間インキュベートした
後、細胞を遠心し、上清を捨て、PBS中に細胞を再懸
濁して前述のように遠心により2回洗浄した。最後の洗
浄の後PBS200μl中に細胞を再懸濁した。この細
胞懸濁液100μlを反応容器中の0.1M TBAB
4 及び18mM過硫酸アンモニウムを含むDMSO/
脱イオン蒸留水(1:1)10mlに加え、反応容器に
移した。この細胞懸濁液のエレクトロ化学ルミネセンス
を測定した。細胞懸濁液の残り100μlを反応容器に
加え、エレクトロ化学ルミネセンスを測定した。実施例
2で述べた方法に従い、細胞を含まない溶液のエレクト
ロ化学ルミネセンスを対照として測定した。表IXに示
した結果から、ルテニウム標識ウサギ抗マウスIgG抗
体を用いたLegionellaの異質系エレクトロ化
学ルミネセンスイムノアッセイが成功していることがわ
かる。
【表9】 表 IX Legionella micdadeiの異質系エレクトロ 化学ルミネセンス(ECL)イムノアッセイ 試 料 ECL(mV) Legionella micdadei細胞懸濁液 160 DMSO/H2O (1:1)中1.9×109 細胞 Legionella micdadei細胞懸濁液 90 DMSO/H2O (1:1)中9.3×108 細胞 DMSO:H2O (1:1) 0
【0085】実施例10−マウス抗Legionell
免疫グロブリンG(IgG)抗体及びルテニウム標識
ウサギ抗マウス免疫グロブリンG(IgG)抗体を用い
Legionellaの均質系エレクトロ化学ルミネ
センスイムノアッセイ───────────────
───────────────────── 実施例9で述べたのと同様にして細菌Legionel
la micdadeiの懸濁液を調製し、Legio
nellaに特異的なマウスモノクローナルIgG抗体
と共にインキュベートした。細胞を遠心し、洗浄し、P
BS0.2ml中に再懸濁した。4,4′−(ジクロロ
メチル)−2,2′−ビピリジル、ビス(2,2′−ビ
ピリジル)ルテニウム(II)で標識したウサギ抗マウ
スIgG抗体、すなわちルテニウム標識ウサギ抗マウス
IgG抗体(1.25×10-6M)の一定量(80μ
l)を細胞懸濁液に加え、混合物を室温で2時間インキ
ュベートした。対照として細胞懸濁液を含まないルテニ
ウム標識ウサギ抗マウスIgG抗体の同一希釈液を同様
にインキュベートした。インキュベーション終了後、標
識抗体溶液を反応容器中の0.1M TBABF4 及び
18mM過硫酸アンモニウムを含むDMSO/脱イオン
蒸留水(1:1)10mlに加え、ルテニウム標識ウサ
ギ抗マウスIgG抗体の最終濃度が1×10-8Mとなる
ようにした。実施例2と同様にしてエレクトロ化学ルミ
ネセンスを測定した。ルテニウム標識ウサギ抗マウスI
gG抗体を加えた細胞懸濁液についても同様に測定を行
った。表Xに示した結果から、エレクトロ化学ルミネセ
ンスの放出がルテニウム標識抗マウスIgG抗体とLe
gionellaに結合したマウスモノクローナル抗体
との間の相互作用によって減少することがわかり、Le
gionella micdadeiの均質系エレクト
ロ化学ルミネセンスイムノアッセイが成功していること
が示されている。
【表10】 表 X Legionella micdadeiの均質系エレクトロ 化学ルミネセンス(ECL)イムノアッセイ 試 料 ECL(mV) 1×10-8Mルテニウム標識 976 抗マウスIgG抗体 1×10-8Mルテニウム標識 803 抗マウスIgG抗体+ Legionella micdadeiに結合した モノクローナル抗体 DMSO:H2 O(1:1) 0
【0086】実施例11−細菌に結合したルテニウム標
識抗体放出時のエレクトロ化学ルミネセンス増加 細菌Legionella micdadeiのホルマ
リン化懸濁液を、光学密度1.00(425nmで)と
なるようにPBSで希釈し、この懸濁液2mlを円錐形
ミクロ遠心チューブに入れた。細胞を遠心し(10分、
10,000RPM)、上清を捨て、Legionel
la micdadeiに特異的なマウスモノクローナ
ルIgG抗体(1.45mg/ml)のPBS中1:1
0希釈液(1ml)に細胞を再懸濁した。室温で1時間
インキュベートした後、前述のように細胞を遠心し、上
清を捨て、PBS中に細胞を再懸濁して再び遠心した。
上清を捨てた後、ルテニウム標識ウサギ抗マウスIgG
抗体(1ml、7.5Ru/抗体)のPBS中1:50
希釈液に細胞を再懸濁した。室温で1時間インキュベー
トした後、前述のように細胞を遠心し、上清を捨て、P
BS中に細胞を再懸濁して前述のように遠心により2回
洗浄した。最後の洗浄の後PBSまたは1.0M酢酸−
0.9%NaCl(生理食塩水)溶液100μl中に細
胞を再懸濁し、室温で40分間インキュベートした。遠
心後、細胞上清液100μlを0.1M TBABF4
及び18mM過硫酸アンモニウムを含むDMSO/脱イ
オン蒸留水(1:1)10mlと共に反応容器に移し
た。実施例2で述べた方法に従い、酢酸/生理食塩水細
胞上清液とPBS洗浄細胞からの上清液のエレクトロ化
学ルミネセンスを測定した。エレクトロ化学ルミネセン
スの測定値は表XIに示す通りで、モノクローナル抗体
でコーティングしたLegionella細菌を1.0
M酢酸−生理食塩水で処理することによって(Ref.
23)ルテニウム標識ウサギ抗マウスIgGをそこから
溶離させると、未結合のルテニウム標識抗体により産生
されるエレクトロ化学ルミネセンスが増加することがわ
かる。以上の結果から、ルテニウム標識抗体はモノクロ
ーナル抗体でコーティングしたLegionella
結合しておりPBSによる洗浄ではバックグラウンドと
比較してECLが増加しないことも示される。
【表11】 表 XI ルテニウム標識抗マウス免疫グロブリンG(IgG)でコーティ ングした細胞の上清液のエレクトロ化学ルミネセンス(ECL) 溶 液 ECL(mV) バックグラウンド対照: 1.0M酢酸−生理食塩水100μl 134 PBS洗浄細胞上清液100μl 121 1.0M酢酸−生理食塩水洗浄 214 細胞上清液100μl
【0087】実施例12−尿中プレグナン−ジオール−
3グルクロニド(PD3G)の均質系競合イムノアッセ
尿試料を既知量のエレクトロ化学ルミネセンス種で標識
したPD3G及び既知量の抗PD3G抗体と、試料中に
存在するPD3GとPD3G−エレクトロ化学種とが抗
体の結合部位に対して競合するような条件下で接触させ
ることによって、プレグナン−ジオール−3−グルクロ
ニド(PD3G)を検出し定量し得る。適当な時間後、
得られた試料にエレクトロ化学ルミネセンス種がくり返
し電磁放射線を放出し得るような電気化学的エネルギー
源を直接与えることによって、電磁放射線をくり返し放
出するようになる。放出された放射線を定量し、それに
よって試料中に存在するPD3Gの量を測定することが
できる。
【0088】実施例13−トリス−ルテニウムビピリジ
ル−n−ヒドロキシサクシニミドエステルを用いた核酸
標識 10mMトリス塩酸(pH8.0)−1mM EDTA
中の核酸試料(5〜25μg)を熱変性させ、冷却し、
シトシン残基のエチレンジアミンによる亜硫酸水素塩触
媒アミノ基転移を42℃で3時間行って修飾する。5m
Mリン酸ナトリウム緩衝液pH8.5中で1晩、外液を
3回交換して透析を行った後、試料を限外ろ過によって
100μlまで濃縮する。このようにして修飾した核酸
(1〜10μg)を0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液p
H8.5 100μlで希釈する。トリス−ルテニウム
ビピリジル−N−ヒドロキシサクシニミドエステル誘導
体を、当該技術分野における既知の方法によってN,
N′ジメチルホルムアミド(DMF)中の0.2M保存
用溶液として調製する。このエステル溶液5μlを0.
1Mリン酸ナトリウム緩衝液pH8.5中の修飾核酸溶
液に加え、室温で1時間インキュベートする。標識した
核酸プローブを150mM塩化ナトリウム−10mMリ
ン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)中で外液を最低3
回交換しながら透析して精製し、使用時まで4℃で保存
する。
【0089】実施例14−血中ヒトT細胞白血病III
ウイルス(HTLV−III)の核酸ハイブリッド形成
アッセイ ウイルス粒子からRNAが遊離されるよう血液を処理す
ることによって、全血中のHTLV−IIIウイルスを
検出し得る。HTLV−IIIのRNAを含む試料をH
TLV−IIIのRNAに相補的でエレクトロ化学ルミ
ネセンス種で標識してある一本鎖オリゴヌクレオチドプ
ローブと接触させる。適当な時間後、得られた試料にエ
レクトロ化学ルミネセンス種がくり返し電磁放射線を放
出し得るような電気化学的エネルギー源を直接与えるこ
とによって、電磁放射線をくり返し放出されるようにな
る。放出された放射線を定量し、それによって試料中に
存在するHTLV−IIIのRNA量を測定することが
できる。
【0090】実施例15−臨床試料中Legionel
la細菌の均質系核酸ハイブリッド形成アッセイ 痰のような臨床試料中のLegionella細菌を、
細菌からリボソームRNAが遊離されるよう痰を処理す
ることによって検出し得る。このようにして得た試料を
リボソームRNA中のLegionellaに特異的な
配列と相補的でエレクトロ化学ルミネセンス種で標識し
た一本鎖オリゴヌクレオチドプローブと接触させる。適
当な時間後、得られた試料にエレクトロ化学ルミネセン
ス種がくり返し電磁放射線を放出し得るような電気化学
的エネルギー源を直接与えることによって、電磁放射線
をくり返し放出するようにする。放出された放射線を定
量し、それによって試料中に存在するLegionel
la細菌の量を測定することができる。
【0091】実施例16−鎖置換法によってゲノムDN
A中に挿入したサイトメガロウイルスDNAを検出する
ためのハイブリッド形成アッセイ 例えばリンパ球のような組織試料からDNAが遊離さ
れ、制限酵素によってDNAが切断されるよう処理する
ことで、ヒトゲノムDNA中のサイトメガロウイルス
(CMV)DNAを検出し得る。このようにして得たC
MVの二本鎖断片を含む試料を、CMVのDNAに相補
的でエレクトロ化学ルミネセンス種で標識してありDN
A二本鎖のうちの1方を置換し得る一本鎖オリゴヌクレ
オチドプローブと接触させる。適当な時間後、得られた
試料にエレクトロ化学ルミネセンス種がくり返し電磁放
射線を放出し得るような電気化学的エネルギー源を直接
与えることによって、電磁放射線をくり返し放出するよ
うにする。放出された放射線を定量し、それによって試
料中に存在するサイトメガロウイルスRNAの量を測定
することができる。
【0092】実施例17−異質法によってヒト膀胱ガン
細胞中のras腫瘍遺伝子を検出するためのハイブリッ
ド形成アッセイ Maniatis,Tら(24)によって以前に報告さ
れている方法を用いて、組織試料からDNAが遊離さ
れ、制限酵素によりDNAが切断され、DNAが一本鎖
となりニトロセルロース紙に結合するよう処理すること
で、ヒト膀胱ガン細胞中のras腫瘍遺伝子を検出し得
る。一本鎖DNAが結合したろ紙をras腫瘍遺伝子に
特異的でエレクトロ化学ルミネセンス種で標識したオリ
ゴヌクレオチドプローブと接触させる。適当な反応時間
後、得られた試料にエレクトロ化学ルミネセンス種がく
り返し電磁放射線を放出し得るような電気化学的エネル
ギー源を直接与えることによって、電磁放射線をくり返
し放出するようにする。放出された放射線を検出し、そ
れによって試料中に存在するras腫瘍遺伝子を測定す
ることができる。
【0093】実施例18−エレクトロ化学ルミネセンス
ポリマーを基質とする酵素アッセイ 例えばデンブン、デキストラン、合成高分子ポリマーの
ような高分子酵素基質をエレクトロ化学ルミネセンス種
で標識し得る。標識した基質は多成分系中に存在する酵
素を検出し定量するのに使われる。また標識した基質は
抗体、DNAプローブ、RNAプローブ、ストレプタビ
ジン、ビオチン等と結合した酵素の量を定量するのにも
使われる。標識した基質は適当な酵素を用いて選択的に
より小さい断片へと切断し得る。どのような酵素−基質
の組み合わせでも使用できる。酵素の例としてはグルコ
シダーゼ、リアーゼ、デキストラナーゼ等が挙げられ
る。適当な時間後、得られた試料にエレクトロ化学ルミ
ネセンス種がくり返し電磁放射線を放出し得るような電
気化学的エネルギー源を直接与えることによって、電磁
放射線をくり返し放出するようにする。放出された放射
線を定量し、それによって試料中に存在する酵素の量を
測定することができる。それぞれエレクトロ化学ルミネ
センス種で標識されている切断断片から増幅されたエレ
クトロ化学ルミネセンス信号が得られることが利点であ
る。
【0094】実施例19−エレクトロ化学ルミネセンス
酵素アッセイによる連鎖球菌属の検出 連鎖球菌属を含む試料を、エレクトロ化学ルミネセンス
種で標識した合成ぺプチドを含む反応液と接触させる。
合成ぺプチドはこの細菌のぺプチダーゼに特異的な基質
を用いる。ぺプチダーゼが合成ぺプチドに作用すること
によってエレクトロ化学ルミネセンス種で標識された断
片が産生される。適当な時間後、得られた試料にエレク
トロ化学ルミネセンス種がくり返し電磁放射線を放出し
得るような電気化学的エネルギー源を直接与えることに
よって、電磁放射線をくり返し放出するようにする。放
出された放射線を定量し、それによって試料中に存在す
る連鎖球菌属の量を測定することができる。
【0095】実施例20−エレクトロ化学ルミネセンス
を利用したB型肝炎表面抗原の酵素イムノアッセイ B型肝炎表面抗原(HBsag)を含む血液試料を、H
Bsagに特異的でデキストラナーゼで標識した抗体と
適当な時間接触させる。HBsagと結合していない抗
体を除去し、抗原−抗体複合物をエレクトロ化学ルミネ
センス種で標識したデキストランと接触させる。デキス
トラナーゼが標識したポリマーに作用することによって
エレクトロ化学ルミネセンス種で標識された各断片が産
生される。適当な時間後、得られた試料にエレクトロ化
学ルミネセンス種がくり返し電磁放射線を放出し得るよ
うな電気化学的エネルギー源を直接与えることによっ
て、電磁放射線をくり返し放出するようにする。放出さ
れた放射線を定量し、それによって試料中に存在するB
型肝炎表面抗原の量を測定することができる。
【0096】実施例21−エレクトロ化学ルミネセンス
標識ブラジキニンを用いたブラジキニンリセプターの均
質系アッセイ ブラジキニンリセプターを含む適当な組織試料を調製
し、エレクトロ化学ルミネセンス種で標識したブラジキ
ニンと接触させる。適当な時間後、得られた試料にエレ
クトロ化学ルミネセンス種がくり返し電磁放射線を放出
し得るような電気化学的エネルギー源を直接与えること
によって、電磁放射線をくり返し放出するようにする。
放出された放射線を定量し、それによって試料中に存在
するブラジキニンリセプターの量を測定することができ
る。このアッセイはエストロジエン−エストロジエンリ
セプターのような他のリガンド−リセプター相互作用を
測定するのにも使用できる。さらにこのアッセイは、競
合結合アッセイの形式を用いれば未標識リガンドの量を
測定、定量するのにも使用できる。
【0097】実施例22−核酸ハイブリッドの検出にお
けるエレクトロ化学ルミネセンス種の利用 二本鎖DNA、DNA−RNA二本鎖、二本鎖RNAの
ような核酸ハイブリッドを含む試料を、特に核酸ハイブ
リッドの間に挿入し得るエレクトロ化学ルミネセンス種
と接触させる。適当な時間後、得られた試料にエレクト
ロ化学ルミネセンス種がくり返し電磁放射線を放出し得
るような電気化学的エネルギー源を直接与えることによ
って、電磁放射線をくり返し放出するようにする。放出
された放射線を定量し、それによって試料中に存在する
核酸ハイブリッドの量を測定することができる。
【0098】実施例23−エレクトロ化学ルミネセンス
を用いた均質系イムノアッセイによる唾液中の抗体と複
合体を形成するヒトT細胞白血病ウイルスIII(HT
LV−III)抗原の検出 抗体と複合体を形成するHTLV−IIIを含む唾液試
料を、抗原−抗体複合物を分離させるカオトロピック剤
を含む溶液と接触させる。次にこの溶液を、HTLV−
IIIに特異的でエレクトロ化学ルミネセンス種で標識
した抗体と接触させる。カオトロピック剤を除去し、標
識抗体、未標識抗体を再び抗原と結合させる。適当な時
間後、得られた試料にエレクトロ化学ルミネセンス種が
くり返し電磁放射線を放出し得るような電気化学的エネ
ルギー源を直接与えることによって、電磁放射線をくり
返し放出するようにする。放出された放射線を定量し、
それによって試料中に存在するヒトT細胞白血病ウイル
スIII(HTLV−III)抗原の量を測定すること
ができる。以上の方法は肝炎抗原−抗体複合物、サイト
メガロウイルス−抗体複合物、非A非B肝炎−抗体複合
物のような血清中の他の型の抗原−抗体複合物を含む試
料にも応用できる。
【0099】実施例24−各種Staphylococ
cusエンテロトキシン類の検出、同定のためのイムノ
アッセイ A、B、C、D、Eの各Staphylococcus
エンテロトキシンに特異的なモノクローナル抗体とこれ
らのエンテロトキシンに対して交差反応性をもつモノク
ローナル抗体とを精製した。各抗体は、腹水をアガロー
スゲル支持担体に結合させたStaphylococc
usのAたん白質カラムにかけ、モノクローナル抗体精
製法(Bio−Rad Laboratories,I
nc.)の一部に基づき結合、溶出、再生緩衝液を流す
ことによって精製した。精製過程では、通常1ml当た
り5〜15mgのモノクローナル抗体を含む腹水2ml
を、2枚のF−13分析紙(Schleicher a
nd Schuell,Inc.)の間にMetric
ellメンブランフィルター(Gelman Scie
nces,Inc.)を入れ底においた10ml注射器
(Becton Dickenson,Inc.)の中
に入れ、ピストンを挿入し、腹水を収集容器中にろ過す
るという予備ろ過を行った。ろ液に等量の結合緩衝液を
加え、5mlのAたん白質−アガロースカラムに重層し
た。次にカラムの試薬容器に結合緩衝液を入れ溶出を開
始した。流出画分の280nmにおける吸光度
(A280 )をチェックし、1mlずつの画分を採取し
た。A280 が安定した基準値に戻ったら、カラムを結合
緩衝液5ベッド容量で洗浄し、次に溶出緩衝液を流して
精製された免疫グロブリンをカラムから溶離させた。免
疫グロブリンを中和するため、溶離画分を1Mトリス塩
酸pH9.0 0.3ml中に採取した。A280 が再び
安定した基準値に戻ったら、カラムを溶出緩衝液5ベッ
ド容量で洗浄し、続いて再生緩衝液10ベッド容量、結
合緩衝液5ベッド容量で洗浄してカラムを次の精製過程
が行えるよう調整しておいた。精製された免疫グロブリ
ンを含む画分を集め、かくはん式限外ろ過器(Amic
on Corp.)を用いて濃縮した。精製された免疫
グロブリンの総たん白質をLowry法により測定した
ところ、最終濃度は5mg/ml以上であった。精製さ
れた抗体は0.1%アジ化ナトリウムを含むリン酸緩衝
液(PBS)中で外液を2回交換しながら4℃で48時
間透析した。
【0100】精製されたモノクローナル抗体の特異的エ
ンテロトキシンに対する免疫学的反応性を測定するた
め、96穴マイクロタイター板ELISA系に分注し
た。抗体の力価として得られた値を、各抗体の以前に認
定されているロットの対照力価値と比較した。十分な力
価をもつ抗体を、判断試薬ホルダーすなわちデイップス
ティックに固定するため、あるいはイムノアッセイにお
いてプローブとして使用する酵素と結合させるための免
疫学的に機能をもつコーティング用抗体として認定し
た。抗体をニトロセルロース膜の表面に固定して膜を付
けた診断試薬ホルダー(デイップスティック)を調製す
るため、まず膜をリン酸緩衝溶液中に室温で1時間浸し
て膜の湿潤性を上げた。スティックを溶液から取り出し
膜を空気乾燥させた。Staphylococcusの
各エンテロトキシンA、B、C、D、Eの1つに特異的
な精製モノクローナル抗体または非特異的な対照マウス
免疫グロブリン(Jackson Immuno Re
search Laboratories,Inc.)
の溶液を2μlずつ膜表面上の異なる位置に直接スポッ
トした。使用した各抗体の濃度はニトロセルロースの結
合部位を飽和し得ることが知られている濃度であった:
3A抗体(Aトキシンに特異的)250μg/ml、2
B抗体(Bトキシンに特異的)50μg/ml、1C3
抗体(C1、C2、C3トキシンに特異的)300μg
/ml、3D抗体(Dトキシンに特異的)200μg/
ml、4E抗体(Eトキシンに特異的)250μg/m
l、非特異的対照マウス免疫グロブリン200μg/m
lである。デイップスティックを室温で空気乾燥させ、
膜上に残っているたん白質結合部位をブロックするため
デイップスティックを0.5%Tween20及び3%
ウシ血清アルブミンを含むリン酸緩衝溶液中に浸した。
このブロック溶液中で一晩室温にてインキュベートした
後、スティックを空気乾燥させた。
【0101】精製されたモノクローナル抗体2A(A及
びEトキシンに特異的)、6B(B、C1、C2、C3
トキシンに特異的)、1D(Dトキシンに特異的)を酵
素アルカリ性ホスファターゼに共有結合させ、診断試薬
ホルダーのデイップスティックの膜表面に固定した抗体
に結合しているA、B、C1、C2、C3、D、Eトキ
シンの存在を検出するための結合プローブとして使用し
た。各結合体はグルタルアルデヒドを2種類の機能をも
つ架橋試薬として用いる2段階の化学量論的に制御され
た段階によって調製した。この段階では、EIA等級ア
ルカリ性ホスファターゼ(2500U/mg、Boeh
ringer Mannheim Corp.)0.4
7mlを、13.4μlの水性グルタルアルデヒド溶液
(25%、Sigma Chemical Co)を含
む50mMリン酸カルシウム緩衝溶液pH7.2の1.
2ml中に加えた。混合物を室温で90分間かくはん
し、酵素分子の未結合アミノ基にグルタルアルデヒドを
結合させた。インキュベーション終了後、精製されたモ
ノクローナル抗体1mg/mlの濃度のものを2ml加
え、混合物をさらに90分間かくはんし、氷冷すること
により結合反応を終結させた。結合体を0.1%アジ化
ナトリウムを含むリン酸緩衝溶液中で外液を2回交換し
ながら4℃で48時間透析した。透析後の溶液にウシ血
清アルブミンを最終濃度3%となるように加え、4℃で
の保存中に安定であるようにした。抗体−酵素結合体の
特異的エンテロトキシンに対する免疫学的反応性を測定
するため、96穴マイクロタイター板ELISA系に分
注した。結合体の力価として得られた値を、各結合体の
以前に認定されているロットの対照力価値と比較した。
十分な力価をもつ結合体を、Staphylococc
usエンテロトキシン類のデイップスティックアッセイ
に使用するものとして認定した。
【0102】ハム、ソーセージ、ヌードル、チーズ等の
ようなStaphylococcusによる食品汚染が
最も発生しやすい形の食品を、Staphylococ
cusエンテロトキシン類のアッセイを実施するため均
質系液体懸濁液とした。典型的な抽出方法としては、食
品20gに水20mlを加え、Stomacherla
bblender(Tekmar Co)を用いて混合
物を30秒間ホモジナイズした。より粘性の高い食品の
場合には水の容量を2倍にした。ホモジナイズの前また
は後にStaphylococcusエンテロトキシン
を食品に加えた。食品ホモジネートについて上述の診断
試薬ホルダーデイップスティックを直接使用して試験を
行った。エンドトキシンを少量加えた食品試料において
も陽性の結果が得られた。Staphylococcu
sエンテロトキシンの検出感度を上げるため、さらに抽
出の段階を加えた。ホモジネートのpHを6N HCl
を用いて通常4.5に調整し、20,000gで20分
間遠心し、上清のpHを5N NaOHを用いて7.5
に調整し、再び20,000gで20分遠心し、上清を
デイップスティックアッセイに直接使用した。このよう
にして調製した食品抽出物のエンテロトキシン検出感度
は、試験した各食品中の各トキシンにつき1ng/ml
抽出物であった。牛乳のような液体食品については診断
試薬ホルダーデイップスティックを液体食品中に浸し固
体食品ホモジネートの場合と同じ方法で直接試験を実施
した。これらの食品を試験する際にも、上述のような追
加抽出段階を加えることにより感度が1ng/mlにま
で上がるようにした。
【0103】Staphylococcusの個々のエ
ンテロトキシンに特異的なモノクローナル抗体を固定し
たニトロセルロース膜のついた診断試薬ホルダー(デイ
ップスティック)を、液体食品、食品ホモジネート、ま
たは上述のようにして調製した食品抽出物1ml、ある
いはPBS 1mlの入った試験管中に浸した。以上の
溶液にはStaphylococcusエンテロトキシ
ン1ng/mlまたはそれぞれ1ng/mlの濃度のエ
ンテロトキシン類の混合物を加えておいた。デイップス
ティックをこれらの試料溶液中に室温で1時間、ロータ
リーシェーカーで振とうしながら浸した。その後デイッ
プスティックを試料から取り出し、0.5%Tween
−20を含むPBS中で5分間、PBS単独中で5分間
ずつさらに2回振とうした。前述のモノクローナル抗体
−アルカリ性ホスファターゼ結合体の混合物を次のよう
にして調製した:2A結合体(A及びEトキシンに特異
的)、6B結合体(B、C1、C2、C3トキシンに特
異的)、1D結合体(Dトキシンに特異的)の1:10
00希釈液を同一溶液中(0.5%Tween−20及
び3%BSAを含むPBS30ml中各結合体30μ
l)に調製した。この結合体混合物中にデイップスティ
ックを浸し(ステイック1本当たり2ml)、室温で振
とうしながら30分間インキュベートした。デイップス
ティックをPBS−Tween中で2回、PBS中で3
回、1回当たり5分間ずつ振とうしながら洗浄し、膜表
面から未結合のモノクローナル抗体−アルカリ性ホスフ
ァターゼ結合体を除去した。
【0104】未結合のモノクローナル抗体−酵素結合体
を診断試薬ホルダーデイップスティックから除去した
後、デイップスティックを5−ブロモ−4−クロロイン
ドリルホスフェート(BCIP,Sigma Chem
ical Co.)及びニトロブル−テトラゾリウム
(NBT,Sigma Chemical Co.)を
含む溶液中に浸し、結合した結合体の存在を検出した。
BCIP及びNBT溶液はそれぞれ次のようにして調製
した:3.2mgのBCIPを0.1Mトリス塩酸、
0.1M NaCl、5mM MgCl2 溶液10ml
に、8.8mgのNBTを同溶液10mlに溶解した。
これらの溶液は使用直前に混合した。デイップスティッ
クを基質混合物中に室温で30分間振とうしながら浸
し、その後水で洗浄して空気乾燥させ、アッセイの結果
が永久に記録されるようにした。本アッセイの全過程を
通じてピペット操作はほとんどあるいは全く必要なく、
処理時間も最小限ですみ、約2時間で終了することがで
きる。酵素結合体の基質であるBCIPは膜上のトキシ
ンに結合した結合体によって加水分解され、NBTを還
元してデイップスティック上の膜に結合する不溶性の青
色物質とし得る反応産物を産生する。試料中にStap
hylococcusエンテロトキシンが存在し膜上に
固定された第1モノクローナル抗体に結合して第2モノ
クローナル抗体−酵素結合体と結合することによって検
出されていれば、ニトロセルロース膜上に青色スポット
が出現し指示される。試料中にStaphylococ
cusエンテロトキシンが存在しない場合は、ニトロセ
ルロース膜は白色のままである。対照のマウス免疫グロ
ブリンを固定した位置の膜も各場合共白色のままであっ
た。A、B、C、D、Eの各Staphylococc
usエンテロトキシンに特異的なモノクローナル抗体を
固定した膜上の明確に区別し得る位置に青色スポットが
出現することによって、特定のエンテロトキシンが同定
される。診断試薬ホルダーデイップスティックを使用す
る本方法により、液体食品、食品ホモジネート、食品抽
出物中の1種類あるいは複数のStaphylococ
cusエンテロトキシン類を1ng/mlの量まで検出
することが可能である。
【0105】実施例25−大腸菌型細菌の酵素イムノア
ッセイ(EIA) 本発明の方法(CAP−EIA MPN)と44.5℃
においてECブロスを使用するEPAによって承認され
ているMPN確認試験の方法との便中大腸菌型の検出効
率を比較するための実験を行った。実験は標準5−バイ
アルMPNアッセイに以下の変更を加えて実施した。硫
酸ラウリルトリプトースブロス(LST、Difco
Labs,Detroit,MI)の代わりに、4−メ
チルウンベリフェロングルクロニド(MUG,Sigm
a Chemical Co.,St.Louis,M
O)80μg/mlを含むフェノールレッド乳糖ブロス
(PRLB,Difco Labs,Detroit,
MI)を推定用培地として使用した。
【0106】フェノールレッド染色剤によって乳糖の発
酵により産生される酸を検出し得るため、PRLBを選
択した。乳糖発酵により得られた気体は、各バイアル中
に挿入した倒立Durhamバイアルに集気した。
coliの存在を予備的に確認するための選択薬剤とし
てMUGを用いた。便中の主要大腸菌型であるco
liは、MUGを切断しUV光線下で見える蛍光性ラジ
カルを遊離させることのできる水中に存在する唯一の細
菌である(4、10)。CAP−EIA MPNアッセ
イ方法によって次の3種類のデータが得られる:1)乳
糖の発酵による酸及び気体の産生(推定大腸菌型アッセ
イ)、2)MUGの切断による蛍光(coliまた
は便中大腸菌型の推定確認)、3)CAP−酵素イムノ
アッセイ確認(モノクローナル抗体を利用した確認試
験)。次にMUG及びCAP−EIA反応の結果を、E
Cブロス(Difco.Labs,Detroit,M
I)を用いた44.5℃の高温下での乳糖発酵に基づく
標準方法(1)による結果と比較した。実験は次のよう
にして行った:MPNアッセイに必要な3種類の10倍
希釈系列を作るため、付近の河川から採取した水試料を
以下に示す容量で、PRLB−MUG 10mlを含み
バイアルキャップの内側にポリスチレン製穴のついたバ
イアルに接種した。
【0107】系列A−5バイアル、1.00ml接種 系列B−5バイアル、0.10ml接種 系列C−5バイアル、0.01ml接種 その後バイアルをすべて35℃で約18〜20時間イン
キュベートした。次の日すべてのバイアルについて酸及
び気体の産生、UV光線下での蛍光を試験した。酸また
は気体の反応の有無にかかわらず、濁度(増殖)の見ら
れたバイアルはすべて倒立させ、細胞−培地懸濁液がキ
ャップ内側のポリスチレン製穴を満たすようにした。倒
立させたバイアルを35℃で1時間インキュベートし、
細菌(抗原)をポリスチレン製キャップ穴に付着させ
た。次にキャップ穴に結合した抗原をバイアルから除去
し、抗体を用いる確認試験を続けた。
【0108】アッセイのEIA(酵素イムノアッセイ)
の部分を行うため、穴をリン酸緩衝溶液(PBS、Na
Cl 8.5g、Na2 HPO4 1.02g、NaH
2 PO4 ・H2 O 0.386g、蒸留水で1000m
lとする、pH7.2)中のウシ血清アルブミン(BS
A、Sigma Chemical Co.,St.L
ouis,MO)3%溶液で35℃、35分間処理し、
ポリスチレン上の未結合部位をすべてブロックした。B
SA溶液を捨てた後すぐにPBSで穴を2回洗浄し、
coli細胞に対するモノクローナル抗体を含むハ
イブリドーマ細胞上清を各穴に50μlずつ加え、35
℃で1時間インキュベートして抗体をポリスチレンに結
合した特異的抗原(coli細胞)と相互作用させ
た。抗体上清を捨てた後、PBS−Tween20溶液
(PBS+0.05%Tween20、J.T.Bak
er Chemical Co.,Phillipsb
urg,NJ)を用いて穴を3回洗浄し、未結合抗体を
完全に除去した。親和性カラムで精製したアルカリ性ホ
スファターゼ標識ヤギ抗マウスIgG抗体(結合体、K
PL,Gaithersburg,MD)をPBSで
1:1000に希釈し、各穴に50μlずつ加えた。3
5℃で1時間インキュベートした後、PBS−Twee
n20溶液を用いて穴を4回洗浄し未結合の結合体をす
べて除去した。検出に使用するアルカリ性ホスファター
ゼの基質は、パラニトロフェニルリン酸ナトリウムまた
はSigma−104基質(Sigma Chemic
al Co.,St.Louis,MO)を10%ジエ
タノール−アミン緩衝溶液(ジエタノールアミン97m
l、NaN3 0.2g、MgCl2 6H2 O 100
mg、蒸留水800ml、pH9.8)中に最終濃度1
mg/mlとなるよう溶解したものを用いた。基質を各
穴に100μlずつ加え、35℃で30分間インキュベ
ートした後各穴中の反応を肉眼で観察した。本実施例に
おける定量の目的のためには、反応した基質溶液をマイ
クロタイター板に移し、405nmフィルターをつけた
Titertek Multiscan(Flow L
aboratories,Mcleans,VA)を用
いて機器測定を行った。
【0109】ECブロス(Difco Labs,De
troit,MI)を使用した便中大腸菌型の従来型確
認試験を行うため、PRLB中での各一晩培養液からの
増殖菌を一白金耳ずつ、10mlのECブロスを含み倒
立Durhamバイアルを入れた試験管中に無菌的に移
した。試験管を標準方法(1)に従い44.5℃で24
〜48時間インキュベートした後、乳糖発酵の有無を検
出した(Durhamバイアル中に採取された気体によ
って)。バイアル内に少しでも気泡の見られたものは陽
性反応と認めた。各実験のデータの概要は表XII及び
XIIIに示す通りである。
【0110】実験1の結果から、乳糖からの気体産生に
基づく陽性の組み合わせは551であり、MPN統計表
によると35大腸菌型/mlである(推定試験)。気体
産生陽性(+)バイアルのうちMUGアッセイで陽性だ
ったのはわずか4本(A2〜A5)でありcoli
の含まれていた可能性が高い(coliまたは便中
大腸菌型の推定確認)。確認試験データのうち従来型E
C試験では5本の試験管(A1〜A5)が便中大腸菌型
陽性であったのに対し、CAP−EIA法では陽性反応
を示したのは4バイアル(A2〜A5)のみであった。
EIAの陽性測定値は0.55から1.06までの範囲
であり、陰性測定値は0.20付近であった。EIA試
験とMUG試験のデータでは共に同じバイアルA2〜A
5で便中大腸菌型の存在が示されているため、EIAの
陽性データはMUGの陽性データによって強く裏付けら
れている。従来型MPN法(15、16、20)では
(+)の誤判断及び(−)の誤判断の発生率が高いた
め、バイアルA1がMUG及びEIAでは陰性でECで
は陽性であったという事実も驚くべきことではない。E
C培地では高温度でのインキュベーションによって選択
性が変わり便中大腸菌型の回収率に影響することが知ら
れている。また便中大腸菌型(coli)のうち約
7%はECにおいて気体を産生せず(陰性の誤判断)、
非便中大腸菌型のうち8%はECブロス中でも増殖し気
体を産生し得る(陽性の誤判断)ことが知られている。
すなわち試験管A1中で身られたEC反応は誤判断の陽
性反応である可能性があり、MUG及びEIAのA1に
関する結果との不一致の原因となっていると思われる。
同実験中の他のバイアル(B1〜B5、C1〜C5)に
ついては、すべての試験においてよい相関関係が見られ
た。言い換えれば、MUGで(−)であったバイアルは
ECでもEIAでも(−)であり、これらのバイアル中
には便中大腸菌型が存在しないことが確認できた。
【0111】実験2においてはバイアルに接種した水試
料は、推定試験における全試験管で気体産生が陽性であ
ったため、さらに強く汚染されていたといえる。MPN
統計表による陽性の組み合わせは555であり240大
腸菌型/ml以上が存在することが示された。確認試験
を比較すると、MUG、EC、抗体利用EIAの間には
よい相関関係が見られた。蛍光を示した(MUG+)バ
イアルはすべてEC及びEIAでも陽性であった。EI
A反応の測定値はやや弱い陽性0.46(B2)からC
4で見られた非常に強い反応2.15までの範囲であっ
た。
【0112】以上の2つの実験結果から、本発明におけ
る抗体利用CAP−EIA試験は便中大腸菌型の存在を
確認するEPAの承認したEC試験と同様に有効である
ことが示されている。さらにバイアルA1の例で見られ
るように、CAP−EIA試験は抗体−抗原反応の特異
的性質を利用しているため陽性または陰性の誤判断がよ
り少ない。またCAP−EIA試験は従来型MPN試験
に比べていくつかの顕著な利点をもっている。すなわ
ち:1)簡便さ−推定試験及び確認試験共同一のバイア
ルを用いて行うことができ、液を移したり他の培地を使
用する必要がない。2)迅速さ−CAP−EIA試験は
従来型試験に要する時間の1/3から1/2の時間で完
了できる。3)特異性−抗体はその抗原標的に対して高
度に特異的である。以上の利点に加えてCAP−EIA
のキャップ穴は同一バイアルから4種類の独立したデー
タ(酸、気体、蛍光、EIA)が得られるような独自の
デザインとなっており、水及び/または食品試料中の大
腸菌型及び便中大腸菌型を分析するための従来型MPN
試験よりもはるかに優れた代替法である。バイアルまた
はポリスチレン挿入物を含む試験管キャップを用いてE
IAを実施するという構想は大腸菌型または便中大腸菌
のアッセイに限定されるものではなく、他の細菌の検出
にも同様に応用し得るものである。
【0113】実施例26 2−〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′
−イル)−プロピル〕−1,3−ジオキソランの合成 不活性なアルゴンで気体を置換した600mlの三頸フ
ラスコに、乾燥テトラヒドロフラン(THF)30ml
と乾燥ジイソプロピルアミン7.65ml(54.6m
mol)を、注射器を用いて攪拌しながら添加した。
低位型ビーカー中、ドライアイス−イソプロパノールの
混合物にフラスコを浸して、溶液を−78℃に冷却し
た。フラスコに2.5Mn−ブチルリチウム21.6m
l(54mmol)をゆっくりと添加した。この溶液を
15分間攪拌し、THF300mlに溶解した4,4′
−ジメチル−2,2′−ビピリジン9.58g(52m
mol)の溶液を、カニューレを用いて攪拌しながら、
1時かけて滴下して加えた。生じた褐色の混合物をさら
に−78℃で2時間攪拌し、2−(2−ブロモメチル)
−1,3−ジオキソラン10g(55m mol)を、
注射器を用いて添加し、生じた混合物を、−78℃で5
時間攪拌した。その後反応容器を氷浴中(10℃)に置
き、30分経過すると色が変化し始めた(1時間後に
は、濃紫色となり;2時間後には、青色となり;2.5
時間後には、緑色となり;3.25時間後には、レモン
イエローとなった)。
【0114】反応混合物に、飽和NaCl 30mlを
添加し、その後、水10mlとエーテル50mlを添加
して反応を止めた。水相をエーテル300mlで2度抽
出し、エーテル層を合併して水100mlで逆抽出し、
無水硫酸ナトリウムで乾燥した。反応生成物を精製する
ために、活性度IIIで、中性のアルミナ(メルク)9
0を用いてサンプルを分離した。溶出溶媒としては、石
油エーテル/ジエチルエーテル(2:1)を用い、その
後石油エーテル/ジエチルエーテル(1:1)を用いた
(原料は、石油エーテル/ジエチルエーテル(2:1)
で完全に溶出され、生成物は、その後溶出された)。プ
ロトンNMR解析により、単離した反応生成物の構造
は、以下に示すものであることを確認した。
【化37】
【0115】実施例27 4−(ブタン−1−アル)−4′−メチル−2,2′−
ビピリジンの合成及び精製 2−〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′
−イル)−プロピル〕−1,3−ジオキソラン2gを、
1N HCl 50mlに溶解し、50℃で2時間加熱
した。この溶液を冷却し、炭酸水素ナトリウムでpH7
〜8に調節し、クロロホルム100mlで2度抽出し
た。クロロホルム層を合併して少量の水で洗浄し、硫酸
ナトリウムで乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレータ
ーで蒸発すると黄色のオイル状物質を与えた。この黄色
のオイル状物質を、酢酸エチル/トルエン(1:1)を
溶出溶媒として用いるシリカゲルカラムで精製し、不純
物はメタノールで溶出した。 プロトンNMR解析〔δ1.96−2.11(m,2
H);2.43(s,3H);2.46−2.50
(t,2H);2.53−2.80(m,2H);7.
12−7.14(m,2H);8.17−8.12(b
r.s,2H);8.52−8.58(m,2H);
9.89(s,1H)〕により、反応生成物の構造は、
以下の通りであることを確認した。
【化38】
【0116】実施例28 4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−イ
ル)酪酸の合成 4−(ブタン−1−アル)−4′−メチル−2,2′−
ビピリジン0.5g(2.0m mol)を無水アセト
ン10mlに溶解した。この溶液に、微粉にした過マン
ガン酸カリウム225mg(KMnO4 ;1.42m
mol)を少量ずつ攪拌しながら添加した。この反応を
薄層クロマトグラフィー(シリカ;酢酸エチル/トルエ
ン50:50)により追跡すると、アルデヒドが徐々に
消失していき、Rf 値の低いビピリジンが生成すること
が指摘された。
【0117】反応が完了した後に水を添加し、MnO2
を濾過し、Na2 CO3 (水溶液)少量ずつを用いて洗
浄した。アセトンを回転式エバポレーターで蒸発し、残
留物をCH2 Cl2 で抽出して非酸性ビピリジンを除去
した。0.1NのHClを注意深く添加することにより
水溶液を酸性としてpH4.8とした。このpHに達す
ると溶液は部分的に懸濁し、これよりも低いpHでは懸
濁液は再び溶解した。この混合物を等量のCH2 Cl2
で5回抽出し、Na2 SO4 で乾燥し、回転式エバポレ
ーターで蒸発するとオイル状物質を与えるが、この物質
は、減圧下では急速に固化した。この粗製の固体をクロ
ロホルム:石油エーテルから再結晶して、白色の結晶を
得た。 融点:103.5℃−105.5℃;IR:1704c
-1。プロトンNMR解析は、以下の構造と一致した。
【化39】
【0118】実施例29 ビス(2,2′−ビピリジン)〔4−(ブタン−1−ア
ル)−4′−メチル−2,2′−ビピリジン〕ルテニウ
ム(II)2過塩素酸塩:化合物Iの合成 エチレングリコール50ml中のルテニウムビピリジル
ジクロリド2水塩250mg(0.48m mol)
(Strem)を急速に加熱して沸騰させ、その後シリ
コン油浴(130℃)に浸した。生じた赤紫色〜オレン
ジ色の溶液に、2−〔3−(4−メチル−2,2′−ビ
ピリジン−4′−イル)プロピル〕−1,3−ジオキソ
ラン150mg(0.53m mol)のエチレングリ
コール10ml溶液を添加した。得られたオレンジ色溶
液を130℃で30分間攪拌し、冷却して室温とし、蒸
留水で1:1に希釈した。この溶液に、過塩素酸ナトリ
ウムの濃水溶液を添加すると、非常に微細なオレンジ色
の沈殿を生じた。この混合物を一夜冷蔵し、濾過し、沈
殿を水で洗浄した。この沈殿を湯に溶解し、過塩素酸を
添加して再結晶を行うと、鮮明なオレンジ色をした結晶
を生成した。その後、結晶を濾過し、冷水で洗浄し、乾
燥した。この再結晶操作をくり返すと、総量150mg
の鮮明なオレンジ色の結晶を与えた。NMR解析は、以
下の構造を示した。本実施例においては、上で同定した
化合物は、化合物Iであると見なされる。
【化40】
【0119】実施例30 ビス(2,2′−ビピリジン)〔4−(4−メチル−
2,2′−ビピリジン−4′−イル)酪酸〕ルテニウム
(II)ジヘキサフルオロフォスフェート:化合物II
の合成 4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−イ
ル)酪酸134mg(0.52m mol)を、水15
0mlに溶解した。この溶液をアルゴンで脱気し、ルテ
ニウムビピリジルジクロリド2水塩(Strem)25
0mg(0.48m mol)を添加した。この混合物
をアルゴン気流下で4時間還流した。水を回転式エバポ
レーターで蒸発し、残留物を最少量の水に再溶解し、S
P−25−セファデックスイオン交換カラムにかけた。
水で不純物を溶出した後に、0.2MNaCl溶液を用
いて化合物を赤色帯として溶出し、NH4 PF6 の飽和
水溶液を添加することにより、ヘキサフルオロホスフェ
イトとして単離した。粗生成物を、熱アセトン−ジエチ
ルエーテルから2度再沈殿させた。元素分析:計算値;
C,43.80%;H,3.36%;N,8.76%。
測定値;C,43.82%;H,3.54%;N,8.
55%。プロトンNMRの解析は、以下の構造と一致し
た。
【化41】
【0120】実施例31 N−〔4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′
−イル)−ブチル〕−フタルイミドの合成 不活性なアルゴンの気流下に、乾燥テトラヒドロフラン
(THF)30ml及び乾燥ジイソプロピルアミン7.
65ml(54.6ml)を、600mlの三頸フラス
コに、注射器を用いて攪拌しながら添加した。低位型ビ
ーカーに入れたドライアイス−イソプロパノール混合物
にフラスコを浸すことにより、この溶液を、−78℃に
冷却した。2.5Mn−ブチルリチウム21.6ml
(54mmol)をゆっくりとフラスコに添加した。得
られた溶液を15分間攪拌し、4,4′−ジエチル−
2,2′−ビピリジン9.58g(52m mol)の
乾燥THF300ml溶液を、カニューレを介して、攪
拌しながら1時間かけて滴下した。
【0121】生じた褐色の混合物をさらに−78℃で2
時間攪拌し、1,3−ジブロモプロパン100g(0.
495mol)を急速に添加し、得られた混合物を−7
8℃で1時間攪拌した。その後、この混合物を室温で2
時間攪拌した。混合物の色調は、褐色から青、さらに黄
色へと変化した。殆んどの溶媒を回転式エバポレーター
で蒸発し、水200mlを添加すると二層となった。濃
塩酸を添加してpHを0に下げた。有機溶媒層を廃棄し
た。水層を100mlのエーテルで2度洗浄した。pH
を1〜2に上げた。赤色のオイル状物質を分離し、CH
2 Cl2 に抽出した。この溶液を無水Na2 CO3 で乾
燥した後に、殆んどのCH2 Cl2 を回転式エバポレー
ターで蒸発し、サンプルをシリカゲルカラムにかけた。
クロロホルムでサンプルを溶出すると、淡黄色のオイル
状物質を与えた。この物質は、一夜冷却すると結晶化し
た(12.37g)。
【0122】この様にして合成した4−(4−ブロモブ
チル)−4′−メチル−2,2′−ビピリジンの粗結晶
4g(13.3m mol)を、その後フタルイミドカ
リ2.46g(13.3m mol)のジメチルホルム
アミド(DMF)60ml懸濁液に添加した。その後、
この混合物を約50℃で2時間攪拌した。この混合物に
CHCl3 90mlを添加し、さらに水125mlを添
加した、CHCl3 層を分離し、水層をクロロホルム5
0mlで2度抽出した。CHCl3 層を合併して水50
mlで洗浄し、無水Na2 SO4 で乾燥し、回転式エバ
ポレーターで蒸発すると、淡橙色のオイル状物質を与
え、この物質は一夜の間に固化した。この粗生成物をア
セトン/エタノールから再結晶すると、白色結晶(融
点、114.5−117.8℃)2.21g(44.5
%)を与えた。元素分析:計算値;C,74.38%;
H,5.70%;N,11.31%。測定値;C,7
3.98%;H,6.14%;N,11.28%。I
R:フタルイミドカルボニル伸縮1771及び1704
cm-1。プロトンNMRの解析では、アロマティック共
鳴(δ7.57−7.85,m,4H)と通常のビピリ
ジル誘導体のシグナルを示した。これらのデータは、以
下の構造と一致する。
【化42】
【0123】実施例32 テオフィリン−8−ブチリック−〔4−(4−メチル−
2,2′−ビピリジン−4−イル)−ブチル〕アミド:
化合物IIIの合成 N−〔4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′
−イル)−ブチル〕−フタルイミド370mg(1m
mol)をエタノール10ml中で泥状にし、包水ヒド
ラジン(720mg、1.4m mol)で処理し、攪
拌し、4時間還流すると、この間に固体はすべて溶解し
た。この反応の終末に向って、白色の沈殿が生成し始め
た。冷却した後に、この反応混合物を50%NaOHで
塩基性とし、水100mlに注加した。溶液を得た後に
Na2 CO3 を添加し、生成物をオイル状物質として塩
析した。CH2 Cl2 40mlずつを4回用いてアミン
を抽出した。抽出物をCaSO4 で乾燥し、濾過し、蒸
発するとアミノビピリジン誘導体を無色のオイル状物質
として与えた(収量=0.135gm;56%)。4−
〔4−(1−アミノブチル)〕−4′−メチル−2,
2′−ビピリジン1.34g(5.6m mol)及び
テオフィリン−8−酪酸(1.18g;4.4m mo
l)を室温で乾燥ピリジン10ml中に溶解した。この
溶液に、ジシクロヘキシルカルボジイミド1.16g
(5.6m mol)を添加した。室温で一夜攪拌をし
続けた。アルミナの薄層クロマトグラフィー(移動相=
15%メタノール/クロロホルム)を行ったところ、R
f 0.68の単一生成スポットを示した。沈殿したジシ
クロヘキシル尿素を濾過して除去し、ピリジンを留去す
ると固体を与えるが、これをエーテル中でトリチュレー
トし、濾過した(収量=2.13g;99%)。
【0124】実施例33 ビス(2,2′−ビピリジン)〔テオフィリン−8−ブ
チリック−4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−
4′−イル)−ブチルアミド〕ルテニウム(II)ジク
ロリド:Ru(II)−化合物III結合体の合成 上述の化合物III175mg(0.357m mol
es)及びビス−(2,2′−ビピリジン)ルテニウム
(II)ジクロリド2水塩154mg(0.296m
moles)の混合物に、エタノール/H2 O(1:
1,v/v)40mlを添加した。この混合物を暗所で
15分間アルゴンで脱気し、アルゴン気流下暗所で3時
間還流すると、澄明なチェリーレッドの溶液を与えた。
生じた澄明なチェリーレッドの溶液を室温に冷却し、回
転式エバポレーターを用いて、37℃以下の暗所で溶液
を維持しつつ溶媒を除去した。得られた残留物を約3m
lのメタノールに溶解し、セファデックスLH−20ク
ロマトグラフィーカラム(75cm×3cm)にかけ、
約0.4−0.7ml/mlの流速で溶出した。鮮明な
赤色のバンド(生成物)には、褐色の非蛍光バンド(不
純物)と、2個の蛍光バンドが接近して続いていた。赤
色の生成物バンドには、褐色の非蛍光バンドからの少量
の不純物が混入していることが判明した。この混入物
は、同様の条件下の2度目のセファデックスLH−20
カラムにサンプルをかけることにより、生成物から分離
した。回転式エバポレーターで溶媒を蒸発することによ
り赤色の生成物を得た。得られた固体物質を約1mlの
メタノールに溶解し、約75mlのジエチルエーテル中
で再沈殿させるとオレンジ色の粉末を与え、これを濾取
した。 元素分析:計算値;C,54.51%;H,5.72
%;N,13.99%;O,10.47%;Cl,6.
44%。測定値;C,55.04%;H,6.35%;
N,13.18%;O,10.62%;Cl,6.68
%。
【0125】実施例34−テオフィリンに対して特異的
な抗体を用いたRu(II)−化合物III結合体によ
り生ずるエレクトロルミネセントシグナルの変調 実施例33で述べたこのRu(II)−化合物III結
合体を0.35Mフッ化ナトリウムを含むpH6.0の
0.1Mリン酸緩衝液(PBF緩衝液)で最終濃度が1
50nMになるまで希釈した。テオフィリンに対し特異
的なモノクローナル抗体(クローン番号9−49、腹水
ロット番号WO399、cat no.046)をKa
llestad Laboratories,Inc.
(Chaska,MN)より入手した。このモノクロー
ナル抗体をPBF緩衝液を用いて様々な濃度に希釈した
(1ml中のタンパク質が21.9μgから700μg
の範囲)。テオフィリンに反応しないもうひとつのモノ
クローナル抗体(対照MAB)をSigma(St.L
ouis,MO)より入手し、PBF緩衝液を用いて1
ml中のタンパク質が21.9μgから700μgまで
の様々な濃度に希釈した。テオフィリンの標準溶液をA
ldrich Chemical Co.より入手した
テオフィリン(Milwaukee,WI,ネコ番号2
6−140−8、M.W.180.17)を用いて調製
した。テオフィリンはPBF緩衝液中に最終濃度が75
μMとなる様に溶かし、アッセイに使用する為にPBF
緩衝液で6μMにまで希釈した。エレクトロ化学ルミネ
セントの測定を実施するに先立ち250mMのシュウ酸
と5%(v/v)のTriton−X100を含む溶液
(ECI溶液)を反応混合物に添加した。測定は反応溶
液を含む試験管に2つの白金ガーゼ電極を取り付けられ
る様に改良されたBertholdルミノメーターを用
いて行なった。この電極をポテンショスタットに接続
し、エレクトロ化学ルミネセンスの測定は走査速度50
mV/secで1.5から2.0ボルトまでこの電極間
の印加電圧を変化させる事により実施した。この測定に
使われたBertholdルミノメーターには高利得の
赤感性光電子倍増管が付いていた。このルミノメーター
の記録計への出力は105 counts/voltに合
わせた。この測定値はX−Y−Y′記録計に記録され、
このピーク高をエレクトロ化学ルミネセンスの測定値と
して用いた。この電極は測定と測定の間に0.1Mリン
酸、00.1Mクエン酸、0.025Mシュウ酸、及び
1%TritonX−100を含むpH4.2の緩衝液
ですすぎ、この溶液中でこの電極に+2.2から−2.
2ボルトの間の電流を60秒間パルスとして流し、続い
て+2.2ボルトを10秒間流す事によりきれいにす
る。次にこの電極をこの溶液から取り出し、蒸留水中で
すすぎ、水気を拭きとって乾かす。この実験は表XIV
に概略を示したとおりに実施した。
【0126】対照のモノクローナル抗体の溶液、テオフ
ィリンに対する抗体の溶液、又はPBF緩衝液を一組の
試験管に注いだ(ステップ1)。この試験管にテオフィ
リン溶液又はPBF緩衝液を加えた(ステップ2)。こ
の溶液を試験管を簡単に振る事で混合し、室温で25分
間反応させた。その後Ru(II)−化合物III結合
体の溶液をこの試験管に加えた(ステップ3)。この試
験管を振り、室温で15分間放置した。最後にこのEC
L溶液100μlを各々の試験に添加し、上述の様にエ
レクトロ化学ルミネセンスを測定した。この結果は表X
Vに示した。
【表12】
【表13】 表 XV Ru(II)−化合物III共役物のエレクトロ化学ルミネ センスに対する抗体とテオフィリンの影響 抗テオフィリン 抗体タンパク質 対照MAB+ 抗テオフィリン MAB +テオフィ 濃度 Ru(II)− MAB + Ru(II)− リンRu(II)−化 (μg/試験管) 化合物III 化合物III 合物III ルミネッセンスの測定値 2.19 55,000 40,000 43,000 55,000 41,000 57,000 4.38 57,000 22,500 37,000 57,000 25,000 36,000 8.75 53,000 20,000 33,500 50,000 22,000 30,500 35.0 43,000 13,500 17,500 41,000 14,000 16,000 70.0 42,000 11,000 11,000 37,500 12,000 12,500
【0127】重複試料のエレクトロ化学ルミネセンスを
上述した様に測定した。上の実験で用いたRu(II)
−化合物III結合体のエレクトロ化学ルミネセンスは
抗体を添加しない緩衝液中で測定した際57,200で
あった。緩衝混合液に対するバックグラウンドは575
0であった。このデータはルテニウム化合物が付着した
テオフィリン類似体、即ちRu(II)−化合物III
と接触した際、特異的にテオフィリンを認識するモノク
ローナル抗体はそのエレクトロ化学ルミネセンスを減じ
るであろう事を示している。エレクトロ化学ルミネセン
スの減少量はRu(II)−化合物III結合体の濃度
を一定に保った場合、抗体の濃度に比例する。テオフィ
リンと反応しない抗体を使用する場合は抗体が高い濃度
でもエレクトロ化学ルミネセンスはわずかに減少するだ
けである。このデータはまた、テオフィリンを抗テオフ
ィリン抗体に接触させた後、Ru(II)−化合物II
I共役物を混合物に加えた場合、エレクトロ化学ルミネ
センスの量はより大きくなる事も示している。この事は
テオフィリンは抗体の結合に関してRu(II)−化合
物III共役物と競合しその結果としてエレクトロ化学
ルミネセンスを生じるRu(II)−化合物III結合
体が大量に得られる。
【0128】実施例35−ホモジニアス エレクトロ化
学ルミネセント イムノアッセイに基づいた血清中のテ
オフィリンのアッセイ 実施例34で述べた結果に基づいてテオフィリンに対す
るホモジニアスイムノアッセイ法を競合結合の型につい
ての実施例33で述べたテオフィリンとこのRu(I
I)−化合物III結合体に対する抗体を用いて開発し
た。材料は0.1Mフッ化ナトリウムを含むpH6.0
の0.1Mリン酸緩衝液を除き実施例34で述べた物と
同じであった。このアッセイに対してはテオフィリンに
対するモノクローナル抗体の濃度を特別に選択した。こ
の抗体濃度は55μg/mlであった。このRu(I
I)−化合物III結合体の濃度は175nMに調整し
た。テオフィリンをヒト血清に最終濃度が1mlの血清
当り2.5、5、10、20、及び40マイクログラム
となる様に加えた。アッセイは10μlの血清を290
μlの抗テオフィリンモノクローナル抗体に加え、室温
で25分間放置する事により行なった。次に100μl
のRu(II)−化合物III共役物を各々の試験管に
最終濃度が35nMになる様に加え、この溶液を室温で
15分間放置した。実施例34で述べたECL溶液を1
00μlずつ各々の試験管に注ぎ、この溶液のエレクト
ロ化学ルミネセンス特性を1.5〜2.5ボルトの範囲
を50mV/secで走査して先に述べた方法で測定し
た。このデータを第2図に示す。このデータは血清試料
中のテオフィリン濃度とこの反応混合物より生ずるエレ
クトロ化学ルミネセンスの量との間に相関がある事を示
している。この結果はテオフィリンのアッセイ開発の可
能性を示している。これらの結果に基づけば、この技術
に習熟した人は生物基質中の興味ある目的の分析物質を
検知したり定量する為にホモジニアス エレクトロ化学
ルミネセンス イムノアッセイを開発する事ができるで
あろう。
【0129】実施例36−ホモジニアス エレクトロ化
学ルミネセント イムノアッセイに基づく溶血した血
清、脂血症の血清、黄疸の血清、及び正常血清試料中の
テオフィリンのアッセイと蛍光偏光法との比較 様々なタイプの血清試料中のテオフィリン濃度をホモジ
ニアス エレクトロ化学ルミネセント イムノアッセイ
を用いて測定した。このアッセイの型は実施例33で述
べたテオフィリンに特異的なモノクローナル抗体とRu
(II)−化合物II結合体を用いた競合結合アッセイ
である。エレクトロ化学ルミネセンスの為の試薬と方法
は先の実施例で述べられている。様々な血清試料中のテ
オフィリン濃度の測定に使われている蛍光偏光法をAb
bott Laboratovies(North C
hicago,IL)より購入した自動TDX器機を用
いて実施した。このアッセイには溶血した血清、脂血症
の血清、黄疸の血清及び正常の血清を用い、この異常血
清に対するデータは以下の表XVIに示す。
【表14】 表 XVI ホモジニアス テオフィリン アッセイ潜在的に問題のある血清の特徴 血清 ファクターの濃度 正常値の範囲 溶血 12.4mg/dlヘモグロビン 0−3.2mg/dl 脂肪血症 405mg/dlトリグリセリド 10−190mg/dl 196mg/dlコレステロール 120−200mg/dl 黄疸 10mg/dlビリルビン 0−1.5mg/dl 様々な量のテオフィリンを最終濃度が2.5μgテオフ
ィリン/mlから40μgテオフィリン/mlの間にな
る様にこの血清試料に加えた。このホモジニアス エレ
クトロ化学ルミネセント イムノアッセイの結果を第3
図に示す。各々の血清試料はテオフィリン濃度に関して
蛍光偏光法でも分析した。このホモジニアス エレクト
ロ化学ルミネセント イムノアッセイと蛍光偏光法とで
測定したテオフィリンの濃度を比較した。このデータは
散布図としてプロットし、第4A〜D図に示す。このデ
ータの点を線型回帰により分析し、相関係数を計算し
た。この分析によりこの2つのアッセイの間には特に強
い相関がある事が示されている。この相関係数(r)は
0.98から1.00であった。正常血清、溶血した血
清、脂血症の血清試料に対する曲線の勾配は0.8から
1.2の間であり、この事はこれらの血清試料からのテ
オフィリンの回収率が非常に高い事を示している。
【0130】テオフィリンを含め黄疸の血清試料から生
じるエレクトロ化学ルミネセンスは他の血清試料に対す
るものより高いが、これは各々のテオフィリン濃度に於
いて比例して高くなった。この事は第4D中に見る事が
出来る。この相関係数はエレクトロ化学ルミネセンスと
蛍光偏光を比較したデータ点に対して1.00である;
しかし勾配は2.14である。この事は黄疸の血清試料
中のテオフィリンの高い回収率を示している。これらの
結果に基づいて、黄疸の試料中のテオフィリン濃度を既
知の量のRu(II)−化合物結合体を黄疸の血清の一
部に加える事により試料に対する標準曲線を描き、これ
を用いて測定することができるであろう。これらのデー
タはホモジニアス エレクトロ化学ルミネセント イム
ノアッセイは、異常な量のヘモグロビン、脂肪、及びビ
リルビンを含む血清試料中のテオフィリン濃度を測定す
る為に使用できる事を示している。ホモジニアス エレ
クトロ化学ルミネセント イムノアッセイはECL検出
に於ける多能性、即ち生物分子のより高い濃度でより敏
感な検出が出来るという理由から蛍光偏光法よりも優れ
ている。
【0131】さらにホモジニアス エレクトロ化学ルミ
ネセント イムノアッセイは入射光源が不必要で、電気
的励起のみが効率的な光の発生に必要であるという理由
からも蛍光偏光法よりも有利である。従ってエレクトロ
化学ルミネセント イムノアッセイには精巧な光学は必
要でない。この測定原理は電気化学的刺激によって誘発
される純粋に特異的な光子の放出であるので、このシス
テムの感度は本質的に蛍光偏光法より十分に高く、より
幅広いダイナミックレンジが達成できるであろう。ま
た、非常に多様な目的の分析物質の測定が蛍光偏光法よ
りもホモジニアスエレクトロ化学ルミネセント イムノ
アッセイで可能である。これは生物分子の認識作用、即
ち抗体−抗原相互作用により電気的に刺激された化学ル
ミネセンスが敏感な変調を起こす事に因る。これらの結
果に基づけば、この技術に習熟した者には異常な血清試
料中の興味あるその他の目的の分析物質を検知する為の
ホモジニアス エレクトロ化学ルミネセント イムノア
ッセイを開発できる事がわかるであろう。
【0132】実施例37−ホモジニアス エレクトロ化
学ルミネセンス イムノアッセイに基づく血清中のテオ
フィリンのアッセイ及び高速液体クロマトグラフィー
(HPLC)法との比較 様々な量のテオフィリンを最終濃度が2.5μgテオフ
ィリン/mlから40μgテオフィリン/mlになる様
にヒトの血清試料に加えた。各々の試料を次に2つの部
分に分け、この試料のテオフィリン濃度をホモジニアス
エレクトロ化学ルミネセンス イムノアッセイで測定
し、同じ血清試料に対してHPLC法で得られた結果と
比較した。ホモジニアス エレクトロ化学ルミネセンス
イムノアッセイに於けるアッセイの型はテオフィリン
に特異的なモノクローナル抗体とRu(II)−化合物
III結合体を用いた競合結合アッセイである。このア
ッセイの為の試薬と方法は先の実施例で述べられてい
る。様々な血清試料中のテオフィリン濃度の測定に使わ
れたHPLC法は以下に述べる。
【0133】テオフィリン(1,3−ジメチルキサンチ
ン)をアセトニトリルで血清タンパク質を沈殿させる事
により血清タンパク質から分離する。テオフィリンを含
む上澄み液をWaters Associates M
icro BondapakC18カラム(3.9mm
×30cm)を装備したHPLCシステムに流した。こ
のクロマトグラムは10分以内に完全に分かれた。 以下の試薬を使用した:酢酸ナトリウム(試薬用)、脱
イオン水(Millipove Milli Qシステ
ムにより精製)、アセトニトリル(HPLC用)、テオ
フィリン標準試薬、(Sigma)。血清タンパク質を
沈殿させる為に用いた溶媒は14%(v/v)のアセト
ニトリルを含むpH4.0の20mM酢酸ナトリウム緩
衝液とした。このHPLCの移動相の緩衝液は7%(v
/v)のアセトニトリルを含むpH4.0の10mM酢
酸ナトリウム緩衝液とした。流速は1.5ml/min
とし、流出液は270nmにセットされているUV分光
光度計でモニターした。このUV吸収検出器の感度は
0.02吸光度単位フルスケール(AUFS)にセット
した。気温は22℃から24℃の間であった。
【0134】血清中のテオフィリン濃度測定に関するホ
モジニアス エレクトロ化学ルミネセント イムノアッ
セイとHPLCアッセイの結果を図5に示す。データは
散布図としてプロットされデータの点は線型回帰により
分析された。その相関係数を計算した。相関係数(r)
は0.98であり、これは2つのアッセイの間に強い相
関がある事を示している。曲線の勾配は1.197であ
り、HPLCに基づいた標準的方法に比べてホモジニア
ス エレクトロ化学ルミネセント イムノアッセイの方
がこの血清試料からのテオフィリンの回収率が優れてい
る事を表わしている。このホモジニアスエレクトロ化学
ルミネセント アッセイはHPLC法よりもスピード、
感度、及び多数の試料を簡単に扱えるという点でより有
利である。これらの結果に基づけば、この技術に習熟し
た者にはHPLCやその他同類の方法で検出できる分析
対象物をホモジニアス エレクトロ化学ルミネセント
イムノアッセイで検出する方法を開発できる事がわかる
であろう。
【0135】実施例38−テオフィリン−ウシ血清アル
ブミン結合体の製法 テオフィリン−ウシ血清アルブミン(BSA)共役物を
テオフィリン−3−メチル−酪酸、テオフィリン−8−
酪酸、及びテオフィリン−7−酢酸から以下の方法によ
り調製した。50mgのBSAを1mlの0.15M
NaHCO3 、pH9.0に溶解した。16mgのエチ
ル3′,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド塩
酸塩(EDCI)と11mgのN−ヒドロキシコハク酸
塩(NHS)、及びジメチルスルホキシドに溶かした1
7.8mgのテオフィリン−7−酢酸、又は20mgの
テオフィリン−8−酪酸、又は20.9mgのテオフィ
リン−3−メチル−酪酸を別々に加えこの溶液を45℃
で1〜2時間加熱した。この溶液をBSA溶液に一滴ず
つ加え1時間反応させた。BSAのテオフィリン結合体
はSephadex G−25のカラムを用いたゲル濾
過クロマトグラフィーでpH7.4の0.15M PB
S/0.1%アジ化物を移動相とし、流速30ml/h
rで分離精製した。
【0136】実施例39−テオフィリン−BSA Bi
omag粒子の製法 4mlのBiomag−アミン粒子(Advanced
Magnetic,Inc.,Cambridge,
MA)を0.008%Nonidet P−40(NP
−40)を含むpH7.4のリン酸緩衝食塩水(Sig
ma)(PBS)20mlで2〜3回separate
T−flask中で洗った。このBiomag we
t cakeに5%のグルタルアルデヒドを含むPBS
を10ml加えロータリーミキサーで3時間活性化させ
た。活性化されたBiomag粒子を上述の様に合計4
回洗い、T−flaskに移し換えた。10mlのPB
S/NP−40中の実施例38に述べた方法で調製され
たテオフィリン−BSAを6.8mgこの活性化された
Biomag wet cakeに加えた。4℃で一晩
反応させた。この活性化されたBiomag wet
cakeを20mlの1%BSA/0.15M PBS
/0.1%アジ化物(pH7.4)で3回洗った。この
際最初の洗浄はロータリーミキサーを用いて約30分間
続けた。
【0137】実施例40−化合物I−抗テオフィリン結合体の製法 1.1mlのマウス抗−テオフィリン モノクローナル
抗体(Kallestad、ロット番号WO399;
4.6mg/ml)を10,000gで8分間遠心し
た。緩衝液は0.2M NaHCO3 、0.15M N
aCl、でアジ化物を含んだpH9.0のものにAmi
con Centricon30concentrat
orを用いて取り換えられた(3000gで遠心され
た)。この抗体溶液は2mlに希釈され、3.2mgの
化合物Iが加えられた。室温で2時間攪拌しながら反応
させ、1mg/mlの濃度のNaBH水溶液を79μl
加え、この溶液を30分間攪拌した。こうして得られた
溶液を前もってトリス緩衝液で平衡化されたSepha
dex G−25のカラム(1.0cm×18.0c
m)にかけ、流速15ml/hrで流出させた。化合物
I−抗テオフィリン結合体を含むフラクションを集め、
透析チューブに移し、0.15Mリン酸塩/0.15M
NaF(PBS)、pH6.9(4リットル)に対し
透析した。
【0138】実施例41−不均質エレクトロ化学ルミネ
セント アッセイに基づいた血清中のテオフィリンのア
ッセイ 免疫学的測定法のひとつの型を用いて、テオフィリンに
対する不均質アッセイを化合物Iで標識された抗テオフ
ィリン抗体とBiomag磁気粒子上に固定されたテオ
フィリンBSAを用いて開発した。この抗体濃度は20
μg/mlであった。磁気粒子の濃度は1%固体(wt
/vol)であった。テオフィリンは1mlの血清に対
し最終濃度が10及び40μgとなる様に加えた。この
テオフィリン血清標準物は1%のBSAを含むPBF緩
衝液(リン酸ナトリウム緩衝液、pH7.0、0.1M
フッ化ナトリウム)で1000倍に希釈した。アッセイ
は、75μlの希釈された血清標準物を75μlの抗体
が結合した化合物Iに加え、この溶液を室温で20分間
反応させる事により実施した。次に50μlのテオフィ
リン−BSA−Biomag粒子を加え、この懸濁液を
5分間放置した。この粒子を磁気的に分離し、上澄み液
の100μlについて実施例48で述べる方法に従って
エレクトロ化学ルミネセンスを測定した。
【表15】 これらの結果に基づけば、この技術に習熟した者は生物
基質中のその他の興味ある分析対象についても不均質エ
レクトロ化学ルミネセンスイムノアッセイを開発する事
が出来るであろう。
【0139】実施例42−化合物II−ジゴキシゲニン結合体の製法 攪拌バーが付いた50mlの丸底フラスコに100.2
mg(0.104mmol)の化合物II、41mg
(0.105m mol)のジゴキシゲニン(Sigm
a)及び28mg(0.136m mol)の1,3−
ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)を加えた。
この混合物に8−10mlの無水ピリジン(Aldri
ch Sure−Seal)を18ゲージの針を付けた
シリンジで加えた。このフラスコに栓をし、テフロンの
テープで封をして溶液が赤くなるまで穏やかに攪拌し
た。このフラスコはフードの中で攪拌しながら暗い状態
で24時間放置し、この時6mg(0.015m mo
l)のジゴキシゲニンと20mg(0.097m mo
l)のDCCを加えた。この溶液には栓をし、暗い状態
で室温に於いて攪拌した。翌日、ジシクロヘキシル尿素
の沈殿は観察されなかった。さらに18mg(0.05
m mol)のジゴキシゲニンと103mg(0.50
m mol)のDCCを加えた。フラスコに再び封をし
暗い状態でさらに攪拌を続けた。72時間後さらに10
3mgのDCCを加え暗い状態で3時間攪拌した。
【0140】この溶液に5〜10滴のH2 Oを加え、次
にこれをロータリーエバポレーターに移して赤い固体を
生じるまで暗い状態で乾燥させた。得られた赤い固体は
アルミニウムホイルで覆い、デシケーター中でCaSO
4を用いて一晩乾燥させた。この乾燥させた固体を次に
3〜5mlのメタノールに溶かし、この混合物に約0.
25gの無水で固体状態のLiClO4 を加えた。Li
ClO4 が溶けたら、この溶液をSephadex L
H−20のカラム(75cm×19mm)にかけ、流速
7〜10sec/dropの範囲でメタノールにより流
出させた。クロマトグラフィーが展開した際3つのバン
ドが確認された;第1の淡橙色(赤色ルミネセント)の
バンド(フラクション1);第2番目の暗赤色のバンド
でこれはこの反応の主生成物を示している(フラクショ
ン2);及び第3番目の最初の2つのバンドの後ろに続
いたバンドで(おそらく未反応の原材料から成り)これ
は捨てた。
【0141】バンド1と2はこのカラムでかろうじて分
離されたものなのでバンド2の中の橙色生成物をフラク
ション2(15ml)のメタノール溶液を約300ml
の無水ジエチルエーテルに滴下し攪拌した。得られた沈
殿は15mlメデウムフリット上で吸引濾過により集
め、15mlのジエチルエーテルで5回洗った。残こっ
たエーテルを真空デシケーター中でCaSO4 を用いて
一晩この化合物を乾燥させる事により取り除いた。この
固体物質は以下の様に同定された:
【化43】
【0142】実施例43−化合物II−ジゴキシゲニン
結合体のエレクトロ化学ルミネセンス(ECL):抗ジ
ゴキシン抗体によるECLシグナルの変調 ジゴキシンに対するモノクロナル抗体をイムノアッセイ
緩衝液で以下の濃度に希釈した: 1,10,50,200,400μg/ml 化合物II−ジゴキシゲニン結合体(50マイクロモ
ル)をイムノアッセイ緩衝液(0.1Mリン酸緩衝液、
pH6.0、0.1Mフッ化ナトリウムを含む)で15
0nMに希釈した。ポリプロプレン製の試験管(12m
m×75mm)に入った200μlのイムノアッセイ緩
衝液に様々な濃度のジゴキシン抗体を100μlと化合
物II−ジゴキシゲニン結合体を100μl(150n
M)加えた。試験管をボルテックス上で攪拌し、室温で
15分間反応させた。反応の後、100μlのECL溶
液(先述)を加えエレクトロ化学ルミネセンスを測定し
た。 結果:
【表16】 30nM化合物II−ジゴキシゲニン結合体に対するE
CLカウントの総計=113666(ピーク高)
【0143】試験管1本当り40μgの濃度でシグナル
の非特異的抗体による変調は67,000カウントであ
りジゴキシンに対する特異的抗体が存在する時は36,
000であった。第6図からわかる様に、化合物II−
ジゴキシゲニン結合体の固定された濃度に反応する際、
抗ジゴキシン抗体の濃度が上昇するとエレクトロ化学ル
ミネセントシグナルの変調が上昇する事が示された。こ
の特徴は血清や血漿中のジゴキシゲニンの測定に対して
ホモジニアス エレクトロ化学ルミネセンスを基礎とし
たアッセイを開発に当り有益となるであろう。
【0144】実施例44−ホモジニアス ジゴキシン
アッセイ 実施例43で述べた結果に基づいてジゴキシンに対する
ホモジニアス エレクトロ化学ルミネセント イムノア
ッセイをジゴキシンに対する抗体と本化合物II−ジゴ
キシゲニン結合体を用い競合結合型のアッセイ法を使っ
て開発する事ができるであろう。使用されるであろう試
薬は実施例43に記載されている。このアッセイに対し
てはジゴキシンに対するモノクローナル抗体の特異的な
濃度が選択されるであろう。この抗体濃度は1ml当り
75〜100μgである。本化合物II−ジゴキシゲニ
ン結合体の濃度は5〜15nM(最終濃度)となるであ
ろう。ジゴキシン標準物がヒト血清に最終濃度が血清1
ml当りジゴキシン0.1、0.5、1、2、4、8、
及び16ngとなる様に加えられるであろう。このアッ
セイは10〜30μlの血清を300μlの抗−ジゴキ
シンモノクローナル抗体に加え、室温で30分間この溶
液を放置する事により実施されるであろう。次に100
μlの本化合物II−ジゴキシゲニン結合体を最終濃度
が5〜15nMの範囲になる様に各々の試験管に加え、
この溶液を室温で20分間放置する。先に述べたECL
溶液を100μl各々の試験に入れ先に述べた様にして
ECLが測定されるであろう。
【0145】実施例45−ウアバイン−ウシ血清アルブ
ミン結合体の製法 50mgのウアバイン8水和物(Aldrich)を5
mlの脱イオン水に溶かした。81mgのNaIO4
この溶かしたウアバインに加え、この混合物を室温で2
時間反応させた。この反応はpHが5と6の間になるま
で脱イオン水で平衡化したDowex IX−8イオン
交換樹脂のカラム(5ml)にこの混合物を通す事によ
り止めた。廃液入れに入ってくる流出液が混合のサイン
を示したら酸化されて得られたフラクションを集めた。
100mgの凍結乾燥されたウシ血清アルブミン(BS
A)の結晶(Sigma)を0.05%のアジ化物を含
むpH7.4の0.1Mリン酸カリウム緩衝液5mlに
溶かした。この酸化されて得られた溶液にこのBSA溶
液を一滴ずつ攪拌しながら加えた。こうして得られた溶
液は室温で1時間反応させた後NaCNBH4 (Ald
rich)を30mg加えた。次にこの溶液を室温で一
晩攪拌した。この溶液をポリエチレングリコール−80
00で濃縮し(11mlから4mlまで)、遊離状態の
ウアバインと過剰の水素化ホウ素をこの溶液からSep
hadex G−25(カラム=0.6cm×37c
m;溶離剤=0.1M K2 PO4 /0.15M Na
Cl、pH7.5、0.05%NaN3 )を用いて取り
除いた。フラクション11−17を集め、そのタンパク
質濃度を280nmに於ける吸収を(希釈後に)測定す
る事により決定した。
【0146】実施例46−ウアバイン−BSA−セファ
ロースの製法 セファロース4Bで活性化された臭化ジシアンを2g
sintered disk funnel上で400
mlの1mM HClを1回に50mlずつ使って洗っ
た。この樹脂を次に20mlの0.1M NaHC
3 、0.5M NaCl緩衝液、pH9.0(カップ
リングバッファー)で洗った。この樹脂をポリプロプレ
ン製の容器に移し換えた後、15mlのカップリングバ
ッファーに溶かした30mgのウアバイン−BSAを加
えた。この活性化された樹脂をロータリー混合しながら
2時間このウアバイン−BSAと共に反応させた。残こ
った活性化部位は室温で2時間7mlの0.5Mエタノ
ールアミン(pH8.0)と反応させた。sinter
ed disk funnelを用いてこの樹脂を以下
の溶液それぞれ100mlずつで洗った:カップリング
バッファー;0.15MPBS;1mM HCl;カッ
プリングバッファー;0.2%NP−40を含むPB
S;及びPBS。この樹脂を再び11mlに懸濁し、十
分な量のこの懸濁液を内径1.0cmのカラム(Pha
rmacia)に入れ総bed volumeが3.5
mlになる様にした。
【0147】実施例47−抗−ジゴキシン−化合物I結
合物の製法とアフィニティー精製法 マウス抗ジゴキシンモノクローナル抗体(Cambri
dge Medical Diagnostics,c
at no.200M−014、ロット番号MA250
7F)の1mg/ml貯蔵用溶液を450μl Ami
con Centricon30濃縮ユニットを用いて
100μlにまで濃縮した。この濃縮物に0.2M炭酸
水素ナトリウム緩衝液、pH9.6を900μlと化合
物Iを0.6mg加えた。反応(アミノ化)を室温で2
時間行ない、その後30μlの0.1M NaBH
4 (aq)(Sigma)を加えた。得られた溶液を1
時間放置した。過剰の化合物I及びその他の生成物をこ
の抗体結合体からセファデクスG−25クロマトグラフ
ィー(カラム=1.0cmID×18cm;溶出剤=0.
1Mリン酸塩緩衝食塩水)により分離した。試料は20
ml/hrの流速で1mlずつのフラクションにして採
り、280nmに於ける吸収を2.0AUFS及び0.
5AUFSでモニターした。フラクション5、6、7、
及び8を集め、予め洗ってあるウアバイン−BSA−セ
ファロースアフィニティーカラム(3.5mlのカラム
で内径1cm)にかけた。そして15ml/hrの流速
で溶離させた。保持されていない物質が溶出した後、流
速を20mlの溶出液が集まるまで30ml/hrに上
げた。移動相のこの食塩水濃度は0.5Mに上昇し、さ
らに20mlをカラムから溶出させた。ウアバインに特
異的な抗ジゴキシン−化合物I結合体は4Mと6MのK
SCNを加える事により取り除かれた。抗ジゴキシン−
化合物I結合体に当るフラクションを集め10mMリン
酸塩緩衝食塩水(4リットル;pH7.4)、続いて
0.1Mリン酸塩緩衝液に対して透析した。
【0148】実施例48−ジゴキシンに対する不均質エ
レクトロ化学ルミネセントイムノアッセイ 10mgの固体ジゴキシンを10mlのDMSO:H2
O(8:2)に溶かし、ジゴキシン濃度を1mg/ml
とした(今後これを貯蔵用標準液と呼ぶ)。この貯蔵用
標準液から0.1%BSA及び0.15M NaFを含
むpH7.0の0.15Mリン酸緩衝液(今後ECL緩
衝液と呼ぶ)を用いて以下の濃度の作業用標準液を調製
した;80ng/ml、40ng/ml、20ng/m
l、10ng/ml、5ng/ml及び0ng/ml。
75μlの抗ジゴキシン−化合物I結合体(1:90に
希釈されている)及び75μlのそれぞれの標準液をガ
ラス試験管にピペットで注ぎ、vortex上で混合し
室温で20分間反応させた。50μlの予め洗浄された
ウアバイン−BSA−Biomag粒子を各々の試験管
に加え、vortexで混合した後室温で5分間反応さ
せた。Biomag粒子を分離し、上澄み液をそれぞれ
別の試験管に移した。100μlの上澄み液を400μ
lの0.125Mリン酸カリウム0.125Mクエン
酸;32mMシュウ酸;1.25%Triton X−
100と試験管中で混合した。この試料をBertho
ld instrumentに入れ、先に述べた様にエ
レクトロ化学ルミネセンスを測定した。但しその方法は
開回路からの加電圧を2.2Vに切り換え、光子の計数
を10秒間で積算する様に改変された。電極はリン酸−
クエン酸緩衝液を用いて以下の方法で測定の間に洗浄し
た: (a) 電極に3秒おきに交互に−2.2Vと+2.2
Vのパルスを1分間送る。 (b) 電極を+2.2Vに10秒間保つ。 (c) 電極を脱イオン水ですすぎ、水気をとって乾か
す。 この結果を第7図に示す。
【0149】実施例49−エレクトロ化学ルミネセンス
を有する化学種によるDNAの標識づ エレクトロ化学ルミネセントを有する化学種によるDN
Aの標識づけを以下の2つの方法を用いて行なった。 合成A 1.0A260 の標準的に合成された38量体(MBI
38)
【化44】TCACCAATAAACCGCAAACA
CCATCCCGTCCTGCCA GT* でT* が5位の炭素が
【化45】 −CH=CH−CO−NH−(CH2 7 −NH2 で修飾されたチミジンであるものを0.01Mリン酸緩
衝液、pH8.7に溶かした。100μlのビス(2,
2′−ビピリジン)〔4−(ブタン−l−al)−4′
−メチル−2,2′−ビピリジン〕ルテニウム(II)
二過塩素酸塩(化合物I)(0.01Mリン酸カリウム
緩衝液、pH8.7 300μl中に2.3mg)の溶
液。内容物を攪拌し室温で一晩放置した。100μlの
水素化ホウ素ナトリウム飽和水溶液をこの混合物に加
え、この可逆的なイミンのシッフ塩基結合を非可逆的な
アミン結合に変換させた。この反応は室温で2時間行な
った。次にこの溶液を注意深く希酢酸で処理し、過剰の
水素化ホウ素ナトリウムを失活させた。この反応溶液を
P−2ゲル濾過のカラム(18インチ×1/2インチ)
で予め0.1M酢酸トリエチルアンモニウム、pH6.
77で平衡化されているものにかけた。このカラムはこ
の同じ緩衝液で溶出させ、2mlのフラクションを流速
20ml/hrで集めた。フラクション9及び10に溶
出したDNAは未反応のルテニウムビピリジル化合物と
十分に分離された。この集められたDNA試料は典型的
なUV吸収を示し、さらに450nmで励起すると62
0nmで蛍光の発光スペクトルを示した。この蛍光の発
光はこのDNA試料中にルテニウムビピリジルの化学種
が存在する事を示している。この生成物は単一の橙色の
蛍光を発するバンドとしてポリアクリルアミドゲル電気
泳動で移動する。この標識されたDNA(MBI38−
化合物I結合体)の電気泳動による移動度はおよそ未標
識のDNAと同じである。
【0150】合成B 本ルテニウム化合物をまず3mg、60μlの無水ジテ
チルホルムアミドに溶かし、これを94mgのジシクロ
ヘキシルカルボジイミド(DCC)の存在下で200μ
lの無水DMF中の52mgのN−ヒドロキシスクシン
イミドで処理する事によりN−ヒドロキシスクシンイミ
ド誘導体に変換した。この反応は0℃で4時間行なっ
た。沈殿したジシクロヘキシル尿素を遠心により取り除
き、この上澄み液(200μl)を0.01Mリン酸緩
衝液pH8.77中にアミノ結合したDNA(合成Aで
述べた)を含む溶液(100μlの緩衝液中2A260
に加えた。この反応は一晩室温で行なった。かなりの量
の固体が反応液中に現われたがガラスウールで濾過して
取り除いた。この濾液を濃縮し、0.5mlの1M酢酸
トリエチルアンモニウム(pH6.8)に溶かした。こ
の反応混合液を次に合成Aで述べた様にクロマトにかけ
た。この標識されたDNAは合成Aで調製された材料に
ついて述べた様な全てのスペクトル上及び電気泳動上の
特徴を示した。
【0151】実施例50−標識されたDNAの電気的に
発生させた化学ルミネセンスの特性 実施例49、合成Aで得られた標識されたDNA試料
(MBI−化合物I)を用いてそのエレクトロ化学ルミ
ネセンスの特性を研究した。様々な濃度の標識されたD
NAを0.1Mクエン酸、25mMシュウ酸及び1.0
%TritonX−100を含む0.1Mリン酸緩衝
液、pH4.2、0.5mlに溶かし、改良されたBe
rthold Iuminometerで測定した。第
8図に様々なDNA濃度に対するエレクトロ化学ルミネ
セントシグナルの反応を示す。
【0152】実施例51−化合物Iで標識されたオリゴ
ヌクレオチドのハイブリダイゼーション実験 実施例50で述べた38量体に対する相補ストランドを
ABI model380 B DNA Synthe
sizerを用いて合成し、これをMGEN−38と命
名した。このオリゴヌクレオチドへの化合物Iの共有結
合的付着がMBI38オリゴヌクレオチドのハイブリダ
イゼーション特性に影響を与えているかどうかを調べる
為に、以下の実験を考案した。様々な濃度の標的フラグ
メント(MGEN−38)をGelman RPナイロ
ンメンブランのシート上にスポットし、MBI38又は
MBI38−化合物Iを固定し、エーテルでプローブし
た。両方のフラグメントをT4 ポリヌクレオチドキナー
ゼ及びガンマ32P〔ATP〕で処理し、5′末端を32
で標識した。DNAと化合物Iで標識されたDNAのハ
イブリダイゼーション感度を比較した。
【0153】50ngから0.05ngまでの範囲の濃
度のMGEN−38DNAをナイロンメンブランにスポ
ットし、空気乾燥した。メンブランは1スポットに対し
2枚ずつ用意した。このブロットをそれぞれ以下の溶液
で2分間ずつ処理した:DNAを十分変性させる為に
1.5M NaCl−0.5M NaOH;ブロットを
中和する為に1.5M NaCl−0.5M TRI
S;最後に2X SSC。このブロットを80℃の真空
オーブン中で2時間焼いた。ハイブリダイゼーションプ
ローブは以下の要領で調製した:3μgのMBI38及
びMBI38−化合物Iを10単位のT4 キナーゼと1
25μ Ciのガンマ32P−ATPでキナーゼ処理し
た。DNAへの同位体の取り込み率を測定し以下に示し
た。 MBI38総カウント数 4.1×106 cpm/μl 取り込まれたカウント数 3.1×105 cpm/μl 取り込み率=75.6% MBI38−化合物Iの総カウント数 3.2×106 cpm/μl 取り込まれたカウント数 2.6×105 cpm/μl 取り込み率=81.2%
【0154】プレハイブリダイゼーション及びハイブリ
ダイゼーションの溶液をManiatis(24)に従
って調製した。ブロットは50μg/mlの仔ウシ胸腺
DNAと供に53℃で4時間ハイブリダイゼーションし
た。次にこのブロットを10,000,000cpmの
各々のプローブを含むハイブリダイゼーション溶液に入
れた。そして53℃で一晩(12時間)ハイブリダイゼ
ーションさせた。翌日このブロットを以下の様に洗浄し
た: −53℃の2×SSC+0.1%SDSで15分間ずつ
2回 −0.2×SSC+0.1%SDSで2回(上と同様
に) −0.16×SSC+0.1%SDSで2回(上と同様
に) このブロットを次に空気乾燥し−70℃でKodak
X−omatフィルムにさらした。このX線分析(第9
図参照)からMBI38とMBI38−化合物Iのプロ
ーブの間には非常に似たハイブリダイゼーションのパタ
ーンが見られる事がわかった。両方の場合に於いて5n
gの標的に対するプローブのハイブリダイゼーションが
観察され、最低0.05ngの標的DNAに至るまでわ
ずかなハイブリダイゼーションの痕跡が認められた。陰
性対照のDNA(50ngスポットしたファージラムダ
DNA)に対してはこのプローブによるハイブリダイゼ
ーション活性は検出されなかった。
【0155】実施例52−化合物Iで標識されたDNA
プローブのハイブリダイゼーションの特異性に関する実
幾つかのcoli及び非coli株からゲノム
のDNAをManiatis(24)の方法に従って分
離した。使用した生物は:coli EC8株−天然分離株coli PCIA株−腸管病原性株coli 10H07株−毒素原性株coli EC50株−天然分離株coli B株−実験用株coli K12株−実験用株 Enterobacter aerogenes エンテロバクター・エロゲ ネス Citrobacter freundii シトロバクター・フロイン ディイ Salmorella paratyphi B サルモネラ・パラチフィB Salmorella potsdam サルモネラ・ポツダム 上述の株から得られたDNAを3μgずつ重複してGe
lman RPナイロンメンブラン及びS&Sニトロセ
ルロースメンブラン上にスポットした。陰性対照として
50ngのファージラムダDNAをスポットした。陽性
対照は50ngから0.5ngの範囲の様々な濃度の相
補ストランド、MGEN−38とした。このブロットは
実施例51で述べた方法により調製し処理した。このプ
ローブ用DNAは放射性を取り込ませる為に125μC
iのガンマ32P−ATPと共にT4 キナーゼ処理された
3.8μgのMBI38−化合物Iフラグメントから構
成された。
【0156】 MBI38−化合物総カウント数 −3.35×106 cpm/μl 取り込まれたカウント数 −1.50×106 cpm/μl 取り込み率 −44.7% このアッセイの為に2,600,000cpmの活性を
各々のフィルターをプローブする為に用いた。このハイ
ブリダイゼーション溶液、条件、洗浄溶液及びプロトコ
ルは実施例51で述べたものと同様のものを用いた。こ
のブロットのX線フィルム(第10図)はそれぞれ適宜
反応させた陽性及び陰性対照を示している。ラムダDN
A(50ng)ではハイブリダイゼーション活性は検出
されず、最低0.5ngの濃度までMGEN−38の相
補配列に対し強いハイブリダイゼーションが観察され
た。これらの結果は感度に関する実験の結果と総合的に
一致するものである。
【0157】実施例53−2,2′−ビピリジニウムヘ
キサクロロオスミウム酸塩(IV)の製法 1.01gのヘキサクロロオスミウム酸(IV)アンモ
ニウム、(NH4 2OsCl6 、(Alfa)(1.
00等量)を50mlの3N HCl(aq)に70℃
で溶かした。この熱せられ、攪拌された溶液に3N H
Cl(aq)に溶かした2,2′−ビピリジンを一滴ず
つ加えた。赤い塩、
【化46】 (今後(bpyH2 2+)OsCl6 2-と呼ぶ)で分子量
562.2g/moleがこの溶液から沈殿した。沈殿
はこの溶液を0℃の氷浴で2時間冷却する事により完了
した。生成物をglass fritted filt
er上で吸引濾過により集めた。この沈殿物を連続的に
5〜10mlの氷冷した3N HCl(aq)と水で洗
った。最後に20mlの無水ジエチルエーテルで洗った
後、この生成物を真空下70℃で48時間乾燥させた。
収量=1.01g橙色粉末((NH4 2 OsCl6
基づいた収率78%)。この生成物はさらに精製する事
なく使用した。
【0158】実施例54−2,2′−ビピリジンテトラ
クロロオスミウム酸塩(IV)の製法 実施例53で調製した(bpyH2 2+)(OsC
6 2-)塩0.9g(1.60m mol)をパイレッ
クスの試験管に量り取る。この試験管をアルゴンの出入
口と温度計(最大目盛400℃)の付いたパイレックス
の煙管に入れた。この装置全体を煙管に入れアルゴンを
流し込んだ。この炉を加熱し、温度を270−300℃
に上げた。反応の間を通してアルゴンを穏やかに管に流
した。このアルゴンの出口を反応の間に生成したHCl
を実験室外へ排気する為にfumeフード下に向けた。
温度が270℃に近づくにつれ、反応物の熱分解が開始
した。この固体からHClガスが発生するのが観察され
た。30分間にわたり激しくHClが発生するのが観察
され、その後しだいに鎮静化し始めた。6時間後、オー
ブンを止め、試料を室温まで冷却した。この生成物、
(bpy)OsCl4、細かく分かれた茶褐色の固体を
12時間、攪拌された3N HCl(aq)溶液中に懸
濁し、続いて6時間攪拌された無水ジエチルエーテル中
に懸濁する事により精製した。glass fritt
ed filter上で吸収濾過する事によりこの生成
物を分離した結果、2,2′−ビピリジンテトラクロロ
オスミウム酸塩(VI)が0.75g(95%)収穫さ
れた。これを今後(bpy)OsCl4 と呼ぶ。(MW
=489.3g/mole)。
【化47】 この生成物はさらに精製する事なく使用した。
【0159】実施例55 シス−(2,2′−ビピリジン)〔シス−ビス(1,2
−ジフェニルホスフィノ)エチレン〕−ジクロロオスミ
ウムの合成 攪拌子と還流冷却器を付けた50mlの丸底フラスコ
に、実施例54に於いて合成した(bpy)OsCl4
230mg(0.47m mol)とシス−ビス
(1,2−ジフェニルホスフィノ)エチレン(DPP−
ene)465mg(1.17m mol)を添加し
た。ジグライム25mlを添加し、内容物をアルゴン気
流下で5時間還流した。濃緑−黒色の溶液をアルゴン気
流下で室温に冷却し、200mlのビーカーに移し入れ
た。無水ジエチルエーテル80mlを加えると濃緑色の
沈殿を与えた。この沈殿をガラスフィルター(中程度の
孔)上に吸引濾過により収集し、20mlずつの無水ジ
エチルエーテルで5回洗浄した。この沈殿をその後CH
2 Cl2 15mlに溶解すると濃緑色の溶液を与え
た。この溶液をガラスフィルター(中程度の孔)を通し
て自然濾過して約300mlの攪拌している無水ジエチ
ルエーテル中に注入した。灰色−緑色のシス−(2,
2′−ビピリジン)〔シス−ビス(1,2−ジフェニル
フォスフィノ)エチレン〕−ジクロロオスミウムII錯
体、これ以後は、シス−(bpy)(DPP−ene)
OsCl2 と記述する、の沈殿が生じた。この錯体をガ
ラスフィルター(中程度の孔)上に吸引濾過して収集し
た。生成物を速かに20mlの冷1:2v/vエタノー
ル/水で洗浄し、その後30mlずつのジエチルエーテ
ルで7回洗浄した。スレート灰色の粉末を、真空デシケ
ーター中CaSO4 を用いて一夜乾燥した。
【化48】 収量:240mg((bpy)OsCl4 ;分子量=8
14.4g/moleに基づいて63%)。この生成物
は、これ以上精製しないで使用した。
【0160】実施例56 (2,2′−ビピリジン)〔シス−ビス(1,2−ジフ
ェニルホスフィノ)エチレン{2−〔3−(4−メチル
−2,2′−ビピリジン−4′−イル)プロピル〕−
1,3−ジオキソラン}オスミウム(II)ジクロリド
の合成 攪拌子と還流冷却器を装備した100mlの丸底フラス
コに、実施例55で合成したシス−(bpy)(DPP
ene)OsCl2 129mg(0.158m mo
l)と2−〔3−(4−メチル−2,2−ビピリジン−
4−イル)プロピル〕−1,3−ジオキソラン、即ちb
pyoxal、0.3g(1.0m mol)を添加し
た。これにエチレングリコール15mlを添加した。こ
の懸濁液をアルゴン気流下に3時間還流した。室温に冷
却した後に、水10mlをフラスコの内容物に添加し
た。水に入れたSP−セファデックスC−25イオン交
換樹脂のカラム(30cmの高さ×19mm内径)を調
製した。反応フラスコの内容物をカラムにかけた。カラ
ムをH2 O(約500ml)で溶出してエチレングリコ
ールと過剰のbpyoxal配位子を除去した。0.2
5M NaCl(水)溶液で溶出して淡黄色の小バンド
(長波長のUV光下ではオレンジ色の蛍光)を分離し、
その後非蛍光のオリーブグリーンのバンドを分離した。
これらのバンドは、反応の副生成物であることを示し
た。それらの同定は行わず、廃棄した。これらのバンド
をカラムから除去すると同時に、0.5M NaCl
(水溶液)による溶出を始めた。最初のオレンジ色蛍光
を有するオレンジ色のバンドは、必要とする生成物の塩
化物塩である(2,2′−ビピリジン)〔シス−ビス
(1,2−ジフェニルホスフィノ)エチレン〕{2−
〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−イ
ル)プロピル〕−1,3−ジオキソラン}オスミウム
(II)、これ以後は(bpy)(DPPene)(b
pyoxal)Os(II)2+と記述、であると同定し
た。この物質は、テイリングした黄色バンド(緑色蛍
光)と褐色バンド(非蛍光)から純粋に分離した。
【0161】(bpy)(DPPene)(bpyox
al)Os(II)2+を含む分画中の溶液量を、回転式
エバポレーターで蒸発して50mlとした。その後濃N
aCl水溶液を50mlずつのCH2 Cl2 で3回抽出
した。CH2 Cl2 抽出液を合併し、無水Na2 SO4
で乾燥し、ヒダ折りの濾紙で自然濾過した。赤色のCH
2 Cl2 溶液を回転式エバポレーターで蒸発して濃縮し
10mlの容量とした。CH2 Cl2 溶液を、良く攪拌
した200mlの石油エーテルにゆっくりと滴下するこ
とにより、オレンジ色の固体として錯体を単離した。沈
殿した錯体をガラスフィルター(中程度の孔)上に吸引
濾過して収集した。生成物を、15mlずつのジエチル
エーテルで3回洗浄した。生成物を真空デシケーター中
CaSO 4 により一夜乾燥した。 収量:(bpy)(DPPene)(bpyoxal)
Os(II)2+(Cl - 2 ・2H2 Oを110mg
(シス−(bpy)(DPPene)OsCl2に基づ
き63%)。 生成物は2水塩であり、分析的に純粋である:C5754
4 4 2 Cl2 Os・2H2 O(分子量=110
9.59g/mole)。 理論値:C,55.20%;H,4.87%;N,5.
05%;O,5.77%;Cl,6.39%。測定値:
C,56.03%;H,5.18%;N,4.88%;
O,6.87%;Cl,7.07%
【化49】
【0162】実施例57 シス−ジクロロ−ビス−〔4,4′−カルボエトキシ)
−2,2′−ビピリジン〕ルテニウム(II)の合成 攪拌子と還流冷却器を装備した250mlの丸底フラス
コに、シス−テトラ−(ジメチルスルホキシド)ジクロ
ロルテニウム(II)(Ru(DMSO)4 Cl2 )7
50mg(1.55m mol)とエチレングリコール
100mlを添加した。フラスコの内容物をアルゴン気
流下に軽く沸騰させ、(4,4′−カルボメトキシ)−
2,2′−ビピリジン756mg(3.09m mo
l)を添加した。アルゴン気流下の加熱を5分間継続し
た。オレンジ色の溶液は、褐色/黒色となり、リチウム
クロリド0.75gとエチレングリコール50mlを添
加した。この溶液をさらに10分間加熱した。室温に冷
却した後に、混合物に約100mlのH2 Oを添加し
た。この混合物を、200mlずつのCH2 Cl2 で5
回抽出した。CH2 Cl2 抽出液を200mlずつの水
で6回洗浄した。洗浄する毎に水層を(赤色の)蛍光に
ついてテストし、水層に蛍光が検出されなくなる迄は、
必要があれば洗浄を続けた。CH2 Cl2 抽出液を無水
Na2 SO4 で乾燥した。生成物のCH2 Cl2 溶液を
蒸発し、攪拌している10倍量の無水ジエチルエーテル
に滴下することにより単離した。沈殿した生成物を吸引
により濾取し、30mlのジエチルエーテルで1度洗浄
し、真空デシケーター中でCaSO4 により一夜乾燥し
た。収率=25%濃いメタリックグリーン結晶。この生
成物は、分析的に純粋である。 理論値:C,44.57;H,4.01;N,7.4
3;Cl,9.40;O,21.21。測定値:C,4
4.16;H,3.72;N,7.11;Cl,9.5
3;O,20.15。分子量=754.5g/mol
e。
【化50】
【0163】実施例58 ビス〔(4,4′−カルボメトキシ)−2,2′−ビピ
リジン〕2−〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジ
ン−4−イル)プロピル〕−1,3−ジオキソランルテ
ニウム(II)2過塩素酸塩の合成 ビス(4,4′−ジカルボメトキシ−2,2′−ビピリ
ジン)ルテニウム(II)ジクロリド250mg(0.
33m mol)のメタノール/水(1:1)50ml
溶液に、2−〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジ
ン−4′−イル)−プロピル〕−1,3−ジオキソラン
(bpoxal)105mg(0.37m mol)を
添加し、この混合物をアルゴン気流下に12時間還流し
た。この溶液を冷却し、70%HClO4 0.5mlを
添加した。メタノールをゆっくりと蒸発した。沈殿した
赤色結晶を濾取し、少量の冷却した水で洗浄し、ついで
エタノール及びエーテルで洗浄し、真空で乾燥した。ビ
ス(4,4′−ジカルボメトキシ−2,2′−ビピリジ
ン)ルテニウム(II)ジクロリドと4−(4−メチル
−2,2′−ジピリジン−4′−イル)−酪酸又は4,
4′−メチル−2,2′−ビピリジンから錯体を合成す
るために、同様の方法を使用した。
【化51】
【0164】実施例59−ヒトIgGの化合物Iによる
標識づけ 2mlのヒトIgG(2.5mg/ml)を2リットル
の0.2M炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH9.6に対
し4℃で一晩、穏やかに攪拌しながら透析した。化合物
Iを存在するタンパク質(2.7mg/100μlジメ
チルホルムアミド)に対して100molar過剰に調
製し、溶かした。この透析されたタンパク質を一滴ずつ
tag−aldehydeに加えた。この間2時間、溶
液を室温で穏やかに攪拌した。タンパク質に対し100
molar過剰の水素化ホウ素ナトリウム(脱イオン水
に溶かした1.24mg/ml溶液100μl)をこの
溶液に加え、室温でさらに30分間穏やかに攪拌を続け
る。この結合体を室温で0.2M Tris,pH8.
0で平衡化したセファデクスG−25カラム(1.0c
m×18.0cm)にかけ、溶出液を280nmでモニ
ターした。ボイドボリュームのピークを集め、合わせて
2リットルのTris緩衝液に対し透析した。この結合
体に対し標準的なELISA法で免疫学的活性をテスト
し、使用時まで4℃で貯蔵した。
【0165】実施例60−Biomag/ヤギ−抗ヒト
IgG粒子の製法 5%Biomag−amine terminaled
粒子(Advanced Magretics,Cam
bridge,MA)を2.5ml清浄なT−フラスコ
に入れ、リン酸塩緩衝食塩水(PBS)で5回洗った。
このwet cakeを12.5mlの5%新しいグル
タルアルデヒド(Sigma)に再懸濁し、外界温度で
3時間十分に回転させた。このwet cakeを別の
T−フラスコに移しPBSで3回洗浄した。この活性化
された粒子を12.5mlのPBSに再び懸濁し、15
mlの遠沈管に移した。この懸濁液に2mlのPBSに
溶かした12.5mgのヤギ抗ヒトIgG(H+L)
(Jackson Labs)を加えた。この管を室温
で3時間十分に回転し、次に4℃で一晩回転させる。翌
日この粒子を1%(w/v)ウシ血清アルブミン(BS
A)を含むPBSで2回洗浄し、次に0.1%BSAを
含む12.5mlのPBS中で4℃で使用時まで貯蔵す
る。
【0166】実施例61−Biomagの磁気に基づく
粒子アッセイを用いた偽ホモジニアスヒトIgGエレク
トロ化学ルミネセンスアッセイ 化合物I−ヒトIgG結合体を0.1%BSAを含む
0.15Mリン酸緩衝液で1:50に希釈し、1本の試
験につき250μlずつ入れた。希釈剤(上述と同様P
B w/BSA)を150μlずつ試験管に注ぎ、次に
様々な希釈率の目的の分析物質(ヒトIgG)又は希釈
剤(陰性対照)を加えた。さらに非特異的目的の分析物
質(ヤギ−抗ウサギIgG)を特異性のアッセイをチェ
ックする為に試験管数本に入れた。ヤギ抗ヒトIgG
(H&L)と結合した1%Biomagを50μl各々
の試験管に加えた。この試験管はvortex上で混合
され、室温で穏やかに振盪しながら15分間反応させ
た。この粒子を溶液から磁気的に除去し、得られた上澄
み液100μlをBerthold管に移し、ここに4
00μlのクエン酸塩−シュウ酸塩−Triton X
−100溶液を加えた。この管をvortex上で混合
し、R−268光電子増倍管及び直径0.29インチの
輪状の52ゲージ二重白金メッシュ電極が付いた改良型
Bertholdルミノメーターで測定した。この電極
は、ポリカーボネートの支持体で覆われ、直径0.01
インチの白金線/銀ペイント・コンタクトを介して電圧
源に接続されている伝導性ペイントによって支持されて
いる。加電圧は+1.4から+2.15Vまでステップ
して、この間10秒間の積算をした。測定と測定の間に
はこの電極を脱イオン水ですすぐ事により電気化学的に
清浄にし、次にシュウ酸とTriton X−100を
含む0.1Mリン酸塩−クエン酸塩緩衝液に浸漬し、加
電を−2.2Vから+2.2Vまで(各々の電圧で3秒
間)2分間及び20秒間ステップし、+2.2Vのpo
tentialで10秒間保持した。この電極を洗浄液
から取り出し、脱イオン水ですすぎ、水気を吸い取って
乾かした。この方式に於いてはエレクトロ化学ルミネセ
ントシグナルは目的の分析物質の濃度に直接比例した。
【0167】実施例62−ビス(2,2′−ビピリジ
ン)マレイミドヘキサン酸、4−メチル−2,2′−ビ
ピリジン−4′−ブチルアミドルテニウム(II)二過
塩素酸塩:化合物IVの製法 実施例32に記載されている方法で500mg(1.3
5×10-3mol)のフタルイミドから調製した4−
〔4−(1−アミノブチル)〕−4′−メチル−2,
2′−ビピリジンを無水ピリジンに0.313g(1.
48×10-3mol)のマレイミドヘキサン酸と0.3
06g(1.48×10-3mol)のDDCと共に溶解
した。一晩攪拌した後、ジシクロヘキシル尿素を濾過に
より除去し、ピリジンを真空下で蒸発させた。この残留
物をカラムクロマトグラフィー(活性IIアルミナ、5
%MeOH/CH2 Cl2 )で精製し、精製された生成
物を得た。収量:0.56g(95%)。100mg
(2.3×10-4mol)のマレイミド−ヘキサン酸、
4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−ブチルアミ
ド及び100mg(2.06×10 -4mol)のビス−
(2,2′−ビピリジン)ルテニウム二塩化物二水和物
を50mlのエタノール/水(1:1)に溶かし、アル
ゴンで脱気して4時間還流した。得られた透明の橙色溶
液を25mlの固体過塩素酸ナトリウム、25mlのエ
タノール、及び25mlのアセトンで希釈し、真空状態
でゆっくりと蒸発乾固させた。乾固したら、さらに25
mlの水と25mlのアセトンを加え、この溶液を約1
5〜20mlになるまでロータリーエバポレーターで濃
縮した。沈殿した固体を集め水で洗い乾燥させた。この
試料は1:9メタノール/クロロホルムの溶媒系でアル
ミナの調製用TLCで精製した。ここで速く展開してき
たバンドをプレートをかき取り、本化合物をメタノール
/クロロホルム(1:1)中で攪拌する事により溶離さ
せて分離した。アルミナを取り除く為に濾過した後、橙
色の溶液を蒸発乾固させ86.7mgの精製された化合
物を得た(72%)。この構造はNMRにより確認され
た。
【0168】実施例63−化合物IVによるhCGペプ
チドの標識づけ 2mgのヒト絨毛膜ゴナドトロピン(hCG)ペプチド
(#109−145、JP141、Vernon St
evens,Ohio State Universi
ty)を1mlの0.15Mクエン酸緩衝液、pH6.
0に懸濁し、1.13mgの化合物IVは300μlの
ジメチルホルムアミドに溶かした。このペプチド溶液を
一滴ずつ1分間以上かけて化合物IV溶液に加えた。こ
の溶液を室温で1時間穏やかに攪拌した。次にこの試料
を、室温で0.2M Tris塩基、pH8.5で流速
15ml/hrで平衡化されたBio−Gel P−2
カラム(Bio−Rad;1cm×45cm)にかけ、
溶出液を280nmでモニターした。このボイドボリュ
ームを集め、合わせて、室温で50mM Tris−H
Cl、pH7.0で平衡化されたQAE−Sephad
ex A−25カラム(Pharmacia;1cm×
10cm)にかけた。これは未標識の全てのペプチドを
取り除く為に行なった。(この未標識のペプチドは陽性
にチャージした樹脂に吸着され、プラス電荷の標識され
たペプチドはそのままカラムを通過する。この溶出液は
280nmでモニターされ、最初の主なピークを集め凍
結乾燥により濃縮した。乾燥させた固体を再び最少量の
PBFに懸濁した。このhCGペプチド−化合物IV結
合体は使用時まで4℃で貯蔵された。
【0169】実施例64−DEAE AFFI−Gel
Blueクロマトグラフィーによるウサギ抗hCGペ
プチドの精製法 4mlのDEAE AFFI−Gel Blue(Bi
o−Rad)をクロマトグラフィー用のカラム(1cm
×10カラムサイズ)に注ぎ、室温で0.028M N
aClを含む0.2M Tris−HClを用い流速4
0ml/hrで1時間かけて平衡化した。この流速を2
0ml/hrに下げ、予めこのカラム緩衝液に対し透析
されたウサギ抗−hCGペプチド(anti 109−
145、Vernon Stevens,Ohio S
tate University)を1mlこのカラム
にかけた。1mlずつのフラクションを集め、溶出液は
280nmでモニターした。ボイドボリュームのピーク
を集め、数回の実験分を合わせ、ポリエチレングリコー
ル6,000(Sigma)で囲まれた12K MWC
O透析サックにこの溶出液を入れる事により濃縮した。
この抗体について標準的なELISA法を用いて免疫学
的活性をテスト、HPLCにより純度をテストした。H
PLCの結果、ひとつの大きなピークを得、これは純粋
で活性のある製剤である事を示している。
【0170】実施例65−精製されたウサギ抗hCGペ
プチドに対するhCGペプチド−化合物IV結合体の滴
定:エレクトロ化学ルミネセンスシグナルの変調 hCGペプチド−化合物IV結合体を0.1Mクエン酸
pH6.2を含む0.1Mリン酸緩衝液で希釈した。こ
の混合物の一部をmicrofuge管に入れた。予め
精製された抗ペプチド抗体を様々な濃度に希釈し、この
管に加え、Vortexで混合した後室温で1時間反応
させた。エレクトロ化学ルミネセントを測る直前に、こ
の一部をシュウ酸とTriton X−100(Sig
ma)の入ったBerthold管に移した。この管を
Vortexで混合し、R−268光電子増倍管を用
い、二重白金メッシュの電極を持つBerthold
luminometerでSweepモード(+1.5
から+2.5Vまで50mV/secで3回走査し、2
回目の走査のピーク高を測定値とする)を使って測定し
た。測定の間にこの電極を電気化学的に清浄にした。最
初にこれを脱イオン水で洗い、次にこれを25mMのシ
ュウ酸塩と1%のTriton X−100を含むpH
6.1の0.1Mリン酸塩−クエン酸塩緩衝液に浸漬し
た。加電圧は各電圧に於いて3秒間、+2.2Vと−
2.2Vの間を1分間及び50秒間スイッチを入れ、+
2.2Vで10秒間保持した。次に電気を切り、洗浄液
から電極を取り出し脱イオン水ですすぎ、水気を吸い取
って乾かした。この結果はエレクトロ化学ルミネセント
シグナルはこのペプチドに対する抗体の濃度に直接比例
するという一般的傾向を示した。この事はエレクトロ化
学ルミネセンスで標識された分析対象物が抗体と接触す
るとエレクトロ化学ルミネセンスシグナルが落ちるその
他の実験とは対照的である。
【0171】実施例66−エレクトロ化学ルミネセンス
シグナルの出力:Ru(II)−化合物III結合体の
安定性に関するデータ Ru(II)−化合物III共役物を1%の正常なヒト
血清(NHS)を含むか或いは含まない0.1Mリン酸
塩−クエン酸塩緩衝液、pH6.1で300nMまで希
釈した。各々の緩衝液の種類のうちひとつを4°、20
°、30°、及び50℃でインキュベートし、3、4、
及び5日目に試料を採取した。この試料は室温と平衡状
態にし、そのエレクトロ化学ルミネセンスシグナル出力
を測定した。400μlの試料を試験管内で100μl
の125mMシュウ酸−5%Triton X−100
と混合し、浜松R−268光電子増倍管と二重メッシュ
白金ガーゼ電極の付いた改良型Bertholdルミノ
メーターに入れた。測定は加電圧を+1.5Vから+
2.5Vまで50mV/secで3回スイープし、2回
目のピーク高を記録し、エレクトロ化学ルミネセンスの
カウントに変換する事により測定した。測定の間、電極
を電気化学的に清浄にした。脱イオン水ですすぎ、電極
を25mMシュウ酸塩と1%Triton X−100
を含む0.1Mリン酸塩−クエン酸塩緩衝液に浸漬し、
−2.2Vから+2.2Vまで3秒間の休止をして、各
電圧1分間及び50秒間、電圧を脈送した。電圧を+
2.2Vで10秒間止め、次に取り除いた。電極を洗浄
液から取り除き、脱イオン水で洗い、水気を吸い取って
乾かした。この結果は実験の全過程を通じて各々の緩衝
液の種類で一貫したシグナルが存在する事を示してい
る。この事は本試薬の安定性とこれがエレクトロ化学ル
ミネセンスシグナルを発生する能力がある事を示してい
る。
【0172】実施例67−Ru(II)−化合物III
結合体の免疫学的反応性試験:安定性に関する実験 本Ru(II)−化合物II結合体を実施例66で述べ
た条件で希釈し、インキュベートした。試料を3、4、
及び5日目に採取し、室温にまで冷却し、Pande
x,Inc.,Mundelein,ILより入手した
Pandex Screen Machineを用いて
Particle Concentration Fl
uorescent Immunoassay(PCF
IA)により免疫学的反応性をテストした。このPCF
IAは競合的アッセイ方式で行なった。このラテックス
粒子(Pandex)をテオフィリン−BSAと結合さ
せた。これらの粒子の一定量をRu(II)−化合物I
II結合体テスト溶液と抗テオフィリンモノクローナル
抗体(腹水、Hyclone cat #E−3120
M、lot # RD200)の最終濃度まで、及び一
定量のヤギ抗マウスIg−FITC結合体(Pande
x、cat #33−02−1、lot #C01)と
混合した。インキュベーションの後、この試料を加工
し、PandexScreen Machineで測定
した。この結果は55℃で5日間のインキュベーション
の後に於いてさえ目に見えるほど活性は失われなかった
事を示している。
【0173】実施例68−様々なルテニウム及びオスミ
ウム化合物のエレクトロ化学ルミネセンス 様々なオスミウム及びルテニウム化合物を10mlの窒
素でパージしたアセトニトリルに10mMの濃度で溶か
した溶液として、電解質には1Mテトラブチルアンモニ
ウムテトラフルオロホウ酸塩を用いて電気化学的に測定
した。電解用電極はBioanalytical Sy
stems,Inc.,West Lafayett
e,INより入手した白金ディスク電極である。白金線
対向電極と1.0mmの銀線を参照電極として使用し
た。測定は走査速度100mV/secで−2.2Vか
ら+2.2Vまで(vs SCE)走査する事により実
施した。各々の電気化学的測定の後、飽和カロメル参照
電極(SCE)と銀線との間の電圧差を測定した。従っ
て報告される値はSCEに対する電圧に補正されてい
る。エレクトロ化学ルミネセンス(ECL)の測定を
0.1Mリン酸塩−クエン酸塩緩衝液(pH4.2)、
25mMシュウ酸、及び1%Triton X−100
を含む0.5mlの水溶液中で行なった。使用した電極
システムは0.1mmの白金線でRadio Shac
k トランジスタソケット(#276−548)に接続
された2つの白金ガーゼ(52ゲージ)電極から構成さ
れていた。この電極は60mlのセルロースアセテート
プラスチックの薄片の外側に取り付けられた。このプラ
スチックには直径1/4インチの穴があけられており、
電解用と対向−参照電極の間を容易に溶液が流れる事の
出来るようになっている。ひとつの電極が電解用(これ
は光電子増倍管に近い)として機能し、もうひとつの電
極が対向及び参照電極として機能するためにこれらの電
極をポテンショスタットに接続した。測定は走査速度5
0mV/secで1.5Vから2.5Vまで(バイアス
電圧)走査して行なった。Eclの測定は化合物の与え
られた濃度に於けるシグナル対ノイズの割合、即ち、又
はシグナル対バックグランドの割合として報告する。
【0174】バックグランドはEcl化合物の添加され
ていない緩衝液に対し観測されるルミネセンスカウント
数と定義される。ルミネセンスの測定値は第1回目又は
第2回目の線型走査の間に観測されるピーク光出力とし
た。エレクトロ化学ルミネセンス(ECL)及びサイク
リックボルタンメトリーの測定の双方を各々の溶液につ
いて、Ursar Scientific Instr
uments,Oxford,Englandより入手
したEG & GModel 273ポテンショスタッ
ト又はビポテンショスタットを用いて実施した。各々の
ECLの測定に於ける光子流はWilebad,Wes
t Germanyより入手したBerthold B
iolumat LB 9500luminomete
rでモニターした。この装置は0.5mlの測定溶液中
に2〜3個の電極システムが設置できる様に改変されて
いる。電気化学的及びエレクトロ化学ルミネセントの測
定はともにDelft,Hollandより入手したK
ipp & Zonen Model BD91X、
Y、Y′レコーダーにより記録した。目的の化合物を
3.0mlのECL溶液に溶かすか、或いはECL溶液
に溶けない場合はアセトニトリルに溶かして、これを5
0ml用い、蛍光の測定を行なった。測定はPerki
n−Elmer LS−5型蛍光分光光度計で行なっ
た。最大励起波長を照射中に発光スペクトルが測定で
き、逆に、最大発光波長をモニターする間に励起スペク
トルを記録できるようにする為に、励起及び発光スペク
トルを記録する前にこの溶液の励起及び発光スペクトル
の予備走査を実施した。
【表17】 Eox Ered 蛍光発光 ECL(S/N)1 化合物 VS.SCE 最大値の波長 及び濃度 a) Ru(bipy)3 1.07V-1.52V 625 nm 1×10-9M (2.5) b) Ru(4,4'- 1.19V N.D. 628 nm 2×10-9M CO2-bipy)3 (4.05) c) Ru(4,4' CO2 1.54V-0.89V 636 nm 1×10-10M -Et-bipy)3 (2.01) d) Ru(bipy)2 1.17V N.D. 624 nm 1×10-9M (C-8-theo- (.97) phylline C-4-bipy) e) Os(bipy)2 1.82V-0.99V 585 nm 1×10-8M (CO)(Py) f) Os(DPPene) 1.60V N.D. 630 nm 6×10-8M (bpy)(bpyoxal) (10.8)
【0175】1(N/S)はシグナルを与えられた濃度
に於ける化合物のECL出力(ルミネセンスのカウント
数)として定義し、ノイズを化合物が溶解している緩衝
液自体のルミネセンスのカウントと定義した際のシグナ
ル対ノイズの割合である。pH4.2で測定したその他
の化合物のECLと異なり、化合物c)は生理学的なp
H7に於いてもかなりのECLを示す。 a) トリス(2,2′−ビピリジン)ルテニウム2+ b) トリス(4,4′−カルボン酸−2,2′−ビピ
リジン)ルテニウム2+ c) トリス(4,4′−カルボエトキシ−2,2′−
ビピリジン)ルテニウム2+ d) 二塩化ビス(2,2′−ビピリジン)〔テオフィ
リン−8−酪酸−4−(4−メチル−2,2′−ビピリ
ジン)−4′−yl)−ブチル)アミド〕ルテニウム
(II) e) ジヘキサフルオロリン酸〔ビス−(2,2′−ビ
ピリジン){モノカルボニル}ピリジル〕オスミウム
(II) f) 二塩化(2,2′−ビピリジン〔シス−ビス
(1,2−ジフェニルホスフィン)エテレン〕{2−
〔3−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−イ
ル)プロピル〕−1,3−ジオキソラン}オスミウム
(II)
【0176】実施例69−ビス(2,2′−ビピリジ
ン)〔4−(4′−メチル−2,2′−ビピリジン)ブ
チルアミン〕ルテニウム(II)二過塩素酸 1.29g(2.48m mol)の二塩化ビス−
(2,2′−ピリジン)ルテニウム(II)二水和物
(Strem)及び0.719g(2.98m mo
l)の4−〔4−(1−アミノブチル)〕4′−メチル
−2,2′−ビピリジン(実施例32で記載されてい
る)を50mlの50/50エタノール/H2 Oに懸濁
し、アルゴン存在下で3時間還流した。この反応溶液を
濃縮し、Sephadex C−25のクロマトグラフ
ィーによる分離を行ない、最初に蒸留水で、続いて0.
25M NaClで溶出した。最後に0.4M NaC
lで溶出させた。本生成物を含むフラクションを約10
0mlまで濃縮し、この溶液が濁るまで過塩素酸を加え
た。一晩冷蔵し、本生成物の赤橙色結晶(1.215
g)を得た。元素分析の結果構造は以下の様に確認され
た:
【化52】
【0177】実施例70−テオフィリン−8−(3,3
−ジメチル)酪酸の製法 5,6−ジアミノ,N1 ,N3 −ジメチルウラシル水和
物(10g、0.059mol)及び3,3−ジメチル
グルタミン酸無水物(12.6g、8.85×10-2
ol)を100ml N,N−ジメチルアニリンに溶か
し、Dean−Starkトラップを使って還流した。
この反応の内容物は加熱後可溶化し、橙赤色に変化し
た。4時間の還流後、1mlの水がこのトラップ中に集
まった。これはこの反応の完了を示している。この反応
物を室温まで冷却した。この時、全体が固まっていた。
この固体をfritted funnel上で濾過し、
色が淡黄色になるまで洗った。DMFから2回再結晶さ
せた後、中間生成物であるラクタムの純粋な白色結晶
(融点283.1−284.9℃)を得た。このラクタ
ムを水の中で8時間煮沸した。冷却するとこの溶液から
純粋な白色の結晶(融点218−220℃)が生じた。
プロトンNMRと元素分析から以下の構造が確認され
た:
【化53】
【0178】実施例71−ビス−(2,2′−ビピリジ
ン)〔テオフィリン−8−(3,3−ジメチル酪酸−
{4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−y
l)−ブチル}アミドルテニウム(II)二過塩素酸 100mg(0.34m mol)のテオフィリン−8
−(3,3−ジメチル)酪酸及び0.325g(0.3
4m mol)の二過塩素酸ビス(2,2′−ピリジ
ン)〔4−(4′−メチル−2,2′−ビピリジン)ブ
チルアミンルテニウム(II)を0.351g(1.7
m mol)のジシクロヘキシルカルボジイミドと共に
10mlの無水ピリジンに溶かした。2日間攪拌して反
応させた。多量のジシクロヘキシル尿素の沈殿を濾過に
より除去し、真空状態でこのピリジン溶液を濃縮した。
この残留物をメタノールに溶かし、Sephadex
LH−20のクロマトグラフにかけた。目的とするフラ
クションを濃縮し、生成物をエーテルで沈殿させ、橙色
の沈殿物を得た。元素分析とプロトンNMRの結果、構
造は以下のとおりである:
【化54】
【0179】実施例72−テオフィリン−8−プロピル
(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′−ブチル)
カルボン酸アミドの製法 61.8mg(1.55×10-4mol)の8−(ガン
マ−アミノプロピル)テオフィリンフタル酸ヒドラジド
塩を1mlの水に溶かし、HClで酸性にした。沈殿さ
せたフタル酸のヒドラジドを濾過により除去し、水溶性
の濾液を蒸発乾固し、真空中で乾燥させて34.5mg
(1.31×10-4mol)のテオフィリン−8−プロ
ピルアミン塩酸塩を得た。この物質を5mlの無水ピリ
ジンに溶かし、36.9mg(1.44×10-4mo
l)の4−(4−メチル−2,2′−ビピリジン−4′
−yl)酪酸と26.4mg(2.62×10-4mo
l)のトリエチルアミンをこれに加えた。最後に29.
7mg(1.44×10-4mol)のジシクロヘキシル
カルボジイミドをこの溶液に加えた。得られた濁った溶
液を一晩攪拌した。沈殿した塩とジシクロヘキシル尿素
を濾過により除去し、この溶液を蒸発乾固させて白色固
体を得、これを溶出剤として5%のメタノールを含むジ
クロロメタンを用いたアルミナのクロマトグラフにかけ
た。生成物は白色粉末(融点215°−216.5℃)
として44.2mg(71%)得られた。プロトンNM
R及び元素分析により以下の構造が確かめられた:
【化55】
【0180】実施例73−二塩化ビス−(2,2′−ビ
ピリジン)〔テオフィリン−8−プロピル(4−メチル
−2,2′−ビピリジン−4′−ブチル)カルボンアミ
ド〕ルテニウム(II)の製法 100mg(2.06×10-4mol)の二塩化ビス
(2,2′−ビピリジン)ルテニウム(Strem)及
び108mg(2.27×10-4mol)のテオフィリ
ン−8−プロピル(4−メチル−2,2′−ビピリジン
−4′−ブチル)カルボンイミドをアルゴンで脱気した
50%エタノールに加えた。この溶液を加熱還流した。
得られたチェリーレッドの溶液を室温で高真空で濃縮し
た。この残留物を溶出剤にメタノールを用いてSeph
adex LH−20(75cm×19mm I.
D.)でクロマトグラフした。生成物のバンドを分離
し、溶媒をとばして、無水エーテル中に入れ沈殿させ
た。本生成物の収量は156mg(75%)であった。
元素分析の結果、本生成物中には4モルのメタノールが
存在している事が示された。 分析結果:計算上;C,54.09;H,5.65;
N,14.16;O,10.29;Cl,6.52:実
測;C,53.30;H,5.22;N,14.56;
O,10.63及びCl,6.95。
【化56】
【0181】実施例74−二過塩素酸ビス(2,2′−
ビピリジン)〔1−ブロモ−4−(4′−メチル−2,
2′−ビピリジン−4−yl)ブタン〕ルテニウム(I
I)の製法 実施例31で調製された配位子1−ブロモ−4−(4′
−メチル−2,2′−ビピリジン−4−yl)ブタンを
0.29g及び二塩化ビス(2,2′−ビピリジン)ル
テニウム(II)を0.32g、60mlの1:1v/
vエタノール/水の入ったフラスコに入れた。この溶液
を窒素で15分間脱気した。反応は窒素中で3.5時間
加熱還流して行なった。NaClO4 の飽和水溶液を冷
却したこの赤色溶液に加えた。真空下で溶媒を除き、深
赤色の残留物を溶離剤としてアセトニトリル/トルエン
1:1v/vを用いたアルミナのカラムクロマト(20
cm×2.5cm、Merck、天然活性3)にかけ
た。本生成物はカラムより暗赤色のバンド(バンド#
2)として溶出した。目的とするフラクションを集め、
約10mlのジクロロメタンに再び溶かし、無水エチル
エーテルより沈殿させ、最後に真空下で乾燥させて32
0mg(53%)の収量の本生成物を得た。本生成物の
構造は元素分析とスペクトル特性により確認され、以下
に示す。
【化57】
【0182】実施例75−二過塩素酸ビス(2,2′−
ビピリジン〔テオフィリン−9−〔4−(4−メチル−
2,2′−ビピリジン−4′−yl)ブタン〕ルテニウ
ム(II)の製法 テオフィリンの銀塩はテオフィリンのアンモニア溶液
(25ml conc.NH4 OH及び75mlの水中
に2.168g)と硝酸銀のアンモニア溶液(10ml
conc. NH4 OH及び30ml H2 O中に
2.006g)を共に混合し、暗い状態で反応させる事
により調製した。この2つの溶液を混合させた直後、白
色の生成物が出現した。生成物の沈殿が完了したら、こ
の沈殿物を60ml medium glass fr
it上で濾過する事により集めた。この沈殿物を希アン
モニア水で洗浄し、真空下で乾燥させた。テオフィリン
の銀塩の構造は元素分析により確認した。41mgのテ
オフィリンの銀塩及び122mgの二過塩素酸ビス
(2,2′−ビピリジン)〔1−ブロモ−4−(4′−
メチル−2,2′−ビピリジン−4−yl)ブタン〕ル
テニウム(II)を15mlの無水ジメチルホルムアミ
ド(DMF)に溶かし、反応は暗条件で行なった。得ら
れた赤色溶液はアルゴンで脱気し、24時間加熱還流
し、次に室温までアルゴン存在下で冷却した。この溶液
の冷却は氷点まで続け、次にこの黒色の銀金属懸濁液を
濾過し、5mlのアセトンで洗浄した。赤色の濾液を
0.2gの過塩素酸ルテニウムで処理し、LiClO 4
を溶解した後この溶液を真空下で蒸発乾固させ、赤色の
残留物を暗条件で一晩真空中に置き乾燥させた。この試
料を3−5mlのメタノールに溶かし、0.25gの無
水LiClO4 を加え、溶かした。得られた溶液は溶出
剤にメタノールを使用したSephadex LH−2
0のカラム(75cm×19cm i.d.)にかけ
た。主生成物はフラクション#2(暗赤色バンド)とし
て溶出した。フラクション#2を濃縮し、メタノールに
再び溶かし、エチルエーテルに注いで沈殿させた。この
生成物を真空下で乾燥させ、80mg(50%収率)の
物質を得た。この構造は元素分析と赤外線及び発光スペ
クトルで確認した。
【化58】
【0183】引用文献 1. Weber,S.G.,et al.,Phot
oelectroanalytical Chemis
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ring Harbor Press,Cold Sp
ring Harbor,NY(1982)。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶液中の一種の抗原の濃度を測定するための均
質系イムノアッセイ用に用いられるエレクトロ化学ルミ
ネセンス測定法について表わしたものである。
【図2】均質系ECLテオフィリン試験の結果をグラフ
に表わしたものである。
【図3】各種血清における均質系テオフィリン試験の結
果をグラフに表わしたものである。
【図4A】ECLテオフィリン試験の結果を蛍光偏光テ
オフィリン試験の結果と比較しグラフに表わしたもので
ある。
【図4B】ECLテオフィリン試験の結果を蛍光偏光テ
オフィリン試験の結果と比較しグラフに表わしたもので
ある。
【図4C】ECLテオフィリン試験の結果を蛍光偏光テ
オフィリン試験の結果と比較しグラフに表わしたもので
ある。
【図4D】ECLテオフィリン試験の結果を蛍光偏光テ
オフィリン試験の結果と比較しグラフに表わしたもので
ある。
【図5】ECLテオフィリン試験の結果を高速液体クロ
マトグラフィー試験の結果と比較しグラフに表わしたも
のである。
【図6】ECLジゴキシンイムノアッセイにおいて産生
されたECL信号の調整をグラフに表わしたものであ
る。
【図7】ECLジゴキシンイムノアッセイの結果をグラ
フに表わしたものである。
【図8】MBI38−化合物Iの各濃度において産生さ
れたECL信号をグラフに表わしたものである。
【図9】MBI38−化合物Iのハイブリッド形成/感
受性試験の結果を示したものである。
【図10】MBI38−化合物Iの特異性試験の結果を
示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07D 213/73 405/06 213 C07K 14/575 8318−4H G01N 21/78 C 33/533 33/58 A (72)発明者 ポウエル,マイクル ジェイ. アメリカ合衆国 20878 メリーランド州 ゲイサーズバーグ,ウオー アドミラル ウエイ 5 (72)発明者 ミード,ポール エイ. アメリカ合衆国 21776 メリーランド州 ニューウインザー,バッファロウ ロード 3713 (72)発明者 フェング,ピーター アメリカ合衆国 20852 メリーランド州 ロックビル,ロリンズ アベニュー 245 (72)発明者 デラ シアナ レオポルド アメリカ合衆国 20851 メリーランド州 ロックビル,ハルピン プレース 5511 (72)発明者 ドレシック,ウオルター ジェイ. アメリカ合衆国 20851 メリーランド州 ロックビル,クルックストン レーン 12905 (72)発明者 プーニアン,モヒンダー エス. アメリカ合衆国 20879 メリーランド州 ゲイサーズバーグ,ハイ ティンバー コ ート 224

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下の構造 【化1】X−Y−Z を有する合成物であって、 Xが同一または異なった1ケまたはそれ以上のヌクレオ
    タイド、同一または異った1ケまたはそれ以上のアミノ
    酸、抗体、問題の分析物質または問題の分析物質の類似
    体を示しYが少くとも1ケの炭素原子を有するリンカー
    グループを示し、XおよびYに結合している、およびZ
    は、 Rが陰イオン、Xが−CH2 −(CH2 n −CHO,
    −CH2 −(CH2 n −COOH,−CH2 −(CH
    2 n −NH2 又は−CH2 −(CH2 n −Br(こ
    こでnは整数)である、下の式の構造の化合物; 【化2】 Rが陰イオンで、nが整数である、下の式の構造の化合
    物; 【化3】 Rが陰イオンで、nが整数である、下の式の構造の化合
    物; 【化4】 又は、Rが陰イオンで、mとnがそれぞれが同一または
    異る整数である、下の式の構造の化合物を示す。 【化5】
  2. 【請求項2】 Xがテオフィリンである、請求項1記載
    の合成物。
  3. 【請求項3】 Xがジゴキシゲニンである、請求項1記
    載の合成物。
  4. 【請求項4】 Xがヒト絨毛膜ゴナドトロピン由来のペ
    プチドである、請求項1記載の合成物。
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