JPH08131195A - リポ蛋白分画中のコレステロールの定量方法 - Google Patents

リポ蛋白分画中のコレステロールの定量方法

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JPH08131195A
JPH08131195A JP31883594A JP31883594A JPH08131195A JP H08131195 A JPH08131195 A JP H08131195A JP 31883594 A JP31883594 A JP 31883594A JP 31883594 A JP31883594 A JP 31883594A JP H08131195 A JPH08131195 A JP H08131195A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 血清中のリポ蛋白の特定分画以外のリポ蛋白
分画をデキストラン硫酸などの凝集剤により凝集させ、
該凝集を除去あるいは溶解することなく、コレステロー
ル脱水素酵素を反応させて、反応初速度(吸光度の増加
速度)を測定する。 【効果】 凝集法において必要とされていた遠心分離の
操作が不要となるので、多数の検体を短時間で処理でき
るようになり、臨床検査の日常業務において自動分析装
置を用いた測定が可能となる。また、検体を扱う上で、
検体に直接手を触れる機会が著しく減少するので、ウイ
ルス感染の危険性も減少できる。さらに、検体量を微量
にすることができるので、採血量に制限がある場合でも
測定が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として臨床検査の分
野での使用を目的とし、血清中のリポ蛋白の特定分画中
のコレステロールを定量すること、特に自動分析装置で
直接定量することに関する。
【0002】
【発明の背景】臨床検査において動脈硬化性疾患と関連
性の深い診断的指標として、従来からコレステロールが
知られており、血清中のリポ蛋白分画のうちで高比重リ
ポ蛋白(HDL)分画中のものが注目されている(渡辺
富久子他,臨床病理,28,59〜62,1980)。
一方、一般の検査値が正常であっても冠動脈硬化症を発
症した症例が多いことから、近年では低比重リポ蛋白
(LDL)やレムナント様リポ蛋白(RLP)分画が注
目されるようになった(中嶋克行,動脈効果,20,7
9〜88,1992)。
【0003】
【従来の技術】従来、リポ蛋白分画中のコレステロール
を定量するにはリポ蛋白を超遠心、電気泳動、ゲル濾
過、凝集などの方法で分画した後、測定すべき分画中の
コレステロールを公知の方法で定量していた。
【0004】しかるに、このような方法は臨床検査の分
野では種々の問題があった。即ち、超遠心法、電気泳動
法、ゲル濾過法などは操作が煩雑で長時間かかり、熟練
を要するなど臨床検査の日常業務には不適当とされてい
る。また凝集法は、凝集を形成後、遠心分離操作で上清
を分取するので、短時間に多数の検体を取り扱うことが
できず、自動分析装置を用いて測定することが困難であ
る。更に、検体に直接手を触れる機会が多いためウイル
ス感染の危険性も無視できない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような従来の方法を改良し、血清中のリポ蛋白の特定分
画中のコレステロールの測定が臨床検査の日常業務とし
て自動分析装置で直接実施できる方法を提供し、もって
臨床検査の分野に寄与することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意研究し
た結果、前述の凝集法が自動分析装置での測定に適応で
きないのは、凝集により生じた濁りが呈色反応に影響し
てブランク値を上昇させるためであることに着目した。
【0007】従来のコレステロールの定量法は、コレス
テロールエステラーゼとコレステロールオキシダーゼを
用いて生じた過酸化水素を、色素形成による呈色として
終点測定するものである(C.C.Allain,L.S.Poon,et al:
Clin.Chem.20,470,1974)。従って、濁りの影響を避ける
ために、遠心分離して凝集物を除去したり、場合によっ
ては凝集を溶解することが必要であった。
【0008】そこで本発明者らは更に研究を重ねた結
果、コレステロールの定量にコレステロールエステラー
ゼと共にコレステロール脱水素酵素を用いて、反応初速
度を測定することにより、濁りの影響を受けることなく
コレステロールを定量できることを見い出し、本発明を
完成するに至った。
【0009】即ち、本発明は、血清中のリポ蛋白の特定
分画を分離するために、特定分画以外のリポ蛋白分画を
凝集させ、該凝集を除去あるいは溶解することなく、コ
レステロール脱水素酵素を反応させ、反応初速度を測定
することを特徴とするリポ蛋白分画中のコレステロール
の定量方法である。
【0010】本発明で血清中のリポ蛋白の特定分画を抽
出するために、特定分画以外のリポ蛋白の分画を凝集さ
せる方法としては、本発明の目的を達成できる公知の方
法は全て用いることができる。例えばHDL分画中のコ
レステロールを定量するために、HDL分画以外のリポ
蛋白の分画を凝集させるには、デキストラン硫酸、ヘパ
リン、PEG(ポリエチレングリコール)、リンタング
ステン酸、BSA(ウシ血清アルブミン)、ショ糖(シ
ュークロース;Sucrose)及びこれらの塩などの
化合物を単独または複数用いるか、更にこれら化合物に
Mg++、Mn++、Ca++、Li++などの二価の金属を組
み合わせたものを凝集剤として使用することができる。
特に、HDL分画以外のリポ蛋白の分画を凝集させる凝
集剤としては、PEG、リンタングステン酸及びMg++
を含み、さらにBSA及び/又はショ糖を含む組み合わ
せが好ましい。例えば、5〜20%(w/v)のPE
G、0.4〜2%(w/v)のリンタングステン酸及び
1〜10mMのMg++を含み、さらに0.1〜5%(w
/v)のBSA及び/又は1〜5%(w/v)のショ糖
を含む凝集剤が例示される。
【0011】また、同じ目的でアポB、アポC、β−リ
ポ蛋白などに対する抗体を用いることもできる。これら
抗体は単独又は複数を使用することができ、更に上記の
如き凝集剤に加えることもできる。
【0012】このようにして凝集剤、抗体を血清検体に
加えることによって、測定すべき特定分画以外のリポ蛋
白分画は凝集して濁りを生じる。ここにコレステロール
エステラーゼと共にコレステロール脱水素酵素を直接反
応させると、反応初速度として測定ができ、リポ蛋白の
特定分画中のコレステロールが定量できる。
【0013】本発明でコレステロールエステラーゼの反
応は下記で表される。
【0014】
【化1】
【0015】コレステロールエステラーゼの濃度は、
0.01〜100U/ml、好ましくは0.5〜50U
/mlであるが、その量は検体の種類などにより適宜決
定することができる。コレステロールエステラーゼ(C
E)については、リポプロテインリパーゼ(LPL)活
性を含むものが好ましい。
【0016】更に、コレステロール脱水素酵素の反応は
下記で表される。
【0017】
【化2】
【0018】ここで補酵素としては、ニコチンアミドア
デニンジヌクレオチド(NAD)、チオニコチンアミド
アデニンジヌクレオチド(チオNAD)、ニコチンアミ
ドアデニンジヌクレオチドフォスフェート(NAD
P)、チオニコチンアミドアデニンジヌクレオチドフォ
スフェート(チオNADP)、アセチルピリジンアデニ
ンジヌクレオチド、アセチルピリジンアデニンジヌクレ
オチドフォスフェート、ニコチンアミドヒポキサンチン
ジヌクレオチド、ニコチンアミドヒポキサンチンジヌク
レオチドフォスフェート、チオニコチンアミドヒポキサ
ンチンジヌクレオチド、チオニコチンアミドヒポキサン
チンジヌクレオチドフォスフェートなどがある。
【0019】本発明におけるコレステロール脱水素酵素
としては、コレステロールを基質にして可逆反応により
Δ4−コレステノンを生成する酵素であればいずれも好
適に用いられ、例えば、NAD依存性コレステロール脱
水素酵素、NADP依存性コレステロール脱水素酵素な
ど公知のものが挙げられる。
【0020】酸化型補酵素の濃度は、0.02〜100
mM、好ましくは0.05〜30mMであり、コレステ
ロール脱水素酵素の濃度は、0.05〜100U/m
l、好ましくは1〜50U/mlであるが、検体の種類
などに応じて適宜決定される。
【0021】本発明における反応初速度は、酸化型補酵
素が還元型に変換されるときの紫外領域における吸光度
の増加速度として測定することができる。即ち、反応開
始一定時間経過後の2点間の数〜数十分間における、使
用する補酵素の吸収波長に基づく吸光度の変化、例え
ば、NADやNADPでは波長340nmの吸光度、チ
オNADやチオNADPでは波長415nmの吸光度の
変化を測定する。
【0022】本発明方法では、コレステロール脱水素酵
素の反応に補酵素のサイクリング反応を組み合わせるこ
とにより、更に測定感度を増大させることができる。
【0023】本発明におけるサイクリング反応は、自体
公知の反応であり、公知の報告(特開平3−22449
8号公報など)が利用でき、サイクリング反応で組み合
わせた補酵素の変化量を反応初速度として測定する。補
酵素としては、上述のものが使用できるが、組み合わせ
る際には、それぞれ測定条件(吸収波長など)の異なる
ものを選ぶことにより検出が容易となる。例えば、NA
DとチオNADとの組合せを選んだ場合、それぞれの還
元型の極大吸収の波長が異なるので、上述のようにいず
れかの波長で反応初速度を測ることにより、コレステロ
ールの定量ができる。
【0024】サイクリング反応を組み合わせる場合のコ
レステロール脱水素酵素の反応は、下記に示される。
【0025】
【化3】
【0026】酸化型補酵素(a)及び還元型補酵素
(b)の濃度は、それぞれ0.02〜100mM、好ま
しくは0.05〜30mMであり、コレステロール脱水
素酵素の濃度は、0.05〜100U/ml、好ましく
は1〜50U/mlであるが、検体の種類などに応じて
適宜決定される。
【0027】本発明では、下記に示すように他の脱水素
酵素(A)を組み合わせることができる。
【0028】
【化4】
【0029】脱水素酵素(A)は、酸化型補酵素(b)
及びコレステロールに作用せず、補酵素(a)を還元型
に変換させる脱水素酵素であり、還元型補酵素(a)を
再生するために添加される。脱水素酵素(A)を用いる
ことによって、還元型補酵素(a)の添加量を少なくす
ることが可能となり、還元型補酵素(a)を添加せず
に、あるいは補酵素(a)の酸化型と還元型との混合物
を添加することによって、反応が進行する。
【0030】脱水素酵素(A)及びその基質としては、
例えば酸化型補酵素(a)がNAD類の酸化型である場
合、アルコールデヒドロゲナーゼとエタノール又はアセ
トアルデヒド、グリセロールデヒドロゲナーゼとグリセ
ロール又はジヒドロキシアセトン、グリセロール−3−
リン酸デヒドロゲナーゼとL−グリセロール−3−リン
酸又はジヒドロキシアセトンリン酸、リンゴ酸デヒドロ
ゲナーゼとL−リンゴ酸又はオキザロ酢酸、グリセロア
ルデヒドリン酸デヒドロゲナーゼとD−グリセロアルデ
ヒドリン酸とリン酸又は1,3−ジフォスフォ−D−グ
リセリン酸、酸化型補酵素(a)がチオNADP類又は
NADP類の酸化型である場合、グルコース−6−リン
酸デヒドロゲナーゼとグルコース−6−リン酸又はグル
コノラクトン−6−リン酸、イソクエン酸デヒドロゲナ
ーゼとイソクエン酸、グリオキシル酸デヒドロゲナーゼ
とCoAとグリオキシル酸、フォスフォグルコン酸デヒ
ドロゲナーゼと6−フォスフォ−D−グリコン酸、グリ
セロアルデヒドリン酸デヒドロゲナーゼとD−グリセロ
アルデヒド−3−リン酸とリン酸又は1,3−ジフォス
フォ−D−グリセリン酸、ベンズアルデヒドデヒドロゲ
ナーゼとベンズアルデヒドなどを用いることができる。
【0031】脱水素酵素(A)の濃度は、酸化型補酵素
(a)に対するKm値(mM単位)の20倍量(U/m
l単位)以上、好ましくは1〜100U/mlである。
また、脱水素酵素(A)の基質の濃度は、0.05〜2
0mMが好ましい。脱水素酵素(A)を用いた場合、還
元型補酵素(b)の生成量を測定することによって、コ
レステロールの定量を行うことができる。
【0032】本発明方法では、コレステロール脱水素酵
素の反応に、下記に示すような反応式のテトラゾリウム
塩を還元する反応を組み合わせ、生成するフォルマザン
の量を、その吸光度の増加を反応初速度として測定する
ことによって、定量することができるので、更に測定感
度を増大させることができる。
【0033】
【化5】
【0034】テトラゾリウム塩としては、INT〔3−
(p−ヨードフェニル)−2−(ニトロフェニル)−5
−フェニル−2H テトラゾリウム クロライド〕、M
TT〔3−(4,5−ジメチル−2−チアゾリル)−
2,5−ジフェニル−2H テトラゾリウム ブロマイ
ド〕、Neo−TB〔3,3’−(1,1’−ビフェニ
ル−4,4’−ジイル)−ビス(2,5−ジフェニル−
2H テトラゾリウムクロライド)〕、Nitro−T
B「3,3’−〔3,3’−ジメトキシ−(1,1’−
ビフェニル)−4,4’−ジイル〕−ビス〔2−(p−
ニトロフェニル)−5−フェニル−2H テトラゾリウ
ム クロライド)」、TNTB「3,3’−〔3,3’
−ジメトキシ−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−
ジイル〕−ビス〔2,5−ビス(p−ニトロフェニル)
−2H テトラゾリウム クロライド〕」、TB「3,
3’−〔3,3’−ジメトキシ−(1,1’−ビフェニ
ル)−4,4’−ジイル〕−ビス(2,5−ジフェニル
−2H テトラゾリウムクロライド)」、NTB「3,
3’−(3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレ
ン)−ビス〔2−(p−ニトロフェニル)−5−フェニ
ル−2H テトラゾリウム クロライド〕」などを例示
することができる。これらのうち例えばINTを用いた
場合、波長490nmでの吸光度の増加を反応初速度と
して測定することができる。
【0035】ダイアフォラーゼの濃度は、0.05〜1
00U/ml、好ましくは1〜50U/mlであり、テ
トラゾリウム塩の濃度は、0.02〜100mM、好ま
しくは0.05〜30mMであるが、検体の種類などに
応じて適宜決定される。
【0036】なお、テトラゾリウム塩に代えて、水溶性
テトラゾリウム化合物(特公平4−13351号公報参
照)、水溶性ジテトラゾリウム化合物(特公平4−13
352号公報参照)などを使用することができる。ま
た、ダイアフォラーゼに代えて、メルドラブルー(9−
ジメチルアミノベンゾ−α−フェナゾキソニウム クロ
ライド)、PMS(フェナジンメトスルフェート)、1
−メトキシPMS(1−メトキシ−5−メチルフェナジ
ニウム メチルスルフェート)などの電子キャリヤーを
用いることもできる。
【0037】さらに、サイクリング反応とテトラゾリウ
ム塩の還元反応とを組み合わせることも好ましい。例え
ば、下記の反応式に示されるように、コレステロール脱
水素酵素に補酵素NADを反応させた場合、生成したN
ADH(還元型NAD)を公知のNADHキナーゼを用
いてリン酸化し、生成したNADPH(還元型NAD
P)をG−6−PDH(グルコース−6−リン酸デヒド
ロゲナーゼ)を用いたNADPHのサイクリング反応に
付して、フォルマザンの生成速度を測定する方法(特開
平4−252200号公報参照)でコレステロールを定
量することもできる。
【0038】
【化6】
【0039】このように、本発明方法にサイクリング反
応及び/又はテトラゾリウム塩の還元反応を組み合わせ
ることにより、コレステロールの測定感度を増大させる
ことが可能となり、その結果、微量の検体でもそのリポ
蛋白中の特定分画中のコレステロールを定量することが
できる。
【0040】検体が微量であれば、反応初速度を測定す
る際の初期吸光度を低くすることができるので、実質的
な測定範囲を拡大することができる。さらに、検体が微
量でも良いということ自体が、小児や老人など採血量に
制限がある場合にも有利である。
【0041】
【発明の効果】本発明方法によれば、血清中のリポ蛋白
の特定分画を分離するために、特定分画以外のリポ蛋白
分画を凝集させ、その際に生じた濁りをそのままの状態
にして、直接その特定分画中のコレステロールを定量す
ることができる。その結果、従来、凝集法において必要
とされていた遠心分離の操作が不要となるので、多数の
検体を短時間で処理できるようになり、臨床検査の日常
業務において自動分析装置を用いた測定が可能となる。
【0042】また、検体を扱う上で、検体に直接手を触
れる機会が著しく減少するので、ウイルス感染の危険性
も減少できる。さらに、検体量を微量にすることができ
るので、小児や老人など採血量に制限がある場合でも測
定が可能となる。従って、本発明方法は、臨床検査の分
野において極めて有用であり、臨床検査の日常業務にお
ける作業効率の向上に貢献することができる。
【0043】
【実施例】本発明をより詳細に説明するために実施例及
び比較例を挙げるが、本発明はこれらにより何ら限定さ
れるものではない。
【0044】〔実施例1〕血清5μlと、50mMのB
ES〔N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−ア
ミノエタンスルホン酸〕−BisTris〔ビス(2−
ヒドロキシエチル)イミノ−トリス(ヒドロキシメチ
ル)メタン〕緩衝液(pH7.0)中に、5mMのMg
Cl2 ,12%(w/v)のポリエチレングリコール
(PEG−4000),1%(w/v)のBSA,0.
5%(w/v)リンタングステン酸ナトリウム,1.0
mMのNAD及び0.1mMのNTBを含む第1試薬2
50μlとを混和して5分間加温後、25mMのTri
s−HCl緩衝液(pH8.5)中に12%(w/v)
のPEG−4000,2.5U/mlのCE,13.5
U/mlのChDH(コレステロールデヒドロゲナー
ゼ),1%(w/v)のBSA及び2.5U/mlのダ
イアフォラーゼを含む第2試薬100μlを添加して、
残存するHDLコレステロール濃度(mg/dl)を5
40nmにおける吸光度量を測定することによって求め
た。
【0045】既知の血清を参考にして、ヒト血清10例
を測定した結果と、従来の方法〔ポリエチレングリコー
ルによる沈殿法(製品名「HDL−コレス(PG)」,
国際試薬社製)〕とを比較し、その結果を表1に示す。
【0046】
【表1】
【0047】 y=0.955x+14.26 R=0.956 x:従来法による値(単位:mg/dl) y:実施例1による値(単位:mg/dl) R:相関係数
【0048】〔実施例2〕血清5μlと、50mMのB
ES−BisTris緩衝液(pH7.0)中に5mM
のMgCl2 ,12%(w/v)のPEG−4000,
1%(w/v)のBSA,0.5%(w/v)リンタン
グステン酸ナトリウム,1.0mMのNAD及び0.1
mMのNTBを含む第1試薬250μlとを混和して5
分間加温後、25mMのTris−HCl緩衝液(pH
8.5)中に12%(w/v)のPEG−4000,
3.5U/mlのCE,1.0U/mlのChDH,
2.5U/mlのダイアフォラーゼ,2.5U/mlの
NADHキナーゼ及び2.5U/mlのG−6−PDH
を含む第2試薬100μlを添加して、残存するHDL
コレステロール濃度(mg/dl)を540nmにおけ
る吸光度量を測定することによって求めた。
【0049】既知の血清を参考にして、ヒト血清10例
を測定した結果と、実施例1における従来法とを比較
し、その結果を表2に示す。
【0050】
【表2】
【0051】 y=0.774x+19.94 R=0.978 x:従来法による値(単位:mg/dl) y:実施例2による値(単位:mg/dl) R:相関係数
【0052】〔実施例3〕血清5μlと、50mMのB
ES−BisTris緩衝液(pH7.0)中に5mM
のMgCl2 ,12%(w/v)のPEG−4000,
1%(w/v)のBSA,0.5%(w/v)リンタン
グステン酸ナトリウム及び1.25mMのチオNADを
含む第1試薬250μlとを混和して5分間加温後、2
5mMのTris−HCl緩衝液(pH8.5)中に1
2%(w/v)のPEG−4000,2.5U/mlの
CE,1U/mlのChDH,1%(w/v)のBSA
及び3.5mMのNADHを含む第2試薬100μlを
添加して、残存するHDLコレステロール濃度(mg/
dl)を405nmにおける吸光度量を測定することに
よって求めた。
【0053】既知の血清を参考にして、ヒト血清15例
を測定した結果と、実施例1における従来法とを比較
し、その結果を表3に示す。
【0054】
【表3】
【0055】 y=0.865x+15.81 R=0.941 x:従来法による値(単位:mg/dl) y:実施例3による値(単位:mg/dl) R:相関係数
【0056】〔実施例4〕血清3μlと、50mMのB
ES−BisTris緩衝液(pH7.0)中に5mM
のMgCl2 ,15%(w/v)のPEG−4000,
1%(w/v)のBSA,0.5%(w/v)リンタン
グステン酸ナトリウム,0.7%(w/v)のショ糖及
び1.25mMのチオNADを含む第1試薬250μl
とを混和して5分間加温後、25mMのTris−HC
l緩衝液(pH8.5)中に、1%(w/v)のBS
A,0.7%(w/v)のショ糖,40U/mlのCE
(LPL活性を含むもの),20U/mlのChDH及
び3.5mMのNADHを含む第2試薬100μlを添
加して、残存するHDLコレステロール濃度(mg/d
l)を405nmにおける吸光度量を測定することによ
って求めた。
【0057】既知の血清を参考にして、ヒト血清15例
を測定した結果と、実施例1における従来法とを比較
し、その結果を表4に示す。
【0058】
【表4】
【0059】 y=0.956x+1.867 R=0.992 x:従来法による値(単位:mg/dl) y:実施例4による値(単位:mg/dl) R:相関係数
【0060】以上の実施例1〜4の結果から、本発明方
法は従来の方法と相関関係が良好であり、リポ蛋白のH
DL分画中のコレステロールを精度良く定量できること
が分かる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 浩司 神戸市西区室谷1丁目1−2 国際試薬株 式会社研究開発センター内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 血清中のリポ蛋白の特定分画以外のリポ
    蛋白分画を凝集させ、該凝集を除去あるいは溶解するこ
    となく、コレステロール脱水素酵素を反応させて、反応
    初速度を測定することを特徴とするリポ蛋白分画中のコ
    レステロールの定量方法。
  2. 【請求項2】 サイクリング反応を組み合わせることを
    特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 テトラゾリウム塩の還元反応を組み合わ
    せることを特徴とする請求項1記載の方法。
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