JPS58162294A - 固定化複合酵素組成物 - Google Patents

固定化複合酵素組成物

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JPS58162294A
JPS58162294A JP57044191A JP4419182A JPS58162294A JP S58162294 A JPS58162294 A JP S58162294A JP 57044191 A JP57044191 A JP 57044191A JP 4419182 A JP4419182 A JP 4419182A JP S58162294 A JPS58162294 A JP S58162294A
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Toshio Tsuchida
土田 寿男
Kentaro Yoda
依田 賢太郎
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定化複合酵素組成物に関するものであり、さ
らに詳しくは酵素電極用固定化複合酵素膜と安定化剤を
含む緩衝液に関するものである。
周知の如く、酵素は基質特異性が高く、温和な反応条件
で反応を行なわしめることができるという長所を有する
反面)熱や酸化により変性を受は易い不安定な物質であ
る0そのため1はとんどの酵素または酵素を含む試薬は
その酵素に適した安定化剤や活性化剤を用いて安定化さ
れている。例えばエチレンジアミン四酢酸(以下EDT
Aと略す)、牛血清アルブミン、グリシン、メルカプト
エタノール、ジチオスライトール、還元型グルタチオン
、グリセロール、カテコールアミン、NADH,カルシ
ウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、ア
ンモニウムイオン、鉛イオン、ノニオン系活性剤等が安
定化剤または活性剤として用いられている。
しかし1異なる酵素特性を有する酵素2種以上を同時に
同じ反応系で用いるとき、これらの酵素を同時に安定化
することは難しい◇例えは活性点に金属を必要とする酵
素と金属イオンで阻害を受ける酵素を同時に安定化する
ことは齢しい。また活性点にスルフヒドリル基を有する
酵素を安定化するためには酵素の酸化による失活を防護
する目的で、メルカプトエタノール、ジチオスライトー
ル、還元型グルタチオン等の酵素と同じスルフヒドリル
基を有する化合物が一般によく用いられている。
ところが1これらの安定化剤は化合物そのものが不安定
で長時間にわたる効果が期待できないばかりか、過酸化
水素を検知物質として利用する酵素比色法あるいは酵素
電極法では、これらの還元性物質と過酸化水素が反応し
て測定を妨害したり電極表面で酸化されて電極を汚染し
て感度を低下させるという大きな欠点がある0また固定
化技術によって酵素を安定化させることができるが、一
層安定に為そして耐久性を付与するために1固定化酵素
に対しても安定化剤や活性化剤を用いることが要求され
ている0 本発明者等は異なる酵素特性を有する酵素2種以上を固
定化してなる固定化複合酵素を長期間安定に保持する目
的で種々鋭意検討したところ、安定化剤として金属キレ
ート剤および還元剤を含む緩衝液を使用することを見出
し、本発明に到達した。
すなわち本発明は金属キレート剤および還元剤を含む緩
衝液と固定化複合酵素からなる固定化複合酵素組成物で
ある。
本発明では金属キレート剤および還元剤を含む緩衝液を
使用することにより、2種以上の酵素を固定化してなる
固定化複合酵素、特に酵素電極用固定化酵素膜を安定に
長期間保持できる0また為複合酵素としてクレアチニン
アミドヒドロラーゼ、タレアチンアミジノヒドロラーゼ
およびザルコシンオキシダーゼの3種の酵素を使用する
例、タレアチンアミジノヒドロラーゼおよびザルコシン
オキシダーゼの2種の酵素を使用する例において、その
効果は大きく、クレアチニンおよびクレアチンを精度よ
く、簡便に、しかも長期間安定に測定を行なうことがで
きる。
本発明の安定化剤は電極反応を妨害したり1電極を汚染
しない特徴を有する。
本発明に用いる金属キレート剤としては1例えばマンガ
ン、コバルト、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、カルシ
ウム、鉄、バリウム、鉛、カドミウム等のエチレンジア
ミン四酢酸(EDTA)の部分塩などがある。
本発明に用いる還元剤としては、例えば亜リン酸、次亜
リン酸あるいはこれらの塩やエステルが挙げられる。具
体的には亜リン酸1亜リン酸ナトリウム、亜リン酸モノ
エチルエステル、亜リン酸ジエチルエステル、次亜リン
酸、次亜リン酸ナトリウム〆等が挙げられる。
金属キレート剤あるいは還元剤は2種以上併用してもよ
い。
本発明に用いる緩衝液は、用いる酵素により、種々異な
るものであるが、例えばリン酸バッファー、アセテート
バッファー、ホウ酸バッファー、トリスバッファー等が
使用できる0 上記金属キレート剤および還元剤は本発明の固定化複合
酵素と混合してから、緩衝液と混合してもよい。また固
定化複合酵素を有する系に1上記金属キレート剤および
還元剤を含む緩衝液が存在すれば、該系は本発明の固定
化複合酵素組成物に包含される。
金属キレート剤の含有量は緩衝液に対して0.1m1以
上が適当である0好ましくは1〜1oiyである。0.
1mMより少ないと、酵素の活性化に必要な金属濃度が
不足したり1水銀1銀1銅等の活性を阻害する金属を不
活化させるだけのキレ−5− 還元剤の含有量は緩衝液に対して0.1〜20111M
(最終濃度)が適当である。好ましくは0.5〜5ml
である00m l m Mより少ないと、酸化による固
定化複合酵素の失活を防止するだけの還元力が不足する
。また20my、を越えると、電極反応を妨害して測定
感度を低下させる場合がある。
本発明の固定化複合酵素とは、担体に固定化してなる2
種以上の酵素を意味する0 担体としては例えば、セルロースアセテート、ポリスチ
レン、コラーゲン、キトサン1ポリアクリルアミド、多
孔性ガラスピーズなどがある。
その形状としては粉末、溶液、ビーズ)繊維)チューブ
、中空糸、膜あるいは加工成形品などがある。
酵素としては例えばクレアチニンアミドヒドロラーゼ、
タレアチンアミジノヒドロラーゼおよびザルコシンオキ
シダーゼからなる3醇素系、タレアチンアミジノヒドロ
ラーゼおよびザルコシンオキシダーゼからなる2酵素系
、コレステロールエステラーゼおよびコレステロールオ
キシダーゼからなる2酵素系α−グルコシダーゼおよび
グルコースオキシダーゼからなる2酵紫系アセチルコエ
ンザイムAシンセターゼおよびアセチルコエンザイム人
オキシダーゼからなる2酵素系1グリセロキナーゼおよ
びグリセロ−3−リン酸オキシダーゼからなる2酵素系
などがある。
担体に2種以上の酵素を固定化させる方法は特に制限さ
れるものではなく、例えばグルタルアルデヒド等の2官
能性試薬による架橋法、ゼラチンやキトサン等を用いる
包括法あるいはアミノ基やアルデヒド基を有する担体へ
の共有結合法等がある0 本発明の固定化複合酵素組成物は安定剤として金属キレ
ート剤および還元剤を使用することにより、2種以上の
酵素を固定化してなる固定化複合酵素の酵素活性を大幅
に失することなく、長期間安定に保持することが可能で
ある。本発明の固定化複合酵素組成物を使用して、体液
中の種々の成分)クレアチニン為クレアチン、コレステ
ロール、マルトース、α−アミラーゼ〜不飽和脂肪酸1
中性脂肪等を正確に精度よく、長期間にわたって測定す
ることができる。
フ ジノヒドロラーゼ(以下0工と略記する)およびザルコ
シンオキシダーゼ(以下SOと略記する)あるいは0工
およびSOを用いて、クレアチニンあるいはクレアチン
を測定する場合について詳述する。
ON、OIおよびSOの各酵素は下記反応を触媒する。
クレアチニン十Hlトーーークレアチン一 クレアチン十H,O−−ラザルコシン+尿素ザルコシン
+O,+H,02−−ラH2O2+グリシン+ホ會ムア
ルデビドON、OIおよびSOの三酵素を固定化してな
る系では過酸化水素を検知物質として比色法あるいは電
極法によって測定し1試料中のクレアチニンとクレアチ
ンの総置を測定できる。
C工およびSOの二酵素を固定化してなる系では、過酸
化水素を検知物質として比色法あるいは電極法によって
測定し、試料中のクレアチン量を測定できる。
クレアチニンの量はON、OIおよびSo、1%にて測
定したクレアチニンとクレアチンの総量から、OIおよ
びSO系にて測定したクレアチンの量を差し引くことに
より求める。
上記酵素を担体固定化した固定化複合酵素の具体的形状
は例えば粉末状、溶液状、ビーズ状、センイ状、チュー
ブ状、中空糸状1膜状もしくはこれらを加工成形した成
形品等がある。比色法ではビーズ状固定化複合酵素をカ
ラムに充填したものあるいはチューブ状固定化複合酵素
を使用することが好都合であり、酵素電極法ではこの他
に、膜状固定化複合酵素を電極と一体化して用いること
が好都合である。
測定システムの一例を図面でもって示す。
第1図は固定化複合酵素を用いた酵素比色法によるクレ
アチニン)クレアチン測定のフローダイヤグラムである
。図中・1は安定剤を含む緩衝液、2は試料、3は呈色
試薬1stは呈色試薬1.5は四方パルプ、6は固定化
複合酵素1.7は固定化複合酵素ft  sはミキシン
グコイルを示す。
第2図は酵素電極法の70−ダイヤグラムである。図中
、1は安定剤を含む緩衝液、2は試料、3は三方バルブ
、4.5は過酸化水素電極、6は固定化複合酵素I’s
 ’yは固定化複合酵素1.8はアンプ、9は演算シス
テムを示す。
第1図および第2図において、固定化複合酵素Iの系で
はクレアチニンとクレアチンの総量を、そして固定化複
合酵素Iの系ではクレアチンの量を吸光度または電流値
として連続的に検知し、演算により試料中のクレアチニ
ン値とクレアチン値とを同時に測定することができる。
111定システムはフローシステムに限定されるもので
はなく、特に全面サンプルを用いる時はセミフローシス
テム、ディスクリートシステム、バッチシステム等が好
都合な場合もある。
本発明の固定化複合酵素組成物を使用する臨床分析では
、少量のサンプルで血液、尿、その他の体液中に含まれ
る微量のクレアチニン、クレアチンを同時に短時間で精
度よく長期間安定に耐久性よく、経済的に測定すること
が可能となった。次に実施例によって本発明をさらに詳
しく説明するが、本発明は、これらによって何んら限定
されるものではない。
実施例1 平均膜厚5.3μ篇の非対称構造をもつアセチルセルロ
ース膜の多孔質側を上にして為ガラス板で水平に保持し
た。ON(東洋紡績族)1000単位、CI(東洋紡績
族)105単位、SI(盛進製薬製)38単位および牛
血清アルブミだ。この酵素溶液をアセチルセルロース膜
の多孔質側の15−に流延した。4℃で60分間、ゲル
化させた後、1Mグリシンを含む50mMリン酸カリウ
ムバッファーに室温で16時間浸漬した。多孔層側に多
孔性ポリカーボネート膜をラミネートして4℃で風乾し
た。ON活性0.60単位/cJ!、0工活性0.09
単位/cwt、S。
活性0.015単位/Cl11を有する固定化複合酵素
膜■を得た。全く同様にして、CI、SOの2種類の酵
素を用いて、0工活性0.12単位/d・SO活性0.
019単位/c++Iを有する固定化複合酵素膜lを得
た。
2種類の固定化複合酵素膜lおよびIを各々クラーク型
過酸化水素電極と組合せて酵素電極を構成した0 5 
m M FiDTA a2NB++Mg、 l m M
次亜リン酸ナトリウム、および0.2111Mアジ化ナ
トリウムを含む50m1Jリン酸カリウムバツフアーを
用いて、32℃、pH7,5の条件でディスクリート方
式により為市販管理血清バリデートおよびバリデートA
中のクレアチニンおよびクレアチン値の測定に供した。
セル容量は0.5−そして検体量は25μeであった0
検体をマイクロシリンジで注入し、固定化複合酵素の一
連の反応でクレアチニンまたはクレアチンから生成する
過酸化水素の酸化電流を検知して、クレアチニンおよび
クレアチン値を計算して求めた。結果を第1表に示す。
同じ測定系において、固定化複合酵素膜lを用いて、繰
返し測定に対する各々の酵素活性の耐久性を調べた結果
を第3図に示す011日間にわたり500検体の血清中
の総クレアチニン測定後も固定化複合酵素は安定でON
、0工およびSOの相対活性は初期活性の各々83%、
91%、105%を保持した0 比較例1 実施例1と同じ固定化複合酵素膜IおよびIを用いて、
O,gl1Mアジ化ナトウムとl*MEDTAを含む5
0mMリン酸カリウムバッファを実施例1と全く同じシ
ステムに供した。1日であり、長期間にわたり安定にク
レアチニン、クレアチンを測定することは出来なかった
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の固定化複合酵素を用いて酵素比色法に
よって、クレアチニン、クレアチンを測定するフローダ
イヤグラムの一例である。図中1は本発明の緩衝液2は
試料13は呈色試薬Is’は呈色試薬1%6は四方バル
ブ、6は固定化複合酵素1%7は固定化複合酵素js8
はミキシングコイルである。 第2図は同じく酵素電極法による場合の70−ダイヤグ
ラムの一例である。1は本発明の緩衝液12は試料、3
は三方バルブ、4およびδは過酸化水素電極、6は固定
化複合酵素膜1s’yは固定化複合酵素膜I・8はアン
プS9は演算システムである。 第3図は本発明の固定化複合酵素組成物の測定安定性を
示した図である。 特許出願人  東洋紡績株式会社  15− 第1図 5675  8 8 第21!I

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属キレート剤および還元剤を含む緩衝液と固定化複合
    酵素からなる固定化複合酵素組成物〇
JP57044191A 1982-03-18 1982-03-18 固定化複合酵素組成物 Granted JPS58162294A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57044191A JPS58162294A (ja) 1982-03-18 1982-03-18 固定化複合酵素組成物

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JP57044191A JPS58162294A (ja) 1982-03-18 1982-03-18 固定化複合酵素組成物

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JPS58162294A true JPS58162294A (ja) 1983-09-26
JPH0332357B2 JPH0332357B2 (ja) 1991-05-10

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ID=12684673

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JP57044191A Granted JPS58162294A (ja) 1982-03-18 1982-03-18 固定化複合酵素組成物

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986004610A1 (en) * 1985-02-11 1986-08-14 Travenol-Genentech Diagnostics Stabilized enzyme substrate solutions
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JPH0332357B2 (ja) 1991-05-10

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