JPS5847255A - Chromatographic device for liquid - Google Patents

Chromatographic device for liquid

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JPS5847255A
JPS5847255A JP14596381A JP14596381A JPS5847255A JP S5847255 A JPS5847255 A JP S5847255A JP 14596381 A JP14596381 A JP 14596381A JP 14596381 A JP14596381 A JP 14596381A JP S5847255 A JPS5847255 A JP S5847255A
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JP
Japan
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enzyme
substance
column
light
outlet
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JP14596381A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Hirose
廣瀬 信吾
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NISSHIN DENKI SEISAKUSHO KK
Original Assignee
NISSHIN DENKI SEISAKUSHO KK
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/74Optical detectors

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  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To enable the analysis of a substance to be detected in a short time for separation and with high sensitivity by a constitution wherein a means for making enzyme react coexistently on a separated substance is provided between the outlet of a separating column of a chromatographic device for liquid and an excitation-light applying element generating fluorescence in the separated substance. CONSTITUTION:An enzume column 10 is provided at the outlet 8 of a separating column 7 of a chromatographic device for liquid through the intermediary of a mixing pipe 9. Enzume corresponding with a substance to be detected is fixed beforehand in the column 10. A solution 11 prepared by melting in a buffer solution a compound emitting fluorescence in enzyme reaction to the substance to be detected, and an auxiliary substance, if necessary, is supplied to the mixing pipe 9 by a pump 12. A product of reaction from the enzyme column 10 is made to flow on the surface of an irradiation plate 14 from an outlet 13 and down to a drain 15. A pulsed excitation light is applied from a light source 17 for excitation onto the irradiation plate, and the fluorescence thus generated is transduced photoelectrically by an electron multiplier 24 and enters a detecting device 25. The pulsed light is emitted in synchronization with the device 25. In this way, microcomponents in blood, urine or the like can be quantified with high sensitivity and in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分析に用いられる液体クロマトグラフの改良に
関する。%に1液体クロマトグラフの分離カラ人出口に
現われる分離された物質に酵素を反応させて螢光物質を
得て、これに光線を照射して検出を行う装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in liquid chromatographs used for analysis. This invention relates to a device that reacts an enzyme with a separated substance that appears at the exit of a liquid chromatograph to obtain a fluorescent substance, and detects the fluorescent substance by irradiating it with light.

医薬品が体内で代謝および吸収または排泄される状態を
調べることにより、医薬品の作用および副作用を観察す
ることが、医薬品の開発には不可欠である。ことに近年
医薬品の作用および副作用についてきわめて詳しく調べ
ることが求められるようになり、血液・尿その他の排泄
物や分泌物または組織中に含まれる極〈微量の物質を定
量する技術が必要になった。このための手段と1−て、
液体クロマトグラフは優れた装置として知られている。
It is essential for drug development to observe the effects and side effects of drugs by examining the conditions in which they are metabolized and absorbed or excreted in the body. In recent years, in particular, it has become necessary to investigate the effects and side effects of pharmaceuticals in extremely detailed ways, and technology to quantify extremely small amounts of substances contained in blood, urine, other excreta, secretions, and tissues has become necessary. . The means for this purpose are:
Liquid chromatographs are known as excellent devices.

液体クロマトグラフは、試料を展開剤とともに分離カラ
ムの中に通過させると、試料中の成分が、その物理的お
よび化学的性質に応じて分離されて出口に現われるよう
に構成された装置である。この液体クロマトグラフのカ
ラム出口に現われた物質に微量に含まれる物質を検出す
るために、出口に現われた物質に光線を照射し、この照
射に励起されて化学物質が発する螢光を検出する技術が
、特に微量な成分を検出する優れた方法として知られて
いる。
A liquid chromatograph is a device configured so that when a sample is passed through a separation column together with a developing agent, the components in the sample are separated according to their physical and chemical properties and appear at the outlet. In order to detect trace amounts of substances contained in the substances that appear at the column outlet of this liquid chromatograph, the substance that appears at the outlet is irradiated with a light beam, and the chemical substance is excited by this irradiation and detects the fluorescence emitted. However, it is known as an excellent method for detecting particularly trace amounts of components.

従来この方法によれば、一般に1 ml中に10−6g
r程度に存在する化学物質を検知することのできる感度
があるが、前述のような最近の医学における分析の要求
をみたすにはこれでは不十分であって、さらに高い検出
能力のある処理能力の優れた分析装置の開発が望まれて
いる。また、従来の液体クロマトグラフは、分離カラム
の中に試料を通過させる時間が長く、分析の能率が悪い
欠点がある。
Conventionally, according to this method, 10-6 g in 1 ml is generally
Although it has a sensitivity that can detect chemical substances present at about The development of superior analytical equipment is desired. In addition, conventional liquid chromatographs have the drawback that the time it takes to pass a sample through a separation column is long, resulting in poor analysis efficiency.

本発明はこのような背景に行われたもので、検出能力を
高くするとともに、分析に要する時間を短くすることの
できる液体クロマトグラフ装置を提供することを目的と
する。
The present invention was made against this background, and an object of the present invention is to provide a liquid chromatograph apparatus that can improve detection ability and shorten the time required for analysis.

さらに、検出対象となる物質が光線を照射しても螢光を
発しないために、この種の従来装置では検出することの
でき々かった物質に対しても、検出を可能とする液体ク
ロマトグラフ装置を提供することを目的とする。
Furthermore, because the substance to be detected does not emit fluorescence even when irradiated with light, liquid chromatographs can detect substances that could not be detected with conventional devices of this type. The purpose is to provide equipment.

本発明は、液体クロマトグラフ装置に酵素反応を組合せ
るものであって、分離カラムによる分離と酵素の特異性
を利用する分離との二段階の分離を組合せて行うことを
特徴とする。
The present invention combines an enzymatic reaction with a liquid chromatography device, and is characterized by a combination of two-step separation: separation using a separation column and separation using the specificity of the enzyme.

このように二段階の分離を行うと、第一段階の分離カラ
ムによる分離は、粗い分離を行えばよいことになり、分
離カラムを短くかつ簡単化して、分離に要する時間を短
縮することができる。
When performing two-stage separation in this way, the separation using the separation column in the first stage only requires a coarse separation, making it possible to shorten and simplify the separation column and shorten the time required for separation. .

また、検出能力を高めるために、照射する光線−パルス
状の光源を用い、さらにこれにより励起される螢光をこ
のパルスに同期して作動する検出器により検出すること
を特徴とする。
In addition, in order to improve the detection ability, a pulsed light source is used, and the fluorescent light excited thereby is detected by a detector that operates in synchronization with the pulses.

この構成により、小形の装置で瞬時エネルギの大きい光
線で検出物質全照射することができるとともに、励起さ
れた螢光を検出するための光雑音を排除することができ
るので、検出能力をきわめて高くすることができる。
This configuration makes it possible to irradiate the entire target substance with a beam of light with high instantaneous energy using a small device, and also eliminates the optical noise required to detect excited fluorescence, resulting in extremely high detection performance. be able to.

すなわち本発明は、分離カラムの出口と光線を照射する
手段との間に、分離カラムの出口に現われる物質に酵素
を共存させて反応させる手段を備え、光線を照射する手
段がパルス状に発光する励起用光源装置を含み、検出す
る手段がこの励起用光源装置の発光するパルスに同期し
て作動する検出器を含むことを特徴とする。
That is, the present invention is provided with a means for reacting a substance appearing at the outlet of the separation column with an enzyme between the outlet of the separation column and the means for irradiating the light beam, and the means for irradiating the light beam emits light in a pulsed manner. It is characterized in that it includes an excitation light source device, and the detecting means includes a detector that operates in synchronization with the pulses emitted by the excitation light source device.

上記酵素を共存させて反応させる手段には、あらかじめ
固定化された酵素が充填された酵素カラムを含むものが
望ましい。
The means for allowing the enzyme to coexist and react preferably includes an enzyme column filled with a preliminarily immobilized enzyme.

この酵素(例えば酸化還元型の酵素系のもの)には、そ
の反応に関与する補助物質(例えば過酸化水素、NAD
Hなど)を共存させて、試料から螢光を発する物質を直
接得ることができなくと゛も、分離された物質と上記補
助物質とが酵素により反応することによって、螢光を発
する物質を得て、これを観測することができる。
This enzyme (e.g., redox-type enzyme system) contains auxiliary substances (e.g., hydrogen peroxide, NAD, etc.) that participate in the reaction.
Even if it is not possible to directly obtain a fluorescent substance from a sample by coexisting with H, etc., a fluorescent substance can be obtained by reacting the separated substance and the above-mentioned auxiliary substance with an enzyme, This can be observed.

実施例図面により詳しく説明する。This will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明実施例装置の構成図である。溶離液1は
送液ポンプ2を介して管路3に送出される。分析の対象
となる試料5はサンプルパルプ6からこの管路3に注入
される。管路3の液体は送液ポンプ2の作用により、カ
ラム7に高圧で送られる。カラム7は公知の充填剤と溶
離液を含むクロマトグラフィ用分離カラムであって、通
過した物質の物理的および化学的性質に応じて分離が行
われ、その出口8には分離された物質が時系列的に現わ
れる。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. The eluent 1 is sent to a pipe line 3 via a liquid pump 2 . A sample 5 to be analyzed is injected into this conduit 3 from a sample pulp 6. The liquid in the pipe line 3 is sent to the column 7 at high pressure by the action of the liquid sending pump 2. Column 7 is a separation column for chromatography containing a known packing material and eluent, and separates the substances that have passed through it according to their physical and chemical properties. appears.

カラム7の出口には混合管9が連結され、カラム7の出
口8に送出された物質を次の酵素カラム10に導くとと
もに、溶液11から送液ポンプ12により送られる酵素
および補助物質がここで混合される。酵素等が混合され
た物質は、酵素カラム10で反応する。この反応につい
て後に詳しく述べるが、酵素の種類と反応の条件によっ
ては、酵素カラムIOの中にあらかじめ一部の酵素を固
定化しておくことがよい方法である。酵素カラム10に
は電熱ヒータが備えられ、端子32から電流を通じて酵
素による反応の最適な温度条件を作る。
A mixing tube 9 is connected to the outlet of the column 7, and the substance sent to the outlet 8 of the column 7 is guided to the next enzyme column 10, and the enzyme and auxiliary substances sent from the solution 11 by the liquid feed pump 12 are here. mixed. The substance mixed with enzymes and the like reacts in the enzyme column 10. This reaction will be described in detail later, but depending on the type of enzyme and reaction conditions, it is a good method to immobilize a portion of the enzyme in advance in the enzyme column IO. The enzyme column 10 is equipped with an electric heater, and current is passed through a terminal 32 to create optimal temperature conditions for enzyme reaction.

酵素カラム10の出口131C送出される物質は照射板
14の表面を伝って流下しドレイン15に流れる。
The substance sent out from the outlet 131C of the enzyme column 10 flows down along the surface of the irradiation plate 14 and flows into the drain 15.

この板14の表面には、励起用光源装置17からレンズ
18を介してレーザ光線が照射される。この光線の進路
には光トラップ19が配置されて、光線はここに吸収さ
れる。励起用電源装置17は電源20により駆動される
The surface of this plate 14 is irradiated with a laser beam from an excitation light source device 17 through a lens 18 . An optical trap 19 is arranged in the path of this light beam, and the light beam is absorbed here. The excitation power supply device 17 is driven by a power supply 20.

この照射板14の表面でレーザ光線により照射された物
質から発せられる螢光は、フィルタ22、レンズ23お
よびスリットを通過して電子増倍管24に入り、電気信
号に変換されて、検出器25に入る。
Fluorescent light emitted from the substance irradiated with the laser beam on the surface of the irradiation plate 14 passes through the filter 22, lens 23 and slit, enters the electron multiplier 24, is converted into an electrical signal, and is sent to the detector 25. to go into.

電子増倍管は電源26により駆動される。図に一点鎖線
28で示す部分は暗箱である。検出器25の別の入力に
は、レーザ光線をスプリッタ29で分岐し、これを光電
変換器30で電気信号に変換した信号が与えられる。検
出出力は端子31に送出される。
The electron multiplier tube is driven by a power supply 26. The part indicated by a dashed line 28 in the figure is a dark box. Another input of the detector 25 is given a signal obtained by splitting the laser beam by a splitter 29 and converting this into an electrical signal by a photoelectric converter 30. The detection output is sent to terminal 31.

ここで、励起用光源装置17は窒素レーザ(波長337
.1nm)を用いることが最適である。しかも、励起用
光源装置17はパルス状に駆動される。検出器5はボッ
クスカー積分器またはゲート形のホトカウンタ等が適し
ていて、励起用光源装置17の発光パルスに応じて積分
またはゲート動作を行い、雑音を排除して高感度の検出
を行う。
Here, the excitation light source device 17 is a nitrogen laser (wavelength 337
.. 1 nm) is optimal. Moreover, the excitation light source device 17 is driven in a pulsed manner. The detector 5 is suitably a boxcar integrator, a gate type photocounter, or the like, and performs integration or gate operation in accordance with the light emission pulse of the excitation light source device 17 to eliminate noise and perform highly sensitive detection.

このように、本発明の特徴とするところは、カラム7の
出口に酵素を混合し反応させるための手段を連結して、
この反応により生じた物質に光線を照射して検出を行う
ことにあるが、この酵素の反応について次に実施例を用
いて詳しく説明する。
As described above, the feature of the present invention is that a means for mixing and reacting enzymes is connected to the outlet of the column 7.
The substance produced by this reaction is detected by irradiating it with light, and this enzyme reaction will be explained in detail below using Examples.

発明者が実施した第一の実施例は、検出対象である基質
がt−アミノ酸の場合である。t−アミノ酸を定量する
操作は医薬の研究試験等においてきわめて必要性が大き
い。従来から液体クロマトグラフがこのために利用され
ている。第1図に示す装置を用いて、カラム7の出口8
にt−アミノ酸が連続して単離される。これは混合管9
に送られる。
In the first example carried out by the inventor, the substrate to be detected is a t-amino acid. Operations for quantifying t-amino acids are extremely necessary in pharmaceutical research and testing. Liquid chromatographs have traditionally been used for this purpose. Using the apparatus shown in FIG.
t-amino acids are successively isolated. This is mixing tube 9
sent to.

一方溶液11は、pH調節用の0.1モル燐酸緩衝液お
よび10  モルp−ハイドロキシフェニール酢酸混液
であって、ポンプ12から混合管9に送られ、上記アミ
ノ酸とともに酵素カラムlOに流し込まれる。酵1カラ
ム10の中には、t−アミノ酸オキシダーゼ(KOl・
4・3・2)とペルオキシダーゼ(KOl・11・1・
7)が固定化されている。第2図にその反応過程を示す
。すなわち、基質がt−アミノ酸であるとき、第一の酵
素としてt−アミノ酸オキシダーゼ(BOl・4・3・
2)を用いる。この酵素の作用により基質t−アミノ酸
は酸化され2−オキソ酸とガる。その反応を例示すると
、H2 +RC!(!OOH+H2O2+NH31 である。
On the other hand, solution 11 is a mixture of 0.1 molar phosphate buffer for pH adjustment and 10 molar p-hydroxyphenylacetic acid, and is sent from pump 12 to mixing tube 9, and is poured into enzyme column IO together with the above amino acid. In the fermentation column 10, t-amino acid oxidase (KOl.
4.3.2) and peroxidase (KOl.11.1.
7) is fixed. Figure 2 shows the reaction process. That is, when the substrate is a t-amino acid, the first enzyme is t-amino acid oxidase (BOl.4.3.
2) is used. Due to the action of this enzyme, the substrate t-amino acid is oxidized to 2-oxoacid. To illustrate the reaction, H2 +RC! (!OOH+H2O2+NH31.

上記のようKこの反応には、空気中の酸素(02)が利
用され、過酸化水素(H2O2)を生成する性質がある
As mentioned above, this reaction utilizes oxygen (02) in the air and has the property of producing hydrogen peroxide (H2O2).

この第一の酵素は、第1図で示した混合管9から混入し
てもよいが、発明者が実験した結果では、あらかじめ酵
素カラムlOに固定化して入れておく方が簡便であり有
効である。
This first enzyme may be mixed in through the mixing tube 9 shown in Fig. 1, but according to the results of the inventor's experiments, it is easier and more effective to immobilize it in the enzyme column lO in advance. be.

このようにして生成された過酸化水素(H2O2)は、
第二の酵素である過酸化水素分解酵素(ペルオキシダー
ゼ(Ec、1・11・1・7))の作用により分解され
る。
The hydrogen peroxide (H2O2) produced in this way is
It is decomposed by the action of a second enzyme, hydrogen peroxide decomposing enzyme (peroxidase (Ec, 1, 11, 1, 7)).

この第二の酵素の作用により、過酸化水素が分解する過
程で、補助物質を酸化する。この補助物質としては、酸
化の前には非螢光物質であって、酸化されると螢光物質
となる性質のものを選び、これを第1図に示す溶液11
から送り、混合管9で混入する。
The action of this second enzyme oxidizes the auxiliary substance during the decomposition of hydrogen peroxide. As this auxiliary substance, one is selected that is non-fluorescent before oxidation and becomes fluorescent when oxidized, and this is added to the solution 11 shown in FIG.
The mixture is mixed in the mixing tube 9.

酸化の前に非螢光物質であり酸化により螢光物質となる
物質は利用する酵素に応じて適宜選ぶことがよい。発明
者が実施している例はフェノール類および芳香族アミン
から選ばれるが、特にその−例を挙げると、 p・ハイドロキシフェニール酢酸 であるが、これに限るもので彦い。
The substance that is non-fluorescent before oxidation and becomes fluorescent upon oxidation may be appropriately selected depending on the enzyme to be used. Examples practiced by the inventors are selected from phenols and aromatic amines, with a particular but non-limiting example being p-hydroxyphenylacetic acid.

この第二の酵素についても、溶液■1から送出し混合し
てもよいが、酵素カラム10にあらかじめ固定酵素とし
て入れておくことができる。補助物質については、原則
として溶液11から送出混入することがよい。
This second enzyme may also be sent out and mixed from solution (1), but it can also be placed in advance in the enzyme column 10 as an immobilized enzyme. As for the auxiliary substances, it is preferable to mix them in by being delivered from the solution 11 in principle.

このように酵素を用いて検出対象となる基質を反応させ
、これにより生成される物質を観測することにより、基
質が螢光性を持たないものについて、観測する対象を拡
大することができる。特に、本発明を実施してクロマト
グラフィ用分離カラムに連結して酵素を作用させると、
分離カラムにおける分離を従来装置はど厳しく行わなく
とも、対象とする基質を反応させる酵素により選択する
ことができるので、カラムの構成が簡単でよいことにな
り、液体クロマトグラフ装置を安価にすることができる
In this way, by reacting a substrate to be detected using an enzyme and observing the resulting substance, it is possible to expand the range of objects to be observed, including substrates that do not have fluorescence. In particular, when the present invention is implemented and the enzyme is activated by connecting it to a separation column for chromatography,
The separation in a separation column is not as strict as in conventional equipment, but the target substrate can be selected depending on the enzyme to be reacted with, so the column configuration is simple and easy, making liquid chromatography equipment inexpensive. I can do it.

この方法により芳香核を有するアミノ酸を5 X 10
−’  gr/ml の濃度まで定量できることが確められた。また、分離カ
ラム7を短縮することができるので、測定に要する時間
を著しく短縮することができることがわかった。したが
って、一台の装置で一人の作業者が多数の試料について
測定することができるので、今後の医薬の効果測定にき
わめて有用であると考えられる。
By this method, 5 x 10 amino acids with aromatic nuclei
It was confirmed that it was possible to quantify up to a concentration of -'gr/ml. Furthermore, it has been found that since the separation column 7 can be shortened, the time required for measurement can be significantly shortened. Therefore, one operator can measure a large number of samples using one device, which is considered to be extremely useful for measuring the effects of pharmaceuticals in the future.

次に発明者が実施した第二の例として、血液中の尿酸の
定量について、数値を含む実施例を示す。
Next, as a second example conducted by the inventor, an example including numerical values will be shown regarding the determination of uric acid in blood.

血清1 mAを取り、これにメタノール10mtを加え
て加温後メタノール液層を分取する。これを減圧下で乾
固する。残渣を80チメタノ一ル溶液1mAに溶解する
。その10μtを第1図に示す液体クロマトグラフ装置
にて分離定量する。
Take 1 mA of serum, add 10 mt of methanol to it, heat it, and separate the methanol liquid layer. This is dried under reduced pressure. The residue is dissolved in 1 mA of 80 timethanol solution. 10 μt of the sample is separated and quantified using a liquid chromatography device shown in FIG.

カラム7は、RP−0,8を充填し、その長さが3.1
mmφX250mm であって、溶離液に0.1M燐酸1−カリウム塩を用い
0.8 m4/In1nの流速で溶離させる。
Column 7 is filled with RP-0,8 and its length is 3.1
mmφ×250 mm, and 0.1 M 1-potassium phosphoric acid salt is used as the eluent at a flow rate of 0.8 m4/In1n.

カラム7の出口に連結された混合管9から、10−4M
のp・ハイドロキシフェニル酢酸の溶液を0.33 L
/’mi nの割合で混合させる。
From the mixing tube 9 connected to the outlet of column 7, 10-4M
0.33 L of p-hydroxyphenylacetic acid solution
/'min.

酵素カラムlOにはガラスピーズに固定化したウリカー
ゼ(u、c、1・7・6・3)およびペルオキシダーゼ
(BOI・11・1・7)を充填する。酵素カラムlO
の大きさは 2.0mmφ×100mm であり、酵素カラムの温度を約35℃に保つ。
The enzyme column IO is filled with uricase (u, c, 1, 7, 6, 3) and peroxidase (BOI, 11, 1, 7) immobilized on glass beads. Enzyme column lO
The size of the column is 2.0 mmφ×100 mm, and the temperature of the enzyme column is maintained at approximately 35°C.

励起用光源装置17は窒素レーザであって、フィルタ2
2は425nmの螢光を透過し、337.1nmの励起
光の散乱光を除去する。この反応を第3図に示す。
The excitation light source device 17 is a nitrogen laser, and the filter 2
2 transmits fluorescent light of 425 nm and removes scattered light of excitation light of 337.1 nm. This reaction is shown in FIG.

これにより血中の1 mA中に含まれる5X10  g
、r の尿酸を定量することができた。
This results in 5X10 g contained in 1 mA of blood.
, r uric acid could be quantified.

発明者が実施した酵素を用いる反応についての第三の実
施例は、第4図に示す反応系のものである。これは酵素
として、オキシドリダクターゼ類を用い、補助物質とし
てNADにコチンアミドアデニンジヌクレオチド)−!
たはNADPにコチンアミドアデニンジヌクレオチドホ
スへイト)を用いる。
The third example of a reaction using an enzyme carried out by the inventor is the reaction system shown in FIG. This uses oxidoreductases as enzymes, and NAD and cotinamide adenine dinucleotide) as auxiliary substances.
or NADP (cotinamide adenine dinucleotide phosphate).

オキシドリダクターゼ類の酵素の中には、共通の補助物
質NADまたはNADPの作用を必要とするものが多い
。またこの酵素は基質を生成物に変化させる際に、NA
DまたはNADPをそれぞれMADEまたはNADPH
に変化させる。NADHまたはNADPHは540nm
の波長を吸収して、460 nmの強い螢光を発する。
Many of the enzymes of the oxidoreductase family require the action of a common auxiliary substance, NAD or NADP. In addition, this enzyme converts the substrate into the product by converting the NA
D or NADP to MADE or NADPH respectively
change to NADH or NADPH is 540nm
It absorbs wavelengths of 460 nm and emits strong fluorescence at 460 nm.

このため励起光源として窒素レーザ(337,1nm 
)を用いることはきわめて有効である。励起光をパルス
状とし、これに同期して螢光を測定すると、NADHま
たはNADPHの微量の測定が可能に々る。
For this reason, a nitrogen laser (337,1 nm) is used as an excitation light source.
) is extremely effective. If the excitation light is pulsed and the fluorescence is measured in synchronization with this, it is possible to measure a trace amount of NADH or NADPH.

このようにNADHまたはNADPHの定量を行うこと
により、化学量論的に測定の目的物である基質を比例し
て定量することができる。オキシドリダクターゼ類の中
には、NADまたはNADPを補酵素とするものが多く
、したがって測定できる基質の種類が多く、利用範囲が
広い。
By quantifying NADH or NADPH in this manner, the substrate, which is the object of measurement, can be quantified in a stoichiometric manner. Among oxidoreductases, many use NAD or NADP as a coenzyme, and therefore there are many types of substrates that can be measured, and the range of use is wide.

次にこの具体的々実施例として、血液中の微量の乳酸の
測定について述べる。ここで用いる酵素は、乳酸デヒド
ロゲナーゼ(EC,1・1・1・27)である。この酵
素は補酵素としてNADを必要とし、下式のように反応
する。
Next, as a specific example, measurement of a trace amount of lactic acid in blood will be described. The enzyme used here is lactate dehydrogenase (EC, 1.1.1.27). This enzyme requires NAD as a coenzyme and reacts as shown below.

L−乳酸子NAD ?ピルビン酸十NADH この反応は可逆的であって、生成したピルビン酸にヒド
ラジンを添加して、ピルビン酸のヒドラシーンとして可
逆反応の進行を防止する。この操作により生成するNA
DHは乳酸の量に比例することになる。NADHを窒素
レーザ(337,1nm )で励起し、その発生する螢
光(460nm)をレーザと同期した電子倍増管で測定
する。
L-lactate NAD? Pyruvic acid ten NADH This reaction is reversible, and hydrazine is added to the pyruvate produced to form a hydracene of pyruvate and prevent the reversible reaction from proceeding. NA generated by this operation
DH is proportional to the amount of lactic acid. NADH is excited with a nitrogen laser (337.1 nm), and the generated fluorescence (460 nm) is measured with an electron multiplier synchronized with the laser.

上記乳酸デヒドロゲナーゼ(r;c、1・1・1・27
)は基質に対する特異性が大きいので、迅速な操作によ
る短い時間の分析や、十分な精度を必要としない分析の
場合には、第1図の分離カラムをきわめて短くして、極
端な場合にはカラム7を取除いても、測定することがで
きる。
The above lactate dehydrogenase (r;c, 1, 1, 1, 27
) has a high specificity for the substrate, so in the case of short-time analysis with rapid operation or analysis that does not require sufficient precision, the separation column shown in Figure 1 can be made extremely short, and in extreme cases Measurement can be performed even if column 7 is removed.

血清を10倍に希釈し、その10μtをサンプルパルプ
6より注入する。このとき溶離液】としてはpl(8,
5の0.1M燐酸緩衝液に、0.2 mMのNAD。
The serum is diluted 10 times, and 10 μt of the serum is injected through the sample pulp 6. In this case, the eluent] is pl(8,
5 in 0.1 M phosphate buffer, 0.2 mM NAD.

50mMのヒドラジン、および少量のEDTAを含む溶
液を用いる。ポンプ2は毎分0.3 mA程度とする。
A solution containing 50 mM hydrazine and a small amount of EDTA is used. Pump 2 has a current of approximately 0.3 mA per minute.

酵素カラム10は25℃に保温する。 励起用光源17
としては、窒素レーザ(331,7nm )を用いた。
The enzyme column 10 is kept at 25°C. Excitation light source 17
A nitrogen laser (331.7 nm) was used.

この結果血清1 mA中に存在する乳酸lX10  g
r   以下 を測定することができた。
As a result, 10 g of lactic acid is present in 1 mA of serum.
It was possible to measure r or less.

このように、基質がアミノ酸以外の場合にも、また基質
に螢光性がなくとも検出を行うことができる。酵素、補
助物質、アクセプタ等については、さまざま々組合せで
基質に対応させて選ぶことができる。
In this way, detection can be performed even when the substrate is other than an amino acid or even when the substrate is non-fluorescent. Enzymes, auxiliary substances, acceptors, etc. can be selected in various combinations depending on the substrate.

以上説明したように、本発明によれば、きわめて微量の
物質も、酵素を用いることKより生物化学的に反応させ
て検出できる状態に修飾することができる。これをパル
ス状に発光する励起用光源 −で照射し7、これに同期
した検出を行うことにより、従来得られなかったきわめ
て高感度の測定を行うことができる。
As explained above, according to the present invention, even extremely small amounts of substances can be modified into a detectable state by biochemical reaction using enzymes. By irradiating this with an excitation light source that emits pulsed light 7 and performing detection in synchronization with this, it is possible to perform measurements with extremely high sensitivity, which has not been possible in the past.

さらに、検出の対象となる基質が螢光を発しない場合に
も、上述のような酵素反応により螢光を発する物質に置
き換えて定量することができるので、液体クロマトグラ
フの適用領域が広くなる。
Furthermore, even if the substrate to be detected does not emit fluorescence, it can be quantified by replacing it with a substance that emits fluorescence through an enzymatic reaction as described above, broadening the range of applications of liquid chromatography.

さらに、酵素反応を組合せることによる顕著な効果は、
従来の分離カラムによる分離の程度を粗くしても、十分
に高感度の測定を行うことができる点にある。このため
測定の作業能率が向上し、従来測定できなかった程の多
数のテークを採ることができ、医薬品の性質の調査には
きわめて有効である。
Furthermore, the remarkable effect of combining enzyme reactions is
The point is that even if the degree of separation by conventional separation columns is coarsened, measurements can be performed with sufficiently high sensitivity. This improves measurement efficiency and allows a larger number of measurements to be taken than previously possible, making it extremely effective for investigating the properties of pharmaceuticals.

さらに、酵素を酵素カラムに固定化すると、酵素を取扱
うための特別な知識や技術を必要とせずに、この種の装
置の操作ができるようになる。従来液体クロマトグラフ
は、いくつもの部分に分けられ、これらを巧みに連結し
て取扱う必要のある装置であったものが、1台のまとま
った取扱いの ゛簡単な装置として提供できるようKな
る。しかも酵素カラムを消耗品として提供すれば、本発
明が分析技術に貢献するところは大である。
Furthermore, immobilizing enzymes on enzyme columns allows operation of this type of device without requiring special knowledge or skills for handling enzymes. A conventional liquid chromatograph was a device that was divided into several parts and had to be skillfully connected and handled, but now it can be provided as a single, easy-to-handle device. Moreover, if the enzyme column is provided as a consumable item, the present invention will greatly contribute to analytical technology.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明実施例装置の構成図。 第2図は酵素による反応系の一例を示す図。 第3図は酵素による反応系の別の一例を示す図。 第4図は酵素による反応系のさらに別の一例を示す図。 1・・・溶離液、2・・・送液ポンプ、3・・・管路、
5・・・試料、6・・・バルブ、7・・・カラム、8・
・・出口、9・・・混合管、lO・・・酵素カラム、1
1・・・溶液、12・・・送液ポンプ、13・・・出口
、14・・・照射板、15・・・ドレイン、17・・・
励起用光源装置、18・・・レンズ、19・・・光トラ
ップ、20・・・電源、22・・・フィルタ、23・・
・レンズ、24・・・電子増倍管、25・・・検出装置
、26・・・電源、28・・・暗箱、29・・・スプリ
ッタ、30・・・光電変換器、32・・・端子。 特許出願人 株式会社日辰電機製作所 代理人  弁理士 井 出 血 孝
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of a reaction system using an enzyme. FIG. 3 is a diagram showing another example of a reaction system using an enzyme. FIG. 4 is a diagram showing yet another example of a reaction system using enzymes. 1... Eluent, 2... Liquid pump, 3... Piping line,
5...sample, 6...valve, 7...column, 8...
...Outlet, 9...Mixing tube, lO...Enzyme column, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Solution, 12... Liquid pump, 13... Outlet, 14... Irradiation plate, 15... Drain, 17...
Excitation light source device, 18... Lens, 19... Optical trap, 20... Power supply, 22... Filter, 23...
・Lens, 24... Electron multiplier, 25... Detection device, 26... Power supply, 28... Dark box, 29... Splitter, 30... Photoelectric converter, 32... Terminal . Patent applicant: Nitshin Electric Manufacturing Co., Ltd. Agent: Takashi Ideke, patent attorney

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)試料を通過させる分離カラムと、この分離カラム
により分離された物質に光線を照射する手段と、この光
線により励起される螢光を電気信号に変換して検出する
手段とを備えた液体クロマトグラフ装置において、前記
分離カラムの出口と前記光線を照射する手段との間に、
前記分離カラムの出口に現われる物質に酵素を共存させ
て反応させる手段を備え、前記照射する手段がパルス状
に発光する励起用光源装置を含み、前記検出する手段が
前記電気信号を入力とし前記励起用光源装置の発光する
パルスに同期して作動する検出器を含むことを特徴とす
る液体クロマトグラフ装置。
(1) A liquid equipped with a separation column through which a sample passes, a means for irradiating a substance separated by this separation column with light, and a means for converting fluorescence excited by the light into an electrical signal and detecting it. In the chromatographic apparatus, between the outlet of the separation column and the means for irradiating the light beam,
The means for causing an enzyme to coexist with and react with the substance appearing at the outlet of the separation column is provided, the irradiating means includes an excitation light source device that emits light in a pulsed manner, and the detecting means inputs the electric signal to excite the substance. A liquid chromatography device comprising a detector that operates in synchronization with pulses emitted from a light source device.
(2)酵素を共存させて反応させる手段に、あらかじめ
固定化された酵素が充填された酵素カラムを含む特許請
求の範囲第(1)項に記載の液体クロマトグラフ装置。
(2) The liquid chromatography device according to claim (1), wherein the means for allowing the enzyme to coexist and react includes an enzyme column filled with a preliminarily immobilized enzyme.
(3)酵素を共存させて反応させる手段に、この酵素の
反応に関連する1種または複数種の補助物質をこの酵素
と共存させる手段を含む特許請求の範囲第(1)項また
は第(2)項に記載の液体クロマトグラフ装置。
(3) Claims (1) or (2) include a means for causing an enzyme to coexist and react with the enzyme, and a means for causing one or more auxiliary substances related to the enzyme reaction to coexist with the enzyme. ) The liquid chromatography device described in item 1.
(4)酵素が、分離された物質および補助物質を反応さ
せる第一の酵素と、この第一の酵素が関与する反応によ
り生成された物質をさらに上記補助物質とは別の種類の
補助物質と反応させて螢光物質を得るための第二の酵素
とを含む特許請求の範囲第(3)項に記載の液体クロマ
トグラフ装置。
(4) The enzyme reacts the separated substance and the auxiliary substance with a first enzyme, and further converts the substance produced by the reaction involving this first enzyme into a different type of auxiliary substance from the above-mentioned auxiliary substance. The liquid chromatography device according to claim 3, further comprising a second enzyme for reacting to obtain a fluorescent substance.
(5)酵素を共存させて反応させる手段に、加温手段を
含む特許請求の範囲第(1)項ないし第(4)項のいず
れかに記載の液体クロマトグラフ装置。
(5) The liquid chromatography device according to any one of claims (1) to (4), wherein the means for allowing the enzyme to coexist and react includes a heating means.
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