JPS6114572A - クロマトグラフイ−による糖化アルブミンの分離方法 - Google Patents

クロマトグラフイ−による糖化アルブミンの分離方法

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JPS6114572A
JPS6114572A JP59134112A JP13411284A JPS6114572A JP S6114572 A JPS6114572 A JP S6114572A JP 59134112 A JP59134112 A JP 59134112A JP 13411284 A JP13411284 A JP 13411284A JP S6114572 A JPS6114572 A JP S6114572A
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JP
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gel
albumin
hydroxyl group
monomer
chromatography
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JP59134112A
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Takashi Hamaguchi
隆 濱口
Yuzo Yanagihara
柳原 裕三
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Medical Co Ltd
Original Assignee
Asahi Medical Co Ltd
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、クロマトグラフィーを用すて、少なくともア
ルブミンを含む溶液から糖化アルブミン金分離するアル
ブミンの分離方法に関する。
糖尿病のような長期間血糖値が高値を示す疾患では、さ
まざまな生体中の蛋白質が非酵素的に糖化反応を受ける
。血清アルブミンもそれらの蛋白質の一つである。
従来、糖尿病の診断には、血糖、尿糖、インスリン、グ
ルカゴンの測定、経口ブドウ糖負荷試験等がなされてい
るが、生理条件あるいは測定方法により結果が影響され
易いとか、被験者にも負担がかかる等の問題点がある。
それに対して、生体中の糖化蛋白質の濃度は、一時的な
生理条件の影響が少なく、過去数週間〜数ケ月の血中の
平均的糖濃度の指標となるため、近年注目されている。
例えば糖化ヘモグロビンは、過去1〜3ケ月の血糖値の
平均的指標となり、糖尿病患者の重症度と正の相関があ
ることから、糖尿病の新たな診断法、血糖コントロール
の指標としてすでに臨床応用されている。
一方、糖化アルブミンは糖化ヘモグロビンよシも生体中
での寿命が短かいため、よフ短期間の平均的血糖値の指
標になることが期待される。したがって、糖化アルブミ
ンは現行の、または新たに変更した食餌療法が、その患
者に適当か否かを早期に評価するのに有効である等、各
方面でその有用性が示唆されている。(Kay F、 
Mcfarland etal、 DIABETES、
、、28 、1011 、1979 、C,EarlG
uthrow、 et al、 Proc、Natl、
 Acad、Sci、USA。
Lらム9.4258.1979) なお、ここで言う糖化アルブミンとは、 glucos
eと共有結合したアルブミンを言う。
(従来技術) 従来、糖化アルブミンの測定には、カルボキシメチル型
セルロース等を固定相として用しるイオン交換りOマド
グラフィー(James F、 Day et al。
J、 Bto、Chem、、 254 、&5 、59
5 、1979 )や、チオバルビッール酸法に代表さ
れる発色反応を利用する方法(Kay F、 Mcfa
rland et al、 D IABETES28.
1011.1979)等が用いられている。
(発明が解決しようとする問題点) 前記従来法においては、いずれも前処理として試料よシ
アルプミンを単離する必要があり、操作が複雑で長時間
を要するという問題点がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、前記の問題点を克服すべく鋭意研究の結
果、迅速かつ簡便な操作でアルブミン中の糖化アルブミ
ンを分離する方法を見出し、本発明を完成するに到った
すなわち、本発明は、少なくとも主鎖に結合したアルコ
ール性水酸基を有する、硬質の全多孔性粒状架橋共重合
体を固定相とする液体クロマトグラフィーによって、ア
ルブミン中の糖化アルブミンを分離することを特徴とす
るアルブミンの分離方法に関する。
本発明で固定相として用いられる硬質の全多孔性粒状架
橋共重合体(以下、単にゲルと表わす)は、少なくとも
主鎖に結合したアルコール性水酸基を有することが好ま
しい。主鎖に直接結合したアルコール性水酸基とは、例
えば酢酸ビニルや炭酸ビニレンの重合体をケン化して得
られる水酸基のことである。水酸基の量はゲル乾燥重量
当I)5   ”〜9 meq / 9の範囲にあるの
がよい。ここで、水酸基の量は、例えば水酸基全無水酢
酸と反応させて、消費した無水酢酸の量またはゲルの重
量変化を測定することで求めることができる。
また水酸基の他にアミノ基、ジエチルアミノ基、あるい
はトリスアミノ基等の1〜5級アミノ基よシなる弱塩基
性アニオン交換基や、カルボキシル基で代表される弱酸
性のカチオン交換基が含まれている方が好ましい場合も
ある。以上の官能基の他には、本発明のゲルの骨格に含
まれる官能基は特に限定されない。例えばエステル基、
インシアヌレート環するいはシアヌレート環等も含まれ
ていてよい。本発明を実施する上で好ましい、または支
障のないこれらの官能基は、ゲル全体に分布しても、ま
たボア形成部分つまシポア表面のみに分布してもよい。
本発明で固定相として用いる硬質の全多孔性粒状架橋共
重合体(ゲル)は、機械的強度が大で。
しかも内部までボアが分布した構造を有するゲルのこと
である。このようなゲルは、前述したセファデックスの
ような軟質のゲルと異なシ、乾燥状態でも膨潤時のボア
構造を実質的に維持するため、乾燥状態での比表面積が
犬である。本発明のゲルは、通常乾燥ゲル重量当F)2
d/f以上、好ましくは5〜1000ゴ/lの比表面積
を有する。一方、軟質ゲルの乾燥時の比表面積1ピ/V
以下の小さb値を示す。比表面積が本発明の範囲にある
ゲルは、機械的強度が大きいので、クロマトグラフィー
用の担体として用いたときに、溶離溶媒を高流速で通液
することができ、迅速な分離・分析が可能となる。ゲル
中のボアの大きさは、少なくともアルブミンが浸透でき
る程度の大きさであればよい。ボアの大きさは、デキス
トラン、ポリエチレングリコール等の分子量既知の標準
サンプルヲ用いてゲルパーミェーションクロマトグラフ
ィーに行なめ、得られた検量線から公知の方法で推定す
ることができる。
本発明のゲルの粒径は、通常は1〜2000μmの範囲
にあるのがよい。高速液体クロマトグラフィー(以下、
HLCと表わす)用充填剤として用いる場合は、平均粒
径が5〜15μmの範囲にあるのが好ましい。大量サン
プルの分離を目的とする場合は、よシ大きい粒径でよい
本発明で言う糖化アルプミ/とは、グルコースと共有結
合したアルブミンを表わす。またグルコースの主な結合
部位に関しては、例えば525番目のりジン残基のアミ
ノ基という報告があるが、これに限定されない。
次に本発明で用いられるゲルの一例を紹介する。
例えば、カルボン酸ビニルエステル単量体、インシアヌ
レート環を有する架橋性単量体、単量体を溶解するが水
に溶解しにくい有機溶媒および重合開始剤を少なくとも
含んでなる混合物を懸濁重合して得られる共重合体のエ
ステル基金水酸基に変換せしめた粒状架橋共重合体よシ
なるゲルは、本発明において好適に用いることができる
ここで、カルボン酸ビニルエステル単量体とは、重合可
能なカルボン酸ビニルエステル基’+ −ツ以上有する
化合物のことで、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、酪酸ビ三ル、吉草酸ビニルおよびピバリン酸ビニル
などの中から選ばれ、単独または2種以上の組合せで用
いられる。なかでも重合やエステル交換またはケン化の
容易性および入手の容易さから、酢酸ビニルやプロピオ
ン酸ビニルが特に好ましい。またインシアヌレート環を
有する架橋性単量体とは、例えば下記の構造式で表わさ
れるものである。
? s (ただし、R1+R1およびR1はそれぞれ独立に= 
CHを示も) とシわけ、R□、RtおよびR3がすべて−CM、 −
CH=CH,であるトリアリルインシアヌレートは、酢
酸ビニルとの共重合性がよく、かつエステル交換または
ケン化に対しても安定性が大きいので、架橋性単量体と
して好ましい。
全単量体中のインシアヌレート項ヲ有する架橋性単量体
の割合は特に限定されないが、例えばHLC用ゲルのよ
うな機械的強度が特に大きいゲルを作る場合は、次式の
範囲にあるのがよい。
0.2≦3 b / (a −1−3b )≦0.4こ
こで a:カルボン酸ビニルエステル基のモル数り:インシア
ヌレート項を有する架橋性単量体のモル数 前記単量体以外の単量体をゲルの物性KFIとんど影響
しない程度に併用し共重合させることは、本発明のゲル
を得るうえで何ら支障ない。
これらの単量体′(il−懸濁重合させる際に、生成共
重合体をポーラスな構造にするために、単量体を溶解す
るが、水に溶解しにくい有機溶媒を単量体と共存させる
のがよい。有機溶媒は単量体100重量部に対して通常
20〜250重量部の範囲で用いられるが、小粒径で機
械的強度の特に大きいゲルが用いられるHLC用のゲル
を作る場合はやや少ない方がよく、例えば20〜100
重量部の範囲で周込られる。ただし、全有機溶媒中の5
重量%以上、好ましくは5〜50重量%はカルボン酸ビ
ニルエステル重合体を溶解しにくい有機溶媒であるのが
よい。このような有機溶媒の具体例としては、ヘプタン
、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカ
ン等の炭素数7〜15の鎖状炭化水素化合物、プロピル
ブチルエーテル、シフチルエーテル、ジー2−エチルヘ
キシルエーテル、ジデシルエーテル、ジドデシルエーテ
ル等炭素数7〜25のエーテル化合物があげられる。
また、このような有機溶媒と組合せて用いられる他の有
機溶媒としては、前記有機溶媒以外で、かつ水に溶解し
にくいものであれば特に限定されないが、トルエン、キ
シレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ヘキシル、メチ
ルイソブチルケトン等の比較的酢酸ビニル重合体を溶解
し易い有機溶媒が好ましい。またポリ酢酸ビニルやポリ
スチレン等の線状重合体を前記有機溶媒と併用して用い
てもよい。
重合に際して用いられる開始剤は、2.2’−アゾビス
インブチロニトリル、過酸化ベンゾイル等の通常の懸濁
重合に用すられる一般的なラジカル重合開始剤でよい。
懸濁重合は一般によく知られている方法で行うことがで
きる。
次に重合によって得られた共重合体のエステル交換また
はケン化反応を行う。反応は水やアルコールを溶媒とし
て、酸またはアルカリを用いて行なわれるが、好ましく
は共重合体中のエステル基のモル分率で0.2以上、さ
らに好ましくは0.4゛〜0.8を水酸基に変換せしめ
るのがよ−。反応のコントロールは、酸やアルカリの量
や濃度あるbは反応温度や時間等と反応率の関係を事前
に把握しておき、その中から条件を選択することによっ
て行うことができる。反応率の測定は、例えば特開’に
357−108662号公報に示された方法で行うこと
ができる。
このようにして得たゲルは、必要により分級してアルブ
ミンの分離のためのクロマトグラフィー用固定相と・し
て用いることができる。
カルボン酸ビニルエステル単量体およびインシアヌレー
ト3jl′!!l−有する架橋性単量体を用すてグルを
つくる場合、ゲルが本発明の目的に使い得る物性を有す
るためKは、重合時に共存させる有機溶媒の種類や量比
、あるいはケン化ま友はエステル交換反応のコントロー
ルが重要であり、これらの条件が前記範囲にある場合に
、アルブミンを糖化アルブミンと非糖化アルブミンに特
に良好に分離できるゲルが得られる。
また、このゲルに1〜3級のアミン基やカルボキシル基
を導入したゲルも本発明の目的に用めることができる。
カルボン酸ビニルエステル単量体とイソシアヌレート項
ヲ有する架橋性単量体を用いて、全く骨格の異なるゲル
、例えばシリカゲルやスチレン共重合体よりなるゲルの
ボア表面へのクラフトまたはコーティングを行なう場合
、または全く他の単量体を用いて本発明の目的に使い得
るゲルをつくる場合は、必ずしも前記有機溶媒やケン化
条件の制約を受けない。
アルブミンの分離は、通常はカラムに充填したゲルヘア
ルブミンを含む溶液および液体よシなる移動相を通液す
る、込わゆる液体クロマトグラフィーによシ行なわれる
が、薄層クロマトグラフィーを用いて行なってもよい。
ここで、カラムはクロマトグラフィーを行うために通常
用いられるものでよく材質、形状、寸法等は、目的やク
ロマトグラフィーの他の条件に応じて任意に選択するこ
とができる。
移動層は、例えば水もしくはpH緩衝剤および/または
無機塩を含む水溶液などのタンパク質の分111tK用
いられる通常のクロマトグラフィー用移動相でよい。必
要によジメタツール、エタノール、エチレングリコール
等の有機溶媒を含む液を用いてもよい。
前記のカルボン酸ビニルエステル単量体とイソシアヌレ
ート環を有する架橋性単量体を主たる原料単量体として
得られるゲルを固定相上して用いる場合は、塩化ナトリ
ウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウ
ム、クエン酸ナトリウム等の無機塩や、リン酸、酢酸、
乳酸、酒石酸あるいはクエン酸等の弱酸とその塩ま次は
塩の組み合わせよりなるpH緩衝基剤の中から1種また
は2種以上を溶解した溶液を用いるのがよい。中でもア
ンチカオトロピックイオンを含む水溶液は移動相として
好ましい。
ここで言うアンチカオトロピックイオンとは、so、2
−のような多価のイオン、F−のようにイオン半径の小
さいもので水の規則構造を安定化し、結果として水溶液
中の蛋白質の疎水結合を強めるようなイオン、言す換え
ると塩析効果の強いイオンを表わす。アンチカオトロピ
ックイオンをその作用の強さの順に列挙すると以下のよ
うになる。
陰イオン: 5o4t−> F−> CH,COO−>
 CL”’陽イオン: (CHs )4N” >1+〉
Rb”ただし、陽イオンの場合には陰イオンはどはつき
りした差はなく、現象によってはこの順序が逆転するこ
ともある。(堀尾武−2山下仁平(1981)二″蛋白
質・酵素の基礎実験法”、南江堂、P22)アンチカオ
トロピックイオンの持つこのような性質は、同一イオン
種であっても蛋白質種ととに異なる。F、Hofmei
sterは1888年、卵白7/l/ブミンの塩析に要
する種々のイオンの効果を調べ、陰イオンおよび陽イオ
ンについて、はぼ次のような順序があることを明らかK
した。同じ陽イオンを有する塩については、クエン酸塩
〉酒石酸塩〉SO42−> CHsCOt−> C1−
’> N0s−> CtOs −> I −> 5CN
−であシ、陰イオンの共通な塩で比べると、陽イオンは
陰イオンの場合はど明瞭ではないが、Li+’)Na+
:> K+:> Fへ+> Mg”十の順である。(今
堀和友。
山川凡夫(1984):″f生化学辞典”東京化学同人
、 p 1197) 本発明で行なうクロマトグラフィーにおいて、アンチカ
オトロピックイオンの中でも、クエン酸、酒石酸、硫酸
の各基の少なくとも一つ’iio、01〜1、ON、好
ましくは0.01〜0.7Mの範囲で含む水溶液は、移
動相として特に好ましい。
緩衝用基剤や塩の種類または濃度が前記範囲にあること
によシ、糖化アルブミンと非糖化7ルブミンの分離ある
いはそれらと他の成分との分離を、よシ短時間に、かつ
良好に行なうことが可能になる。クロマトグラフィーを
行なう間、移動相は通常は組成全変化させることなく一
定組成であるが、必要によシ段階的または連続的に変え
てもよい。
本発明で行なうクロマトグラフィーによって、アルブミ
ンが少なくとも糖化アルブミンと非糖化アルブミンに分
離される理由は必ずしも明らかではないが、ある移動相
とゲルを用いた場合に、糖化アルブミンと非糖化アルブ
ミンのゲルへの親和性が異なったためと推定される。
(発明の効果) 前述したように従来の糖化アルブミンの測定方法、例え
ばイオン交換クロマトグラフィー法および糖の発色反応
全利用する方法は、前操作として、血清等の試料からア
ルブミンのみを単離する必要があシ、その後の操作も煩
雑で非常に長時間を要する。また最近、アガロースにボ
ロン酸を固定したゲルを用いたアフィニティークロマト
グラフィーが開発され、比較的短時間で分離が可能とな
ったが、溶離操作が複雑な上、多くの成分の中からアル
ブミンのみを検出するために特殊な試薬全必要とする。
これに対し、本発明の液体クロマトグラフィーによる糖
化アルブミンと非糖化アルブミンの分離においては、硬
質の全多孔質ゲルを固定相として用いるため、移動相を
高流速で通液でき、短時間の分離分析が可能である。し
かも、移動相を途中で変えるこ、となく一定組成のまま
でも溶出可能なため、簡便に、かつ迅速に繰り返し分析
を行なうことができ、操作の自動化本容易である。本発
明で用いられるゲルは、生体成分の不可逆的吸着がない
ため生体成分をそのまま分析でき、またクロマトグラム
の再現性も非常に良好で、得られるデータの信頼性も高
い。さらに糖化アルブミン、非糖化アルブミ/の他の成
分との分離も良好なため、糖化アルブミンの割合は、ク
ロマトグラムのピーク面積よシ簡単に算出できる。
以上述べたように、本発明の方法は、迅速性、簡便性お
よび再現性等あらゆる点において、従来法よフはるかに
優れている。本発明を血清中のアルブミンの分析に用い
れば、糖尿病の診断または治療の評価をよフ簡便に迅速
に、かつ正確に行なうことかできることが期待される。
(実施例) 以下に本発明の実施例を示すが、本発明の範囲は、これ
らの実施例のみに限定されるものではない。
実施例1 (糖化アルブミンの調製法) Miles Laboratories、 Inc製人
血清アルブミン(フラクションV)をDulbecco
のリン酸緩衝液に溶解し4チ溶液とした。これに20 
mMの濃度となるようグルコースを加え、孔径0.22
μのフィルターで濾過滅菌した。これをエチレンオキサ
イドガスで滅菌した容器に入れ、37C,5%COtの
雰囲気中に4日間ふ置した。
(分離分取方法) アルブミンの分離は、以下に示すような条件の液体クロ
マトグラフィで行なった。なお、カラム(Asahip
ak G5−520 、G5−520P 、G5−52
0H)は、本特許請求の範囲第1項記載のビニルアルコ
ールを基本単位とする硬質の全多孔性粒状架橋共重合体
を固定相とした高速液体クロマトグラフィー用充填カラ
ムである。
カラム:旭化成工業(株)商品名 Asahipak G S −520P  内径20雪
窟長さ50crnX2本 溶離液: 30 mMリン酸ナナトリウム+150mM
硫酸ナトリウム pH7,0) ポンプ二日本分光工業(株)商品名 、 TWINOLE (流量=3.0ゴi=>検出器二
日本分光工業(株)商品名 UVIDEC(波長; 280 nm )温  度: 
30C (結果) ふ直前(グルコース添加前)詮よび4日間ふ直後のアル
ブミンのクロマトグラムを、それぞれ第1図および第2
図に示した。糖化反応により新たにピークI、I[が出
現したことがわかる。
糖化反応後のアルブミンに関しては、第2図に示すI〜
■の分画に分取した。
(ピークの同定) 分取した■〜■の各分画f Amlcon社製のcen
tricon −3oを用いて、約150倍に濃縮した
それぞれの分画について、チオバルビッール酸法により
アルブミン圧結合したグルコースの量を測定した。
一−チオバルビッール酸法〜 試料0.1−を1ゴに希釈し、これに氷冷40チドリク
ロロ酢酸(1−)を加え、3000 rpmで15分間
遠沈後、上清を除去した。残沈に蒸留水(1,Omg)
、1Mシュウ酸(0,5m )を加え、100Cで5時
間加水分解した。室温冷却後、蒸留水で当初の量に補正
し、水冷40 % ) IJジクロロ酸(1tnt)’
に加え除蛋白後、上清2.0−を採取した。次いで、こ
の上清に0.05Mチオバルビッール酸(0,5wlt
)を加え、40Cで40分間反応後、445nmにて吸
光度を測定した。
(結果) 分画I、n、III、■の単位濃度当りの吸光度は、そ
れぞれ0,53 、 D、65 、0,35 、0.3
20Dであった。分取した各分画の隣シのピークとの重
なシ合いがかなり大きいことを考慮すれば、分画工。
■と分画■、■の吸光度の差は有意であシ、糖化反応に
よって新たに生じたビークエ、■が糖化アルブミンに相
当することは疑う余地がない。
なお、ビーク■、ビーク■については、それぞれメルカ
プトアルブミン、ノンメルカプトアルブミンであること
がわかっている。(詳細は特願昭57−177505号
に示されている。)実施例2 (糖化アルブミンの調製法) 人血清アルブミンの1チ溶液に2.5mMの濃度となる
ようグルコースを加え、実施例1と同一条件でぶ置した
(分離分析方法) 任意のふ置時間で採取し危試料について、以下に示すよ
うな液体クロマトグラフィーによって、糖化アルブミン
の分離を行なった。
カラム:旭化成工業(株)商品名 Asahipak G S −520内径7.511I
I長さ50JX4本 溶離液; 30 mMリン酸ナナトリウム+150 m
M硫酸ナトリウム(pH7,0) ポンプ二日本分光工業(株)商品名 TWINCLE(流量:1.Od/關)検出器:日本分
光工業(株)商品名 UVIDEC(波長: 280 nm )温  度: 
30C (結果) 第6図に示すように5時間経過とともにビークaの割合
は直線的に増加した。
また各ふ置時間で採取した試料について、実施例1で示
シたチオバルビッール酸法によシ、アルブミンに結合し
たグルコースの量(実際には443nmにおける吸光度
)を測定した。その結果、吸光度は時間経過とともにビ
ークaの面積比に相関して増加した。この結果もまた、
ピークaが糖化アルブミンに相当することを示唆してい
る。
なお、第6図を見るとわかるように、糖化アルブミ/と
非糖化アルブミンは約80分で良好に分離できた。(特
願昭57−177505号に示したように、ビークb、
ピークCは、それぞれメルカプトアルブミン、ノンメル
カプトアルブミンである。) 実施例3 実施例1と全く同一条件で2日間糖化反応を行なったア
ルブミンを、以下に示すような条件の液体クロマトグラ
フィーで分離した。
カラム:旭化成工業(株)商品名 Asahipak G S −520H内径7,511
長さ25crrI 溶離液: 50 mMリン酸ナナトリウム+470 m
Mクエン酸ナトリウム(pH6,9) ポンプ二日本分光工業(株)商品名 TWINCLE (流量: 1.Oti/m )検出器
二日本分光工業(株)商品名 UVIDEC(波長: 280 nm )温 度=30
C (結果) 第4図に示すように、アンチカオトロピックイオンの中
でも作用の強いクエン酸塩を溶離液に加えることによっ
て、短いカラムで、さらに短時間のうちに分離すること
が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1によって人血清アルブミン(4チ溶液
)全分離し友結果を示すクロマトグラム、第2図は同一
アルブミン全4日間の糖化反応の後に同様な方法で分離
した結果を示すクロマトグラム、第3図は実施例2によ
って糖化アルブミンを分離した結果を示すグラフ(図中
の数字は糖化アルブミンのピークの面積百分率を示す)
、第4図は実施例5によって糖化アルブミンを分離した
結果を示すグラフである。 第3図 □ nλ叩lム1 第4図 □時M(分)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも主鎖に結合したアルコール性水酸基を
    有する、硬質の全多孔性粒状架橋共重合体を固定相とす
    る液体クロマトグラフィーによつて、アルブミン中の糖
    化アルブミンを分離することを特徴とするアルブミンの
    分離方法。
  2. (2)移動相の少なくとも一部がアンチカオトロピック
    イオンを含む水溶液である特許請求の範囲第1項記載の
    アルブミンの分離方法。
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