JPS62205799A - イヌリンの測定法及び測定試薬 - Google Patents

イヌリンの測定法及び測定試薬

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JPS62205799A
JPS62205799A JP3601187A JP3601187A JPS62205799A JP S62205799 A JPS62205799 A JP S62205799A JP 3601187 A JP3601187 A JP 3601187A JP 3601187 A JP3601187 A JP 3601187A JP S62205799 A JPS62205799 A JP S62205799A
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inulin
phosphate
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fructose
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ハンス−フリーダー・キユーンレ
カタリナ・フオン・ダール
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/34Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12Q1/54Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving glucose or galactose
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

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、イヌリンを酵素的にフルクトースに変換し、
これを公・知法で測定するイヌリンの測定法並びにこの
ために好適な試薬に関する。
従来技術 腎+4の排泄機能の正しい検量のためには、今日有利に
放射線薬学が用いられる。この際、糸球体クリアランス
の測定のためには、純粋な糸球体症過においてされたっ
ており、かつ尿細管で分泌されず、再吸収されることの
ないa4化合物を使用する。使用する物質は更に腎外注
に排泄されるべきではなく、かつ血漿蛋白質に結合して
はならない。これらの実験のためには、特にエチレンシ
アミン四酢畝( ffDTA )及びジエチレントリア
ミン五酢酸( DTPA )のタイプの錯化剤が特に好
適でるる。特に”Cr − gDTAは時に好適である
ことが証明ちれている。
一般に腎臓病学的慣゛用伝に2いては,従来通りクレア
チニン−クリアランスが測定される。このためには血中
のクレアチニン濃度並びに多くの場合24時間の尿採取
期間の経過で排泄賂れたクンアチニンtを測定しなけれ
ばならない。
糸球体濾過能及び尿細管濾過能の核医学的測定は今日選
択的方法である。しかしながら、この方法の実施は比較
的高価な装gt′を必要とするので、この測定は特にこ
の丸めに設置さ17′cセンターでのみ実施することが
できる。更に、一定の放射線負荷ということも考慮しな
けnはならず、このことは特に経過チェックのために繰
シ返し行なわれる実験においては重大なことである。
クレアチニン−クリアランスはすべての臨床実験室にお
いて実施することができる。しがしながらこの方法の欠
点は特にしはしは信頼できない尿採取期間、並びに血中
のクレアチニン濃度の生理学的変動、及び尿i管再吸収
の変動にある。もう1つの問題は範用されるクレアチニ
ン測定法が比較的非特異性であるということである。
糸球体クリアランスの従来からの測定用材料はイヌリン
である。該物質は薬理学的に十分に不活性に挙動し、実
質的に血漿蛋白質に納会せず、かつ完全に糸球体により
濾過てれるので、クリアランスの検量にとって着しく好
適である。
しかしながら前記の利点は、従来公知のイヌリン測定法
の作業費用が高いだけでなく、不正確性及び非特異性に
おいても著しいということにLり相殺される。更に、イ
ヌリン−クリアランスの測定の実質的な実施は、安定し
九濃度が達成されるまで該物質を連続的に注入する必要
があるので複雑である。引キ続キ、血中のイヌリン濃度
並びに尿中に一定時間排泄されたイヌリン鎗を測定しな
ければならない。このためには、一般に患者のカテーテ
ル挿入処tはさけられないCP、クレー? −(Kra
mer ) 等、Mitt、 K11n。
Nephrologie 、第1巻、第26〜59頁(
1974年〕〕。
生物学的試料中のイヌリンの測定の友めには植々の方法
が公知である。この測定は通常色素の形成にもとづき、
その濃度上分光測定により測定し、測定すべき試料中の
イヌリン濃度に関する尺度とする。VfルシンCG、F
、 シュライナー(8chrsiner ) 着、Pr
oc、 Sac、 Exp、 Biol。
Mad、、第74巻、第1174(1950年)〕、ジ
フェニルアミy (H,D、 ハリンン(Harris
on )著、Proc、 Sac、 Exp、 Bio
l、 Med、、第48巻、第111jj(1492年
)〕又はアンスロン1: W、D、ディピッドサン(D
avidson )等着、J。
Lab、 C11n、 Med、、第62巻、第651
頁(1963年)〕で処理する方法が公知である。
これらすべての方法は非特異的、すなわち不正確であり
、従って古い方法とみなされている□発明が解決しよう
とする問題点 前記測定法はすべて、第1の工程としてポリフルクトサ
ンであるイヌリン全酸性那水分解するが、この工程は3
7〜75℃の温度で長い反応時間を必要とする。噴出や
、蒸発による液体の損失をなく丁ことかできないので、
この反応条件は試料処置I!:者しく複雑にする。場合
により、溶封し几ガラス製フラスコ中で作業しなければ
ならない。
加水分解′に彌酸性PI”1値で実施するので、試料t
6らかじめl脱蛋白しなければならない。この際、蛋白
質の析出の際にイヌリンが一緒に沈殿し、測定が不正確
になるという危険かめる。
問題点全解決するための手段 従って、容易に実施可能なイヌリン測定法に対する要求
がるる。この課題は、脱蛋白を行なわずに実施すること
がでさ、かつ者しい精密さと正確さが少量の試料容量で
達せられる、完全な酵素法を開発することにより、本発
明により解決する。この方法で、放射線学的方法と同様
に高い正確性でイヌリン・クリアランス金測定すること
が可能である、測元機を備えるすべての実験室において
、簡単に実施することのできる方法が提供される。
本発明の課題は、イヌリンヲG#索的にフルクトースに
変換し、場合により試料中に存在するグルコースを酵素
的に除去し、遊離したフルクトースを公知法で酵素的に
測定する、イヌリンの測定法である。
イヌリンの測定のために、ポリフルクトサンをその構成
分フルクトースに切断する。この刀日水分解全酵素的に
行なう。このために好適な酵素としては、例えばβ−フ
ルクトシダーゼ又はイヌリン濃度を使用することができ
る。フルクトースの測定のためには、多くの方法が専門
家には公知でめる。有利に、生じ定フルクトース′をA
TP 、!:共にヘキソキナーゼにより燐酸化し、フル
クトース−6−ホスフニートヲクルコース=6−ホスフ
ニートーイソメラーゼで異性化し、グルコース−6−ホ
スフェートトシ、かつグルコース−6−ホスフェート’
i NADP ト共に/”ルコース−6−ホスフエート
ーデヒド口rす一ゼにより変換し、グルコネート−6−
ホスフェート及びNADPHとする。NADPHの上昇
全測定する。
この上昇は測定子べき試料中に存在するイヌリンのa度
の尺度でるる。
血清試料中に富に変動する訣度で存在するグルコース全
分離せずに測定する友めに、グルコ−スケグルコースオ
キシダーゼと過酸化水素とで酸化することができる。グ
ルコースの酸化も、イヌリンの酵素的加水分解も同じ一
値で、同じ緩衝剤系で行なうことができる。両方の反応
を同時に、平行して行なうことができる。更にこのこと
は、β−フルクトシダービ調剤中に場合により存在する
グルコースをも共に酸化し、こうして後続の測定は妨害
されないという利点をもMしている。
本発明による完全に酵素的なイヌリン−測定法は公知技
術方法の欠点を回避している。グルコースの酸化も、イ
ヌリンの酵素的加水分解も弱酸性−値で実施される。従
って、試料のあらかじめの脱蛋白は行なわなくてよい。
更に、天然グルコースの酸化にニジ示差分析が回避され
る。血清又は血漿中の天然グルコースの濃度が測定すべ
きイヌリン鐘度のファクター100又はそれ以上でるる
かもしれないということを考慮すると、前記のことは該
方法の正確性に者しく寄与する。こうして、最終的には
後続のフルクトースの酵素的測定により、者しく扁い特
異性が達せられる。
本発明方法の有利な実施形においてに、まず試料を(例
えば血清又は血漿t1場合により生理的食塩溶液で希釈
して)好適な緩衝剤系、−4,0〜6.0.!利にクエ
ン酸@緩衝敢、グルコースオキシダーゼ及びイヌリンを
フルクトースに加水分解する酵素並びに過ば化水索と混
合する。反応混合物を約1時間67℃で恒温保持する。
イヌリンから酵素的加水分解により生じたフルクトース
の測定は波長620〜370 nmで引キ、洸き行なう
。このためには、恒温保持配合物中に、トリエタノール
アミン緩衝i中のマグネシウム[、NADP及びATP
からなる溶液を加える。十分に混合し、全混合物をキュ
ベツト中に導入する。吸光KE1に分元元度計で測定子
ゐ。引き続き、酵素ヘキソキナーゼ、グルコース−6−
ホスフニートーインメラーゼ及びグルコース−6−ホス
フェートーデに= ドロ’ff−ゼの混合物を添〃uす
ることにより、酵系的反応鎖が開始する。約10〜20
分段、反応で終わらせ、吸光E2 (i−aみとる。吸
光度差からフルクトース富貴ヲ測定し、こうして試料中
のイヌリンの富貴を測定する。試料自体の測定の他に、
試料のイヌリン言置の計算に;いて考慮丁べき試薬仝値
を測定することが勧められる。
本発明方法に必要なI#素及び助剤を有利に一定の俗液
もしくは懸陶歇に1とめる。緩衝剤システムとしては有
利に緩衝mg、o、os〜0.5mol/l、有利に0
.1〜0.3 mol /l (D濃に]−4,0〜6
.0を有するクエン酸塩緩衝液が有利である。特に有利
であるのは一値5.0のクエン酸塩緩衝液であシ、これ
は測定において緩衝溶液0.2 mol / lの濃度
で利用される。グルコースオキシダーゼ及びイヌリンを
フルクトースに加水分解する酵素を有利に前記クエン酸
塩緩衝液中に浴かし、恒温保持媒体lとして使用する。
イヌリンをフルクトースに用水分解する酵素としては、
例えばβ−フルクトシダーゼ又はイヌリナーゼを使用す
る。恒温保持媒体l甲の酵素の濃度はグルコースオキシ
ダーゼ50〜300u/rrtt、’;vr利に125
U/mj及びイヌリナーゼ0.5〜5U/m11*°利
に0.75 U /ml又はβ−フルクトシダーゼ20
00〜10口Q Q U / ml、有利に60000
/ゴである。場合により試料中に存在するグルコースの
酸化は緩衝液中に過酸化水素0.1〜2係、有利に0.
3 %含Mする恒温保持媒体■により開始する。
フルクトース測定に必要な助剤、例えばNADP%AT
P及びマグネシウム塩、例えば硫酸マグネシウムをトリ
エタノールアミン緩衝液中の混合物として保存し、使用
することができる・使用可能であるのは、例えば0.1
〜2. mM 。
有利に0.3 mM トリエタノールアミン緩衝液−6
,0〜8.0である。荷に有利であるのはp)17.6
の前記緩衝欣である。
この中に爵かした物質の濃度はNADP O,5〜3m
mol/l、!利にi mmol / 13 、 AT
P 1.0〜5 mmol / 1. 、 fj利に2
.5 mmol / 73及びマグネシウム塩、例えば
[2マグネシウム1.0〜I Qmmol/lSV利に
4 mmol / lである。
フルクトースの測定に必安なI#索は測定の前に同様に
混合し、試料の混合物として添即する。
この酵素混合物は硫酸アンモニウム溶液中に懸濁液とし
て存在するのが有利でるる。硫酸アンモニウム#液の濃
度は通常6〜4、有利に6.2mol / 13である
。これはpH! 5.5〜6.5 、’ff利VC6,
0k弔゛する。混合物中の酵素の蹟度はへキンキナーゼ
40〜400U/dS有利に140y7mt、グルコー
ス−6−ホスフェート−イソメラーゼ100〜1000
 U/ml、有利に350U/rrtl及Uクルコース
〜6−ホスフエードーテヒドロデナーゼ20〜200U
/m、有利に70U/ff+7である。
更に、本発明の課題はイヌリンを加水分解してフルクト
ースとし、場合により、試料中に存在するグルコースを
分解し、遊離したフルクトースを公知法で測定すること
よりなるイヌリンの#本釣測定用試薬である。該試薬は
フルクトースを測定するための方法に通常必要とされる
物質並びにイヌリン勿フルクトースに加水分解するC#
素、例えばイヌリナーゼ又はβ−フルクトシダーゼ、並
びに場合に=ジグルコースオキシダーゼ及び過酸化水素
を含有する。本発明において有利な試薬は欠の成分を含
Mする:a)クエン酸塩緩衝剤0.05〜[J、5モル
/lを含Mする緩衝溶液、p)14.0〜6.[Jb)
緩衝溶液a)中にイヌリナーゼ0.5〜5U/rd及び
場合によりグルコースオキシダーゼ50〜30DU/7
dt含有する#素溶液、C)場合により緩衝溶液a)中
の0.1〜2%過酸化水素溶液、 d)トリエタノールアミン緩衝剤0.1〜2mmol 
/ l 、 pH6,0〜8.0中に、NADP   
   O,5〜3mmol / l XATP    
   1.0〜5   mmol/l、マグネシウム塩
   1.0〜10   mmol / 1を含有する
補酵素靜液、 e)  ヘ+ 7 * f −−t!′40〜40CI
 U /’sグルコースー6−ホスフニートーイソメラ
ーゼ100〜10CJOU/ゴ及び グルコース−6−ホスフニートーテヒドロI’f−−e
20〜200 U /ゴ、 を含有する酵素溶液。
特に有利でめるのは次の成分を有する試薬でめる: a〕 り:r−7tR頃緩衝剤0.2 mol / l
含有する緩衝#液、pH5,0 b)緩衝溶液a)中にイヌリナーゼ0.75U/ff1
l及び場合によりグルコースオキシダーゼ125U/d
を含有する酵素溶液、 C)場合により緩′tfI溶液a)中の[1,3%過酸
化水素溶液、 d)  0.3 mM トリエタノールアミン緩衝液、
pH7.6中に、 NADP        1    mmol / l
 。
AT’P        2.5  mmol / l
 。
硫酸マグネシウム    4.□   mmol / 
l、全含有する補酵素溶液、 e)ヘキソキナーゼ     140U/lrLl。
グルコース−6−ホスフニートーインメラーセ350 
U /ml及び グルコース−6−ホスフニートーテヒドロr−t −セ
フ0U/ゴ を含有する酵素溶液。
イヌリナーゼのかわりに、該試薬はβ−フルクトシダー
ゼ2000〜100OOU/m、有利に60[JOTJ
/dβ−フルクトシダーゼを含有していてもよい。
実施例 次に実施例につき本発明の詳細な説明する二側  1 イヌリンの測定 A)溶液の製造 a)りx7酸塩緩衝液(J、2 M 、 pH5,0ク
エンff (C,H807X H20) 4.2 、l
i’ e水1c浴カL、全100Mとする。
クエンMナトリウム(C6H5Na30’7 X 2H
20)5.889に水中に解かし、全1007dとする
クエン酸ナトリウム溶液60ゴをクエン戚溶液257d
と混合する;該混合物上−5,0に調節する。
b)恒温保持媒体 恒温保持媒体1 クエン酸塩緩衝液0.2M、pH5,0io、oy。
グルコースオキシダーゼ(約250 U1m9 )5.
0 In9、 イヌリナーゼ(約37U/d)   [1,2ml〔ノ
ボチウム(Novozym ) SP 230、EC3
,2,1,7,ノボ産業(Novo Industvi
c )、注文番号811221) もしくは β−フルクトシダーゼ(約300 U/ダ)  200
.0IA9CEC5,2,1,26、ベーリンガー・マ
ンハイム社、注文番号 104914 ) 恒温保持媒体■ クエン酸塩緩衝液0.2M、pH5,05,0rnl。
過酸化水素、60%水溶液    0,05ゴc)  
フルクトース測定用試薬 溶液1 トリエタノールアミン緩衝液0.6飢へp)17.6、
MgSO3(4,Ommol / l )NADP  
(1,0mmol / l )ATP   (2,5m
mol / l )溶液2 ヘキソキナーゼ(約1400/ゴ) グルコース−6−ホスフニートーインメラーゼ(約35
DU/mJ) グルコース−6−ホスフニートーテヒドロデナーゼ(約
700/ゴ) を硫酸アンモニウム溶液3.2 mol / l 、 
pH6,0中の懸濁液として B)測定の実施 a)試料容量 人の実験においては血清又は血漿Q、1TnI!の単一
試料容量で処理することができる。こうして、例えば被
験者あたり5Iの静脈内投与の後、投与後約4時間の間
、イヌリンの排泄動力学を確実に把握する。この際、腎
臓のM來な被験者に2いて血清濃度は約1 rn9/m
l 〜0.09−n9/rrtlの範囲で変動する。
小さい動物種での実験においては、一般に比較的高いイ
ヌリン投与量で処理する。従って、測定範囲を越えない
ように、分配相の間(投与後、約60分筐で)試料を生
理食塩溶液で1:10に希釈することが勧められる。こ
れに対して、比較的迅速に低一度となる直線的排泄相の
間は試料を希釈せずに使用すべきである。
b)酸化及び刀日水分解 反応配合物: 大実験  動物実験 試料       0−1 m   0.05 mJ恒
温保持媒体I  O12ゴ  0.10ゴ恒a保持媒体
If   Q、1m/   0.05m反応反応物金混
合し、37℃で約60分間恒温保する。
C)フルクトースの測定 測定を波長334 nmで行なう。
恒温保持配合物中にピペットで測り入れる:浴g1  
   1・0ゴ これを十分に混合し、かつ全混合物七半微貸キュベツト
中に入れる。E 1 isみ取る。
酵素混合物の添加 溶液2      [J、02 IILl混合して、反
応終了(約10〜20分)を待つ。E2を読み取る。
試薬空値金無視するべきでない場合には、計算の際にこ
れを考慮する。
El−]3:2−g9値 −4フルクトースC)計算 a)入試料 試料容f        O11ゴ キュベット容量     1.42rIL1m、、、ク
ト、 x O,665−イヌリンmg/mlb〕 動物
試料 試料容量        0.05 dキュベツト容量
     1.22ゴ ムE72.クトーX X  1.143−イヌリン〜/
ゴ希釈試料に2いては、結果1cioを掛ける。
D)結果 a)精確度 第1表中には水溶液又は果合した家兎血清中のイヌリナ
ーゼもしくはβ−フルクトシダーゼを用いたイヌリン測
定610回の平均値及び分散度が記載されている。変動
係数はβ−フルクトシダーゼの使用において≦3%の値
であシ;DO水分解酵素゛としてイヌリン測定を便用す
る際には変動係数≦1%である。
表  1 表 水溶液及び集合家兎血清中のイヌリナ ーゼもしくはβ−フルクトシダーゼで のイヌリン測定の精確度 N −実施した測定数 EIDV−標準偏差 VK −変動係数 S四−平均値誤差 b)再現性 第2表中には種々の基質濃度で、水溶液及び集合家兎血
清中のイヌリナーゼもしくはβ−フルクトシダーゼを使
用したイヌリン測定側結果を示した。
示された値はすべての濃度範囲において優れた再現率を
示す。
第  2  表 種々の濃度における、水溶液及び果合家兎血清中のイヌ
リナーゼもしくはβ−フルクトシダーゼ七用いたイヌリ
ン測定の結果(各測定10回の平均値〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、イヌリンを酵素的に反応させてフルクトースとし、
    場合により試料中に存在するグルコースを酵素的に除去
    し、遊離したフルクトースを公知法により酵素的に測定
    することを特徴とするイヌリンの測定法。 2、フルクトースへのイヌリンの酵素的変換をイヌリナ
    ーゼ又はβ−フルクトシダーゼを用いて行なう特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 6、フルクトースをATPと共にヘキソキナーゼにより
    フルクトース−6−ホスフェートに変換し、これをグル
    コース−6−ホスフェート−イソメラーゼによりグルコ
    ース−6−ホスフェートに異性化し、グルコース−6−
    ホスフェートをNADPと共にグルコース−6−ホスフ
    ェート−デヒドロゲナーゼによりグルコネート−6−ホ
    スフェートとNADPHに変換し、NADPHの増加を
    測定する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4、場合により試料中に存在するグルコースをグルコー
    スオキシダーゼ及びH_2O_2により除去する特許請
    求の範囲第1項から第3項までのいずれか1項記載の方
    法。 5、イヌリンをフルクトースに加水分解する酵素、フル
    クトースの測定に必要な酵素、補酵素及び助剤並びに場
    合によりグルコースオキシダーゼ及び過酸化水素を含有
    することを特徴とするイヌリンの測定試薬。 6、イヌリンをフルクトースに加水分解するための酵素
    としてイヌリナーゼ又はβ−フルクトシダーゼを含有す
    る特許請求の範囲第5項記載の測定試薬。 7、次の成分: a)クエン酸塩緩衝剤0.05〜0.5mol/lを含
    有する緩衝溶液、pH4.0〜6.0 b)緩衝溶液a)中にイヌリナーゼ0.5〜5U/ml
    及び場合によりグルコースオキシダーゼ50〜300U
    /mlを含有する酵素溶液、 e)場合により緩衝溶液a)中の0.1〜2%過酸化水
    素溶液、 d)トリエタノールアミン緩衝剤0.1〜2mmol/
    l、pH6.0〜8.0中に、 NADP0.5〜3mmol/l ATP1.0〜5mmol/l マグネシウム塩1.0〜10mmol/lを含有する補
    酵素溶液、 e)ヘキソキナーゼ40〜400U/ml、グルコース
    −6−ホスフェート−イソメラーゼ1000U/ml及
    び グルコース−6−ホスフェート−デヒドロゲナーゼ20
    〜200U/ml、 を含有する酵素溶液、 からなる特許請求の範囲第5項又は第6項記載の試薬。 8、溶液b)のかわりに、緩衝溶液a)中にβ−フルク
    トシダーゼ2000〜10000U/ml及び場合によ
    りグルコースオキシダーゼ50〜300U/mlを含有
    する酵素溶液b′)を含有する特許請求の範囲第7項記
    載の試薬。 9、次の成分: a)クエン酸塩緩衝剤0.2mol/l含有する緩衝溶
    液、pH5.0、 b)緩衝溶液a)中にイヌリナーゼ0.75U/ml及
    び場合によりグルコースオキシダーゼ125U/mlを
    含有する酵素溶液、 c)場合により緩衝溶液a)中の0.3%4過酸化水素
    溶液、 d)0.3mMトリエタノールアミン緩衝液、pH7.
    6、中に、 NADP1mmol/l、 ATP2.5mmol/l、 硫酸マグネシウム4.0mmol/l、を含有する補酵
    素溶液、 e)ヘキソキナーゼ140U/ml、 グルコース−6−ホスフェート−イソメラーゼ350U
    /ml及び、 グルコース−6−ホスフェート−デヒドロゲナーゼ70
    U/ml を含有する酵素溶液、 からなる特許請求の範囲第5項又は第6項記載の試薬。 10、溶液b)のかわりに、緩衝溶液a)中にβ−フル
    クトシダーゼ6000U/ml及び場合によりグルコー
    スオキシダーゼ125U/mlを含有する酵素溶液b′
    )を含有する特許請求の範囲第9項記載の試薬。
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