RU2525137C2 - Method of determining peroxidase activity and substrate mixture for determination of peroxiadse activity - Google Patents

Method of determining peroxidase activity and substrate mixture for determination of peroxiadse activity Download PDF

Info

Publication number
RU2525137C2
RU2525137C2 RU2012116983/10A RU2012116983A RU2525137C2 RU 2525137 C2 RU2525137 C2 RU 2525137C2 RU 2012116983/10 A RU2012116983/10 A RU 2012116983/10A RU 2012116983 A RU2012116983 A RU 2012116983A RU 2525137 C2 RU2525137 C2 RU 2525137C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phenothiazine
luminol
substrate mixture
peroxidase
buffer solution
Prior art date
Application number
RU2012116983/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012116983A (en
Inventor
Иван Юрьевич Сахаров
Марина Михайловна Вдовенко
Александра Сергеевна Демьянова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2012116983/10A priority Critical patent/RU2525137C2/en
Publication of RU2012116983A publication Critical patent/RU2012116983A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525137C2 publication Critical patent/RU2525137C2/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to biotechnology and can be applied in creation of analytic methods with application of peroxidases. Method includes preparation of substrate mixture, introduction of peroxidases in substrate mixture with the following registration of intensity of formed luminescence. Substrate mixture includes the following components, given in final concentrations: buffer solution 10-125 mM, luminol 0.05-8 mM, hydrogen peroxide 0.05-8 mM, 4-aminopyridines 0.1-10 mM, N-carboxyphenothiazine, or N-(carboxymethyl)phenothiazine, or N-(2-carboxyethyl)phenothiazine 0.1-10 mM. And pH of buffer solution constitutes 7.9-9.0.
EFFECT: invention ensures obtaining of high intensity of chemiluminescence and, accordingly, high sensitivity of peroxidase activity determination.
4 cl, 8 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при создании аналитических наборов, основанных на применении реакции усиленной хемилюминесценции, катализируемой пероксидазами (A.Roda, M. Guardigli, Analytical chemiluminescence and bioluminescence: latest achievements and new horizons // Analyt. Bioanal. Chem. 2012. Vol.402, P.69-76; C.A.Marquette, L.J.Blum, Chemiluminescent enzyme immunoassays: a review ofbioanalytical applications // Bioanalysis. 2009, Vol.1, P.1259-1269; патент США №0192736. 2002). Определение пероксидазной активности наиболее часто используется в биохимических и иммуноферментных наборах для определения разнообразных биологически активных веществ.The invention relates to biotechnology and can be used to create analytical kits based on the use of enhanced chemiluminescence reaction catalyzed by peroxidases (A. Roda, M. Guardigli, Analytical chemiluminescence and bioluminescence: latest achievements and new horizons // Analyt. Bioanal. Chem. 2012 Vol.402, P.69-76; CAMarquette, LJ Blum, Chemiluminescent enzyme immunoassays: a review of bioanalytical applications // Bioanalysis. 2009, Vol.1, P.1259-1269; US patent No. 0192736. 2002). Determination of peroxidase activity is most often used in biochemical and enzyme immunoassay kits to determine a variety of biologically active substances.

Активность пероксидазы в большинстве случаев определяется с помощью колориметрического метода с использованием хромогенных субстратов. Хотя применяются различные субстраты пероксидазы, наиболее популярным из них является 3,3',5,5'-тетраметилбензидин. Однако в тех случаях, где требуется снижение предела обнаружения и расширение рабочего диапазона анализа, используется хемилюминесцентный метод определения активности пероксидазы.In most cases, peroxidase activity is determined using the colorimetric method using chromogenic substrates. Although various peroxidase substrates are used, the most popular of these is 3.3 ', 5.5'-tetramethylbenzidine. However, in those cases where a decrease in the detection limit and an extension of the working range of the analysis is required, a chemiluminescent method for determining peroxidase activity is used.

В основе хемилюминесцентного метода определения пероксидазной активности лежит реакция окисления люминола пероксидом водорода, протекающая в щелочной среде. Известно, что пероксидаза, выделенная из корней хрена (ПХ), является малоактивным катализатором данной реакции (Thorpe G.H.G., Kricka L.J. // Meth. Enzymol. 1986. Vol.133. Part В. Р.331-353). Пероксидаза сои (ПС), хотя и является более активным катализатором по отношению к люминолу (I.S.Alpeeva, I.Yu.Sakharov // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol.53. P.5784-5788), все же и этот фермент проявляет низкую каталитическую эффективность для его практического применения.The chemiluminescent method for determining peroxidase activity is based on the reaction of luminol oxidation with hydrogen peroxide, which proceeds in an alkaline medium. It is known that peroxidase isolated from horseradish roots (HRP) is a low activity catalyst for this reaction (Thorpe G.H.G., Kricka L.J. // Meth. Enzymol. 1986. Vol.133. Part B. P.331-353). Soya peroxidase (PS), although it is a more active catalyst in relation to luminol (ISAlpeeva, I.Yu.Sakharov // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol.53. P.5784-5788), but this enzyme exhibits low catalytic efficiency for its practical application.

Ранее было установлено, что широкий круг соединений, включающий производные 6-гидроксибензотиазолов, замещенные фенолы, нафтолы и анилины, способен ускорять реакцию пероксидазного окисления люминола (G.H.G.Thorpe, L.J.Kricka, E.Gillespie, R.Moseley, R.Amess, N.Buggett, T.P.Whietehead // Anal. Biochem. 1985. Vol.145. P.96-100; T.J.N.Carter, C.J.Groucutt, R.A.W.Stott, G.H.G.Thorpe, T.P.Whitehead // Europ. patent 87959, 1982; G.H.G.Thorpe, L.J.Kricka, R.Moseley, T.P.Whietehead // Clin. Chem. 1985. Vol.31. P.1335-1341). Субстрат-усилитель и люминол при совместном окислении проявляют синергизм, который выражается в неаддитивности наблюдаемого сигнала и сигналов для индивидуального окисления субстратов. Усиление хемилюминесценции может достигать нескольких сотен раз и зависит от природы субстрата-усилителя, концентраций реагентов и условий проведения реакции (G.H.G.Thorpe, L.J.Kricka // Meth. Enzymol. 1986. Vol.133. Part В. Р.331). Наибольшим усиливающим эффектом обладает 3-(10'-фенотиазинил)пропан-1-сульфанат натрия (ФТПС), используемый совместно с 4-аминопиридинами (E.Marzocchi, S.Grilla, L.Della Ciana, L.Prodi, M.Mirasoli, A.Roda // Anal. Biochem. 2008. Vol.377. P.189-194; M.M.Vdovenko, L.Delia Ciana, I.Yu.Sakharov // Anal. Biochem. 2009. Vol.392. P.54-58; патент США №7855287, 2010; патент США №0053200, 2011).It was previously found that a wide range of compounds, including derivatives of 6-hydroxybenzothiazoles, substituted phenols, naphthols and anilines, can accelerate the peroxidase oxidation reaction of luminol (GHGThorpe, LJKricka, E.Gillespie, R.Moseley, R.Amess, N.Buggett , TPWhietehead // Anal. Biochem. 1985. Vol.145. P.96-100; TJNCarter, CJGroucutt, RAWStott, GHGThorpe, TPWhitehead // Europ. Patent 87959, 1982; GHGThorpe, LJKricka, R. Moseley, TPWhietehead // Clin. Chem. 1985. Vol.31. P.1335-1341). The combined amplifier and luminol exhibit synergism during co-oxidation, which is expressed in the non-additivity of the observed signal and signals for individual oxidation of the substrates. The enhancement of chemiluminescence can reach several hundred times and depends on the nature of the substrate-enhancer, the concentration of reagents and the reaction conditions (G.H.G. Thorpe, L.J. Kricka // Meth. Enzymol. 1986. Vol.133. Part B. P.331). The greatest enhancing effect is exerted by 3- (10'-phenothiazinyl) propane-1-sodium sulfanate (FTPS), used in conjunction with 4-aminopyridines (E. Marzocchi, S. Grilla, L.Della Ciana, L.Prodi, M. Mirasoli, A. Roda // Anal. Biochem. 2008. Vol.377. P.189-194; MMVdovenko, L. Delia Ciana, I. Yu. Sakharov // Anal. Biochem. 2009. Vol.392. P.54- 58; US Patent No. 7,855,287, 2010; US Patent No. 0053200, 2011).

Figure 00000001
Figure 00000001

В работах по изучению реакции усиленной хемилюминесценции (J.Lind, G.Merenyi, Т.Е.Eriksen // J. Amer. Chem. Soc. 1983. Vol.105. P.7655; S.B.Vlasenko, A.A.Arefyev, A.D.Klimov, B.B.Kirn, E.L.Gorovits, A.P.Osipov, E.M.Gavrilova, A.M.Yegorov // J. Biolum. Chemilum. 1989. Vol.4. P.164; P.M.Easton, A.C.Simmonds, A.Rakishev, A.M.Egorov, L.P.Candeas // J. Amer. Chem. Soc. 1996. Vol.118. P.6619) был постулирован следующий механизм совместного окисления люминола и усилителя. На первом этапе протекает ряд реакций ферментативного окисления усилителя в соответствии с «пинг-понг» механизмом:In studies of the enhanced chemiluminescence reaction (J. Lind, G. Merenyi, T.E. Ericksen // J. Amer. Chem. Soc. 1983. Vol.105. P.7655; SBVlasenko, AAArefyev, ADKlimov, BBKirn, ELGorovits, APOsipov, EMGavrilova, AMYegorov // J. Biolum. Chemilum. 1989. Vol.4. P.164; PMEaston, ACSimmonds, A.Rakishev, AMEgorov, LPCandeas // J . Amer. Chem. Soc. 1996. Vol.118. P.6619) the following mechanism of the co-oxidation of luminol and an amplifier was postulated. At the first stage, a series of reactions of the enzymatic oxidation of the amplifier proceeds in accordance with the "ping-pong" mechanism:

E+H2O2⇒EIE + H 2 O 2 ⇒EI

EI+SH⇒EII+S EI + SH⇒EII + S

EII+SH⇒E+S,EII + SH⇒E + S ,

где SH - субстрат-усилитель, S - радикальный продукт окисления субстрата-усилителя, Е, EI и EII - различные формы пероксидазы.where SH is the substrate amplifier, S is the radical oxidation product of the substrate amplifier, E, EI and EII are various forms of peroxidase.

В дальнейшем протекает ряд неферментативных реакций, основными из которых являются окисление радикалами усилителя молекул аниона люминола, образование диазохинона люминола при взаимодействии радикалов люминола с кислородом или в процессе диспропорционирования радикалов люминола, образование пероксида люминола при взаимодействии радикалов люминола с супероксидными радикалами или взаимодействии диазохинона люминола с анионом пероксида водорода и распад пероксида люминола на азот и 3-аминофталат, находящийся в электронно-возбужденном состоянии. Переход 3-аминофталата в базовое состояние сопровождается выбросом кванта света. Указанные реакции представлены ниже в виде химических уравнений:Subsequently, a series of non-enzymatic reactions proceeds, the main of which are oxidation of the enhancer of the luminol anion molecule by radicals, the formation of luminol diazoquinone during the interaction of luminol radicals with oxygen or during the disproportionation of luminol radicals, the formation of luminol peroxide during the interaction of luminol radicals with superoxide radicals or the interaction of luminol diazoquinone with anion hydrogen peroxide and the decomposition of luminol peroxide into nitrogen and 3-aminophthalate, which is electronically excited Mr. condition. The transition of 3-aminophthalate to the base state is accompanied by the emission of a quantum of light. These reactions are presented below in the form of chemical equations:

S+AH-⇒SH+A•- S + AH - ⇒SH + A • -

A•-+O2⇒A+O2•- A • - + O 2 ⇒ A + O 2 • -

A•-+O2•-+H+⇒AO2H- A • - + O 2 • - + H + ⇒AO 2 H -

2A•-⇒A+AH- 2A • - ⇒A + AH -

A+HO2-⇒AO2H- A + HO 2 - ⇒AO 2 H -

AO2H-⇒3-AP+N2+H+hν,AO 2 H - ⇒3-AP + N 2 + H + hν,

где АН- - анионная форма люминола в щелочной среде. А•- - радикальный продукт окисления люминола, А - диазохинон люминола, AO2H- - пероксид люминола и 3-АР - 3-аминофталат.where AN - is the anionic form of luminol in an alkaline medium. A • - is the radical product of luminol oxidation, A is luminol diazoquinone, AO 2 H is luminol peroxide and 3-AP is 3-aminophthalate.

Хотя использование реакции усиленной хемилюминесценции позволило разработать высокочувствительный метод определения пероксидазной активности, все же в ряде случаев биоаналитическая практика требует повышения чувствительности данного метода анализа.Although the use of enhanced chemiluminescence reactions allowed the development of a highly sensitive method for determining peroxidase activity, in some cases bioanalytical practice requires increasing the sensitivity of this analysis method.

Задачей изобретения является разработка высокочувствительного метода определения ферментативной активности пероксидазы.The objective of the invention is to develop a highly sensitive method for determining the enzymatic activity of peroxidase.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения активности пероксидаз, включающем приготовление субстратной смеси, состоящей из буферного раствора, люминола, пероксида водорода, 4-аминопиридинов и усилителя, введение в субстратную смесь пероксидаз с последующей регистрацией интенсивности образующегося свечения, согласно изобретению в качестве усилителя используют N-карбоксипроизводные фенотиазина, при этом рН буферного раствора составляет 7,9-9.0.The problem is solved in that in the method for determining the activity of peroxidases, including the preparation of a substrate mixture consisting of a buffer solution, luminol, hydrogen peroxide, 4-aminopyridines and an amplifier, the introduction of peroxidases into the substrate mixture with subsequent registration of the intensity of the resulting glow, according to the invention as an amplifier use N-carboxy derivatives of phenothiazine, while the pH of the buffer solution is 7.9-9.0.

Поставленная задача решается также тем, что используемая в способе субстратная смесь характеризуется перечисленным выше составом в следующих конечных концентрациях компонентов:The problem is also solved by the fact that the substrate mixture used in the method is characterized by the above composition in the following final concentrations of the components:

Буферный раствор 10-125 мМBuffer solution 10-125 mm

Люминол 0.05-8 мМLuminol 0.05-8 mm

Пероксид водорода 0.05-8 мМHydrogen peroxide 0.05-8 mm

4-аминопиридины 0.1-10 мМ4-aminopyridines 0.1-10 mM

N-карбоксипроизводные фенотиазина 0.1-10 мМ,N-carboxy derivatives of phenothiazine 0.1-10 mM,

при этом в качестве N-карбоксипроизводных фенотиазина используют N-карбоксифенотиазин, или N-(карбоксиметил)фенотиазин, или N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин, или N-(3-карбоксипропил)фенотиазип, а в качестве 4-аминопиридинов используют 4-морфолинопиридин, или 4-диметиламинопиридин, или 4-пирролидинопиридин.while N-carboxyphenothiazine, or N- (carboxymethyl) phenothiazine, or N- (2-carboxyethyl) phenothiazine, or N- (3-carboxypropyl) phenothiazine are used as N-carboxyphenothiazine derivatives, and 4- aminopyridines are used morpholinopyridine, or 4-dimethylaminopyridine, or 4-pyrrolidinopyridine.

Таким образом, способ определения активности пероксидаз с хемилюминесцентной детекцией предусматривает проведение реакции ферментативного окисления люминола пероксидом водорода в присутствии 4-аминопиридинов, пероксидаз и усилителя, где в качестве усилителя используют N-карбоксипроизводные фенотиазина. В качестве 4-аминопиридинов предпочтительно используются 4-морфолинопиридин, 4-диметиламинопиридин и 4-пирролидинопиридин.Thus, a method for determining the activity of peroxidases with chemiluminescent detection involves the reaction of enzymatic oxidation of luminol with hydrogen peroxide in the presence of 4-aminopyridines, peroxidases and an amplifier, where N-carboxyphenothiazine derivatives are used as an amplifier. As 4-aminopyridines, 4-morpholinopyridine, 4-dimethylaminopyridine and 4-pyrrolidinopyridine are preferably used.

Применение N-карбоксипроизводных фенотиазина в качестве усилителя вместо 3-(10'-фенотиазинил)-пропап-1-сульфоната, используемого в методе-прототипе для хемилюминесцентного определения активности пероксидаз, позволило резко повысить чувствительность разрабатываемого метода анализа.The use of N-carboxy derivatives of phenothiazine as an amplifier instead of 3- (10'-phenothiazinyl) propap-1-sulfonate, used in the prototype method for chemiluminescent determination of peroxidase activity, allowed a sharp increase in the sensitivity of the developed analysis method.

В настоящее время отсутствует теоретическая база, которая могла бы предсказать появление новых высокоэффективных усилителей пероксидаза-зависимой хемилюминесценции. В связи с чем решение поставленной задачи связано с проведением научно-исследовательской и экспериментальной работы, результатом которой стало обнаружение того, что N-карбоксипроизводные фенотиазина являются высокоэффективными усилителями. Подтверждением «неочевидности» найденного решения является также обнаружение того факта, что другие исследованные нами производные фенотиазина, а именно дипразин, хлорацизин, нонахлазин, этацизин и перфеназин, не обладали свойствами усилителя пероксидаза-зависимой хемилюминесценции.There is currently no theoretical basis that could predict the emergence of new highly effective peroxidase-dependent chemiluminescence enhancers. In this connection, the solution of the problem posed is associated with the carrying out of research and experimental work, the result of which was the discovery that N-carboxy derivatives of phenothiazine are highly effective amplifiers. Confirmation of the “non-obviousness” of the solution found is also the discovery of the fact that the other phenothiazine derivatives that we studied, namely diprazine, chloracisin, nononlazine, ethacyzine and perphenazine, did not possess the properties of a peroxidase-dependent chemiluminescence enhancer.

Заявляемый способ определения активности пероксидаз включает приготовление субстратной смеси, введение в субстратную смесь пероксидаз с последующей регистрацией интенсивности образующегося свечения. При этом субстратная смесь имеет следующий состав компонентов с их конечной концентрацией:The inventive method for determining the activity of peroxidases includes preparing a substrate mixture, introducing peroxidase into the substrate mixture, followed by recording the intensity of the resulting glow. In this case, the substrate mixture has the following composition of components with their final concentration:

Буферный раствор 10-125 мМBuffer solution 10-125 mm

Люминол 0.05-8 мМLuminol 0.05-8 mm

Пероксид водорода 0.05-8 мМHydrogen peroxide 0.05-8 mm

4-аминопиридины 0.1-10 мМ4-aminopyridines 0.1-10 mM

N-карбоксипроизводные фенотиазина 0.1-10 мМ.N-carboxy derivatives of phenothiazine 0.1-10 mM.

Наилучший результат достигается при рН буферного раствора, выбранном из интервала значений 7,9-9,0, и при использовании в качестве N-карбоксипроизводных фенотиазина N-карбоксифенотиазина, или N-(карбоксиметил)фенотиазина, или N-(2-карбоксиэтил)фенотиазина, или N-(3-карбоксипропил)фенотиазина, а также при использовании в качестве 4-аминопиридинов - 4-морфолинопиридина или 4-диметиламинопиридина или 4-пирролидинопиридина.The best result is achieved when the pH of the buffer solution is selected from the range of 7.9-9.0, and when N-carboxyphenothiazine, or N- (carboxymethyl) phenothiazine, or N- (2-carboxyethyl) phenothiazine is used as the N-carboxyphenothiazine or N- (3-carboxypropyl) phenothiazine, and also when 4-morpholinopyridine or 4-dimethylaminopyridine or 4-pyrrolidinopyridine is used as 4-aminopyridines.

В процессе реализации способа происходят следующие реакции:In the process of implementing the method, the following reactions occur:

а) реакция пероксидазы с пероксидом водорода с образованием Соединения I;a) the reaction of peroxidase with hydrogen peroxide to form Compound I;

б) реакция Соединения I с N-карбоксипроизводными фенотиазина с образованием катион-радикала производных фенотиазина;b) the reaction of Compound I with N-carboxyphenothiazine derivatives to form a radical cation of phenothiazine derivatives;

в) реакции катион-радикала производных фенотиазина с люминолом с образованием 3-аминофталата и формирования хемилюминесценции.c) reactions of the radical cation of phenothiazine derivatives with luminol with the formation of 3-aminophthalate and the formation of chemiluminescence.

Применение N-карбоксипроизводных фенотиазина в качестве усилителей в реакции ферментативного окисления люминола пероксидом водорода позволяет проводить определение активности пероксидаз растений с высокой чувствительностью.The use of N-carboxy derivatives of phenothiazine as enhancers in the reaction of enzymatic oxidation of luminol with hydrogen peroxide allows the determination of the activity of plant peroxidases with high sensitivity.

Изобретение поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример №1.Example No. 1.

В 100 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин и 4-морфолинопиридин в концентрациях 1, 3, 5.2 и 9.3 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы составила 525150 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы (чувствительность метода определения пероксидазы численно равен тангенсу калибровочной кривой в ее рабочем диапазоне).In 100 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N- (2-carboxyethyl) phenothiazine and 4-morpholinopyridine were added at concentrations of 1, 3, 5.2, and 9.3 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determination of peroxidase was 525150 cu luminescence intensity / pM peroxidase (the sensitivity of the method for determining peroxidase is numerically equal to the tangent of the calibration curve in its operating range).

Пример №2.Example No. 2.

В 60 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин и 4-морфолинопиридин в концентрациях 0.5, 3, 4.2 и 7.5 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 573000 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы.In 60 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N- (2-carboxyethyl) phenothiazine and 4-morpholinopyridine were added at concentrations of 0.5, 3, 4.2 and 7.5 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the operating range was 573,000 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Пример №3.Example No. 3.

В 100 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-(карбоксиметил)фенотиазин и 4-морфолинопиридин в концентрациях 1, 3, 5.2 и 9.3 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 467100 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы.In 100 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N- (carboxymethyl) phenothiazine and 4-morpholinopyridine were added at concentrations of 1, 3, 5.2, and 9.3 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the working range was 467100 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Пример №4.Example No. 4.

В 100 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-карбоксифенотиазин и 4-морфолинопиридин в концентрациях 1, 3, 5.2 и 9.3 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 325050 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы.In 100 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N-carboxyphenothiazine and 4-morpholinopyridine were added at concentrations of 1, 3, 5.2, and 9.3 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the working range was 325050 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Пример №5.Example No. 5.

В 100 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-(3-карбоксипропил)фенотиазин и 4-морфолинопиридин в концентрациях 1, 3, 5.2 и 9.3 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 455300 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы.In 100 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N- (3-carboxypropyl) phenothiazine and 4-morpholinopyridine were added at concentrations of 1, 3, 5.2, and 9.3 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the working range was 455300 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Пример №6.Example No. 6.

В 100 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин и 4-диметиламинопиридин в концентрациях 1, 3, 5.2 и 9.3 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 499400 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы.In 100 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N- (2-carboxyethyl) phenothiazine and 4-dimethylaminopyridine were added at concentrations of 1, 3, 5.2 and 9.3 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the working range was 499,400 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Пример №7.Example No. 7.

В 100 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин и 4-пирролидинопиридин в концентрациях 1, 3, 5.2 и 9.3 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 471800 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы.In 100 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N- (2-carboxyethyl) phenothiazine and 4-pyrrolidinopyridine were added at concentrations of 1, 3, 5.2 and 9.3 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the operating range was 471800 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Пример №8.Example No. 8.

В 100 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин и 4-морфолинопиридин в концентрациях 1, 3, 5.2 и 9.3 мМ, соответственно. Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу сои (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 475900 у.е. интенсивности свечения /пМ пероксидазы.In 100 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, N- (2-carboxyethyl) phenothiazine and 4-morpholinopyridine were added at concentrations of 1, 3, 5.2, and 9.3 mM, respectively. To initiate the enzymatic reaction, soy peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the luminescence formed was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the working range was 475900 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Пример №9 (сравнительный).Example No. 9 (comparative).

В 50 мМ трис-буферный раствор, рН 8.3 добавляли люминол, пероксид водорода, натриевую соль 3-(10'-фенотиазинил)-пропан-1-сульфоната и 4-морфолинопиридин в концентрациях 0.75, 0.5, 1 и 1 мМ, соответственно. Сравнительный эксперимент проводили по методике, описанной в (E.Marzocchi, S.Grilla, L.Delia Ciana, L.Prodi, M.Mirasoli, A.Roda // Anal. Biochem. 2008. Vol.377. P.189-194). Для инициации ферментативной реакции к приготовленной субстратной смеси добавляли пероксидазу хрена (в контрольном эксперименте фермент не добавляли), а затем с помощью люминометра регистрировали интенсивность образующегося свечения. Чувствительность метода определения пероксидазы в рабочем диапазоне составила 56625 у.е. интенсивности свечения/пМ пероксидазы.In 50 mM Tris buffer solution, pH 8.3, luminol, hydrogen peroxide, sodium salt of 3- (10'-phenothiazinyl) propane-1-sulfonate and 4-morpholinopyridine were added at concentrations of 0.75, 0.5, 1, and 1 mM, respectively. A comparative experiment was carried out according to the method described in (E. Marzocchi, S. Grilla, L. Delia Ciana, L.Prodi, M. Mirasoli, A. Roda // Anal. Biochem. 2008. Vol.377. P.189-194 ) To initiate the enzymatic reaction, horseradish peroxidase was added to the prepared substrate mixture (in the control experiment, the enzyme was not added), and then the intensity of the formed luminescence was recorded using a luminometer. The sensitivity of the method for determining peroxidase in the working range was 56625 cu luminescence intensities / pm peroxidase.

Таким образом, на основании приведенных выше примеров был сделан однозначный вывод, что замена в реакционном растворе 3-(10'-фенотиазинил)-пропан-1-сульфоната на М-карбоксипроизводные фенотиазина приводит к резкому повышению чувствительности метода хемилюминесцентного определения пероксидаз.Thus, on the basis of the above examples, an unequivocal conclusion was made that the replacement of 3- (10'-phenothiazinyl) propane-1-sulfonate in the reaction solution with M-carboxyphenothiazine derivatives leads to a sharp increase in the sensitivity of the method of chemiluminescent determination of peroxidases.

Claims (4)

1. Способ определения активности пероксидаз, включающий приготовление субстратной смеси, состоящей из буферного раствора, люминола, пероксида водорода, 4-аминопиридинов и усилителя, введение в субстратную смесь пероксидаз с последующей регистрацией интенсивности образующегося свечения, отличающийся тем, что в качестве усилителя используют N-карбоксифенотиазин, или N-(карбоксиметил)фенотиазин, или N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин при следующем соотношении компонентов, указанных в конечных концентрациях:
Буферный раствор 10-125 мМ Люминол 0.05-8 мМ Пероксид водорода 0.05-8 мМ 4-аминопиридины 0.1-10 мМ N-карбоксифенотиазин или N-(карбоксиметил)фенотиазин или N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин 0.1-10 мМ,

при этом рН буферного раствора 7,9-9.0.
1. A method for determining the activity of peroxidases, including the preparation of a substrate mixture consisting of a buffer solution, luminol, hydrogen peroxide, 4-aminopyridines and an amplifier, introducing peroxidases into the substrate mixture, followed by recording the intensity of the generated glow, characterized in that N- is used as an amplifier carboxyphenothiazine, or N- (carboxymethyl) phenothiazine, or N- (2-carboxyethyl) phenothiazine in the following ratio of components indicated in final concentrations:
Buffer solution 10-125 mm Luminol 0.05-8 mm Hydrogen peroxide 0.05-8 mm 4-aminopyridines 0.1-10 mm N-carboxyphenothiazine or N- (carboxymethyl) phenothiazine or N- (2-carboxyethyl) phenothiazine 0.1-10 mm,

while the pH of the buffer solution is 7.9-9.0.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве 4-аминопиридинов используют 4-морфолинопиридин, или 4-диметиламинопиридин, или 4-пирролидинопиридин.2. The method according to claim 1, characterized in that 4-morpholinopyridine, or 4-dimethylaminopyridine, or 4-pyrrolidinopyridine is used as 4-aminopyridines. 3. Субстратная смесь для определения активности пероксидаз, включающая буферный раствор, люминол, пероксид водорода, 4-аминопиридины и усилитель, отличающаяся тем, что в качестве усилителя она содержит N-карбоксифенотиазин, или N-(карбоксиметил)фенотиазин, или N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин при следующем соотношении компонентов, указанных в конечных концентрациях:
Буферный раствор 10-125 мМ Люминол 0.05-8 мМ Пероксид водорода 0.05-8 мМ 4-аминопиридины 0.1-10 мМ N-карбоксифенотиазин или N-(карбоксиметил)фенотиазин или N-(2-карбоксиэтил)фенотиазин 0.1-10 мМ,

при этом рН буферного раствора 7,9-9.0.
3. A substrate mixture for determining the activity of peroxidases, including a buffer solution, luminol, hydrogen peroxide, 4-aminopyridines and an amplifier, characterized in that it contains N-carboxyphenothiazine, or N- (carboxymethyl) phenothiazine, or N- (2 β-carboxyethyl) phenothiazine in the following ratio of components indicated in final concentrations:
Buffer solution 10-125 mm Luminol 0.05-8 mm Hydrogen peroxide 0.05-8 mm 4-aminopyridines 0.1-10 mm N-carboxyphenothiazine or N- (carboxymethyl) phenothiazine or N- (2-carboxyethyl) phenothiazine 0.1-10 mm,

while the pH of the buffer solution is 7.9-9.0.
4. Субстратная смесь по п.3, отличающаяся тем, что в качестве 4-аминопиридинов используют 4-морфолинопиридин, или 4-диметиламинопиридин, или 4-пирролидинопиридин. 4. The substrate mixture according to claim 3, characterized in that 4-morpholinopyridine or 4-dimethylaminopyridine or 4-pyrrolidinopyridine is used as 4-aminopyridines.
RU2012116983/10A 2012-04-27 2012-04-27 Method of determining peroxidase activity and substrate mixture for determination of peroxiadse activity RU2525137C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116983/10A RU2525137C2 (en) 2012-04-27 2012-04-27 Method of determining peroxidase activity and substrate mixture for determination of peroxiadse activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116983/10A RU2525137C2 (en) 2012-04-27 2012-04-27 Method of determining peroxidase activity and substrate mixture for determination of peroxiadse activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012116983A RU2012116983A (en) 2013-11-10
RU2525137C2 true RU2525137C2 (en) 2014-08-10

Family

ID=49516472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116983/10A RU2525137C2 (en) 2012-04-27 2012-04-27 Method of determining peroxidase activity and substrate mixture for determination of peroxiadse activity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525137C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612149C1 (en) * 2015-11-23 2017-03-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method of determining neutrophil myeloperoxidase activity in animal blood smears

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997039142A1 (en) * 1996-04-15 1997-10-23 Pierce Chemical Company Assay of peroxidase activity

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997039142A1 (en) * 1996-04-15 1997-10-23 Pierce Chemical Company Assay of peroxidase activity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВДОВЕНКО. М.М. Реакция усиленной хемилюминесценции, катализируемая анионными пероксидазами растений и ее применение в иммуноферментном анализе. Aвтореферат диссертации кандидата химических наук, 2011, Москва, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Найдено в Интернете: http://www.chem.msu.su/rus/theses/avtoreferat/2011/2011-02-25-vdovenko.pdf, доступен онлайн 25.02.2011 . *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612149C1 (en) * 2015-11-23 2017-03-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method of determining neutrophil myeloperoxidase activity in animal blood smears

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012116983A (en) 2013-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9040252B2 (en) Method for increasing and regulating light emission from a chemiluminescent reaction
Lee et al. The mechanism of bacterial bioluminescence
EP1962095B1 (en) Method for increasing light emission from a chemiluminescent reaction
JPH0354304B2 (en)
Spector et al. p-Hydroxybenzoate hydroxylase from Pseudomonas fluorescens: evidence for an oxygenated flavin intermediate
Moon et al. Dual signaling of hypochlorous acid by desulfurization of thiocoumarin
Hodgson et al. Enhanced chemiluminescence in the peroxidase‐luminol‐H2O2 system: anomalous reactivity of enhancer phenols with enzyme intermediates
RU2525137C2 (en) Method of determining peroxidase activity and substrate mixture for determination of peroxiadse activity
CA2181500C (en) Method and reagent for detecting peroxidase or hydrogen peroxide
CN110407849B (en) Naphthyl fluorescent molecule, preparation method thereof and tyrosinase detection method
CN109734711B (en) Fluorescent probe for detecting hydrogen peroxide and synthetic method and application thereof
Ma et al. A highly sensitive and selective fluorescent probe for nitroxyl based on a naphthalene derivative
EP2821500A1 (en) Phosphorescence-based hydrogen peroxide assay for the detection of hydrogen peroxide in human serum and water samples
JP2922267B2 (en) Component analysis method
JPH08298997A (en) Inhibition of activity of reducing substance on oxidatively color-developing analysis
JPH08508342A (en) Promotion of chemiluminescent reaction
Pavlova et al. Synthesis and physicochemical properties of novel lophine derivatives as chemiluminescent in vitro activators for detection of free radicals
Hori et al. KIH-201: a new enhancer of chemiluminescence in the luminol-hydrogen peroxide-peroxidase system characterized by a high-performance luminometer
US20220348980A1 (en) Methods for detection, determination, and activity measurement of peroxidase based on chemiluminescence
ATE322015T1 (en) CHEMILUMINESCENCE REDOX ASSAY FOR QUANTIFICATION OF ANALYTES IN BIOLOGICAL SAMPLES
Odo et al. Fluorescent derivatization of xanthurenic acid and nicotinic acid with horseradish peroxidase in the presence of excess hydrogen peroxide
Zhong et al. Online Supporting Materials 2 Enzyme catalysis-electrophoresis titration for multiplex 3 enzymatic assay on moving reaction boundary chip
Navas Diaz et al. Chemiluminescent lipase determination based on the enhanced luminol/H 2 O 2/horseradish peroxidase/fluorescein diacetate energy transfer system
DE19932380A1 (en) Assay for hydrogen peroxide and hydroperoxides comprises peroxidase-catalyzed reaction with a 4-(alpha-N-alkylhydrazino)-2,1,3-benzoxadiazole
Odo et al. Spectrofluorometric determination of kynurenic acid with horseradish peroxidase in the presence of hydrogen peroxide