JPH03251765A - 生物学的分析試薬組成物及び多層分析素子 - Google Patents

生物学的分析試薬組成物及び多層分析素子

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JPH03251765A
JPH03251765A JP4908490A JP4908490A JPH03251765A JP H03251765 A JPH03251765 A JP H03251765A JP 4908490 A JP4908490 A JP 4908490A JP 4908490 A JP4908490 A JP 4908490A JP H03251765 A JPH03251765 A JP H03251765A
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Mikio Kamiyama
幹夫 神山
Satoru Kawakatsu
川勝 哲
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Konica Minolta Inc
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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) 本発明は生物学的試料の分析に関する。
(従来の技術) 従来から、生物学的試料、例えば、組織、血球。
血液(血漿、血清)、尿等に含まれる成分は化学的、生
化学的、免疫学的に分析されている。
特に、その結果検出において、発色反応を用いれば、操
作上の制約が少なく簡便となる。
従って、組織染色、特に免疫組織染色プロッティング法
、臨床化学特に、多層分析素子を用いるドライケミスト
リイ等はその結果検出に発色反応が多用されている。
これらに求められる特性としては、生成した色素の溶媒
に対する溶解性が小さいことが必要となる。
免疫組織染色においては、西洋ワサビペルオキシダーゼ
(HRP)を、標識酵素として、ジアミノベンジジンを
色原体として、染色する方法が多用されている。
(発明が解決しようとする問題点) 前記した、免疫組織染色は、組織切片上で、抗原抗体反
応を行なった後、直接抗体法では用いた抗体に標識され
た酵素を用いて発色反応を行なう。
また間接抗体法においては、酵素を標識した二次抗体と
反応した後、酵素反応を行い色素を形成させる。
色素は抗原存在部位に染色し、他の部位へは溶出せず、
かつ有機溶媒で脱水、透徹工程で溶解しないことが必要
である。更にこの目的で多用されているDABのように
発癌性を有することは大きな危険を伴う。又ブロッティ
ング法においても、メンブレン上に生成した色素の溶媒
による溶解は分析精度を損う。
又、これらに共通して、色素自体の保存性も重要である
。上記目的で使用されるジアミノベンジジンやテトラゾ
リウム塩は前者は発癌性、後者は溶解性及び保存性の面
で問題となる。
一方多層分析素子においては、生成した色素が検出層に
とどまることなく溶出し多孔性展開層へ移動すると移動
した分の色素は展開層で隠蔽され、本来得るべき反射濃
度が得られず、従って感度が低下する。これは溶液法で
多層分析素子に難溶性のホルマザン色素を用いた場合で
も、同様に問題になる処である。
(発明の目的) 本発明の目的は前記したような欠点を解消し、すぐれた
生物学的試薬組成物の提供にあり、別の目的として感度
低下を起さない、優れた多層分析素子の提供にある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的に沿い鋭意検討を重ねた結果、前記本発明の目
的は、下記一般式〔I〕で示される化合物及び/又は一
般式[11)で示される化合物更に特定の陰イオン種か
らなる生物学的分析試薬組成物及び前記試薬組成物を含
有する多層分析素子によって達成される。
一般式〔I〕 一般式CI[) 式中、Yは炭素数2〜4の直鎖式アルキレン基であり、
置換基を有してもよく、置換基として1個の水酸基があ
ってもよい。
R1は炭素数1〜4のアルキル基、またはヒドロキシエ
チル基%R”は炭素数1〜4のアルキル基であり、1〜
2個の水酸基又は1個のフェニル基を有してもよい。
Wは水素原子またはニトロ基である。
ZはWが水素原子の時は4.5−ジメチル−2−チアゾ
リル基、Wがニトロ基の時は4−ヨードフェニル基であ
る。
またR3はメトキシ基であるが、Wが水素原子のときは
水素原子でもよい。
Xeは化合物中の電荷を相殺する陰イオンであり、塩素
系イオンまたは臭素イオンである。
1 また−0Y−N−R’のベンゼン環における置換位2 置は3位または4位である。
尚、本発明の多層分析素子は、光透過性支持体上に少な
くとも親水性ポリマーを含有する層、多孔性展開層を順
次積層して構成される多層分析素子である。
前記、本発明に係る化合物は、特公昭59−39430
号及び同60−3396号に開示されており、テトラゾ
リウム塩に第四級アンモニウム塩を導入したものであり
、上記明細書中に記載があるように、本来、水に対する
溶解性の小さいテトラゾリウム塩及びホルマザン色素に
対して水溶性基である第四級アンモニウム塩を導入し、
水溶性を付与し、溶液反応で、反応容器の汚染を起こさ
ないようにすることを目的としtこものである。
本発明は、本発明の目的に沿って検討の途次上記化合物
が反応しホルマザン色素に変化した場合、特定の陰イオ
ン種が存在すると水だけでなく有機溶媒にも溶解性が消
失するという新たにえた知見によるものであり、特に免
疫組織染色における脱水工程で用いられるエタノール(
含水エタノールを含む)、及び透徹工程におけるキシレ
ンに対して、全く溶解しないという特性を有することを
見い出した。
本発明において特定する陰イオン種として好ましいもの
は、例えば、燐酸、炭酸、酢酸、グツドの緩衝剤として
、知られる一連の化合物、例えば、N−(2−アセトア
ミド)=2−アミノエタンスルホン酸、N−(2−アセ
トアミド)イミノデ酢酸、N、N−ビス(2ヒドロキシ
エチル)−2−アミノエタンスルホン酸、N、N−ビス
(2−ヒドロキシエチル)グリシン、3−シクロへキシ
ルアミノプロパンスルホン酸、3−N−シクロへキシル
チミン−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−(シ
クロへキシルアミノ)エタンスルホン酸、3−(N、N
−ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノコ−2ヒドロキ
シプロパンスルホン酸、N−2−ヒドロキシエチルピペ
ラジン−N′−3−プロパンスルホン酸、N−2−eド
ロキシエチルピペラジン−N/−2−エタンスルホン酸
、N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N′2−ヒド
ロキシプロパン−3−スルホンa、2−(N−モルホリ
ノ)エタンスルホン酸、3−(N−モルホリノ)プロパ
ンスルホン酸、3−(N−モルホリノ)−2−ヒドロキ
シ7°ロバンスルホン酸、ピペラジン−N、Nノーヒス
(2−エタンスルホン酸)、ピペラジン−N、N’−ビ
ス(2−ヒドロキシプロパンスルホンfi)、N−)リ
ス(ヒドロキシメチル)メチル−3−アミノプロパンス
ルホン酸、N−トリス(ヒドロキシメチル)メチル−2
−ヒドロキシ−3−アミノプロパンスルホン酸、N−)
リス(ヒドロキシメチル)メチル−2−アミノエタンス
ルホン酸、トリス(ヒドロキシメチル)メチルグリシン
等が挙げられる。更にカルボン酸、スルホン酸を含む化
合物も、用いることができる。
これらは塩の形で用いられるが、例えば、緩衝剤として
用いることも可能であるが、緩衝剤としてではなく使用
する場合、本発明のテトラゾリウム塩の添加モル数に対
し、約lθ%及乃至約250%添加することが好ましい
免疫組織染色の場合、抗体に直接、酵素を結合する直接
抗体法又は二次抗体に酵素を標識する間接抗体法が用い
られる。この際の標識酵素はペルオキシダーゼ、アルカ
リ性7オスフアターゼ、β−D−ガラクトシダーゼ等が
好ましい。酵素の抗体への標識は公知の方法、例えば石
川栄治ら編「酵素免疫測定法J  (1978年、医学
書院列)に記載の方法で行うことが可能である。
ペルオキシダーゼを用いる場合、Kazuhisa T
aketaa著rJ、1mtruno1.Method
sJ 1986.95巻、71頁〜77頁に記載の方法
に準じて、またアルカリ性フォスファターゼ、β−D−
ガラクタトシダーゼに関しては電子伝達剤放出性基質を
用いることで本発明のテトラゾリウム塩を発色させるこ
とが可能である。
電子伝達剤放出性基質とは、アルカリ性7オスフアター
ゼ又はβ−〇−ガラクタトシダーゼの基質であって、上
記酵素で加水分解され、テトラゾリウム塩を還元するた
めの電子伝達剤を放出するものを言う。上記電子伝達剤
放出性基質として、5−ブロム−4−クロル−3−イン
ドリル−燐酸及び5−ブロム−4−クロル−3−インド
リル−β−D−ガラクトシド等イフィンドリル誘導体げ
られる。
これらの試薬は免疫組織染色法、ウェスタンプロット法
、サザンプロット法、ドツトプロット法等組織に直接、
又はメンブレン上での染色に好ましく用いることが出来
る。
一方、本発明の試薬組成物は、前述の如く、多層分析素
子においても、有用に用いられる。
本発明に係るテトラゾリウム塩は、多層分析素子におけ
る試薬層(即ち、検知層)へ含有され、本発明に係る特
定の陰イオン種は、同−層及び/又は他の層に含有する
ことが出来る。
本発明の多層分析素子の一つの使用態様として電子伝達
剤の共存下還元型補酵素の測定が挙げられる。これらは
特開昭59−44658号、同59−91896号、同
63−52897号、同63−71199号、特開平1
−320999号等にも用いることができる。この際、
電子伝達剤は1−メトキシ7エナジンメトサルフエート
、フェナジンメトサルフェート、メルトラブル−ジアホ
ラーゼ等が挙げられるが好ましくはジアホラーゼである
。本態様においては脱水素酵素、例えば、乳酸脱水素酵
素等の測定や、更に脱水素酵素を多層分析素子内に含有
し、グリセリン、トリグリセライド、GOT、 GPT
、クレアチニンキナーゼ等の酵素活性を測定することが
出来る。
更に別の態様として、電子伝達剤放出性基質との組合せ
がある。この基質は、前述の如くインドリル誘導体を用
いるもので、該誘導体の燐酸エステル及びβ−D−ガラ
クトースとの縮合物が挙げられる。これらは、例えば特
開昭59−88097号、同5991896号及び同6
1−262660号、同64−71499号記載の方法
に準じて容易に作成される。
又、他の態様として、前述のKazuhisa Tak
eta他著rJ、Immunol、MethodJ 1
986.95巻 71頁〜77頁に記載の方法に準じ、
多層分析素子に組込むことで、ペルオキシダーゼ系での
分析反応に適用することが可能である。
〔実施例〕
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例1(免疫組織染色) スライドグラスに膵臓切片を伸延し、無水アセトンで5
〜lO分間固定したのち5%正常ヤギ血清を用い、10
〜20分間、非特異的免疫反応抑制の為のマスキング操
作を行なった。
この試料を常法に従い調製したアルカリ性7オスフアセ
ーゼ標識抗グルカゴン抗体で反応後、燐酸緩衝液(0,
1M−PBS)で洗浄し、サンプルとした。
次に反応液の調製を以下の如く行なった。
基質液 5−ブロム−4−クロル−3−0,24■鉦インドリル
燐酸 (トルイジニウム塩) 塩化マグネシウム           5■N本発明
の陰イオン種  (表−1に示す)100mM−トリス
塩酸緩衝液      100mff溶解後pH−9,
5に調整した。
発色液 テトラゾリウム塩   (表−2に示す)本発明の陰イ
オン種  (表−1に示す)塩化マグネシウム 100mM−トリス塩酸緩衝液       100m
ff溶解後pH−9,5とする。
表−2 C!H。
コ OHC*Hs 尚、試料は前記表−2の化合物乞A−D及び表−1のN
Olを組合せてA−1,・・・D−6等と表示する。
前記基質液及び発色液を等量分数し、混合しサンプルを
おいたスライドグラス上に滴下し、室温で30分間反応
した後、PBsで数回洗浄した。
更に、常法に従かい20%ホルマリン溶液で固定後メチ
ルグリーンを用い対照染色を行なった。
これを、エタノール列で脱水し、キシレンで透徹を行な
った後、エポキシ樹脂で封入した。
エポキシ樹脂のキシレンが完全に蒸発した後に、光学顕
微鏡観察を行なった。結果はC−1〜6及びD−1〜6
は、脱水工程又は透徹工程で発色したホルマザン色素が
溶出し、十分な濃度が得られなかった。
一方、A−1〜5及びB−1〜5はグルカゴン局在部位
に各々十分な濃度で赤色、青黒色に染色され、かつメチ
ルグリーンの被染色とのコントラストも良好であった。
又A−6,B−5についても、多少色素の溶出が認めら
れた。
実施例−2 純水にて洗浄後、風乾したニトロセルロース膜(バイオ
ラッド社製;厚み0.45μ園)に燐酸緩衝液(以下P
BSと称す)にて、段階希釈したヤギIgGのlμQを
スポットした。
風乾後1%ウシ血清アルゴミン(BSA)−PBS溶液
により4℃にて一晩プロッキングを行ない次いでアルカ
リ性7オスフアターゼ標識ウサギ抗ヤギIgG抗体(カ
ッペル社製;1%BSA−PBS溶液により1500倍
希釈したもの)と4℃、2時間反応させた。0.05%
Tween−20(ポリオキシエチレンソルビタンモノ
ラウレート:和光紬薬製)−PBS溶液にて5回洗浄し
、発色用基質液中に浸漬した。発色用基質液は以下の2
種類である。
(1) 5−ブロム−4−クロル−3−インドリル燐酸    
 0.12mM塩化マグネシウム          
     5−二トローTB−OA(本発明の化合物)
         0.5+mMN−2−ヒドロキシエ
チルピペラジン−N’−21,0−M−エタンスルホン
酸ナトリウム 塩化ナトリウム               20 
 mMトリスヒドロキシメチルアミノメタン     
5  mMを純水に溶解しpH=8.5に調整、最終容
量を100m12とした。
(2) 上記、本発明の化合物にかえてニトロ−TB 0.5−
Mをジメチルホルムアミド0.5mff1に溶解し混合
した以外は同じものを調製した。
15分間反応後、充分水洗し、風乾した。発色用基質液
(1)を用いた場合、0.05ngヤギIgGを検出用
きたが、比較の基質液(2)ではl ngのヤギtgc
のスポットまでしか検出されなかった。
実施例−3 実施例−2と同様に、ニトロセルロース膜にヤギIgG
の段階希釈したものをプロッティングしたものを用意し
た。同様に1%BSA−PBS溶液で4℃。
1晩ブロツキングを行なった後、パーオキシダーゼ標識
ウサギ抗ヤギ1gc抗体(カッペル社製;1%BSA−
PBS溶液で1500倍希釈またもの)と4℃。
2時間反応させた。次いで0.05%Tween−20
(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート:和光
紬薬製)−PBS溶液にて、5回洗浄し発色用基質溶液
中に浸漬した。
(1) フェノール        0.5園關ニドo −TB
−OA        0.5mMNADH0,7mM 30%H!0.                 2
0   ngト リ ト ンX−10051g を50mM燐酸緩衝液(pH−7,5)で100膳Qと
した。
相補的なλフアージDNA (Hind mで切片)に
対してビオチニル化DNAを常法に従い用意し、(1)
で作成したニトロセルロースフィルタをヒートシールバ
ックに入れ、42℃で2時間、プレハイブリタイゼーシ
3ンを行ない、ビオチニル化DNAを加え16時間ハイ
ブリダイゼーションを行なった。
更に、ニトロセルロースフィルタを蒸留水で3回洗浄し
た後、ストレプトアビジン化アルカリ7オスターゼ溶液
に室温、2時間反応させた後、蒸留水で3回洗浄した。
発色用基質溶液として、実施例−2で示した(1)及び
(2)に室温で12時間浸漬し反応させた。
結果は(1)の場合0.5pgのスポットまで、発色が
確認されたが(2)の場合の5pgまでであった。
(2)前記(1)のニトロ−TB −OAをニトロ−T
Hにかえた以外は同一のものとした。
15分間室温で反応させた後十分水洗し風乾した。
発色周基室液(1)は、0.logのヤギIgGまでス
ポットが確認できたが、同(2)では5ngのヤギIg
Gまでしか確認できなかった。
実施例4 (1)ニトロセルロースフィルタ上でのドツトブロッテ
ィング 2X3c■のニトロセルロースフィルタ上に熱魁理し一
本鎖にしたλフアージDNA (Hind mで切断)
を0.ipgs O,5pgs  1 pgs  5 
PgN 7.5pg%10f’g1100pgslng
及びlOngを直径4+++園の大きさになるようにス
ポットし、減圧下80℃で2時間焼付けをした。
(2) DNAグローブの作成 7オトビオチン ラベリングエンド ディテエクシミン
 キット(Photobiotin Labellin
g andDetection Kit) (BRES
A Pty、Ltd製;(株)ニラポンジーンより入手
)及び前記λファージDNA (Hind■で切断)を
等量用い、常法に従かいビオチン標識DNAプローブを
作成した。
(3)ハイブリダイゼーシヨン (1)で作成したニトロセルロースフィルタをヒートシ
ールバッグに入れ42℃で2時間プレハイブリダイゼー
ションし、ついで(2)のDNAプローブを加え、16
時間ハイブリダイゼーションを行なった。尚ハイブリダ
イゼーシヨンはT、Majyatiset al rM
olecular Cloning A Labora
tory ManualJCold Spring H
arber Laboratory1982に従かった
このフィルタを3回水洗を行なった。
(4)発色反応 フィルタをヒートシールバックに入れ、3%ウシ血清ア
ルブミン溶液(NaCQ、2mM MgCQ、 0.0
5%TritonX−100を含む1−0M 100m
M  )リス−塩酸緩衝液(pH=7 、5)にウシ血
清アルブミンを溶解したもの)を加え42℃、20分間
インキュベートした後BSA溶液をすて、上記緩衝液に
アルカリホオスファタ−ゼ標識ビオチンを加え、室温で
10分間インキュベーションを行なう。バックからフィ
ルタをとりだし、上記緩衝液で2回洗浄した後、100
mM トリス塩酸緩衝液(pH=9.5100mMNa
cffi 5mM MgCQ、’に含む)で2回洗浄し
、実施例−2の基質液(1)及び(2)を用い5時間、
室温で発色反応を行なっtこ。
結果は、本発明の基質である基質液(1)の場合0.l
pgまでスポットを観察できたが(2)の場合5pgま
でであった。
実施例−5(GOT用分析素子) 膜厚180μmの透明な下引法ポリエチレンテレフタレ
ート支持体上に下記の第1の試薬層(R−1)を設けた
第1の試薬層(R−1) ゼラチン グルタミン酸脱水素酵素 ジアホラーゼ アデノシン−5′−二燐酸−カリウム塩ニトロ−TB−
OA トリトンX−100 1,2−ビス(ビニルスルホニル)エタンN−2−ヒド
ロキシエチルピペラジン−N′−2−二タンスルホン酸
ナトリウム第2の試薬層(R−2) トリスビトロキシメチルアミノメタン 塩酸トリスヒドロキシメチルアミノメタングルタミン酸
脱水素酸素 アデノシン−5′−二燐酸−カリウム塩ノビスコールV
A−28* トリトンX−100 t BASF社の商品名 N−ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体(モル比2
0 : 80) 5.70  (g/■す 1.22   (g/膳り (■/■す (g/lつ 2.0  (g/懲り 0.05  (g/一つ 21.0  (g/sつ 42.000 (IJ/■す 2.100  (■/■9 1.8     (g/腸り 1.9   (g/謙り 2.1   (g/■す 0.15  (g/mす 0.78  (g/■り 展開層(S) 粉末濾紙〔東洋濾紙(株)40〜100メツシユ)  
  91   (g/−〇L−アスパラギン酸−ナトリ
ウム         0.39  (g/+*リケト
グルタル                0.50 
 (g/mつ酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオ
チド 5.5  (g/m”)グルタミン酸脱水素酵素
           −(U/mリアデノシン−5′
−二燐酸−カリウム塩      2.3  (g/m
”)スチレン−グリシジルメタクリレート 23   (g/mり 共重合体(重量比9:l) トリトンX−1009(g/■り さらに比較として、第1の試薬層のニトロ−TB・OA
の代りにニトロ−TBを1.2g/m”で置換したもの
を作成した。
前者を本発明の分析素子、後者を比較分析素子とした。
上記本発明の分析素子及び比較分析素子に対して、コニ
カドライラボ”80M (コニカ(株)製)を用い、2
8に−U、125に−U及び233に−U(7) GO
T活性を有するヒト血清を10μα点着した後、37%
でインキュベージHンし、点着後、3.5分後及び7分
後の反射濃度を546nmのフィルタを用いて測定し、
この反射濃度の差を求めた。
GOT活性 28   125   233 本発明の分析素子 0.045 0.189 0.29
3比較分析素子   0.011 0.093 0.1
38以上の結果の如く、本発明の分析素子は比較分析素
子に比べて良好な感度を有している事が判る。
又、測定終了後の分析素子の展開層を観察すると、比較
分析素子は青色に染り、生成色素が展開層に移行しかつ
透明ベース側ではむらの大きい発色が認められたが、本
発明の分析素子では、これらは全く観察されなかった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式〔 I 〕で示される化合物及び/又は
    一般式〔II〕で示される化合物更に特定の陰イオン種か
    らなる生物学的分析試薬組成物。 一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Yは炭素数2〜4の直鎖式アルキレン基であり
    、置換基を有してもよく、置換基として1個の水酸基が
    あってもよい。 R^1は炭素数1〜4のアルキル基、またはヒドロキシ
    エチル基、R^2は炭素数1〜4のアルキル基であり、
    1〜2個の水酸基又は1個のフェニル基を有してもよい
    。 Wは水素原子またはニトロ基である。 ZはWが水素原子の時は4,5−ジメチル−2−チアゾ
    リル基、Wがニトロ基の時は4−ヨードフェニル基であ
    る。 R^3はメトキシ基であるが、Wが水素原子のときは水
    素原子でもよい。 X^■は化合物中の電荷を相殺する対抗イオンであり、
    塩素原イオンまたは臭素イオンである。 また▲数式、化学式、表等があります▼のベンゼン環に
    おける置換位 置は3位または4位である。〕
  2. (2)光透過性支持体上に少くとも親水性ポリマーを含
    有する層、多孔性展開層を順次積層して構成される多層
    分析素子に前記一般式〔 I 〕で示される化合物及び/
    又は一般式〔II〕で示される化合物更に特定の陰イオン
    種を含有することを特徴とする多層分析素子。
JP4908490A 1990-02-28 1990-02-28 生物学的分析試薬組成物及び多層分析素子 Pending JPH03251765A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014174018A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Konica Minolta Inc 蛍光色素標識用樹脂粒子及びその製造方法並びに該粒子を含む組織免疫染色用キット

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