JPH07159404A - スピンラベルしたビオチンを用いた物質の測定方法 - Google Patents

スピンラベルしたビオチンを用いた物質の測定方法

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JPH07159404A
JPH07159404A JP30500993A JP30500993A JPH07159404A JP H07159404 A JPH07159404 A JP H07159404A JP 30500993 A JP30500993 A JP 30500993A JP 30500993 A JP30500993 A JP 30500993A JP H07159404 A JPH07159404 A JP H07159404A
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JP30500993A
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English (en)
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Sakon Hougi
左近 法木
Masaru Fukuda
優 福田
Tadanobu Shiga
匡宣 志賀
Kazumi Sasamoto
一美 佐々本
Masahiro Kono
雅弘 河野
Masashi Shinmei
正志 真明
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DOUJIN KAGAKU KENKYUSHO KK
Jeol Ltd
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DOUJIN KAGAKU KENKYUSHO KK
Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アビジン、ビオチンをスピンラベルして測定
する。 【構成】 安定なラジカル生成物質を結合したビオチン
とアビジンを反応させ、反応によって消失するラジカル
を電子スピン共鳴装置によって観測し、ラジカル量の減
少量からアビジンもしくはアビジン含有化合物あるいは
ビオチンの量を測定する方法であって、ビオチンにスピ
ンラベルした物質とアビジンとが極めて特異的に反応
し、ラジカルが消失する現象が、アビジンの量に比例し
て起こることを見い出し、スピンラベルしたビオチン使
用して、アビジン、ビオチンを測定する。 【効果】 試料の着色等に影響を受けずに、抗原量の精
度の高い測定が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スピンラベルしたビオ
チンを用いた物質の測定方法に関し、とくにアビジンお
よびビオチンの反応量を正確に定量する測定方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】生化学物質の測定に広く利用されている
イムノアッセイ法は、生物の有する免疫に基づく特異な
反応を利用した測定方法である。すなわち脊髄動物の免
疫システムは抗原等の外来の物質に対して特異的な親和
性をもつたんぱく質分子である抗体を作ることができる
ので、このような抗原抗体反応を利用することによって
高感度で選択性が高い測定が可能である。
【0003】とくに、酵素の有する大きな触媒能力と特
異性を利用した酵素を標識としたエンザイムノアッセイ
法(EIA)は、きわめて高い感度、検出能力、特異性
を有しており、しかも測定に使用する機器が比較的簡単
であり、試薬類の入手も容易であるという特徴を有して
いるが、一般に検出は発色試薬等を使用して、試料の吸
光度の変化にて行われている。しかし、このような発色
を利用した方法では、試料の形状に影響され、また試料
中に吸光度に影響を与える物質や、光を分散する物質等
が含まれていると測定値に悪影響を与えるので、発色に
よらない方法が提案されている。
【0004】発色試薬によらない方法である放射線同位
元素を標識した抗体を用いたラジオイムノアッセイ法
(RIA)では、放射線の被爆の危険や、廃棄物の処理
に特別な設備を有するという問題がある。
【0005】一方、安定なフリーラジカルであるスピン
ラベル剤で標識しBF分離の不用な免疫測定方法とし
て、抗原、抗体等にスピンラベルしたものを用いて免疫
反応を行わせ、反応終了後のESRスペクトルを解析す
ることにより目的物質を定性的あるいは定量的に測定す
るスピンイムノアッセイ法が提案されている。この方法
は、試料の形状や試料中に含まれている着色物質によっ
て影響を受けないという特徴を有している。ところが、
にわとりの卵白中に含まれており、生体防御蛋白として
注目されているアビジンのような高分子物質の測定で
は、蛋白質にスピン標識物質を結合させると測定信号の
ピークが明確に観測されず、極端な感度低下が生じる。
また、抗原が低分子物質であっても、抗原抗体反応後の
信号がブランク値となり、エンザイムイムノアッセイ、
ラジオイムノアッセイ法等に比べて測定の優位性が得ら
れなかった。
【0006】また、カルボキシル化反応に関与する酵素
であり、脂質代謝、糖質代謝等に重要な役割を果たして
いるビオチンに関しては、ビオチンの欠乏が免疫不全、
神経系疾患、アトピー性皮膚炎、糖尿病、腎不全、肝不
全等の症状に関係することが知られており、ビオチンを
正確に分析することは極めて重要である。現在、ビオチ
ンの定量は、微生物の増殖度から求める微生物法、ビオ
チンがアビジンに対して極めて大きな親和性を有するこ
とを利用し、残留したアビジンが色素、4´−ヒドロキ
シアゾベンゼン−2−カルボキシレートと反応すること
による呈色の変化によって求める吸光度分析法が行われ
ている。このうち、吸光度分析法では、簡便に測定する
ことが可能であるが、生体の試料のように微量のビオチ
ンの測定には適さない。一方、微生物法は感度が高く特
異性も高いが、一般に生物学的な方法に共通するよう
に、再現性が悪く、また、ヒト血中のビオチンの正常値
では、2〜8倍の相違があるので正確な測定方法が求め
られていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スピンラベ
ル化剤によってスピンラベルしたビオチンとアビジンの
選択的反応を用いたラジカルバウンドイムノアッセイに
よって、アビジンおよびビオチンを試料の形状や着色等
に左右されず、発色による方法に比べて感度が高く、微
生物法に比べて正確な測定方法を提供することを課題と
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、スピン
ラベルしたビオチンを用いた物質の測定方法において、
スピンラベルしたビオチンをアビジンと反応させた後に
電子スピン共鳴装置によってラジカル量を測定し、反応
によって減少したラジカル量からビオチンあるいはアビ
ジンを定量するスピンラベルしたビオチンを用いた物質
の測定方法である。
【0009】すなわち、本発明は、ビオチンにスピンラ
ベリング剤を結合した物質が通常のビオチンと同様にア
ビジンと結合し、その結果ビオチンにラベルしたスピン
ラベリング剤によって電子スピン共鳴装置によって測定
される測定値がアビジンの量に応じて減少することを見
いだし、本発明をなすに至ったものである。
【0010】アビジンはビオチンに対し1015M-1とい
う極めて高い親和性を有しており、この親和性を利用し
た免疫測定方法が行われているが、スピンラベリング剤
を結合し、イムノアッセイに適用することは行われて来
なかった。本発明はアビジンに直接にスピンラベリング
剤を結合するのではなく、アビジンと反応するビオチン
にスピンラベリング剤を結合したもので、ビオチンはア
ビジンとの反応の結果、結合したスピンラベリング剤が
観測されなくなるものである。
【0011】ビオチンに結合するスピンラベリング剤に
は、4−アミノ基を有するニトロキシドラジカルが用い
られ、このような化合物には、4−アミノ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル(4−
アミノ−TEMPO)、3−アミノ−2,2,5,5−
テトラメチルピロリジン−N−オキシル(3−アミノ−
PROXYL)等を挙げることができる。例えば、TE
MPOは、下記のようにビオチンと反応して、ビオチン
をスピンラベルし、ビオチンTEMPOを生成する。
【0012】
【化1】
【0013】スピンラベルしたビオチンは、通常のビオ
チンと同様にアビジンと反応し、その結果、アビジンの
量に応じてスピンラベリング剤によるラジカルが観測さ
れなくなる。また、本発明の方法で測定可能なアビジン
は、分子量が約60,000の鶏卵の卵白から得られる
アビジンとともに、Streptomyces Avi
diniiによって産生する分子量が約68,000の
ストレプトアビジンも同様に観測することができる。ア
ビジン、ストレプトアビジンとスピンラベルしたビオチ
ンの反応を利用することによって、既知のスピンラベル
したビオチン量から未知のアビジン量を求めること、あ
るいは既知のアビジン量から未知のビオチン量を求める
ことが可能である。
【0014】さらに、球状、板状等の任意の形状の担体
に、測定したい物質の抗体を吸着させた後に、測定すべ
き抗原を含有する試料を加えると、試料中の抗原が抗原
抗体反応で結合する。さらに、アビジンが結合した抗体
を添加して抗原抗体反応で結合させた後に、スピンラベ
ルしたビオチンを加えてアビジンによって減少したラジ
カル量を測定することによって、アビジンと結合した抗
原の量を間接的に測定することが可能となる。
【0015】
【作用】ビオチンにスピンラベルした物質とアビジンと
が極めて特異的に反応し、ラジカルが消失する現象が、
アビジンの量に比例して起こることを見い出し、スピン
ラベルしたビオチン使用して、アビジン、ビオチンを試
料の着色に影響されずに高感度に測定することができ、
抗原−抗体反応に基づく抗原量の測定に利用できる。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明を詳細
に説明する。 実施例1 スピンラベルしたビオチンTEMPO(同仁化学製)を
滅菌蒸留水に溶解し、濃度5mg/mlの溶液を製造
し、さらにこの溶液を滅菌蒸留水によって1000倍に
希釈した測定用の試料を調整した。また、ストレプトア
ビジン(ZYMED LAB INC製)を滅菌蒸留水
に溶解し濃度が1mg/mlの溶液を調整した。
【0017】ビオチンTEMPO、ストレプトアビジン
および水を表1にμlで示す量で混合し、50μlの試
料番号1〜7の試料を調整し、それぞれの試料の10μ
lを用いてスピンラベリング剤のスピン強度の測定を行
いその結果を図1に示す。測定は、日本電子社製電子ス
ピン共鳴装置RE2Xによって、磁場336±5mT、
磁場変調100kHz、10G、増幅比500、応答時
間0.1秒、掃引時間1分の条件で測定し、得られた結
果を図1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】実施例2 ストレプトアビジンに代えてアビジン(ZYMED L
AB INC製)を用いた点を除き実施例1と同様に、
表2に示す試料番号8〜13の試料を調整して同様に測
定し、得られた結果を図2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】実施例3 ビオチンに結合したスピンラベリング剤であるTEMP
O(シグマ社製)を滅菌蒸留水に溶解した濃度20mg
/mlの溶液を希釈した20μg/mlの溶液の10μ
lと水40μlの混合液、および実施例1および2で用
いたストレプトアビジンあるいはアビジンの40μlと
の混合液を調整し、それぞれ10μlを実施例1と同様
に測定したところ、ストレプトアビジンあるいはアビジ
ンを含有するものとしないものでは、測定結果に相違は
なく、スピンラベリング剤のみでは、アビジンの測定は
できないことが確認できた。
【0022】実施例4 アビジンに代えて分子量が66,000の牛血清アルブ
ミン分画物V(シグマ社製)の濃度2mg/mlの溶液
の5μl、10μlを用いて、残部を滅菌蒸留水とした
50μlの混合液を調整して実施例1と同様に測定した
ところ、蛋白の添加によって測定結果は変化せず、アビ
ジンとの特異的な反応によってのみスピンラベルが消失
することが確認できた。
【0023】実施例5 実施例2で調整したスピンラベルしたビオチンの信号が
消失した試料13をオートクレーブで120℃20分間
加熱処理をしてビオチンとアビジンの結合を解離した後
に再度測定したところ、スピンラベルによる信号を再び
観測することができた。さらに、スピンラベルが再度観
測された試料の10μlに実施例1で調整したストレプ
トアビジンを10μlを添加して測定したところ、スピ
ンラベルによる信号が消失した。この結果、スピンラベ
ルしたビオチンはオートクレーブでの熱処理では分解し
ないほど安定であることを確認することができた。
【0024】
【発明の効果】スピンラベルしたビオチンがアビジンと
結合することによって消失するラジカルを電子スピン共
鳴装置によって測定することによって、アビジン、ビオ
チンあるいはこれらと抗原抗体反応をする物質を試料の
着色に影響されずに、高感度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スピンラベルしたビオチンと結合したストレプ
トアビジンの電子スピン共鳴装置による測定結果を説明
する図である。
【図2】スピンラベルしたビオチンと結合したアビジン
の電子スピン共鳴装置による測定結果を説明する図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 志賀 匡宣 熊本県上益城郡益城町田原2025−5 株式 会社同仁化学研究所内 (72)発明者 佐々本 一美 熊本県上益城郡益城町田原2025−5 株式 会社同仁化学研究所内 (72)発明者 河野 雅弘 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 真明 正志 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スピンラベルしたビオチンを用いた物質
    の測定方法において、スピンラベルしたビオチンをアビ
    ジンと反応させた後に電子スピン共鳴装置によってラジ
    カル量を測定し、反応によって減少したラジカル量から
    ビオチンあるいはアビジンを定量することを特徴とする
    スピンラベルしたビオチンを用いた物質の測定方法。
JP30500993A 1993-12-06 1993-12-06 スピンラベルしたビオチンを用いた物質の測定方法 Pending JPH07159404A (ja)

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