JPH07197A - 無機燐定量用試薬及び乾式分析要素 - Google Patents
無機燐定量用試薬及び乾式分析要素Info
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Abstract
ラーゼ、キサンチンオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ及
び発色剤を有する無機燐定量用試薬。及び、この試薬を
含有する試薬層を備える乾式分析要素。 【効果】 保存安定性及び定量域の広がりに優れてい
る。
Description
る無機燐定量用試薬及びこれを用いた乾式分析要素に関
する。
ルシウム分析と共に鉱質代謝動態を知る上で有効な臨床
生化学検査であり、腎機能不全、ビタミンD欠乏症、さ
らに末端肥大症などの副甲状腺機能障害などの臨床検査
では重要な検査項目のひとつとされている。
サバロー(Fiske-Subbarow)法に代表される燐モリブデン
酸還元法が一般に多く行われてきた。この燐モリブデン
酸還元法は、燐をモリブデン酸塩と反応させて燐モリブ
デン酸とし、これを還元剤で還元することにより得られ
るモリブデンブルーを比色して無機燐を定量するもので
ある。しかしこの方法では、トリクロロ酢酸などを添加
しておこなう除蛋白操作が必要となったり、発色後の安
定性があまりよくないため発色後測定までの時間を厳密
に管理する必要があったり、還元剤の試薬安定性が悪い
など、多量の試料を迅速に処理する必要がある臨床検査
では不都合があった。また強酸を使用するため分析機器
の腐蝕を生じたり、色素が吸着するという問題は、自動
分析装置による無機燐の定量分析の大きな障害となって
いた。特に、多数の検体試料を取扱ルーティン化してい
る臨床検査では、簡便・迅速に分析でき自動操作化が容
易な乾式分析要素(例えば特開昭49-53888(対応US 3,9
92,158)、同59-77356、同59-102388 、米国特許4,459,
358 など)に適用できる分析法が望まれるが、燐モリブ
デン酸還元法を適用するのは困難である。
異的に無機燐を測定することができる酵素的測定法もい
くつか開発されてきた(Japan J. Clin. Chem., 11, 8
3,(1982) 、特開昭60-210998 、特開昭63-74499な
ど)。例えばJapan J. Clin. Chem., 11, 83,(1982) に
開示のPNP−XOD−POD法は、図2に示す原理の
ように、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ(purine n
ucleoside phosphorylase:以下PNPと略す)により無
機燐(Pi)をイノシンと反応させ、生じたヒポキサンチ
ンをキサンチンオキシダーゼ(xanthine oxidase:以下
XODと略す)により酸化してキサンチン、さらに酸化
して尿酸を生成させ、このXODによる酸化過程で生じ
る過酸化水素(H2O2)を用いてペルオキシダーゼにより
発色剤(色素前駆体)を発色させ、これを比色するもの
である。この方法は、除蛋白操作を必要としない直接法
であり、しかも酵素法であるため従来のモリブデン酸還
元法のように強酸などを使用しておらず廃水処理の問題
もない。特に自動分析装置の腐蝕や色素法に見られる色
素の吸着がない点で優れている。
POD法は、乾式分析要素にも適用できる。乾式分析要
素とは、一層または複数層の機能層からなる分析要素で
あって、その少なくとも1層(または複数の層にわたっ
て)に分析試薬を含有させ、層内での反応により生じた
生成色素を要素の外から透過光あるいは反射光により生
成色素を比色定量するものである。分析を行うまでは乾
燥状態で貯蔵・保管されるため、試薬を用時調製する必
要がなく、また一般に乾燥状態の方が試薬の安定性が高
いことから、試薬溶液を用時調製しなければならないい
わゆる湿式法より簡便性・迅速性に優れている。
−XOD−POD法を乾式分析要素に適用することを検
討した結果、その保存安定性及び定量域に問題があるこ
とが判明した。
点を解決するため各種試薬を研究した結果、上記PNP
の基質として、従来のイノシンの代わりにキサントシン
を使用することにより、その保存安定性が著しく改善さ
れること及び定量域が広がることを見いだし、本発明を
完成するに至った。
た場合の保存安定性に優れかつ十分に広い定量域を有す
る無機燐定量用試薬を提供することを目的とし、その目
的は、キサントシン、プリンヌクレオシドホスホリラー
ゼ、キサンチンオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ及び発
色剤を有する無機燐定量用試薬により達成された。
に広い定量域を有する無機燐定量用乾式分析要素を提供
することを目的とし、その目的は、キサントシン、プリ
ンヌクレオシドホスホリラーゼ、キサンチンオキシダー
ゼ、ペルオキシダーゼ及び発色剤を有する無機燐定量用
試薬を含有する試薬層を備えることを特徴とする乾式分
析要素により達成された。
は、図1に示すようにプリンヌクレオシドホスホリラー
ゼ(PNP)により無機燐(Pi)をキサントシンと反応さ
せ、生じたキサンチンをキサンチンオキシダーゼ(XO
D)により酸化して尿酸を生成させ、この酸化過程で生
じる過酸化水素(H2O2)を用いてペルオキシダーゼ(P
OD)により発色剤(色素前駆体)を発色させ、これを
比色するものである。
P,EC 2.4.2.1)、キサンチンオキシダーゼ(XOD,
EC 1.2.3.2)及びペルオキシダーゼ(POD,EC 1.11.
1.7)は市販のものを使用することができる。発色剤(す
なわち色素前駆体)は、過酸化水素とペルオキシダーゼ
(POD)により色素を生成させるものであればよく、
例えば、ロイコ色素の酸化によって色素を生成する組成
物(例、米国特許 4 089 747等に記載のトリアリールイ
ミダゾールロイコ色素、特開昭59-193352(EP 0122 641
A)等に記載のジアリールイミダゾールロイコ色素);酸化
されたときに他の化合物とカップリングにより色素を生
成する化合物を含む組成物(例えば4-アミノアンチピリ
ン類とフェノール類又はナフトール類)などを使用する
ことができる。
どの試薬を用いてもよい。本試薬での至適pHは望まし
くは6.0 〜8.0 の範囲であり、最も好ましいpH範囲は
7.0〜7.5 の範囲である。また乾式分析要素に適用する
場合には、界面活性剤を併用することが望ましい。
分析要素は、公知の多種の乾式分析要素と同様の層構成
とすることができる。要素は、本発明の無機燐定量用試
薬を含有する試薬層の他、支持体、展開層、検出層、光
遮蔽層、接着層、吸水層、下塗り層その他の層を含む多
重層としてもよい。このような分析要素として、例えば
特開昭49-53888号(対応米国特許 3,992,158)、特開昭
51-40191号(対応米国特許 4,042,335)、 及び特開昭55
-164356 号(対応米国特許 4,292,272)、 特開昭61-495
9(対応EPC公開特許0166365A) の各明細書に開示され
たものがある。
乾式分析要素は、実用的に次のような構成を取り得る。
ただし本発明の内容はこれに限定はされない。 (1) 支持体上に試薬層を有するもの。 (2) 支持体上に検出層、試薬層をこの順に有するもの。 (3) 支持体上に検出層、光反射層、試薬層をこの順に有
するもの。 (4) 支持体上に第2試薬層、光反射層、第1試薬層をこ
の順に有するもの。 (5) 支持体上に検出層、第2試薬層、光反射層、第1試
薬層をこの順に有するもの。
る複数の層から成ってもよい。例えば第1試薬層には図
1に示すPNP反応に必要な基質キサントシンとPNP
を、第2試薬層には図1に示すXOD反応に必要な酵素
XODを、そして第3試薬層には図1に示すPOD反応
に必要なPODと発色色素(色素前駆体)を、それぞれ
含有させてもよい。あるいは試薬層を2層として、第1
試薬層ではPNP反応を、第2試薬層でXOD反応とP
OD反応を進行させてもよい。又は、第1試薬層ではP
NP反応とXOD反応を、第2試薬層でPOD反応を進
行させてもよい。
吸水層を設けてもよい。また各層の間には濾過層を設け
てもよい。また試薬層の上には展開層を設けてもよく、
その間に接着層を設けてもよい。
明)、光透過性(透明)のいずれのものも用いることが
できるが、一般的には光透過性で水不透過性の支持体が
好ましい。光透過性水不透過性支持体の材料として好ま
しいのものはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレ
ンである。親水性層を強固に接着させるため通常、下塗
り層を設けるか、親水化処理を施す。
薬層の水浸透性を確保するためには、多孔性媒体からな
る多孔性層とするか、親水性ポリマーバインダーからな
る層とするのが好ましい。これら水浸透性層のうち、親
水性ポリマーバインダーからなる連続層とするのが好ま
しい。用いる親水性ポリマーバインダーは基質層で生成
される生成物(色素)や、試薬層内に含有する試薬など
を考慮して決められる。
多孔性媒体は繊維質であってもよいし、非繊維質であっ
てもよい。繊維質材料としては、例えば濾紙、不織布、
織物布地(例えば平織布地)、編物布地(例えばトリコ
ット編物布地)、ガラス繊維濾紙等を用いることができ
る。非繊維質材料としては、特開昭49-53888等に記載の
酢酸セルロース等からなるメンブランフィルター、特開
昭49-53888、特開昭55-90859(対応米国特許 4,258,00
1)、特開昭58-70163(対応米国特許 4,486,537)等に
記載の無機物又は有機物微粒子からなる連続空隙含有粒
状構造物層等のいずれでもよい。特開昭61-4959(対応欧
州公開 EP 0166365A)、特開昭62-116258、特開昭62-13
8756(対応欧州公開 EP 0226465A)、特開昭62-138757
(対応欧州公開 EP 0226465A)、特開昭62-138758(対応
欧州公開 EP 0226465A)等に記載の部分接着された複数
の多孔性層の積層物も好適である。
した面積に液体を展開する、いわゆる計量作用を有する
展開層であってもよい。展開層としては、これらのうち
織物布地、編物布地などが好ましい。織物布地などは特
開昭57-66359号に記載されたようなグロー放電処理をし
てもよい。展開層には、展開面積、展開速度等を調節す
るため、特開昭60-222770 ( 対応: EP 0162301A )、特開
昭63-219397 ( 対応西独特許公開 DE 37 17 913A)、特
開昭63-112999 ( 対応: DE 37 17 913A )、特開昭62-1
82652 ( 対応: DE 37 17 913A ) に記載したような親水
性高分子あるいは界面活性剤を含有させてもよい。
に本発明の試薬を予め含浸又は塗布した後、支持体上に
設けた他の水浸透性層、例えば検出層の上に、特開昭55
-164356 号のような方法で接着させるのも有用な方法で
ある。
されないが、塗布層として設ける場合には、1μm〜50
μm程度、好ましくは2 μm〜30μmの範囲が適当であ
る。ラミネートによる積層など、塗布以外の方法による
場合、厚さは数十μmから数百μmの範囲で大きく変化
し得る。
性層で試薬層を構成する場合、使用できる親水性ポリマ
ーとしては、例えば、以下のものがある。ゼラチン及び
これらの誘導体(例えばフタル化ゼラチン)、セルロー
ス誘導体(例えばヒドロキシエチルセルロース)、アガ
ロース、アルギン酸ナトリウム、アクリルアミド共重合
体、メタアクリルアミド共重合体、アクリルアミド又は
メタアクリルアミドと各種ビニル性モニマーとの共重合
体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナ
トリウム、アクリル酸と各種ビニル性モノマーとの共重
合体などである。
薬層は、特公昭53-21677号(対応米国特許 3,992,158)、
特開昭55-164356 号(対応米国特許 4,292,272)、特開昭
54-101398 号(対応米国特許 4,132,528)、特開昭61-292
063 号(Chemical Abstracts, 106: 210567y) 等の明細
書に記載の方法に従って、基質その他の試薬組成物と親
水性ポリマーを含む水溶液又は水分散液を支持体又は検
出層等の他の層の上に塗布し乾燥することにより設ける
ことができる。親水性ポリマーをバインダーとする試薬
層の乾燥時厚さは約2 μm 〜約50μm 、好ましくは約4
μm 〜約30μmの範囲、被覆量では約2 g/m2〜約50g/
m2、好ましくは約4 g/m2〜約30g/m2の範囲である。
性、拡散性化合物の拡散性、反応性、保存性等の諸性能
の向上を目的として、酵素の活性化剤、補酵素、界面活
性剤、pH緩衝剤組成物、微粉末、酸化防止剤、その
他、有機物あるいは無機物からなる各種添加剤を加える
ことができる。試薬層に含有させることができる緩衝剤
の例としては、日本化学会編「化学便覧 基礎編」(東
京、丸善(株)、1966年発行)1312-1320 頁、R.M.C.Da
wson et al編、「Data for Biochemical Research」第
2版(Oxford at the Clarendon Press,1969 年発行) 47
6-508 頁、「Biochemistry」 5,467-477頁 (1966年) 、「A
nalytical Biochemistry」 104,300-310 頁 (1980年) に
記載のpH緩衝剤系がある。pH緩衝剤の具体例として
硼酸塩を含む緩衝剤;クエン酸又はクエン酸塩を含む緩
衝剤;グリシンを含む緩衝剤;ビシン(Bicine)を含む緩
衝剤;HEPES を含む緩衝剤;MES を含む緩衝剤などのグ
ッド緩衝剤等がある。なお燐酸塩を含む緩衝剤は、本発
明の無機燐定量用試薬に使用することはできない。
書に記載の公知の方法により調製することができる。本
発明の分析要素は一辺約10mmから約30mmの正方形または
ほぼ同サイズの円形等の小片に裁断し、特公昭57-28331
(対応米国特許 4,169,751)、実開昭56-142454(対応米国
特許 4,387,990)、特開昭57-63452、実開昭58-32350、特
表昭58-501144(対応国際公開:WO 83/00391)等に記載の
スライド枠に収めて化学分析スライドとして用いること
が、製造,包装,輸送,保存,測定操作等の観点で好ま
しい。使用目的によっては、長いテープ状でカセットま
たはマガジンに収めて用いたり、又は小片を開口のある
カードに貼付または収めて用いたり、あるいは裁断した
小片をそのまま用いることなどもできる。
に記載の操作と同様の操作により液体試料中の被検物で
ある無機燐の定量分析ができる。例えば約2μL 〜約30
μL、好ましくは4〜15μL の範囲の血漿、血清、尿な
どの水性液体試料液を試薬層に点着する。点着した分析
要素を約20℃〜約45℃の範囲の一定温度で、好ましくは
約30℃〜約40℃の範囲内の一定温度で1〜10分間インキ
ュベーションする。要素内の発色又は変色を光透過性支
持体側から反射測光し、予め作成した検量線を用いて比
色測定法の原理により検体中の無機燐の量を求めること
ができる。点着する液体試料の量、インキュベーション
時間及び温度を一定にすることにより定量分析を高精度
に実施できる。
同61-294367、同58-161867(対応米国特許 4,424,191)な
どに記載の化学分析装置により極めて容易な操作で高精
度の定量分析を実施できる。なお、目的や必要精度によ
っては、目視により発色の度合いを判定して、半定量的
な測定を行なってもよい。
μmの無色透明ポリエチレンテレフタレート(PET )平
滑フィルムシート(支持体)上に表1記載の組成(a) の
水溶液が、以下の被覆率となるように塗布し、乾燥して
試薬層を設けた。
(b) の接着層水溶液を以下の被覆率となるように塗布
し、乾燥して接着層を設けた。
面に供給して湿潤させてゼラチン層を膨潤させ、その上
に純ポリエステル製のブロード織物布地をほぼ一様に軽
く圧力をかけてラミネートして多孔性展開層を設けた。
組成(c) の水溶液を以下の被覆率となるようにほぼ均一
に塗布し、乾燥させ、無機燐測定用一体型多層分析要素
を作製した。
(a) の代わりに、下記表4の組成(a')の溶液を用い、他
は実施例と同様にして無機燐測定用分析要素(比較例)
を作製した。
安定性を調べるため、各分析要素を促進安定性試験を行
った。すなわち、45℃設定の恒温槽に製造直後の各分
析要素を0、1、4及び7日間保存した。
キット「ホスファB−テストワコー」(和光純薬製)を
用いて検定したヒト血清を用いて、2.5, 5.0, 10.0及び
20.0mg/dL の各濃度の血清試料を調製し、それぞれの分
析要素に10μL を点着した。各分析要素を37℃にて
6分間インクベーション後、650nm にて支持体側から反
射濃度を測定し、予めコントロール血清にて作成された
検量線により無機燐濃度を算出した。結果を表5に示
す。
期間が長くなるにつれて特に高濃度領域での誤差が大き
くなった。これに対し実施例では45℃で最大7日間保
存後でもその誤差は極めて少なかった。このように本発
明による実施例では比較例に比べて保存安定性が良好で
あった。
量域を調べるため以下の試験を実施した。
キット「ホスファB−テストワコー」(和光純薬製)を
用いて検定したヒト血清を用いて、0; 2.5;
5.0; 10.0; 20.0mg/dL の各濃度の血清
試料を調製し、それぞれの分析要素に10μL を点着し
た。各分析要素を37℃にて6分間インクベーション
後、波長650nmにて支持体側から反射濃度(OD
R )を測定した。結果を表6に示す。
と、図3のようになる。図3から明らかなように、比較
例では無機燐濃度約10mg/dL 以上で単位無機燐濃度当
りの反射光学濃度値(ODR )が小さくなるので、無機
燐高濃度領域において定量精度が悪いことが明らかであ
る。
約10mg/dL 以上にわたるまで単位無機燐濃度当りの反
射光学濃度値(ODR )が大きいままであるので、無機
燐高濃度領域においても定量測定精度が良好であること
が明らかである。本発明の無機燐定量用乾式分析要素は
従来技術である湿式法による無機燐定量試薬に比べて、
定量域が広い。
は、プリンヌクレオシドホスホリラーゼの基質としてキ
サントシンを使用した。このため乾式分析要素に適用し
た場合にその保存安定性及び定量域の広がりが著しく改
善される。
である。
応原理を示す図である。
定例2の結果を示す検量線である。
Claims (2)
- 【請求項1】 キサントシン、プリンヌクレオシドホス
ホリラーゼ、キサンチンオキシダーゼ、ペルオキシダー
ゼ及び発色剤を有する無機燐定量用試薬。 - 【請求項2】 キサントシン、プリンヌクレオシドホス
ホリラーゼ、キサンチンオキシダーゼ、ペルオキシダー
ゼ及び発色剤を有する無機燐定量用試薬を含有する試薬
層を備えることを特徴とする乾式分析要素。
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