JPH08509290A - ポリマーを含有する調整剤及び調整剤に有用なポリマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は分析対象物の定量に有用な調整剤に関する。本調整剤はアッセイすべき既知濃度又は量の分析対象物及びポリマーを含有する。ポリマーは水溶性アクリルモノマー、水溶性第４級アミン、またはこれら２つの型の分子の混合物のいずれかのモノマーから作られる。新規ポリマーのみならず、調整剤として有用な種々の調整剤の組成が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリマーを含有する調整剤及び調整剤に有用なポリマー 発明の分野 本発明は試験片及びディップスティックのような試験器具の有効性を確認する のに有用な調整剤に関する。更に詳しくは、本発明は非−血清に基づく水性の調 整剤に関する。背景及び先行技術 臨床化学及び臨床分析の分野は、とりわけ体液中の種々の物質の測定及び定量 に関係がある。定量すべき物質の例は多く挙げることができ、コレステロール、 尿素、カチオン、グルコース等がある。これらの分析対象物は他のものと同様、 尿や血液のような種々の体液中においてから定量される。 臨床化学で最も頻繁に使われる器具の１つは試験片またはディップスティック である。これらの器具は、その使用の際の簡便性に特徴がある。本質的に、器具 は調べられる体液に接触させる。器具に組み込まれた種々の薬剤が定量する分析 対象物と反応し、検出可能なシグナルを出す。一般にこのシグナルは色、または 色の変化である。これらのシグナルを視覚的に、またはより好ましくは分析機器 によって測定または定量する。試料中に存在する分析対象物の量を数値化するた めに、検出されたシグナルを標準と比較する。 ここに記載する型の臨床分析では、いずれの試験系も非常に正確であることが 要求されることが理解できるであろう。特に、自 動システムを利用する場合、分析の内容が信頼できるものであり、用いる測定法 が妥当なものであることを確かめる必要がある。調整剤を使うのはこの目的のた めである。 Tietz et al.，「臨床化学の教科書（Textbook of Clinical Chemistry）」４ ３０ページでは、“調整物質”を“品質管理の目的のためにのみ分析され、目盛 り調整（calibration）の目的では用いない標品または溶液”と定義している。 この標準的な参考文献では、続いて調整物質の要件のいくつかを以下のように記 載している：“これらは長期間定期的に分析できるアリコートまたはバイアルで 利用できる安定な物質であることが必要である。繰り返し行う測定間の差が分析 方法のみに帰することができるように、バイアル間の差はほとんどないようにす べきである。”調整物質が同様に安定でなければならないことを付け加えておく 必要がある。 引用文献の４３３ページでは、調整物質のマトリクスが、分析される物質とい かに同じであるべきかを論じている。その最後でTietzは調整物質の１つの型と して修飾ヒト血清について議論している。実際、この技術は今や血清に基づく調 整物質をいう“調整血清”の語で認められている。この用語はここで使うが、以 後用いるような、いずれの型の血清にも基づかず、またこれを調整したものでな い調整物質をいう“調整剤”の語とは異なる。 既に指摘したように、調整物質が満足させなければならない基準の１つは安定 性である。しかしながら、血清に基づく調整物質は、そこに含まれる種々の成分 のために本来不安定なものである。更に、血清は起源によって差があり、従って ロット間の均一性 は保証できない。従って、場合によっては非−血清または血清を含まない手段に 基づく調整物質が必要とされる。 血清を含まない調整手段、またはここに用いる“調整剤”の例は米国特許No.4 ,684,615号及び4,729,959号に見られる。4,684,615号の特許は水性イソ酵素の調 整剤を教示する。調整剤は水性ベースの他の物質と共にイソ酵素を含有している 。本発明の主題により関連するのは、“安定なグルコースの参考コントロール” を記載した4,729,959号の特許である。この調整物質は、水溶液中に、固定化し た赤血球と共に約４０から５００mg/dlの範囲のグルコースを含有している。与 えられたグルコース濃度の範囲は、例えば血液中に見られるグルコース濃度のほ ぼ全範囲をカバーするのに十分である。 4,729,959号の特許では、カラム１、５０−５５行に水性調整剤の問題点が指 摘されている。簡単に言うと、水をベースとした系には存在しない赤血球が血液 における粘度を出す役割の一部を担っていることである。この問題はMastの米国 特許No.3,920,580号においても認識されていた。この特許には、水溶液では粘度 が得られず、乾燥した試験片がそのような水溶液と使用された場合、再現性のな いことが観察されたことが記載されている。Mastは、グルコース及び水と共に抗 分散剤を使用して適当な調整剤が得られると述べている。抗分散剤としては、ポ リビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、デキス トラン、及びウシ血清アルブミンがある。米国特許No.5,028,542号では、水性グ ルコース溶液にポリスチレンスルホネートを添加する発明が記載されている。ポ リスチレン化合物は調整剤の粘度を全 血液または血清により近いものにするために添加される。 水をベースにした調整剤のもう１つの欠点は、色の形成を強調しすぎることで ある。分析対象物の定量のために監視される反応は一般に色の形成を含むもので ある。全血液は、当然ながらはっきりした赤色であり、血清は水と比べて薄い色 がついている。その結果、目的の分析対象物の濃度が同じである場合でも、また 同じ反応系を用いた場合でも、異なった程度に色が形成される結果となる。適当 な“調整定数”または“調整曲線”を使ってこの問題を幾分補正することができ るが、この問題が除去されるか、あるいは軽減される利用可能な調整剤が望まれ ている。 ここに開示する発明でとったアプローチは、粘度調整の問題を解決するために ポリマーを利用する点で米国特許No.5,028,542号にやや類似している；しかしな がら、No.5,028,542号の特許では色形成の誇張を補正するためにポリマーが利用 できることは開示されていない。更に、No.5,028,542号の特許のポリスチレンに 類似しないのにも関わらず、ここに記載したポリマーが調整剤の中で同様の性質 を有することは驚くべきことである。 本発明の好ましい態様においては、ポリマー自体が新規なものである。ポリマ ーは水溶性アクリルモノマー、水溶性第４級アミン、またはこれらの組み合せに 基づく。ポリマーは、予め決められた量の目的となる特定の分析対象物と、水溶 液中で組み合わされる。生じた物質は特定の分析対象物の未知の量の定量に利用 するための、血清を含まない調整剤として有用である。 本発明及びその目的がいかにして達成されるかを以下に示す。好ましい態様の詳細な説明 Ａ．ポリマーの調製 以下の実施例では、本発明の実施に際して有用な新規ポリマーの調製について 記載する。それぞれのケースにおいて、ポリマーは溶媒（例えば水）中で一定量 のモノマー及び触媒（例えば過硫酸アンモニウム）を組み合わせることによって 調製される。混合に続き、溶液をＮ₂ガスで満たし、次いで７５℃の水中で４か ら６時間インキュベートする。生じたポリマーを反応後に溶液から単離する必要 はない−すなわち、これらは血清を含まない調整剤中にそのまま入れられる。実施例１ モノマー：２−アミノエチルメタクリレートＨＣｌ 33.00ｇ 触媒：過硫酸アンモニウム .33ｇ Ｈ₂Ｏ： 66.67ｇ 計： 100ｇ実施例２ モノマー：Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリレート 33.00ｇ 触媒：過硫酸アンモニウム .33ｇ Ｈ₂Ｏ： 66.67 ｇ 計： 100ｇ実施例３ モノマー：ジメチルアミノエチルメタクリレートDMSO 50.00ｇ 触媒：過硫酸アンモニウム .40ｇ Ｈ₂Ｏ： 71.1 ｇ 計： 121.5ｇ実施例４ モノマー：ジメチルアミノエチルメタクリレートＨＣｌ 50.00ｇ 触媒：過硫酸アンモニウム .375ｇ Ｈ₂Ｏ： 60.75 ｇ 計： 111.125ｇ 上記のモノマーは全てカチオン性ポリマーを生成する。実施例５ モノマー：氷アクリレート 30.0ｇ 触媒：過硫酸アンモニウム .3ｇ Ｈ₂Ｏ： 70.0 ｇ 計： 100.3ｇ 実施例５はアニオン性ポリマーの調製を示す。実施例６ モノマー１：氷アクリレート 12.5ｇ モノマー２：ジメチルアミノエチルメタクリレートＨＣｌ 16.66ｇ 触媒：過硫酸アンモニウム .25ｇ Ｈ₂Ｏ： 71.85ｇ 計： 101.26ｇ実施例７ モノマー：塩化トリメチルアンモニウムエチルメタクリル 6.25ｇ 触媒：過硫酸アンモニウム 0.1ｇ Ｈ₂Ｏ： 43.75ｇ 計： 50.1ｇ 実施例６及び７は両性ポリマーの調製を示す。実施例８ 実施例１に従って調製した２−アミノエチルメタクリレートポリマー（以下“ Ｎ−１”という）をグルコース調整剤の成分として試験した。この実験において 、ポリマーの０．４％溶液（ｐＨ７．４；粘度２３５）を約２００ｍｌのＨ₂Ｏ に添加し、その後溶液を２５０ｍｌのＨ₂Ｏに添加した。この溶液をグルコース またはグルコース及びＭＥＳ／ＣＡＰＳ緩衝液と共に用いた。グルコースは２０ ００ml/dlまたは２０，０００mg/dlのスパイク溶液から添加し、６００mg/dlま でで試験するＮ−１ポリマーを例外として、１０から８００mg/dlの範囲の濃度 になるように希釈した。試料（４ｍｌ）をとり、前に記載したように５ｍｌの培 養用チューブのポリマー分散液に添加した。生じた物質をリフレクトメーター（ reflectometer）で試験して、図１に示す曲線が得られた。最初の測定は機器に 設置した後１０秒間かけて行い、全測定時間は２０秒間であった。この曲線から 、ポリマーが調整剤として有用であることが示唆された。実施例９ 試料中のグルコース濃度を定量するよく知られた方法は、以下の“ＨＫ”また は“ヘキソキナーゼ”系である： ＮＡＤＰＨ（ＮＡＤＨ）が存在すると、化合物によって起こる吸収は試料中のグ ルコースの直接の定量値として測定される。 ＨＫ系を２つの異なる測定系、すなわち“日立７０５”及び“ＹＳＩグルコー ス系”の試験において用いた。ジメチルアミノエチルメタクリレート−メチルク ロライド（“ＰＡＱ−ＭＣｌ”）；ジメチルアミノエチルメタクリレート及び氷 酢酸（“Ｃ−１”）、実施例１のポリマー、及びＮ−３−アミノプロピルメタク リレート（“Ｎ−２”）のポリマーに相当するポリマー“ＰＡＱ−ＭＣｌ”、“ Ｃ−１”、“Ｎ−１”及び“Ｎ−２”を試験した。グルコース濃度０、５０、２ ００及び５００mg/dlに対してポリマーを調べた。得られた値は以下の通りであ った。 この数値より、ヘキソキナーゼ系においては両性アミンポリマーの方が良いこと が示唆される。カチオン性の物質はこの系ではＮＡＤ⁺／ＮＡＤＨと相互作用す るようにみえる。実施例１０ 前述の“Ｎ−１”及び“Ｃ−１”と呼ばれるポリマーについて一連の実験を行 った。実験では、グルコース調整剤として使用するポリマーに対する異なる緩衝 剤及びｐＨの効果を調べた。これらの実験において、ポリマー及び種々の濃度及 びｐＨの緩衝剤を含有する溶液を調製した。溶液にグルコースを添加し、それぞ れの最終の溶液から１７μｌをとって調べ、リフレクトメーターを用いて反射率 の値を求めた。これらの結果を以下に示す。表中、括弧内の値は調べた溶液の“ 標的値”を示す。精密に行うために、それぞれの溶液は特定のグルコース濃度を 達成するために“スパイク”された。目標とした特定の濃度は括弧内に示す。最 初の値は調べた試料中の分析対象物の実際の量である。 上記の結果は、本発明のポリマーが調整剤を調製するのに有効であることを示 している。このデータより、適当なドーズリスポンス（dose response）がある ことが示される−すなわち、分析対象物の濃度が増加するにつれて色形成が大き くなり（“ＨＫ”値）、％反射率値は減少する（“％Ｒ”値）。実際の“シグナ ル”は、用いられる緩衝液及びｐＨのようなパラメーターによって変化するが、 こうした変化はグルコースのような分析対象物を調べるための調整剤の有用性を 変えることはない。通常の技術を有するものが容易に確かめられるように、特に ここに記載したもの以外の分析対象物や他の緩衝液も使用することができる。 先の実施例は、種々のポリマーの合成及び調整剤におけるその利用について記 載している。調整剤は定量すべき分析対象物を既知の濃度で含有し、ここに記載 した型のポリマーを含有する。特に、ポリマーは（ｉ）水溶性アクリルモノマー をベースとしたポリマー、及び（ｉｉ）水溶性第４級アミンをベースとしたポリ マーである。どちらのポリマーを選ぶかは、例えば目的の分析対象物の定量に用 いる検出反応の性質等を含む、技術者の制御内にある多くの要因に依存するだろ う。 調整剤は多くの形態のいずれで用いてもよい。例えば、調整剤は溶液または凍 結乾燥品として提供することができる。後者の場合、凍結乾燥した調整剤は、診 断用試験片、膜、フィルム、または他の型の分析用器具にしみこませ、あるいは 別の方法で組み込ませることができる。調整剤はまた、成分が混合型の系の中に 存在するキットとして提供することも可能である。例えば、目的の分析対象物が 乾燥した形態であるのに対してポリマーを溶液の形 態で提供することができ、この逆もまた可能である。こうしたキットにおいては 、当然のことながら、成分は分離して提供される。 調整剤はまたHEPES、TRIS、リン酸緩衝液、または参考としてその開示をここ に組みこんでおくKennamerらの米国特許No.5,028,542号に記載されるような他の 緩衝液を含めることができる。調整剤中に含めることのできる物質としては、防 腐剤、界面活性剤、殺菌剤及び参考として同じくここに組みこんでおく上記の特 許に記載されたようなもの等がある。含めることのできる他の成分としては着色 剤、粘度調整剤等がある。 濃度の知られた分析対象物で好ましいのはグルコースであるが、コレステロー ル、尿酸、種々のケトン、クレアチンまたはクレアチニン等を含む体液中でアッ セイされる良く知られた分析対象物のいずれでも良い。本発明で特に重要なもの は、２−アミノエチルメタクリレート・ＨＣｌ；Ｎ−３−アミノプロピルメタク リレート；ジメチルアミノエチルメタクリレート DMSO；ジメチルアミノエチル メタクリレート・ＨＣｌ；及び氷アクリレートのポリマー等を含む先に開示した 実施例１−７に挙げたポリマーである。以上は全てカチオン性ポリマーの例であ る。更に、氷アクリレートと氷メタクリレートのポリマーのようなアニオン性ポ リマー、氷アクリレート／ジメチルアミノエチルメタクリレート・ＨＣｌ、及び 塩化トリメチルアンモニウムエチルメタクリルのポリマーのような両性ポリマー が本発明に包含される。特に好ましいものは２−アミノエチルメタクリレート及 び氷アクリレート／ジメチルアミノエチルメタクリレートのポリマーである。 ここに記載したポリマーは新規なものである。これらはその構 成モノマーを触媒と結合し、次いで分子の重合化に到るように生じた混合物を処 理して好適に作られる。触媒である過硫酸アンモニウム及び反応条件等のパラメ ーターの好ましいものは先に示してあり、ここで繰り返す必要はない。 先の開示で用いた“第４級アンモニウム”、“アクリルモノマー”及び“氷” の語は、例えばGrant & Hackh's Chemical Dictionary、あるいは当業者に知ら れる標準的な参考文献に示された、それぞれについて伝統的に与えられた定義に 従って用いた。ここに用いた全ての語はこの分野での通常の使用に従って解釈す べきである。 先の実施例は本発明を説明する目的のために挙げたものであり、発明の範囲を 制限するものと解釈してはならない。 明細書及び実施例の記載は本発明の例示的なものであって制限的なものでない こと、また本発明の精神及び範囲内での他の具体例が当業者にとって自然に示唆 されるものであることは理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ // Ｃ１２Ｑ 1/32 6807−4Ｂ Ｃ１２Ｑ 1/32 1/48 6807−4Ｂ 1/48 Ｚ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．血液試料中の分析対象物を定量するのに有用な調整剤であって、 （ｉ）既知の濃度の定量すべき分析対象物、ならびに （ｉｉ）（a）水溶性アクリルモノマーをベースとするポリマー、及び（b）水溶 性第４級アミンをベースとするポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１つ のポリマーを含む該調製剤。 ２．該ポリマーが２−アミノエチルメタクリレートのポリマーである、請求項１ の調整剤。 ３．該ポリマーがＮ−（３−アミノプロピルメタクリレート）のポリマーである 、請求項１の調整剤。 ４．該ポリマーがジメチルアミノエチルメタクリレート−ＤＭＳＯのポリマーで ある、請求項１の調整剤。 ５．該ポリマーがジメチルアミノエチルメタクリレート−ＨＣｌのポリマーであ る、請求項１の調整剤。 ６．溶液の形態である、請求項１の調整剤。 ７．凍結乾燥された形態である、請求項１の調整剤。 ８．定量すべき該分析対象物と該ポリマーが分離した容器で提供されるキットの 形であり、該キットは更にそれぞれの該容器を保持する手段を有している、請求 項１の調整剤。 ９．請求項１の調整剤がしみこんだ固相を含む分析試験器具。 10．該固相が吸湿性の紙製片（ストリップ）である、請求項９の分析試験器具。 11．血液試料中の分析対象物を定量する方法であって、 （ａ）該血液試料を該分析対象物を定量する反応系に混合し、 （ｂ）その分析対象物が定量すべき分析対象物である請求項１の調整剤を該反応 系と混合し、 （ｃ）該血液試料中の分析対象物の定量としてステップ（ａ）及び（ｂ）の双方 で観察される反応を比較することを含む該方法。 12．該分析対象物がグルコースである、請求項１の調整剤。 13．該分析対象物がコレステロールである、請求項１の調整剤。 14．該分析対象物がグルコースである、請求項１１の方法。 15．該分析対象物がコレステロールである、請求項１１の方法。 16．更に着色剤を含有する、請求項１の調整剤。 17．水溶性アクリルモノマー及び水溶性第４級アミンモノマーからなる群から選 ばれる複数の分子を、該複数の分子のポリマーの形成に好ましい条件下で重合触 媒と結合させることによって調製されるポリマー。 18．該触媒が過硫酸アンモニウムである、請求項１７のポリマー。 19．該複数の分子と該触媒を約７５℃の温度で接触させることを含む、請求項１ ７のポリマー。 20．該複数のモノマーが２−アミノエチルメタクリレートを含む、請求項１７の ポリマー。 21．該複数のモノマーがＮ−（３−アミノプロピルメタクリレート）を含む、請 求項１７のポリマー。 22．該複数のモノマーがジメチルアミノエチルメタクリレート−ＤＭＳＯを含む 、請求項１７のポリマー。 23．該複数のモノマーがジメチルアミノエチルメタクリレート−ＨＣｌを含む、 請求項１７のポリマー。 24．該複数のモノマーがアクリル酸及びジメチルアミノエチルメ タクリレート−ＨＣｌの組み合せを含む、請求項１７のポリマー。 25．該複数のモノマーが塩化トリメチルアンモニウムエチルメタクリルを含む、 請求項１７のポリマー。