CN1763218A - 离子钙含量测定方法及离子钙诊断试剂盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测定离子钙含量的方法，同时本发明还涉及离子钙诊断试剂盒，属于医学检验测定技术领域。该试剂盒包括缓冲液、磷脂、乙醇、氧化型辅酶、磷脂酶(需钙离子)、胆碱氧化酶、过氧化氢酶、醛脱氢酶、稳定剂，通过将样品与试剂按一定的体积比混合，使之发生酶偶联反应，再将最终反应物置于生化分析仪下，检测主波长吸光度变化的情况(速度)，从而测算出离子钙的含量。采用本发明完全可以通过生化分析仪器得出所需的测定结果，并且灵敏度高、精确度好，不受内外源物质的污染，便于推广应用。

Description

离子钙含量测定方法及离子钙诊断试剂盒

技术领域

本发明涉及一种离子钙含量测定方法，同时本发明还涉及用以实现该方法的离子钙诊断试剂盒，属于医学检验测定技术领域。

背景技术

总钙的测定方法很多，概括起来有滴定法(包括氧化还原滴定法、络合滴定法)，比色法(最常用又便于自动化操作的有邻甲酚酞络合酮法、甲基麝香草酚蓝法、偶氮胂III法等)，火焰光度法、原子吸收分光光度法、同位素稀释质谱法。国际临床化学联合会(IFCC)推荐的钙测定决定性方法为同位素稀释质谱法(IDMS)，参考方法为原子吸收分光光度法。世界卫生组织(WHO)推荐的中等实验室用的常规方法为邻甲酚酞络合酮法(O-CPC)。

血清离子钙亦称游离钙，是具有生理活性的钙。它比总钙更能反映机体内钙的代谢状态，对疾病具有更高的诊断价值：(1)离子钙的测定对较大的外科手术意义重大，如开胸的心脏手术，肝移植及其他需大量输入柠檬酸盐抗凝血的手术或术后脓毒血症。反复测定总钙已经没有什么意义，而离子钙对指导这些病人的正确治疗非常重要。(2)当怀疑有新生儿患低钙血症时，应测定离子钙，如果出现并发症，更有必要经常测定。(3)肾脏疾病：肾移植病人，或进行血液透析的病人，钙代谢经常改变而且有时很激烈。因此在做血透时维持轻微的正钙平衡对保持良好的心脏功能是重要的，而离子钙的测定是对此监测的最好的手段。(4)原发性甲状旁腺功能亢进的病人，90％以上的病例离子钙升高，甲状旁腺功能减退者离子钙显著偏低。

目前离子钙的主要测定方法大致有：酶比色法、生物学法、透析法、超滤法、金属指示剂法、离子选择性电极法。以前，受限于技术上的原因，离子钙的测定仅限于少数研究部门，临床实际应用很少。最近十年来的研究开发，提出采用钙—汞合金电极的钙离子选择性电极法。此方法简便、迅速、重复性好，正确和敏感性高。测定结果不受血浆蛋白质的影响，能反映机体钙代谢的实际情况。但是成本高昂。而酶比色法测定离子钙——比离子选择性电极法更简便、更迅速、更经济、特异性专一及成本更低廉等特点。结合我国的具体实际，应以酶法测定较为实用。

检索中国专利仅发现申请号为03131931.9、申请日为2003.06.19名称为《三抗法快速定量测定心肌肌钙蛋白I》之类的专利，而测定心肌肌钙蛋白与测定钙离子无关。这从一个侧面说明，我国此方面的研究还比较欠缺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种可以克服以上现有技术缺点的离子钙诊断试剂盒，采用该试剂盒中的试剂不仅可以在紫外/可见光分析仪或者半、全自动生化分析仪上进行离子钙含量测定，而且测定速度快、准确度高，因而可以得到切实的推广应用。同时本发明还提出相应的离子钙含量的测定方法。

本发明测定离子钙含量的步骤如下：

1)、将样品与主要由磷脂、乙醇、氧化型辅酶、磷脂酶(需钙离子激活)、胆碱氧化酶、过氧化氢酶、醛脱氢酶组成的试剂混合，使之发生如下原理的反应：

     磷脂+水 磷脂酶-D/Ca ⁺⁺磷脂酸+胆碱

     胆碱+2氧+水   胆碱氧化酶 甜菜碱+2过氧化氢

     过氧化氢+乙醇  过氧化氢酶乙醛+水

   乙醛+氧化型辅酶+水  醛脱氢酶乙酸+还原性辅酶+氢离子

2)、检测最终反应物在主波长340nm处吸光度下降的速度，测算出离子钙含量的大小。

通常步骤2)将最终反应物置于紫外/可见光分析仪或者半、全自动生化分析仪器下，检测主波长340nm处吸光度下降的速度，测算出离子钙含量的大小。

以上样品与试剂的混合比例按体积为1/10到1/250，以上过程的测定温度控制在常规的20℃到50℃范围，反应时间控制在常规的2-30分钟。

本发明应用磷脂酶(一种需要钙离子激活的酶)偶联胆碱氧化酶、过氧化氢酶、醛脱氢酶等反应比色法。最终将氧化型辅酶还原成还原性辅酶，因为还原性辅酶在波长340nm有吸收峰，因此测试波长340nm吸收峰的增加程度可以直接反映离子钙含量的大小。这个酶偶联反应***的优点有：一、它利用测量氧化型辅酶被还原成还原性辅酶的生成量来反映离子钙含量，氧化型辅酶在溶液中的稳定性比还原性辅酶高很多，因此这个***的稳定性很好。

用于实现本发明方法的离子钙诊断试剂盒可以是单剂，包括：

        缓冲液                       40——200mmol/l

        磷脂                         1——50mmol/l

        乙醇                         1——30mmol/l

        氧化型辅酶                   0.5——20mmol/l

        磷脂酶(需钙离子)             5000——500000U/l

        胆碱氧化酶                   500——50000U/l

        过氧化氢酶                   500——50000U/l

        醛脱氢酶                   500——50000U/l

        稳定剂                     10——80％(总体积)

也可以将以上单剂配成如下双剂，更有利于消除内、外源胆碱污染：

试剂I

        缓冲液                     40——200mmol/l

        乙醇                       1——30mmol/l

        氧化型辅酶                 0.5——20mmol/l

        胆碱氧化酶                 500——50000U/l

        过氧化氢酶                 500——50000U/l

        醛脱氢酶                   500——50000U/l

        稳定剂                     10——80％(总体积)

试剂II

        缓冲液                     40——200mmol/l

        磷脂                       1——50mmo l/l

        磷脂酶(需钙离子)           5000——500000U/l

        稳定剂                     10——80％(总体积)

双剂的配方不仅限于上述配方，试剂II其中的成分，磷脂或磷脂酶等可以放在试剂I，如此可以形成多种配方，不在此一一详述。

还可以将试剂配成如下三试剂，不但更有利于消除内、外源胆碱污染，还更有利于试剂的稳定：

试剂I

        缓冲液                     40——200mmol/l

        乙醇                       1——30mmol/l

        氧化型辅酶                 0.5——20mmol/l

        稳定剂                     10——50mmol/l

试剂II

        缓冲液                     40——200mmol/l

        胆碱氧化酶                 500——50000U/l

        过氧化氢酶                 500——50000U/l

        醛脱氢酶                   500——50000U/l

        稳定剂                     10——80％(总体积)

试剂III

        缓冲液                     40——200mmol/l

        磷脂                       1——50mmol/l

        磷脂酶(需钙离子)           5000——500000U/l

        稳定剂                     10——80％(总体积)

三剂的配方不仅限于上述配方，其中的试剂I的成分，乙醇、氧化型辅酶等可以放在试剂II中。试剂II其中的成分，胆碱氧化酶、过氧化氢酶、醛脱氢酶等也可以放在试剂I中，试剂III其中的成分，磷脂或磷脂酶等也可以放在试剂I或试剂II中，如此可以形成多种配方，不一一详述。

缓冲剂的pH范围可以是6.0～11.0。缓冲剂可以是三(羧甲基)氨基甲烷—盐酸(Tris-HCl)缓冲液、磷酸盐(Phosphate)缓冲液、三乙醇胺(Triethanolamine)缓冲液、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-Amino-2-methyl-1-propanol)缓冲液、咪唑(Imidazole)缓冲液或双甘氨肽(Glycylglycine)缓冲液等，但不仅限于这些缓冲液。

以上氧化型辅酶可以是NADP⁺、NAD⁺或thio-NAD⁺等氧化型烟酰胺辅酶或其衍生物。

此外，为了减少各试剂成分之间的交叉影响、保持试剂的稳定性，以便长期储存，以上单剂、双剂的试剂I、试剂II或三剂的试剂I、试剂II、试剂III中通常加入稳定剂10～80％或者10～50mmol/l，稳定剂可以是乙二醇、丙二醇、甘油、聚糖、聚醇、硫酸胺或盐等中的一种或一种以上。

实验表明，从测定结果的准确性和配制成本的经济性两方面综合考虑，无论是单剂、双剂还是三剂，如下配方成分关系的本发明离子钙诊断试剂盒较为理想：

  缓冲液                           80——120mmol/l

  磷脂                             4——10mmol/l

  乙醇                             2——10mmol/l

  氧化型辅酶                       1——5mmol/l

  磷脂酶(需钙离子)                 12000——100000U/l

  胆碱氧化酶                       1000——10000U/l

  过氧化氢酶                       1000——10000U/l

  醛脱氢酶                         1000——10000U/l

  稳定剂                           20——50％(总体积)

由于本发明是完全利用酶学方法，酶解反应具有特异性高的特点，不易受到内、外源其他物质的干扰。酶法方法简便、易于操作。酶解反应的特异性促使测试结果精确。酶解反应都是在缓冲液条件下进行，没有污染环境问题。酶法方法不需要特殊、额外的仪器，测试成本低廉。因此可以保证具有较高的测试准确性，更便于推广应用。

此外，本发明的显著特色之一是可以消除内、外源胆碱的污染，消除内、外源胆碱的作用发生在整个反应时间段的前半部分，在后半段时间受污染的内、外源胆碱已经被消耗殆尽，而在后半段时间测试离子钙含量所需要的胆碱都是产生于离子钙的含量。

具体实施方式

下面结合实施例子对本发明作进一步的说明。

实施例一(单剂)

本实施例的离子钙诊断试剂盒包括：

  缓冲液                           80mmol/l

  磷脂                             4mmol/l

  乙醇                             2mmol/l

  氧化型辅酶                       1mmol/l

  磷脂酶(需钙离子)                 12000U/l

  胆碱氧化酶                       1000U/l

  过氧化氢酶                       1000U/l

  醛脱氢酶                         1000U/l

  稳定剂                           50％(总体积)

在全自动生化分析仪上设定：温度37℃，反应时间10分钟，测试主波长340nm，测试副波长405nm以上，被测离子钙样品与试剂的体积比例为1/25，反应方向为正反应。

加入样品和试剂后，使之混合，发生以下反应：

    磷脂+水  磷脂酶-D/Ca ⁺⁺磷脂酸+胆碱

    胆碱+2氧+水  胆碱氧化酶甜菜碱+2过氧化氢

    过氧化氢+乙醇  过氧化氢酶乙醛+水

  乙醛+氧化型辅酶+水  醛脱氢酶乙酸+还原性辅酶+氢离子

将最终反应物置于生化分析仪器下，检测主波长340nm吸光度上升的幅度，从而测算出离子钙的含量。

本实施例应用磷脂酶(一种需要钙离子激活的酶)偶联胆碱氧化酶、过氧化氢酶、醛脱氢酶等反应比色法。最终将氧化型辅酶还原成还原性辅酶，因为还原性辅酶在波长340nm有吸收峰，因此测试波长340nm吸收峰的增加程度可以直接反映离子钙含量的大小。这个酶偶联反应***的优点有：一、它利用测量氧化型辅酶被还原成还原性辅酶的生成量来反映离子钙含量，氧化型辅酶在溶液中的稳定性比还原性辅酶高很多，因此这个***的稳定性很好。

实施例二(双剂)

本实施例的离子钙诊断试剂有：

试剂I

  缓冲液                           100mmol/l

  乙醇                             6mmol/l

  氧化型辅酶                       3mmol/l

  胆碱氧化酶                       5500U/l

  过氧化氢酶                       5500U/l

  醛脱氢酶                         5500U/l

  稳定剂                           50％(总体积)

试剂II

  缓冲液                           100mmol/l

  磷脂                             7mmol/l

  磷脂酶(需钙离子)                 60000U/l

  稳定剂                           50％(总体积)

测定离子钙含量时，温度控制在30℃，反应时间15分钟，测试主波长340nm，测试副波长405nm以上，被测离子钙样品与试剂的体积比例为1/25，反应方向为正反应。

具体测定步骤为：

    磷脂+水  磷脂酶-D/Ca ⁺⁺磷脂酸+胆碱

    胆碱+2氧+水  胆碱氧化酶甜菜碱+2过氧化氢

    过氧化氢+乙醇  过氧化氢酶乙醛+水

  乙醛+氧化型辅酶+水  醛脱氢酶乙酸+还原性辅酶+氢离子

将最终反应物置于生化分析仪器下，检测主波长340nm吸光度上升的幅度，从而测算出离子钙的含量。

各反应步骤的反应时间控制在15分钟。

实施例三(三剂)

本实施例的离子钙诊断试剂为三剂，有：

试剂I

  缓冲液                           120mmol/l

  乙醇                             10mmol/l

  氧化型辅酶                       5mmol/l

  稳定剂                           20mmol/l

试剂II

  缓冲液                           120mmol/l

  胆碱氧化酶                       10000U/l

  过氧化氢酶                       10000U/l

  醛脱氢酶                         10000U/l

  稳定剂                           50％(总体积)

试剂III

  缓冲液                           120mmol/l

  磷脂                             10mmol/l

  磷脂酶(需钙离子)                 100000U/l

  稳定剂                           50％(总体积)

在全自动生化分析仪上设定：温度25℃，反应时间20分钟，测试主波长340nm，测试副波长405nm以上，被测离子钙样品与试剂的体积比例为1/25，反应方向为正反应。

具体测定步骤为：

     磷脂+水  磷脂酶-D/Ca ⁺⁺磷脂酸+胆碱

     胆碱+2氧+水  胆碱氧化酶甜菜碱+2过氧化氢

     过氧化氢+乙醇  过氧化氢酶乙醛+水

   乙醛+氧化型辅酶+水  醛脱氢酶乙酸+还原性辅酶+氢离子

将最终反应物置于生化分析仪器下，检测主波长340nm吸光度上升的幅度，从而测算出离子钙的含量。

各反应步骤的反应时间控制在20分钟。

实施例四

本实施例的离子钙诊断试剂有：

试剂I

  缓冲液                           100mmol/l

  磷脂                             5mmol/l

  乙醇                             5mmol/l

  氧化型辅酶                       2mmol/l

  胆碱氧化酶                       8000U/l

  过氧化氢酶                       8000U/l

  醛脱氢酶                         8000U/l

  稳定剂                           50％(总体积)

试剂II

  缓冲液                           100mmol/l

  磷脂酶(需钙离子)                 20000U/l

  稳定剂                           50％(总体积)

在生化分析仪上设定：温度37℃，反应时间10分钟，测试主波长340nm，测试副波长405nm以上，被测离子钙样品与试剂的体积比例为1/25，反应方向为正反应。

加入样品和试剂后，使之混合，发生以下反应：

    磷脂+水  磷脂酶-D/Ca ⁺⁺磷脂酸+胆碱

    胆碱+2氧+水  胆碱氧化酶甜菜碱+2过氧化氢

    过氧化氢+乙醇  过氧化氢酶乙醛+水

  乙醛+氧化型辅酶+水  醛脱氢酶乙酸+还原性辅酶+氢离子

将最终反应物置于生化分析仪器下，检测主波长340nm吸光度上升的幅度，从而测算出离子钙的含量。

总之，实验证明，采用本发明的测定方法完全可以通过紫外/可见光分析仪或者半、全自动生化分析仪器得出所需的测定结果，并且灵敏度高、精确度好，不受内、外源物质的污染。

Claims (9)

1.一种离子钙含量测定方法，步骤如下：

1)、将样品与主要由磷脂、乙醇、氧化型辅酶、磷脂酶(需钙离子激活)、胆碱氧化酶、过氧化氢酶、醛脱氢酶组成的试剂混合，使之发生如下原理的反应：

磷脂+水   磷脂酶-D/Ca⁺⁺  磷脂酸+胆碱

胆碱+2氧+水   胆碱氧化酶  甜菜碱+2过氧化氢

过氧化氢+乙醇   过氧化氢酶  乙醛+水

乙醛+氧化型辅酶+水   醛脱氢酶  乙酸+还原性辅酶+氢离子

2)、检测最终反应物在主波长340nm处吸光度下降的速度，测算出离子钙含量的大小。

2.根据权利要求1所述离子钙含量测定方法，其特征在于：所述步骤2)为：将最终反应物置于紫外/可见光分析仪或者半、全自动生化分析仪下，检测主波长340nm处吸光度下降的速(程)度，测算出离子钙的含量。

3、根据权利要求1或2所述离子钙含量测定方法，其特征在于：温度控制在20℃到50℃范围，反应时间控制在2-30分钟。

4、根据权利要求1或2所述离子钙含量测定方法，其特征在于：被测离子钙样品与试剂的比例控制在1/10到1/500。

5.一种离子钙诊断试剂盒，由以下成分组成：

缓冲液                    40——200mmol/l

磷脂                      1——50mmol/l

乙醇                      1——30mmol/l

氧化型辅酶                0.5——20mmol/l

磷脂酶(需钙离子)             5000——500000U/l

胆碱氧化酶                   500——50000U/l

过氧化氢酶                   500——50000U/l

醛脱氢酶                     500——50000U/l

稳定剂                       10——80％(总体积)

6.根据权利要求5所述离子钙诊断试剂盒，其特征在于：所述试剂配成单剂、双剂或三剂。

7.根据权利要求5或6所述离子钙诊断试剂盒，其特征在于：所述稳定剂为乙二醇、丙二醇、甘油、聚糖、聚醇、硫酸铵或盐中的至少一种。

8.根据权利要求5或6所述离子钙诊断试剂盒，其特征在于：所述缓冲剂的pH范围是6.0～11.0，所述缓冲剂是三(羧甲基)氨基甲烷—盐酸缓冲液、磷酸盐缓冲液、三乙醇胺缓冲液、2-氨基-2-甲基-1-丙醇缓冲液、咪唑缓冲液或双甘氨肽缓冲液中的一种。

9、根据权利要求5或6所述离子钙诊断试剂盒，其特征在于：所述氧化型辅酶是NADP⁺、NAD⁺、thio-NAD⁺氧化型烟酰胺辅酶或其衍生物中的一种。