JP2838866B2 - 酸化発色分析における還元物質の活性抑制方法 - Google Patents
酸化発色分析における還元物質の活性抑制方法Info
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- JP2838866B2 JP2838866B2 JP7135714A JP13571495A JP2838866B2 JP 2838866 B2 JP2838866 B2 JP 2838866B2 JP 7135714 A JP7135714 A JP 7135714A JP 13571495 A JP13571495 A JP 13571495A JP 2838866 B2 JP2838866 B2 JP 2838866B2
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- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/26—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase
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- Genetics & Genomics (AREA)
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は臨床化学検査における生
体成分中の還元物質除去方法に関し、特に酸化発色反応
を利用する場合などの発色抑制によって誤差の原因とな
りうる還元性の物質と選択的に反応し、それを系内から
除去することのできる還元物質の活性抑制方法に関する
ものである。
体成分中の還元物質除去方法に関し、特に酸化発色反応
を利用する場合などの発色抑制によって誤差の原因とな
りうる還元性の物質と選択的に反応し、それを系内から
除去することのできる還元物質の活性抑制方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】血液や尿中の生体成分の検出において、
その極めて複雑なマトリックスの中から目的成分のみを
選択的に検出するために、現在はグルコースオキシダー
ゼ、コレステロールオキシダーゼ、ウリカーゼあるいは
各種デヒドロゲナーゼなどを用いる酵素的分析法や、生
体中の酵素活性を測定するために酵素基質が広く利用さ
れおり、中でも各種酸化酵素を用いる方法は日常検査に
欠かせない手法となっている。
その極めて複雑なマトリックスの中から目的成分のみを
選択的に検出するために、現在はグルコースオキシダー
ゼ、コレステロールオキシダーゼ、ウリカーゼあるいは
各種デヒドロゲナーゼなどを用いる酵素的分析法や、生
体中の酵素活性を測定するために酵素基質が広く利用さ
れおり、中でも各種酸化酵素を用いる方法は日常検査に
欠かせない手法となっている。
【0003】通常、測定対象である基質を各種酸化酵素
で酸化することにより生成する過酸化水素は、カタラー
ゼやペルオキシダーゼ存在下、酸化発色基質と反応させ
ることによって容易に吸光分析法で定量することができ
る。
で酸化することにより生成する過酸化水素は、カタラー
ゼやペルオキシダーゼ存在下、酸化発色基質と反応させ
ることによって容易に吸光分析法で定量することができ
る。
【0004】これらの酵素的分析法は、化学的反応を利
用する測定法と比較して、特異的であり、酵素の種類に
関わらず緩和な条件で反応が進行することから、多数の
成分を同一の分析条件で測定できるために容易に自動化
が可能であり、臨床面での成分の測定意義が明確になる
につれて今後ますます普及していくものと思われる。
用する測定法と比較して、特異的であり、酵素の種類に
関わらず緩和な条件で反応が進行することから、多数の
成分を同一の分析条件で測定できるために容易に自動化
が可能であり、臨床面での成分の測定意義が明確になる
につれて今後ますます普及していくものと思われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特にペ
ルオキシダーゼ過酸化水素系を用いる酸化酵素反応にお
いては、生体試料中に存在する種々の還元物質によりそ
の過酸化水素が消費され負の誤差を与えることが知られ
ている。
ルオキシダーゼ過酸化水素系を用いる酸化酵素反応にお
いては、生体試料中に存在する種々の還元物質によりそ
の過酸化水素が消費され負の誤差を与えることが知られ
ている。
【0006】その還元物質のうち最も問題となっている
化合物はアスコルビン酸で、近年の健康飲料のブームと
共に大量にアスコルビン酸が添加された飲料水や食品が
増加しつつあることから、これらの干渉は益々増えてく
ることと思われる。
化合物はアスコルビン酸で、近年の健康飲料のブームと
共に大量にアスコルビン酸が添加された飲料水や食品が
増加しつつあることから、これらの干渉は益々増えてく
ることと思われる。
【0007】これらのアスコルビン酸などの還元性物質
は簡単な前処理によって除くことが望まれるが、これま
でに試みられた酸化性の金属塩や有機物の添加は、これ
らの干渉物質のみならず、酸化発色基質とも反応してし
まい、正の誤差を生じるため、酸化発色色素を用いる反
応系には使用できない。
は簡単な前処理によって除くことが望まれるが、これま
でに試みられた酸化性の金属塩や有機物の添加は、これ
らの干渉物質のみならず、酸化発色基質とも反応してし
まい、正の誤差を生じるため、酸化発色色素を用いる反
応系には使用できない。
【0008】本発明の目的は、特異的に生体中の還元性
物質と反応し、その干渉をなくし、かつペルオキシダー
ゼまたはカタラーゼ過酸化水素の反応系には影響を及ぼ
さない還元物質の活性抑制方法を提供するにある。
物質と反応し、その干渉をなくし、かつペルオキシダー
ゼまたはカタラーゼ過酸化水素の反応系には影響を及ぼ
さない還元物質の活性抑制方法を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め鋭意研究を重ねた結果、生体内還元物質の活性を抑制
する化合物として、次の一般式(1)
め鋭意研究を重ねた結果、生体内還元物質の活性を抑制
する化合物として、次の一般式(1)
【化2】
【0010】 (式中Rは炭素数が4又は5の環状アルキル基、又は窒
素原子との間に一つの二重結合を有してもよい環状アル
キル基で、アルキル基、アミノ基、アミド基、カルバモ
イル基、カルボキシル基、ケト基、水酸基、スルホン酸
基、フェニル基などの置換基を有していてもよく、環状
アルキル基の炭素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子
などで置換していてもよい)で示されるフリーラジカル
を持った化合物を見出した。
素原子との間に一つの二重結合を有してもよい環状アル
キル基で、アルキル基、アミノ基、アミド基、カルバモ
イル基、カルボキシル基、ケト基、水酸基、スルホン酸
基、フェニル基などの置換基を有していてもよく、環状
アルキル基の炭素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子
などで置換していてもよい)で示されるフリーラジカル
を持った化合物を見出した。
【0011】これらの化合物は、金属塩などの通常の酸
化剤とは異なり、分子内に持つ安定なラジカルが、アス
コルビン酸などの還元物質に作用し、自らは下記の式
(2)、
化剤とは異なり、分子内に持つ安定なラジカルが、アス
コルビン酸などの還元物質に作用し、自らは下記の式
(2)、
【化3】 (式中Rは化合物(1)と同じ)で示されるヒドロキシ
体となる。
体となる。
【0012】このような有機ラジカルを用いる還元物質
の酸化反応の場合は、従来の測定で用いられているペル
オキシダーゼ−過酸化水素を介した酸化発色反応には全
く関与せず、酸化発色における反応速度や過酸化水素濃
度に依存する発色感度は同じ価を示す。
の酸化反応の場合は、従来の測定で用いられているペル
オキシダーゼ−過酸化水素を介した酸化発色反応には全
く関与せず、酸化発色における反応速度や過酸化水素濃
度に依存する発色感度は同じ価を示す。
【0013】本発明に用いられる前記一般式(1)の有
機ラジカルは、数種類の有機ラジカルが既に市販されて
いるが、一般的な合成方法は A.M.Feldmanらの方法(米
国特許第3334103号 )や、W.Bueschken ら(独国
特許第4219459号)によって示されている。対象
のアミン化合物を、エーテル中で過酸化ベンゾイルを用
いて酸化する。その化合物に水を加え分解させたのち、
水酸化ナトリウム/含水メタノールを加え加熱還流し対
象ヒドロキシルアミンとする。その化合物を塩基存在
下、酸化することによって目的のラジカルを得るもので
ある。市販されていない化合物についてはその合成例を
示した。
機ラジカルは、数種類の有機ラジカルが既に市販されて
いるが、一般的な合成方法は A.M.Feldmanらの方法(米
国特許第3334103号 )や、W.Bueschken ら(独国
特許第4219459号)によって示されている。対象
のアミン化合物を、エーテル中で過酸化ベンゾイルを用
いて酸化する。その化合物に水を加え分解させたのち、
水酸化ナトリウム/含水メタノールを加え加熱還流し対
象ヒドロキシルアミンとする。その化合物を塩基存在
下、酸化することによって目的のラジカルを得るもので
ある。市販されていない化合物についてはその合成例を
示した。
【0014】本発明に用いられる還元物質活性抑制の可
能な化合物を以下に列示するが、環構造に関与するアル
キル鎖以外のアルキル基としてはメチル基であり、特に
窒素原子に隣接した炭素原子にメチル基が置換すること
によってラジカルの安定化を図ることができる。置換基
としては、アルキル基、アルコキシル基、アミノ基、カ
ルボキシル基、カルバモイル基、ヒドロキシル基、スル
フヒドリル基、フェニル基、アミド基などの官能基が付
加していてもよい。
能な化合物を以下に列示するが、環構造に関与するアル
キル鎖以外のアルキル基としてはメチル基であり、特に
窒素原子に隣接した炭素原子にメチル基が置換すること
によってラジカルの安定化を図ることができる。置換基
としては、アルキル基、アルコキシル基、アミノ基、カ
ルボキシル基、カルバモイル基、ヒドロキシル基、スル
フヒドリル基、フェニル基、アミド基などの官能基が付
加していてもよい。
【0015】
【化4】
【0016】
【化5】
【0017】
【化6】
【0018】
【化7】
【0019】
【化8】
【0020】
【化9】
【0021】
【化10】
【0022】
【化11】
【0023】
【化12】
【0024】
【化13】
【0025】
【化14】
【0026】
【化15】
【0027】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はその要旨を満たす限り、以下の実施例
によって制約されるものではない。
するが、本発明はその要旨を満たす限り、以下の実施例
によって制約されるものではない。
【0028】合成例 1 化合物(D)の合成 化合物(C)20g(99.9mmol)をテトラヒド
ロフラン500mlに溶かし、0℃に冷却したのちジシ
クロヘキシルカルボジイミド30.9g(0.149m
ol)を少しづつ加え、そのまま30分間撹拌した。こ
れにアンモニアガスを吹き込み、そのまま3時間撹拌し
た。反応液を減圧下濃縮し、残渣をカラムクロマトグラ
フ(シリカゲル、2%メタノール/クロロホルム)で精
製し、目的化合物18.5g(収率93%)を得た。
ロフラン500mlに溶かし、0℃に冷却したのちジシ
クロヘキシルカルボジイミド30.9g(0.149m
ol)を少しづつ加え、そのまま30分間撹拌した。こ
れにアンモニアガスを吹き込み、そのまま3時間撹拌し
た。反応液を減圧下濃縮し、残渣をカラムクロマトグラ
フ(シリカゲル、2%メタノール/クロロホルム)で精
製し、目的化合物18.5g(収率93%)を得た。
【0029】合成例2 化合物(F)の合成 2,2,6,6−テトラメチルモルフォリン4g(2
7.7mmol)をクロロホルム200mlに溶かし、
m−クロロ過安息香酸9.56g(55.4mmol)
を加え2時間室温で撹拌した。反応液を濾過し、濾液を
2%炭酸水素ナトリウム水溶液で3回洗浄し、無水硫酸
マグネシウムで乾燥して濾過した。濾液を減圧下濃縮
し、析出した固体をベンゼンに溶かし、シリカゲルカラ
ム濾過して、目的化合物3.28g(収率75%)を得
た。このものは黄色結晶、融点=78〜80℃、元素分
析:C=60.55,H=9.98%,N=8.90%
(計算価:C=60.73%,H=10.19%,N=
8.85%)であった。
7.7mmol)をクロロホルム200mlに溶かし、
m−クロロ過安息香酸9.56g(55.4mmol)
を加え2時間室温で撹拌した。反応液を濾過し、濾液を
2%炭酸水素ナトリウム水溶液で3回洗浄し、無水硫酸
マグネシウムで乾燥して濾過した。濾液を減圧下濃縮
し、析出した固体をベンゼンに溶かし、シリカゲルカラ
ム濾過して、目的化合物3.28g(収率75%)を得
た。このものは黄色結晶、融点=78〜80℃、元素分
析:C=60.55,H=9.98%,N=8.90%
(計算価:C=60.73%,H=10.19%,N=
8.85%)であった。
【0030】実施例1 TOOSを用いた発色反応における生体内還元物質除去
剤の影響 (発色溶液)1mMN−(2−ヒドロキシ−3−スルホ
プロピル)−n−エチル−3−メチルアニリン(TOO
S)の0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)溶液1ml
と1mM4−アミノアンチピリン(4−AA)の0.1
Mリン酸緩衝液(pH7.4)溶液1mlと、10U/
mlペルオキシダーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH
7.4)溶液0.1mlを混合し、更に0.1Mリン酸
緩衝液(pH7.4)で全量2.89mlにした。
剤の影響 (発色溶液)1mMN−(2−ヒドロキシ−3−スルホ
プロピル)−n−エチル−3−メチルアニリン(TOO
S)の0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)溶液1ml
と1mM4−アミノアンチピリン(4−AA)の0.1
Mリン酸緩衝液(pH7.4)溶液1mlと、10U/
mlペルオキシダーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH
7.4)溶液0.1mlを混合し、更に0.1Mリン酸
緩衝液(pH7.4)で全量2.89mlにした。
【0031】(過酸過水素溶液)市販の過酸過水素水溶
液を0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)に溶解し、最
終濃度が10mMになるように調整した。
液を0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)に溶解し、最
終濃度が10mMになるように調整した。
【0032】(還元物質活性抑制剤溶液)化合物B、
C、Jをそれぞれ0.1molリン酸緩衝液(pH7.
4)に溶解し、濃度が10mmolになるように調整し
た。
C、Jをそれぞれ0.1molリン酸緩衝液(pH7.
4)に溶解し、濃度が10mmolになるように調整し
た。
【0033】(操作法)発色溶液に還元物質活性抑制剤
溶液0.1mlを加え、5分間37℃でインキュベート
した後、過酸過水素溶液10μlを加え素早く撹拌し、
その時点から555nmの吸収を分光光度計でモニター
し、還元物質活性抑制剤溶液無添加の場合と比較した。
溶液0.1mlを加え、5分間37℃でインキュベート
した後、過酸過水素溶液10μlを加え素早く撹拌し、
その時点から555nmの吸収を分光光度計でモニター
し、還元物質活性抑制剤溶液無添加の場合と比較した。
【0034】測定結果を図1に示す。この結果から本発
明品は、通常の酸化発色反応に何も影響しないことを示
す。
明品は、通常の酸化発色反応に何も影響しないことを示
す。
【0035】実施例2 TOOSを用いた発色反応におけるアスコルビン酸の影
響の軽減 (発色溶液)1mM−TOOSの0.1Mリン酸緩衝液
(pH7.4)溶液1mlと1mM4−AAの0.1M
リン酸緩衝液(pH7.4)溶液1mlと、10U/m
lペルオキシダーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH7.
4)溶液0.1mlを混合し、更に0.1Mリン酸緩衝
液(pH7.4)で2.89mlにした。
響の軽減 (発色溶液)1mM−TOOSの0.1Mリン酸緩衝液
(pH7.4)溶液1mlと1mM4−AAの0.1M
リン酸緩衝液(pH7.4)溶液1mlと、10U/m
lペルオキシダーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH7.
4)溶液0.1mlを混合し、更に0.1Mリン酸緩衝
液(pH7.4)で2.89mlにした。
【0036】(アスコルビン酸溶液)市販のアスコルビ
ン酸ナトリウムを0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)
に溶解し、最終濃度が10mMになるように調整した。
ン酸ナトリウムを0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)
に溶解し、最終濃度が10mMになるように調整した。
【0037】(過酸化水素溶液)市販の過酸化水素水溶
液を0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)に溶解し、最
終濃度が10mMになるように調整した。
液を0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)に溶解し、最
終濃度が10mMになるように調整した。
【0038】(還元物質活性抑制剤溶液)化合物B、
C、Iをそれぞれ0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)
に溶解しそれぞれの濃度が10mMになるように調整し
た。
C、Iをそれぞれ0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)
に溶解しそれぞれの濃度が10mMになるように調整し
た。
【0039】(操作法)アスコルビン酸溶液20μlに
還元物質活性抑制剤溶液をそれぞれ0.1ml加える。
その後5分間インキュベートした後、発色液2.89m
lと過酸化水素水溶液10μlを加え5分後の555n
mにおける吸光度変化を測定した。また比較対照として
前記の条件で還元物質活性抑制剤溶液無添加の場合の吸
光度変化も測定した。
還元物質活性抑制剤溶液をそれぞれ0.1ml加える。
その後5分間インキュベートした後、発色液2.89m
lと過酸化水素水溶液10μlを加え5分後の555n
mにおける吸光度変化を測定した。また比較対照として
前記の条件で還元物質活性抑制剤溶液無添加の場合の吸
光度変化も測定した。
【0040】測定結果を図2に示す。還元物質活性抑制
剤溶液を入れていないものは顕著にアスコルビン酸の影
響を受けて発色が抑えられているのに対し、それぞれの
還元物質活性抑制剤溶液を加えたものは化合物Jを除い
てアスコルビン酸の影響を全く受けておらず、酸化発色
反応を還元的に阻害するアスコルビン酸の活性を抑制し
ていることがわかる。
剤溶液を入れていないものは顕著にアスコルビン酸の影
響を受けて発色が抑えられているのに対し、それぞれの
還元物質活性抑制剤溶液を加えたものは化合物Jを除い
てアスコルビン酸の影響を全く受けておらず、酸化発色
反応を還元的に阻害するアスコルビン酸の活性を抑制し
ていることがわかる。
【0041】実施例3 還元物質活性抑制剤を用いた血中グルコースの測定 (発色溶液)1mM−MAPSの0.1Mリン酸緩衝液
(pH7.4)溶液1mlと1mM4−AAの0.1M
リン酸緩衝液(pH7.4)溶液1mlと、10U/m
lペルオキシダーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH7.
4)溶液0.1ml及び5U/mlグルコースオキシダ
ーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)溶液0.1
mlを混合し、更に0.1Mリン酸緩衝液(pH7.
4)で3.0mlにした。
(pH7.4)溶液1mlと1mM4−AAの0.1M
リン酸緩衝液(pH7.4)溶液1mlと、10U/m
lペルオキシダーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH7.
4)溶液0.1ml及び5U/mlグルコースオキシダ
ーゼの0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)溶液0.1
mlを混合し、更に0.1Mリン酸緩衝液(pH7.
4)で3.0mlにした。
【0042】(還元物質活性抑制剤溶液)化合物Bを
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)に溶解しそれぞれ
の濃度が10mMになるように調整した。
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)に溶解しそれぞれ
の濃度が10mMになるように調整した。
【0043】(血清)除タンパクしたヒト血清20μl
を用いた。 検体I(26才男性)、検体II(30才男性)、検体
III(33才男性)、検体IV(35才男性)、検体
V(39才男性)、検体VI(26才女性)。
を用いた。 検体I(26才男性)、検体II(30才男性)、検体
III(33才男性)、検体IV(35才男性)、検体
V(39才男性)、検体VI(26才女性)。
【0044】(操作法)各血清20μlに還元物質活性
抑制剤Bの溶液を10μlづつ加え、室温で5分間放置
した後、予め30℃に加温した発色溶液3mlを加え、
30℃で10分間インキュベートし、試薬ブランクを対
照に555nmでの吸光度を測定した。測定データは検
量線と対比させ、血清中のグルコース濃度を求めた。比
較のために、還元物質活性抑制剤溶液で処理していない
血清での結果を測定した。結果を第1表に示す。
抑制剤Bの溶液を10μlづつ加え、室温で5分間放置
した後、予め30℃に加温した発色溶液3mlを加え、
30℃で10分間インキュベートし、試薬ブランクを対
照に555nmでの吸光度を測定した。測定データは検
量線と対比させ、血清中のグルコース濃度を求めた。比
較のために、還元物質活性抑制剤溶液で処理していない
血清での結果を測定した。結果を第1表に示す。
【0045】
【表1】
【0046】化合物Bで処理していない血清を用いた場
合と、化合物Bで処理した血清を用いた場合の血中のグ
ルコース濃度は、総じて未処理のサンプルが低くなるこ
とが分かる。これは血中の還元物質の影響によるものと
考えられ、還元物質活性抑制剤を用いることにより、妨
害を受けずに血中の正確なグルコース濃度を測定でき
る。
合と、化合物Bで処理した血清を用いた場合の血中のグ
ルコース濃度は、総じて未処理のサンプルが低くなるこ
とが分かる。これは血中の還元物質の影響によるものと
考えられ、還元物質活性抑制剤を用いることにより、妨
害を受けずに血中の正確なグルコース濃度を測定でき
る。
【0047】
【発明の効果】本発明還元物質活性抑制剤は、酸化発色
反応に影響を与える還元物質に作用してその影響を阻害
すると共に、通常の酸化発色反応には何ら影響しない。
反応に影響を与える還元物質に作用してその影響を阻害
すると共に、通常の酸化発色反応には何ら影響しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はTOOS−4−AA系の酸化発色反応に
おける本発明品の影響を表したもので、横軸に時間
(秒)、縦軸に555nmにおける吸光度を示した。但
し、△は本発明品を添加していない通常の吸光度変化を
表す。
おける本発明品の影響を表したもので、横軸に時間
(秒)、縦軸に555nmにおける吸光度を示した。但
し、△は本発明品を添加していない通常の吸光度変化を
表す。
【図2】図2はTOOS−4−AA系の酸化発色反応に
おいて阻害物となるアスコルビン酸の除去を目的として
それぞれ化合物B、C、Jを加えた時の、吸光度変化を
表したもので、横軸に時間(秒)、縦軸に555nmに
おける吸光度を示した。但し△は還元物質活性抑制剤無
添加の場合のアスコルビン酸の影響を表す。
おいて阻害物となるアスコルビン酸の除去を目的として
それぞれ化合物B、C、Jを加えた時の、吸光度変化を
表したもので、横軸に時間(秒)、縦軸に555nmに
おける吸光度を示した。但し△は還元物質活性抑制剤無
添加の場合のアスコルビン酸の影響を表す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12Q 1/28 C12Q 1/26 BIOSIS(DIALOG) CA(STN) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)
Claims (1)
- 【請求項1】 酸化発色反応を利用する臨床化学検査に
おいて、次の一般式(1) 【化1】 (式中Rは炭素数が4又は5の環状アルキル基、又は窒
素原子との間に一つの二重結合を有してもよい環状アル
キル基で、アルキル基、アミノ基、アミド基、カルバモ
イル基、カルボキシル基、ケト基、水酸基、スルホン酸
基、フェニル基などの置換基を有していてもよく、環状
アルキル基の炭素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子
などで置換していてもよい)で示されるフリーラジカル
を持つ化合物により酸化発色分析における還元物質の活
性抑制方法。
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