JP2954661B2 - 過酸化水素の定量法 - Google Patents

過酸化水素の定量法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、過酸化水素の定量法に係り、臨床検査領域
において利用される。
従来の技術 従来から臨床検査の分野においては、酸化酵素を用い
て、測定対象物質を過酸化水素に変換し、これをペルオ
キシダーゼの存在下、呈色性化合物に導いて、測定対象
物質を比色定量する方法が広く用いられている。かかる
呈色性化合物を用いる方法としては、4−アミノアンチ
ピリンとフェノール誘導体または、アニリン誘導体ある
いはトルイジン誘導体等を縮合させる方法(「生化学と
新しい診断薬の開発」シーエムシー(株)刊)、ロイコ
メチレンブルー誘導体を用いる方法(特開昭57−29297
号公報)、ロイコインダミン誘導体、ロイコインドフェ
ノール誘導体を用いる方法(特開昭59−74713号公
報)、トリアリールメタン誘導体を用いる方法(特開昭
56−31641号公報、特開昭62−296号公報、特開昭60−18
4400号公報)等が公知である。
発明が解決しようとする課題 近年の臨床検査の分野のニーズは、検体試料の微量化
や、より微量な生体成分の定量へと進んでおり、前述し
た呈色性化合物を用いる方法では、検出感度面におい
て、その要求を満たすことができなくなってきている。
すなわち最も検出感度が高い呈色試薬の一つとされてい
るロイコメチレンブルー誘導体を用いても、μmol/オ
ーダーの生体成分の定量は極めて難しい。
このようにより高い検出感度を有する呈色性化合物が
強く求められている。
課題を解決するための手段 本発明は、ペルオキシダーゼの存在下に過酸化水素と
下記一般式(I)で表わされる色原体またはその塩とを
反応させて、呈色した反応液の可視部における吸収を測
定することを特徴とする過酸化水素の定量法を提供す
る。
式中Rは、下記一般式(II)、(III)、(IV)で表
わされる基を表わす。
一般式(II)におけるP1、P2、P3、P4、P5は、いずれ
か2つは で表わされる基およびヒドロキシルであり、残りの4つ
は、同一もしくは異なって水素、ヒドロキシル、メチ
ル、メトキシ、スルホ、カルボキシル、ハロゲンを表わ
す。
一般式(III)および(IV)におけるP1、P2、P3
P4、P5、P6、P7のいずれか2つは で表わされる基およびヒドロキシルであり、残りの5つ
は、同一もしくは異なって水素、ヒドロキシル、メチ
ル、メトキシ、スルホ、カルボキシル、ハロゲンを表わ
す。
以下に、本発明を詳細に説明する。
上記一般式(II)、(III)、(IV)の定義中、ハロ
ゲンはフッ素原子、塩素原子、臭素原子を包含する。
また一般式(I)で表わされる色原体の塩としては、
硫酸塩、リン酸塩、塩酸塩、酢酸塩、ナトリウム塩、カ
リウム塩、リチウム塩等が例示される。
本発明によれば、試料中の過酸化水素と一般式(I)
で表わされる色原体とを反応させ、生成した化合物の吸
収を、その極大吸収波長(λmax)付近で測定すること
によって過酸化水素を定量することができる。
本発明を実施するに際しては、一般にpH2〜11の緩衝
剤、例えばリン酸、トリス−HCl、コハク酸塩、シュウ
酸塩、酢酸塩、Good等の0.005〜2mol/液中に0.1〜100
0IU/mlのペルオキシダーゼ及び色原体を、試料中の過酸
化水素の等モル以上、通常10〜1000倍モル含有させて試
薬液とし、これを過酸化水素を含有する試料に加えて5
〜50℃、好ましくは25〜40℃で反応させる。反応後の反
応液による吸収を、生成色素の極大吸収波長で試薬ブラ
ンクを対照として測定し、予め既知量についての試験か
ら求めた検量線を利用して、試料中の過酸化水素を定量
する。
反応系には必要に応じてトリトンX−100等の界面活
性剤が用いられる。
本発明方法は、後述のように過酸化水素を生成する反
応系に関与する反応物質、あるいは酵素活性の定量に好
適に応用できる。特に過酸化水素生成系が酵素反応であ
る場合、過酸化水素生成反応と色素生成反応を同一系内
で行うことができるので、短時間に定量できる。
測定すべき対象が基質である場合には、これを分解し
て過酸化水素を生成する酵素を、対象が酵素活性である
場合には、その酵素の基質を色原体と共に試薬液に加
え、この試薬液を試料に加えて反応させ、着色した反応
液の吸収を測定することによって、基質又は酵素活性を
測定することができる。
本発明で用いられる代表的色原体が、第1表に例示さ
れる。表中Aは、 を表わす。
これらの色原体を用いた場合の極大吸収波長(λma
x)及び感度が第2表に示される。
測定は以下の方法で行われた。
10U/mlのペルオキシダーゼ、1mg/mlのトリトンX−10
0、0.2mg/mlの一般式(I)で表わされる化合物を含有
するGoodの緩衝液(pH6.5)を調整し、この3mlに20μ
の0.25mg/dl H2O2溶液を加えて反応させ、反応液のλma
xにおけるODを測定する。
色原体として4−アミノアンチピリンとN−エチル−
N−(3−メチルフェニル)−N′−アセチルエチレン
ジアミン(4AA−EMAE発色系)を用いた場合のODを100と
した時の相対値を、感度として第2表に示す。
感度が高い色原体ほど、微量成分の定量に適してい
る。
本発明で用いられる一般式(I)で表わされる化合物
は、ベンズヒドロール類と、フェノール類あるいはナフ
トール類とを、硫酸を用いて縮合反応を行わせることに
よって得られる。反応は30〜100℃で数時間で完了す
る。目的と化合物を晶出しうる有機溶媒例えば、n−オ
クタノールに反応液を加え、晶出物をメタノール等の有
機溶媒に溶解し、シリカゲルクロマトグラフィーによっ
て目的物を単離できる。
第1表に示される化合物の製造例が、以下に示され
る。
(1) 化合物No.1〜6は、4,4′−ビス(ジメチルア
ミノ)ベンズヒドロールの下記の第3表の化合物とを2:
1のモル比で、4,4′−ビス(ジメチルアミノ)ベンズヒ
ドロールの5倍量の50%硫酸に加え、80℃で4〜5時間
撹拌しながら反応させる。反応液をn−ブタノールに加
えて目的物を晶出させ、結晶を少量のエタノールに溶解
する。シリカゲルを用いるカラムクロマトグラフィー精
製を行い、目的物を含有する画分を集める。溶出は、ク
ロロホルムに対して、酢酸エチルの濃度勾配溶出を最終
的にクロロホルム:酢酸エチル=90:10v/vになるように
調整して行う。得られた画分を濃縮乾固することにより
目的物を得る。
(2) 化合物No.7は、4,4′−ビス(ジメチルアミ
ノ)ベンズヒドロールと1,5−ジヒドロキシナフタレン
とを2:1のモル比で、4,4′−ビス(ジメチルアミノ)ベ
ンズヒドロールの5倍の50%硫酸に加え、80℃で2〜3
時間撹拌しながら反応させる。反応液をn−ブタノール
に加えて目的物を晶出させ、結晶を少量のエタノールに
溶解する。上記(1)と同様の条件で、シリカゲルを用
いるカラムクロマトグラフィー精製を行い、目的物を含
有する画分を集めて濃縮乾固することにより目的物を得
る。
(3) 化合物No.8は4,4′−ビス(ジメチルアミノ)
ベンズヒドロールと2,3−ジヒドロキシナフタレンとを
2:1のモル比で、4,4′−ビス(ジメチルアミノ)ベンズ
ヒドロールの5倍量の40%硫酸に加え、80℃で6〜7時
間撹拌しながら反応させる。反応液をn−ブタノールに
加えて目的物を晶出させ、結晶を少量のエタノールに溶
解する。上記(1)と同様の条件で、シリカゲルを用い
るカラムクロマトグラフィー精製を行い、目的物を含有
する画分を集めて、濃縮乾固することにより目的物を得
る。
上記(1)、(2)、(3)において、一般式(I)
で表わされる発色性化合物の検出は、シリカゲルカラム
クロマトグラフィーにより分取した各々の画分を薄層ク
ロマトグラフィーにかけ、薄層上で青く発色するUV吸収
を持つ画分を集めることにより行うことができる。
本発明方法は、反応によってH2O2を化学量論的に生成
する反応系における反応物質あるいは酵素活性の測定に
応用できる。
かかる反応系として種々のオキシダーゼを用いる酵素
反応が知られており、本発明方法はオキシダーゼの基質
の定量に好適である。
かかり基質として尿酸、コレステロール、中性脂肪
酸、遊離脂肪酸、グリセロール、シアル酸、ピルビン
酸、グルコース、無機リン酸、リン脂質、クレアチン、
クレアチニン、ポリアミン、乳酸等があげられ、酵素活
性を測定する対象の酵素としてモノアミンオキシダー
ゼ、コリンエステラーゼ等があげられる。
以下にこれらの反応系が図式的に示される。
本発明で用いられるH2O2定量用組成物は、ペルオキシ
ダーゼ及び一般式(I)で表わされる化合物からなる。
必要に応じて界面活性剤、緩衝剤を加えあるいは組合せ
た組成物あるいはキットは、H2O2の定量に便利である。
さらに測定されるべき基質の分解に必要な酵素あるい
は測定されるべき酵素の基質を加えた組成物は、目的物
の定量に便利である。
以下に実施例を示す。
実施例1(過酸化水素の定量) 50mMリン酸緩衝液(pH6.5)に、ペルオキシダーゼ10U
/ml、トリトンX−100 1mg/ml、化合物No.1、化合
物No.2、化合物No.3、化合物No.4、化合物No.5、
化合物No.6、化合物No.7、化合物No.8を0.1mg/ml
となるように溶解し、8種類の発色試液を調製した。
各々の発色試液3mlに、1.0mg/dlのH2O2溶液を5〜100
μ添加し、37℃恒温槽中、10分間加温後、試薬ブラン
クを対象として、各々のλmaxにおける吸光度を測定し
た。第1図に検量線を示す。
実施例2 (クレアチンの定量) 50mM Goodの緩衝液(pH7.4)100mlにザルコシンオキ
シダーゼ1,750U、ペルオキシダーゼ420Uおよびトリトン
X−100 100mgを溶解して、第1試液とした。
別に50mM Goodの緩衝液(pH8.0)100mlにクレアチナ
ーゼ13,250U、トリトンX−100 100mgおよび色原体と
して100mgの化合物No.1、100mgの化合物No.5、10
0mgの化合物No.6、100mgの化合物No.7、100mgの化
合物No.8、100mgのビス(4−N,N−ジエチルアミノフ
ェニル)−3,4−ジソジウムスルホプロポキシフェニル
メタン(特開昭60−184400記載)をそれぞれ溶解し、第
2試液とした。
試験管に血清10μと第1試液2.25mlをとり、37℃に
5分間放置後、第2試液を0.75ml添加して、37℃に5分
間放置した。次にλmaxにおける反応液の吸光度を試薬
盲検を対照として測定し、予め作成した検量線より血清
中のクレアチン濃度を算出した。
比較対照のために、「デタミナーCR633」(協和メデ
ックス社製)を用いて同様に測定した。この場合、血清
は20μ用いた。結果を第4表に示す。
実施例3 (乳酸の定量) 100mMのリン酸緩衝液(pH6.25)100mlに、乳酸オキシ
ダーゼ100U、ペルオキシダーゼ300U、トリトンX−100
100mgおよび色原体として25mgの化合物No.1、25m
gの化合物No.2、25mgの化合物No.3、25mgの化合物N
o.4をそれぞれ溶解し、試薬液とした。
試験管に血清5μと試薬液3mlをとり、37℃に5分
間放置後、λmaxにおける反応液の吸光度を試薬盲検を
対照として測定し、予め作成した検量線より、血清中の
乳酸濃度を算出した。
比較対照のために「デタミナーLA」(協和メデックス
社製)を用いて同様に測定した。この場合、血清は20μ
用いた。結果を第5表に示す。
実施例4 (ピルビン酸の定量) 100mMのGood緩衝液(pH6.0)100mlに、140mgのリン酸
二水素カリウム、23mgのチアミンピロリン酸、27mgのMg
Cl2・6H2O、ピルベートオキシダーゼ300U、ペルオキシ
ダーゼ100U、トリトンX−100 100mgおよび色原体とし
て25mgの化合物No.1、25mgの化合物No.2、25mgの
化合物No.3、25mgの化合物No.4をそれぞれ溶解し、試
薬液とした。
試験管に血清10μと試薬液3mlをとり、37℃に5分
間放置後、λmaxにおける反応液の吸光度を試薬盲検を
対照として測定し、予め作成した検量線より、血清中の
乳酸濃度を算出した。
比較対照のために、「デタミナーPA」(協和メデック
ス社製)を用いて同様に測定した。この場合、血清は50
μ用いた。結果を第6表に示す。
実施例2から明らかなように、ビス(4−N,N−ジエ
チルアミノフェニル)−3,4−ジソジウムスルホプロポ
キシフェニルメタンは、対照法に比較して、著しくかけ
離れた測定値を与え、実用上、使用不可であるが、実施
例2,3,4に示したように本発明における化合物による測
定値は、検体量(血清)が、従来法の1/2〜1/5であるに
もかかわらず、色原体が極めて高感度であるため、対照
法と良い相関を示し、優れた定量法といえる。
発明の効果 本発明によれば、かなり高感度で過酸化水素を定量す
ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、一般式(I)で表わされる色原体を用いて測
定した検量線を示す。 図中、●−●は化合物No.1、■−■は化合物No.2、△−
△は化合物No.3、□−□は化合物No.4、○−○は化合物
No.5、×−×は化合物No.6、▲−▲は化合物No.7、化合
物No.8をそれぞれ表わす。
───────────────────────────────────────────────────── 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 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ペルオキシダーゼの存在下に過酸化水素と
    下記一般式(I)で表わされる色原体またはその塩とを
    反応させて、呈色した反応液の可視部における吸収を測
    定することを特徴とする過酸化水素の定量法。 式中Rは、下記一般式(II)、(III)、(IV)で表わ
    される基を表わす。 一般式(II)におけるP1、P2、P3、P4、P5は、いずれか
    2つは で表わされる基およびヒドロキシルであり、残りの3つ
    は、同一もしくは異なって水素、ヒドロキシル、メチ
    ル、メトキシ、スルホ、カルボキシル、ハロゲンを表わ
    す。 一般式(III)および(IV)におけるP1、P2、P3、P4、P
    5、P6、P7のいずれか2つは で表わされる基およびヒドロキシルであり、残りの5つ
    は、同一もしくは異なって水素、ヒドロキシル、メチ
    ル、メトキシ、スルホ、カルボキシル、ハロゲンを表わ
    す。
  2. 【請求項2】(イ)ペルオキシダーゼ 及び (ロ)一般式(I)で表わされる化合物またはその塩 からなる過酸化水素定量用組成物。
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