JPH01313000A - 生体成分測定試薬 - Google Patents

生体成分測定試薬

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JPH01313000A
JPH01313000A JP14471788A JP14471788A JPH01313000A JP H01313000 A JPH01313000 A JP H01313000A JP 14471788 A JP14471788 A JP 14471788A JP 14471788 A JP14471788 A JP 14471788A JP H01313000 A JPH01313000 A JP H01313000A
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Japan
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maltosylated
cyclodextrin
water
substance
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JP14471788A
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English (en)
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Yoshitaka Shirakawa
白川 義貴
Kazutoshi Shimamoto
嶋本 三利
Toshio Tsuchiko
土子 敏雄
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Iatron Laboratories Inc
Mitsubishi Kagaku Iatron Inc
Original Assignee
Iatron Laboratories Inc
Mitsubishi Kagaku Iatron Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、水に難溶性の物質を高濃度に溶解(含有)
させると共に、その結晶化または析出化を防止するよう
にした生体成分測定試薬に関するものである。
更に詳しくは、水に難溶性の物質を、マルトシル化シク
ロデキストリン(以下マルトシル化CDともいう)と共
に共存させるが、またはマルトシル化CDの包接化合物
として生体成分測定試薬中に溶解(含有)させることに
よって溶解性を増大ざぜで、水に難溶性の物質の結晶化
または析出化を防止するようにした生体成分測定試薬に
関するものである。
〈従来の技術と発明が解決しようとする問題点〉一般に
酵素反応等の生化学的測定に用いる水系の生体成分測定
試薬中には、酵素反応基質、補酵素、阻害剤、発色物質
、色素、防腐剤等の水に難溶性の物質を種々溶解(含有
)させる必要がある。
これらの水に難溶性の物質を高濃度に溶解させる試みは
種々なされているが、完全な方法はなく、このため未だ
生体成分測定試薬として利用できない物質も存在する。
また、これらの水に難溶性の物質は、通常生体成分測定
試薬の調製時においては巧妙な方法により可溶化されて
いるが、経時的に結晶または析出化が起こり易く、−度
結晶化または析出化が起こると、当該物質の濃度の低下
を招き、精度の高い生体成分測定試薬としての機能を喪
失してその価値を失なってしまう。
このような難溶性の物質を生体成分測定試薬中に溶解さ
せ、また経時的な結晶化または析出化を防止するための
有力な方法の一つとして、従来から水に難溶性の物質と
シクロデキストリン(またはシクロデキストリン誘導体
)とを共存またはその包接化合物として含有させる方法
が公表されている(特開昭57−74099号は、特開
昭60−160896M、特開昭61 260900号
)。
しかしながら、前記公表された方法は、シクロデキスト
リシ自体の溶解度が小さ過ぎで難溶性の物質を高濃度に
溶解させることができなかったり、シクロデキストリン
誘導体(例えば、前記特開昭61−260900号のハ
イドロキシプロピルβ−CD)が著しく高価過ぎて経済
性に乏しい等の欠点があった。
発明者等は、前記欠点を克服すべく鋭意研冗したところ
、従来のシクロデキストリン(またはシクロデキストリ
ン誘導体)に比較してマルトシル化シクロデキストリン
は、生体成分測定試薬中に溶解(含有)させる必要があ
る酵素反応基質、阻害剤、発色物質、色素、防腐剤等の
水に難溶性の物質に対して極めて良好な包接能力を有す
ると共に、溶解度が大きくしかも安価であることを知り
本発明を完成した。
〈問題点を解決するための手段〉 本願は次の(1)〜(9)の請求項から構成されている
(1)水に難溶性の物質とマルトシル化シクロデキスト
リンとが共存することを特徴とする生体成分測定試薬。
(2)水に難溶性の物質をマルトシル化シクロデキスト
リンの包接化合物として含有することを特徴とする生体
成分測定試薬。
(3)水に難溶性の物質とマルトシル化シクロデキスト
リン及び未修飾シクロデキストリンか共存することを特
徴とする生体成分測定試薬。
(4)水に難溶性の物質をマルトシル化シクロデキスト
リン及び未修飾シクロデキストリンの包接化合物として
含有することを特徴とする生体成分測定試薬。
(5)未修飾シクロデキストリンが、α−1β−1γ−
シクロデキストリン単独、またはこれらの混合物である
特許請求の範囲第3項、及び第4項記載の生体成分測定
試薬。
(6)水に難溶性の物質が、酵素反応の基質(合成基質
を含む)、補酵素、阻害剤、または色素である特許請求
の範囲第1〜第5項記載の生体成分測定試薬。
(7)水に難溶性の物質が、生化学的測定試薬に防腐的
作用を期待して用いる水に難溶の防腐、防菌、または防
カビ剤である特許請求の範囲第1〜第5項記載の生体成
分測定試薬。
(8)水に難溶性の物質が、γ−グルタミルパラニトロ
アニリン(γ−GpNA)である特許請求の範囲第1〜
第5項記載の生体成分測定試薬。
(9)水に難溶性の物質が、アデノシンである特許請求
の範囲第1〜第5項記載の生体成分測定試薬。
本願発明において、水に難溶性の物質とは、次に記載す
る比較的低分子の有機化合物をいう。
(イ)酵素反応の基質: (A)チロシン、トリプトファン等の難溶性アミノ酸 (B)アデニン、ヒボキサンチン、キサンチン、尿酸、
ウラシル、チミン等の水に難溶注の核#i塩基 (C)チロキシン、トリョートチロニン、アドレナリン
、ノルアドレナリン、メラトニン等の低分子難溶性ホル
モン、テストステロン、アルドステロン、プロゲステロ
シ等のステロイド系ホルモン (ロ)補酵素: ニコチンアミド、ビオチン、葉酸、リボ酸、レチナール
、カロチン、α−トコフェロール、ビタミンに3、ユビ
キノン、ビタミンD等の水に難溶・注ビタミン (ハ)色素: ヒトロキノン、カテコール、ピロガロール、バニリンと
その誘導体、アンチピリン、4−二トロアニリンの酸ア
ニリド誘導体(γ−GTP基質、その他ペブチダーセ基
質等)、ニトロフェノール及びクロロニトロフェノール
のエステル結合誘導体(リン酸エステル類:)オスファ
ターセの基質:p−ニトロフェニルフォスフエイト)あ
るいはエーテル結合誘導体(オリゴ等末端あるいは槍に
結合:アミラーゼの基質、グリコシダーセの基質等)等
、フェノールフタレインリン酸、アワリジン、ツェナジ
ン、フルオレセイン、ローダミン、ナフタレン、ピレン
、アシトラキノン、アントラセン、ウシへりフェロン、
クマリシ誘導体とそれらにより標識されたハブテン に)阻害剤: シクマロール、ワルファリン、チオウラシル、2,4−
ジニトロフェノール、]ルヒチン、p−クロロ安息香酸
第二水銀 (ホ)防腐剤、抗生物質: チモール、クロラムフェニコール (へ)その他二 〇−フエナントロッジ、2,2−ジピリジル、バンクブ
ロイシ等のキレート剤、トリグリセライド、コレステロ
ール等の脂質 これらの有機化合物は、一般にその溶液中で安定とぎれ
るpHにおいては溶解度が小ざいので、生化学的測定試
薬に必要な濃度を得られないことが多いが、このような
場合にマルトシル化シクロデキストリンを添加すると、
必要とされる充分な濃度を有し、なおかつ安定な生化学
的測定試薬を容易に得ることができる。
本願発明において、マルトシル化シクロデキストリンと
は、次の一般式で示されるシクロデキストリン誘導体を
いい、具体的にはマルトシル化α−シクロデキストリン
[n−6、m=1〜2]、マルトシル化β−シクロデキ
ストリン[n−7、m=:1〜2コ、マルトシル化γ−
シクロデキストリン[n=8、m=1〜2]が使用され
る。
一般式 %式%) 但し、上式中(05H1005)はグルコース残基そ、
(C,。H2005)はマルトース残基を表わし、グル
コース同志は、α−1,4結合、グルコースとマルトー
スは、α−1,6結合している。 これらのマルトシル
化CDは新規な化合物Cはないが、生体成分測定試薬中
の安定化(水に難溶性の物質の結晶または析出化の防止
)に利用したのは本願が最初である。
本願発明を具体的に実施する場合にあいで、不純物を含
有しない純粋な各々のマルトシル化CDが使用される場
合もあるが、通常はマルトシル化CDの製造工程で共存
(混入)するこれら3t!!のマルトシル化CDの混合
物、及び未修飾のCD(他の糖質を含む)を含有するマ
ルトシル化CDの混合物が使用される場合が多い。この
場合において、純粋なマルトシル化CDを使用する場合
よりも・未修飾のCDを含有するマルトシル化CDを使
用した方が、マルトシル化CDか未修飾のCDの溶解(
特にβ−〇Dの溶解)を助ける性質を有するので機能的
、経済的に優れていることも多い。
これらのマルトシル化CDを一種類以上添加することに
より、酵素反応基質、阻害剤、発色物質、色素、防腐剤
(抗生物質)等の生化学物質でこれまで水に難溶とされ
、溶解操作に手間取ったり、あるいは高濃度の試薬溶液
として調製できなかったためにその効果を発揮させにく
かった物質を、その溶解度の数倍の濃度、あるいは数m
Mから数10rnMの高濃度に包接化合物として溶解さ
せることができるようになった。
水に難溶性の物質をマルトシル化CDと混合した場合、
通常は包接化合物が形成されるとされるが、必すしも全
てが包接化合物の概念で説明できない場合もあり得るの
で、本願発明は、マルトシル化CDと水にtlt溶性の
物質か包接化合物を形成する場合のみに限定されるもの
ではなく、例えば乳化により、安定な試薬溶液が得られ
る場合を含むものである。
く実施例1〉 γ−し一グルタミルーp−ニトロアニリド(γ−GpN
A)塩酸塩の溶解 γ−GpNAは、γ−グルタミルトランスフエラーセ(
EC2,3,2,2、以下GTという)活性測定の際の
基質である。γ−GpNAを基質とする酵素活性γ−グ
ルタミルトランスフエラーセ(γ−GTP)の本基質に
対するKm(ミカエリス−メジテン定数)は、約TmM
であることが知られでいる。このKmの値から、γ−G
TP活性を精度よく測定するためには、試薬中に含まれ
る基質の濃度は数mM以上が必要である。しかし、溶解
度を比較的大きくすることができるpH4〜5以外のp
Hては、加水分解速度が一段と大きくなるので、前記以
外のpHでは試薬として保存することはできない。この
pHでは、γ−GpNAの溶解度は最小で、2mM(4
°C)未満しか溶解しないので実用に耐える試薬を調製
シ低温、保存するには、マルトシル化CDを添加し”C
38度を大きくする必要があるのである。
次の(])〜(5)の溶液を調製し、4°Cに放置しで
基質γ−GpNAの結晶が析出するが否かを観察し、γ
−GpNA塩酸塩を最終的に20mM溶解するための各
CDの必要最小濃度(mM)を求めた。また、CDの包
接能力を評価する目的で、結晶が析出した基質溶液につ
いてはその上澄に含まれる基質の濃度を吸光光度法によ
り測定し、包接定数(K)をもとめた、結果は第1表(
巻末)の通りであった。
(1)マルトシル化α−CD[一般式(I)においてn
=6.m= 1〜2] @O0−50rnの範囲で種々
の濃度で含み、γ−GpNA塩酸塩を一律20mM含む
基質溶液を調製した。
(2)マルトシル化β−CD[一般式(I)においてn
=7.m=1−2]を0−50mMの範囲で種々の;l
l11度で含み、γ−GpNA塩酸塩を一律20mM含
む基質溶液を調製した。
(3)マルトシル化α−CDとマルトシル化β−CDI
r主成分とし、未修飾CD等を含むCD調製物(前記(
1)、(2)のマルトシル誘導体の生成過程における中
間生成物、ただしオリゴ糖は含まずCDのみ)を、0〜
160mMの範囲で種々の濃度で含み、γ−GpNA塩
酸塩を一律20mM含む基質溶液を調製した。なお、こ
の中間生成物は、固形分としてオリゴ塘は含まずマルト
シル化CDと未修飾のCDのみを含み、マルトシル化C
Dは全固形分の62.5重量%以上(α、β:γ=6:
3:1(重量比))ヲ含有するものである。
(4)マルトシル化CD以外のCD誘導体として、前記
特開昭61−260900号公報記載のハイドロキシプ
ロビルβ−CD成分(ヘプタキス−(6−0−ハイドロ
キシプロどル)−B=CD、以下HP−β−CDという
)を0〜50mMの範囲で種々の濃度に含み、γ−Gp
NA塩酸塩を一律20mM含む基質溶液を調製した。
(5)CD誘導体を含まない蒸留水のみにて、γ−Gp
NA塩酸塩を最終的に20mM含む基質溶液を調製した
これらの(1)〜(5)の溶液は、全てpH4゜5に調
節した。
第1表の結果によれば、04°Cの水には、1゜8mM
しか溶解しないγ−GpNA塩酸塩を、80mMのマル
トシル化CDを使用することにより20mM溶解させる
ことが可能となり、■マルトシル化CD調製物でも90
mM使用すればT−GpNA塩酸塩を20mM溶解させ
ることが可能であることがわかる。マルトシル化CD調
製物中には、純粋なマルトシル化CDは、55〜60%
しか含まれていなのにこのような好結果が生ずるのは、
マルトシル化CDか難溶性のβ−CDの溶解度を大きく
すると共に他の未修飾CDO包橿能力ヲ増大しているも
のと考えられる。
マルトシル−CDが、難溶性のβ−CDの溶解度を大き
くすることは、次の@寅からも明らかである。
β−CD0.19(約88umoI2)は、室温てlo
omMのマルトシル−β−CDの溶液800uβに溶解
することができる。しかし、β−CD単独では、水80
0uρに14umoI2(約2%)しか溶解しない。す
なわち、8888−14=74uβは、マルトシル−β
−CDにより溶解しているのである。
〈実施例2〉 本願発明に係るマルトシル化CD(α−2β−)及びマ
ルトシル化CD調製物と従来の未修飾CD(α−1β−
1γ−)及びCD誘導体(di−0−methy l−
β−CD 、 tri−0−methyl−B−CD、
poly−B−CD、 HP−β−CD)との包接能力
を比較するため、各CDの濃度を一定(約25mM)に
保ち、これにγ−GpNAt−律20mMとなるように
室温にて溶解し、試薬を調製した後、4℃に保存し、2
週周経過後、これらの試薬の上清の基質濃度を測定した
。これらの試薬溶液のpHは全て3.0(25℃)とし
、ジメチルホルムアミド(DMA)を25〜30%のが
囲で含むように調製した。
測定結果を第2表(巻末)に示す。
第2表の結果によれば、本願発明に係るマルトシル化C
D(α−1β−)は、従来包接能力が大きいとされたH
P−β−CD(この誘導体は、純化した13−CDにヒ
ドロキシプロピル基を化学的に導入して合成されるもの
で非常に高価である)に充分匹敵すると共に、製造コス
トが極めて安価で済むマルトシル化CD調製物でも、充
分に目的を達成することができることがわかる。
〈実施例3〉 実施例1で調製したマルトシル化α−CD、マルトシル
化B−CDを用いで調製した基質溶液から、pH3,7
とpH5,2について2両CDの混合が、基質の可溶化
を増大させるが否かを検討した。すなわち、前記pHに
調製した20mMマルトシル化α−CDと20mMマル
トシル化β−CDを夫々pHそ変えないように混合した
。この混合液の遊M基質濃度の測定結果を第3表(巻末
)に示す。
第3表の結果によれば、マルトシル化α−CD、または
マルトシル化β−CD単独よりも両者を混合した方が、
逆順基質濃度がQ、5mM程度大きい。すなわち、実施
例]と同様に、CD特有の包接効果は、単一のCDを使
用するより種類の異なる複数のCDを混合して使用する
場合の方が大きいことを示している。
〈実施例4〉 次の試薬を調製した。
*試薬A:80mMのグリシルグリシンを含む100m
Mt−リス緩衝液(pH8,3)*試薬]:マルトシル
化α−CD[一般式(I)に゛おいてn=6.m=1〜
2]を約25mM、γ−GpNA塩酸塩を20mM含む
基質;谷;1女 *試薬2:マルトシル化β−CD[一般式(I)におい
てn=7.m=1〜2コを約25mM、7−Gl)NA
塩酸塩u20mM含む基質溶液 *試薬3:マルトシル化α−CDを主成分とし、マルト
シル化β−CD、マルトシル化γ−CDを含み、その細
末修飾のα−CD、β−CD、γ−CDを微量含むマル
トシル化CD調製物を平均モル濃度として、約25mM
、γ−GpNA塩酸塩を20mM含む基質溶液次に、γ
−グルタミルトランスフェラーセ活性を含む試料溶液を
用意し、この試料溶液の1容積に対して、試薬1の基質
溶液を40の容量比で混合し、37°Cにて5分間加熱
した後、前記夫々のCDを含む試薬】、試薬2、試薬3
を10の容量比で夫/?添加して、同温度で反応を開始
した。
反応により生成するバラニトロアニリシを405nmの
吸光度変化により追跡し、試料溶液中のγGTP活性を
測定した。試料溶液としては、ブタ腎臓由来の精製GT
P、血清検体、故意に溶血した血清を含む血清検体、故
意に特定の物質を添加した血清検体を用いた。
次に比較例として、γ−GpNA塩酸塩を従来から行な
われている下記の2方法(試薬4、試薬5)により調製
して、γ−グルタミルトランスフエラーセ活性を測定し
た。
*試薬4:ウラウンエーテル16%、ジメチルアセトア
ミド(DMA)13%を含む20mMのγ−GpNA塩
酸塩水溶液 *試薬5:CDやクラウンエーテルを含まず、前記試薬
1を80%含むように稀釈し、その中に4mMのγ−G
pNA塩酸塩を溶解した溶液 γ−グルタミルトランスフェラーゼ活性の測定は、試薬
4についでは、試薬2と同し方法で、また試薬5につい
ては、1容積の試料溶液に対して、50の容量比で混合
した。
以上の測定結果を第4表(巻末)に示す。
この結果によれば、マルトシル化したCDのうち、マル
トシル化α−CDは、CD等を添加しない試薬5とほぼ
同等の比活性を示し、更に共存物質、特にヘモグロビン
の影響も小さいことから、γ−GTP活牲測定試薬の基
質T−GpNA溶解補助剤として優秀であるといえる。
また、試薬3のマルトシル化CDと未修飾CD(D混合
物も、アーGTP活性測定試薬の基質γ−GpNA洛解
補助剤として優秀であるとし1える。
この混合物のCDは、試薬1や試薬2の精製されたマル
トシル化CDではないので、著しく安価であり実用的な
価値が大きい。
これらのCDは、その加水分解精製物が全てグルコース
であり、生物学的に安全性が高いので、排液処理上の問
題もない。
〈実施例5〉 アデノシン脱アミン酵素(以下AD八という)の基質で
あるアデノシンの可溶化 ヒトの血清中には、ADAのイソ酵素が2種類存在する
が、活性測定上において意味を有するものは、Kmが約
3mMであるADAイソ酵素である。この血清中のAD
A活性を測定することにより、肝疾患や悪゛ia瘍の有
無を診断できる可能性があり臨床上有意義な測定項目と
して簡便な測定試薬の開発が期待されでいる。しかし、
アデノシンの水溶液は、冷蔵保存下では、4mM程度し
か溶解せす、有機溶媒を全く含まない水溶液で長期間に
わpっで高J度の基質濃度を保ち、しかも安定な試薬を
構成することが従来技術では著しく困難である。
このADAの基質50 m Mは、30%のマルトシル
化CD混合物の水溶液に溶解することができ、ADA活
性測定用の基質溶液を容易に調製することができ、た。
マルトシル化CDの溶解度は、60%以上であるので、
理論的にもアデノシンは1100rn程度溶解し、低温
に長期間保存しても結晶の沈澱が現われず、水溶液とし
て安定に保存できるはすである。
このようにマルトシル化CDを含む水溶液中には高濃度
のアデノシンが溶解するが、従来の試薬と比較するため
に、上述した50mMアデノシン水溶液を緩衝溶液で稀
釈し、下記のようにADA活性試薬を調製した。
*試薬1:酵素溶液 α−ケトグルタル酸     40mMNADPH0,
7mM GIDH40U/mp トリスアミツメクン     10mMpH8,5 但し、NADPHは、ニコチンアミドアデユワシアクレ
オチドリン酸還元型、GIDHは、グルタメイト脱水素
酵素である。
*試薬2:基貢溶液(実施例) アデノシン         20mMKH2P○a 
       130rnMマルトシル化CD(混合物
) 12% pH7,0 *試薬3.基質溶液(比較例) アデノシン         20mMK H2P O
a         136 mMDMSO5% グリセリン        10% pH7,0 但し、DMSOはジメチルスルホキサイド、で、グリセ
リンと共に溶解補助剤として添加したものである。
〈測定〉 ヒト血清ADA活・注ヲ測定するため1こ、血清1容に
対し、試薬1を5容添加して37℃にて5分間予加温し
、内因性のアンモニアを消去した。続いて、試薬2を1
0容ン虐加して、血清ADAの作用により、基質アデノ
シンから遊離するアシモニアを試薬1に含まれた酵素に
よりNADPHの減少速度として測定し、血清ADA活
性を評価した。測定の結果を第5表(巻末)ζこ示す。
第5表の結果によれば、マルトシル化CDを基質の溶解
補助剤として構成した試薬により測定した血清ADA活
性値は、有機溶媒であるDMSOを用いたものよりも、
平均して12%程度大きな値が得られた。すなわち、D
MSOはADAの比活性を10%程度低下させているこ
とになる。
従ってマルトシル化CDを用いた試薬(こよりADA活
性を測定すると、DMSOを用いた場合と比較して、A
DAの活性を抑制せずに真の活性に近い測定ができるも
のと考えられる。
〈実施例6〉 マルトシル化CD混合物を使用して、次の難溶性の物質
を溶解することができた。
(イ)PMSF (フェニルメチルスルホニルクロリド
(蛋白分解酵素阻害剤)) (ロ) p−MB (1)−安息香酸メチル(防腐剤)
) (ハ)MBCHA (4,4−メチレンビスシクロヘキ
シルアミン(防力ど剤)) 第6表(巻末)に溶解条件を示す。
〈発明の効果〉 本願発明は以上のように構成したから、酵素反応基質、
阻害剤、発色物質、色素、防腐剤等の水に難溶性の物質
を高濃度かつ安定に溶解した生体成分測定試薬を容易に
得ることができるという効果を有する。
1   日4.5に・ した基 ・   CDり第2表 第3 ;!j (II(QmM ) ′J45表(単位U/r) 第6表

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水に難溶性の物質とマルトシル化シクロデキスト
    リンとが共存することを特徴とする生体成分測定試薬。
  2. (2)水に難溶性の物質をマルトシル化シクロデキスト
    リンの包接化合物として含有することを特徴とする生体
    成分測定試薬。
  3. (3)水に難溶性の物質とマルトシル化シクロデキスト
    リン及び未修飾シクロデキストリンが共存することを特
    徴とする生体成分測定試薬。
  4. (4)水に難溶性の物質をマルトシル化シクロデキスト
    リン及び未修飾シクロデキストリンの包接化合物として
    含有することを特徴とする生体成分測定試薬。
  5. (5)未修飾シクロデキストリンが、α−、β−、γ−
    シクロデキストリン単独、またはこれらの混合物である
    特許請求の範囲第3項、及び第4項記載の生体成分測定
    試薬。
  6. (6)水に難溶性の物質が、酵素反応の基質(合成基質
    を含む)、補酵素、阻害剤、または色素である特許請求
    の範囲第1〜第5項記載の生体成分測定試薬。
  7. (7)水に難溶性の物質が、生化学的測定試薬に防腐的
    作用を期待して用いる水に難溶の防腐、防菌、または防
    カビ剤である特許請求の範囲第1〜第5項記載の生体成
    分測定試薬。
  8. (8)水に難溶性の物質が、γ−グルタミルパラニトロ
    アニリン(γ−GpNA)である特許請求の範囲第1〜
    第5項記載の生体成分測定試薬。
  9. (9)水に難溶性の物質が、アデノシンである特許請求
    の範囲第1〜第5項記載の生体成分測定試薬。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006073162A1 (ja) * 2005-01-07 2006-07-13 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Nadhもしくはnadphまたはその塩の保存安定性向上方法

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Title
CHEM PHARM BULL=1988 *

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