JP2829223B2 - アセトアミノフェンのアッセイ用の乾式分析要素 - Google Patents
アセトアミノフェンのアッセイ用の乾式分析要素Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、臨床化学の分野に関す
る。
る。
【0002】
【従来の技術】アセトアミノフェンは広範に使用される
鎮痛薬である。それは処方箋を必要とすることなく入手
可能であり、且つ患者に対してアスピリンでは問題を生
じる可能性がある場合に使用されることが多い。治療用
量での血清濃度は、一般的に50mg/Lより低い。薬物の注
射後4時間後の血清濃度が 300mg/Lを越える場合には、
一般的に毒性が認められる。過剰用量の一作用は肝毒性
である。従って、血清中のアセトアミノフェンの濃度の
正確な測定方法が必要とされていることは明らかであ
る。
鎮痛薬である。それは処方箋を必要とすることなく入手
可能であり、且つ患者に対してアスピリンでは問題を生
じる可能性がある場合に使用されることが多い。治療用
量での血清濃度は、一般的に50mg/Lより低い。薬物の注
射後4時間後の血清濃度が 300mg/Lを越える場合には、
一般的に毒性が認められる。過剰用量の一作用は肝毒性
である。従って、血清中のアセトアミノフェンの濃度の
正確な測定方法が必要とされていることは明らかであ
る。
【0003】アニリド類、例えば、アセトアミノフェン
の既知アッセイ方法は、アリールアシルアミダーゼ(E.
C.3.5.1.13)及び酸化剤を利用する。アリールアシルア
ミダーゼはアニリドのアミド結合を開裂してアセテート
及びアニリン、例えば、p−アミノフェノールを生成す
る。ついでアニリンは、フェノールのような発色化合物
と酸化剤、例えば、過マンガン酸塩もしくは銅又は鉄の
金属塩の存在下で反応して、 615nmで検出できるインド
フェノールのような色化合物を生成する。別の方法は、
過ヨウ素酸塩、過硫酸塩もしくはペルオキシダーゼのよ
うな酸化剤を使用する。米国特許第 4,999,288号及び同
第 4,430,433号明細書が典型的である。
の既知アッセイ方法は、アリールアシルアミダーゼ(E.
C.3.5.1.13)及び酸化剤を利用する。アリールアシルア
ミダーゼはアニリドのアミド結合を開裂してアセテート
及びアニリン、例えば、p−アミノフェノールを生成す
る。ついでアニリンは、フェノールのような発色化合物
と酸化剤、例えば、過マンガン酸塩もしくは銅又は鉄の
金属塩の存在下で反応して、 615nmで検出できるインド
フェノールのような色化合物を生成する。別の方法は、
過ヨウ素酸塩、過硫酸塩もしくはペルオキシダーゼのよ
うな酸化剤を使用する。米国特許第 4,999,288号及び同
第 4,430,433号明細書が典型的である。
【0004】これらの方法の欠点の1つは、それらがア
ルカリ性pH、すなわち、アリールアシルアミダーゼを不
活性にする条件でないかぎり、金属塩が非常にゆっくり
とアニリンを酸化することである。
ルカリ性pH、すなわち、アリールアシルアミダーゼを不
活性にする条件でないかぎり、金属塩が非常にゆっくり
とアニリンを酸化することである。
【0005】米国特許第 4,675,290号明細書は、合成二
臭素化アミド(基質として)をペプチダーゼを含有する
試料で処理し、それによって二臭素化アニリンを遊離せ
しめ、この遊離した二臭素化アニリンを、規定された式
のカプラーの存在下で前記アニリンの酸化的縮合によっ
て酸素を消費しそして色素を生成するオキシダーゼ(例
えば、アスコルビン酸オキシダーゼ)で酸化せしめるこ
とを含んで成るペプチダーゼ酵素活性のアッセイ方法を
開示する。この反応は溶液中で実施される。
臭素化アミド(基質として)をペプチダーゼを含有する
試料で処理し、それによって二臭素化アニリンを遊離せ
しめ、この遊離した二臭素化アニリンを、規定された式
のカプラーの存在下で前記アニリンの酸化的縮合によっ
て酸素を消費しそして色素を生成するオキシダーゼ(例
えば、アスコルビン酸オキシダーゼ)で酸化せしめるこ
とを含んで成るペプチダーゼ酵素活性のアッセイ方法を
開示する。この反応は溶液中で実施される。
【0006】前記方法は酵素を使用し、その結果従来の
無機酸化剤を用いる場合に遭遇した問題を解決するかも
しれない。しかしながら、Matsumoto は合成二臭素化基
質を使用するので、結果としてそれはアセトアミノフェ
ンの試験に直接適用可能ではなかった。発色のためにフ
ェノールを酸化的カプリングする場合には、発色反応で
所定のハロゲン化フェノールを使用すると色収率が増強
するという証拠が、従来技術文献に存在する。しかしな
がら、試験しようとする生物学的流体中に認められるよ
うなアセトアミノフェンはハロゲン化されておらず、従
ってMatsumotoの方法で使用された合成二臭素化基質と
は化学的に区別できる。
無機酸化剤を用いる場合に遭遇した問題を解決するかも
しれない。しかしながら、Matsumoto は合成二臭素化基
質を使用するので、結果としてそれはアセトアミノフェ
ンの試験に直接適用可能ではなかった。発色のためにフ
ェノールを酸化的カプリングする場合には、発色反応で
所定のハロゲン化フェノールを使用すると色収率が増強
するという証拠が、従来技術文献に存在する。しかしな
がら、試験しようとする生物学的流体中に認められるよ
うなアセトアミノフェンはハロゲン化されておらず、従
ってMatsumotoの方法で使用された合成二臭素化基質と
は化学的に区別できる。
【0007】更に、Matsumoto は溶液アッセイを開示し
た。別のそしてより都合の良いアッセイは「乾式」化学
に関係し、その語は、多種「乾式接触(dry-to-the-tou
ch)」試験要素、例えば、「浸漬及び読み取り(dip an
d read)」試験ストリップ及び多層試験要素などに含有
された化学試薬を用いて実施される方法及び技術を意味
する。「乾式」方法は、試験試料以外の再生又は分析用
の液体を全く必要としない。
た。別のそしてより都合の良いアッセイは「乾式」化学
に関係し、その語は、多種「乾式接触(dry-to-the-tou
ch)」試験要素、例えば、「浸漬及び読み取り(dip an
d read)」試験ストリップ及び多層試験要素などに含有
された化学試薬を用いて実施される方法及び技術を意味
する。「乾式」方法は、試験試料以外の再生又は分析用
の液体を全く必要としない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】溶液アッセイに使用さ
れる試薬は、乾式フォーマットに適応させた場合に良好
に挙動しないことが多い。乾式要素は微量の試薬及び試
験試料を利用するので、アセトアミノフェンのアッセイ
用の乾式要素において、アニリンがカプラーと酸化的に
カプリングして色を提供する場合に、明瞭且つ正確な色
シグナルを提供する試薬を使用することが重要である。
れる試薬は、乾式フォーマットに適応させた場合に良好
に挙動しないことが多い。乾式要素は微量の試薬及び試
験試料を利用するので、アセトアミノフェンのアッセイ
用の乾式要素において、アニリンがカプラーと酸化的に
カプリングして色を提供する場合に、明瞭且つ正確な色
シグナルを提供する試薬を使用することが重要である。
【0009】有望なカプラーとして選択されうる化合物
の範囲は極めて広い。Matsumoto は、乾式化学で良好な
挙動を示すこれらの発色酸化的カプラーに対する指標を
提案も提供もしていない。課題は、乾式要素に適する酸
化的カプラーの選択が実際上経験的であることである。
の範囲は極めて広い。Matsumoto は、乾式化学で良好な
挙動を示すこれらの発色酸化的カプラーに対する指標を
提案も提供もしていない。課題は、乾式要素に適する酸
化的カプラーの選択が実際上経験的であることである。
【0010】乾式フォーマットで組み合わせられ且つ塗
布された場合に活性を保持し、そして適当なカプラーと
の酸化的カプリングの際に明瞭且つ正確なシグナルを提
供する酵素及び別の試薬を含んで成る、生物学的流体中
のアセトアミノフェンを検出するための乾式アッセイを
提供することが望まれている。
布された場合に活性を保持し、そして適当なカプラーと
の酸化的カプリングの際に明瞭且つ正確なシグナルを提
供する酵素及び別の試薬を含んで成る、生物学的流体中
のアセトアミノフェンを検出するための乾式アッセイを
提供することが望まれている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、乾式フォーマ
ットにおいて検出可能な色変化及び正確なアセトアミノ
フェンの検出を提供するカプリング剤を使用するために
選択する。水溶性カプリング剤が必要とされ、そして適
切に分散せしめられた場合でさえ水不溶性カプリング剤
は良好に作用しないことが分かった。
ットにおいて検出可能な色変化及び正確なアセトアミノ
フェンの検出を提供するカプリング剤を使用するために
選択する。水溶性カプリング剤が必要とされ、そして適
切に分散せしめられた場合でさえ水不溶性カプリング剤
は良好に作用しないことが分かった。
【0012】本発明の要素は、従来技術文献に教示され
た無機酸化剤を避け、代わりに緩和な酸化剤、酵素を使
用する。乾式分析要素において、Cu++及びFe+++ のよう
な酸化剤が架橋によりゼラチンマトリックスを攻撃し、
それによってゼラチンを硬化することは既知である。酵
素の使用はこの問題を解決する。
た無機酸化剤を避け、代わりに緩和な酸化剤、酵素を使
用する。乾式分析要素において、Cu++及びFe+++ のよう
な酸化剤が架橋によりゼラチンマトリックスを攻撃し、
それによってゼラチンを硬化することは既知である。酵
素の使用はこの問題を解決する。
【0013】従って、少なくとも1つの試薬層を担持す
る支持体を含んで成る、水性流体中のアセトアミノフェ
ンを検出するための分析要素であって、該試薬層中に、
(A)アリールアシルアミダーゼ酵素、(B)パラアミ
ノフェノールをカプリング剤に酸化的カプリングせしめ
て色化合物を生成できる酸化酵素、及び(C)一般式1
−(3−スルホプロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキ
ノリンの水溶性発色カプリング剤、を含有する分析要素
を提供する。
る支持体を含んで成る、水性流体中のアセトアミノフェ
ンを検出するための分析要素であって、該試薬層中に、
(A)アリールアシルアミダーゼ酵素、(B)パラアミ
ノフェノールをカプリング剤に酸化的カプリングせしめ
て色化合物を生成できる酸化酵素、及び(C)一般式1
−(3−スルホプロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキ
ノリンの水溶性発色カプリング剤、を含有する分析要素
を提供する。
【0014】本発明の別の態様は、水性液体中のアセト
アミノフェンの検出方法であって、 A.水性液体の試料を請求項1の分析要素と接触せしめ
る段階、並びに B.生成した色化合物の量を流体中のアセトアミノフェ
ンの濃度に関連付ける段階、を含んで成る方法を提供す
る。
アミノフェンの検出方法であって、 A.水性液体の試料を請求項1の分析要素と接触せしめ
る段階、並びに B.生成した色化合物の量を流体中のアセトアミノフェ
ンの濃度に関連付ける段階、を含んで成る方法を提供す
る。
【0015】所望の時間(5分間)で受け入れられる量
の色生成物を得るために、水溶性カプリング剤及び酵素
を組み合わせることが必要であることを、驚くべきこと
に見いだした。溶液アッセイにおいてさえ、5分間で結
果を得るために酸化酵素(例えば、アスコルビン酸オキ
シダーゼ)を緩衝剤で希釈する前に水溶性カプリング剤
と予め混合しなければならなかった。この理由は分かっ
ていない。科学的理論により結合せしめることを望まな
いが、一方カプリング剤の水溶性が、保存期間中(すな
わち、製造と使用の間)に分析要素中でそれを酵素と十
分に混合せしめると出願者は信じる。5分間で満足な発
色反応を得るためには、反応前にカプリング剤と酸化酵
素間に事前接触が必要であることは明らかである。
の色生成物を得るために、水溶性カプリング剤及び酵素
を組み合わせることが必要であることを、驚くべきこと
に見いだした。溶液アッセイにおいてさえ、5分間で結
果を得るために酸化酵素(例えば、アスコルビン酸オキ
シダーゼ)を緩衝剤で希釈する前に水溶性カプリング剤
と予め混合しなければならなかった。この理由は分かっ
ていない。科学的理論により結合せしめることを望まな
いが、一方カプリング剤の水溶性が、保存期間中(すな
わち、製造と使用の間)に分析要素中でそれを酵素と十
分に混合せしめると出願者は信じる。5分間で満足な発
色反応を得るためには、反応前にカプリング剤と酸化酵
素間に事前接触が必要であることは明らかである。
【0016】
【具体的な態様】本発明は、アセトアミノフェンの酵素
的加水分解及び加水分解の代謝産物の二次検出に基づい
たアセトアミノフェンを検出するための比色アッセイを
開示する。より詳細には、アッセイは、アセトアミノフ
ェンのアミド結合を開裂し、アセテート及びp−アミノ
フェノールを生成するために第1酵素、アリールアシル
アミダーゼ(E.C.3.5.1.13)を用いる。第2酵素、例え
ば、アスコルビン酸オキシダーゼ(E.C.1.10.3.3)、チ
ロシナーゼ(E.C.1.14.18.1)、もしくはラクターゼ(E.
C.1.10.3.2)はp−アミノフェノールを酸化し、そして
本明細書に記載されるようにそれが水溶性カプリング剤
とカプリングして色素を生成する。この色素は 670nmで
検出可能である。反応は以下のように進行する。
的加水分解及び加水分解の代謝産物の二次検出に基づい
たアセトアミノフェンを検出するための比色アッセイを
開示する。より詳細には、アッセイは、アセトアミノフ
ェンのアミド結合を開裂し、アセテート及びp−アミノ
フェノールを生成するために第1酵素、アリールアシル
アミダーゼ(E.C.3.5.1.13)を用いる。第2酵素、例え
ば、アスコルビン酸オキシダーゼ(E.C.1.10.3.3)、チ
ロシナーゼ(E.C.1.14.18.1)、もしくはラクターゼ(E.
C.1.10.3.2)はp−アミノフェノールを酸化し、そして
本明細書に記載されるようにそれが水溶性カプリング剤
とカプリングして色素を生成する。この色素は 670nmで
検出可能である。反応は以下のように進行する。
【0017】
【化1】
【0018】本発明に有用な水溶性カプリング剤は、数
種の有望なカプラー類の中からスクリーニング及び選択
することにより確認した。実施例中の種は1−(3−ス
ルホプロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリンであ
るが、しかし先に規定したいかなる種の水溶性置換アニ
リンも有用であるだろうと信じられている。スクリーニ
ング方法及びそれらの結果を以下に記載する。反応の終
了時に生成した色化合物の量は、試験試料中のアセトア
ミノフェンの濃度を表している。
種の有望なカプラー類の中からスクリーニング及び選択
することにより確認した。実施例中の種は1−(3−ス
ルホプロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリンであ
るが、しかし先に規定したいかなる種の水溶性置換アニ
リンも有用であるだろうと信じられている。スクリーニ
ング方法及びそれらの結果を以下に記載する。反応の終
了時に生成した色化合物の量は、試験試料中のアセトア
ミノフェンの濃度を表している。
【0019】前記試薬類を支持体上に塗布せしめて本発
明の乾式分析要素を提供する。要素類は、いずれか所望
の幅の細長いテープ、シート、スライドもしくはチップ
を包含する多様な形に形成できる。
明の乾式分析要素を提供する。要素類は、いずれか所望
の幅の細長いテープ、シート、スライドもしくはチップ
を包含する多様な形に形成できる。
【0020】要素は手動又は自動アッセイ技術において
使用できる。一般的には、要素を用いる場合、アセトア
ミノフェン検出は、供給ロール、チップパケットもしく
は別の供給源から要素を取り出し、そしてそれを試験し
ようとする液体の試料(例えば、 200mLまで)と物理的
に接触せしめて試料及び試薬が要素内で次々に相互作用
して混合状態になるようにせしめることによって行われ
る。このような接触は、いずれか適する方法、例えば、
要素を試料中に浸漬又は浸没せしめることにより又好ま
しくは手もしくは機械により適当な分配手段を用いて試
料の液滴を要素にスポットせしめることにより達成でき
る。
使用できる。一般的には、要素を用いる場合、アセトア
ミノフェン検出は、供給ロール、チップパケットもしく
は別の供給源から要素を取り出し、そしてそれを試験し
ようとする液体の試料(例えば、 200mLまで)と物理的
に接触せしめて試料及び試薬が要素内で次々に相互作用
して混合状態になるようにせしめることによって行われ
る。このような接触は、いずれか適する方法、例えば、
要素を試料中に浸漬又は浸没せしめることにより又好ま
しくは手もしくは機械により適当な分配手段を用いて試
料の液滴を要素にスポットせしめることにより達成でき
る。
【0021】試料塗布後、5分間までの期間要素をイン
キュベーションして発色を促進せしめる。インキュベー
ションとは、色を測定する前に5分間までの期間、試薬
類が互いに接触状態で37℃に維持されることを意味す
る。限定されるものではないが、このような流体には、
全血、血漿、血清、リンパ液、胆汁、尿、脊髄液、痰及
び汗など並びに糞便分泌物が挙げられる。また、ヒトも
しくは動物の組織、例えば、骨格筋、心臓、腎臓、肺、
脳、骨髄及び皮膚などの流体調整物をアッセイすること
ができる。
キュベーションして発色を促進せしめる。インキュベー
ションとは、色を測定する前に5分間までの期間、試薬
類が互いに接触状態で37℃に維持されることを意味す
る。限定されるものではないが、このような流体には、
全血、血漿、血清、リンパ液、胆汁、尿、脊髄液、痰及
び汗など並びに糞便分泌物が挙げられる。また、ヒトも
しくは動物の組織、例えば、骨格筋、心臓、腎臓、肺、
脳、骨髄及び皮膚などの流体調整物をアッセイすること
ができる。
【0022】液体のアッセイに有用な乾式分析要素は、
米国特許第 3,992,158号及び同第 4,357,363号明細書の
技術に従って製造でき、その記載内容はすべて本明細書
に組み入れられる。
米国特許第 3,992,158号及び同第 4,357,363号明細書の
技術に従って製造でき、その記載内容はすべて本明細書
に組み入れられる。
【0023】簡単に述べれば、本発明の分析要素は適当
な支持体上に塗布された1つ以上の層を含んで成る。す
べての試薬が支持体上に塗布された単一層中に存在して
もよい。好ましくは、試薬類は下記第I表中に示される
ように2つの異なる試薬層へ塗布される。要素の同一層
に塗布されていようとあるいは異なる層に塗布されてい
ようと、すべての試薬が互いに流体接触状態でなければ
ならず、これは試薬類及び反応生成物類が層の中及び隣
接した層の重なった領域間を通過できることを意味す
る。換言すれば、要素が水性流体と接触せしめられると
きに、本発明の分析組成物のすべての試薬が本明細書に
先に述べられたように次々に混合される。
な支持体上に塗布された1つ以上の層を含んで成る。す
べての試薬が支持体上に塗布された単一層中に存在して
もよい。好ましくは、試薬類は下記第I表中に示される
ように2つの異なる試薬層へ塗布される。要素の同一層
に塗布されていようとあるいは異なる層に塗布されてい
ようと、すべての試薬が互いに流体接触状態でなければ
ならず、これは試薬類及び反応生成物類が層の中及び隣
接した層の重なった領域間を通過できることを意味す
る。換言すれば、要素が水性流体と接触せしめられると
きに、本発明の分析組成物のすべての試薬が本明細書に
先に述べられたように次々に混合される。
【0024】支持体は、いずれか適当な寸法安定性であ
り、そして好ましくは非孔質且つ 200〜900 nm間の波長
の電磁輻射線を透過する透明(すなわち、輻射線透過
性)な物質であることができる。輻射線透過性支持体
は、各種の輻射線検出方法の使用によりこれらの要素中
に生じる検出可能な変化の検出を増強及び促進するので
特に好ましい。特定の要素についての支持体の選択は、
意図する検出方式(反射、透過又は蛍光分光法)と適合
性であるべきである。有用な支持体材料には、ポリスチ
レン、ポリエステル類〔例えば、ポリ(エチレンテレフ
タレート)〕、ポリカーボネート類及びセルロースエス
テル類(例えば、酢酸セルロース)などが挙げられる。
り、そして好ましくは非孔質且つ 200〜900 nm間の波長
の電磁輻射線を透過する透明(すなわち、輻射線透過
性)な物質であることができる。輻射線透過性支持体
は、各種の輻射線検出方法の使用によりこれらの要素中
に生じる検出可能な変化の検出を増強及び促進するので
特に好ましい。特定の要素についての支持体の選択は、
意図する検出方式(反射、透過又は蛍光分光法)と適合
性であるべきである。有用な支持体材料には、ポリスチ
レン、ポリエステル類〔例えば、ポリ(エチレンテレフ
タレート)〕、ポリカーボネート類及びセルロースエス
テル類(例えば、酢酸セルロース)などが挙げられる。
【0025】すくなくとも1つの試薬層が支持体上に塗
布される。(複数の)試薬層が、1つ以上の合成又は天
然のバインダー材料、例えば、ゼラチンもしくは別の天
然産コロイド類、及び異なる合成親水性ポリマー類例え
ば、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(ビニルピロリド
ン)、ポリ(アクリルアミド−コ−N−ビニル−2−ピ
ロリドン)、上記のコポリマー類、並びに架橋可能なモ
ノマー類を付加せしめたポリマー類もしくはコポリマー
類の中に分散せしめた1つ以上の試薬を含んで成る指示
薬組成物を含有する。
布される。(複数の)試薬層が、1つ以上の合成又は天
然のバインダー材料、例えば、ゼラチンもしくは別の天
然産コロイド類、及び異なる合成親水性ポリマー類例え
ば、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(ビニルピロリド
ン)、ポリ(アクリルアミド−コ−N−ビニル−2−ピ
ロリドン)、上記のコポリマー類、並びに架橋可能なモ
ノマー類を付加せしめたポリマー類もしくはコポリマー
類の中に分散せしめた1つ以上の試薬を含んで成る指示
薬組成物を含有する。
【0026】試薬層は緩衝剤を含有してもよい。有用な
緩衝剤には、リン酸塩、ピロリン酸塩、トリス(ヒドロ
キシメチル)アミノメタン(TRIS) 、2{〔トリス(ヒ
ドロキシメチル)メチル〕アミノ}−1−エタンスルホ
ン酸(TES)、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペ
ラジンエタンスルホン酸(HEPES)、3−〔4−(2−ヒ
ドロキシエチル)−1−ピペラジニル〕プロパンスルホ
ン酸(EPPES)、2−ヒドロキシ−3−{N−〔トリス
(ヒドロキシメチル)メチル〕アミノ}プロパンスルホ
ン酸(TAPSO)、及びpH 6.5〜8.5 の範囲内、好ましくは
pH 7.5の別の緩衝剤が挙げられる。緩衝剤は要素のいず
れか又はすべての層に含めてもよく、あるいはそれを別
の試薬が全くない別個の層に含めてもよい。
緩衝剤には、リン酸塩、ピロリン酸塩、トリス(ヒドロ
キシメチル)アミノメタン(TRIS) 、2{〔トリス(ヒ
ドロキシメチル)メチル〕アミノ}−1−エタンスルホ
ン酸(TES)、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペ
ラジンエタンスルホン酸(HEPES)、3−〔4−(2−ヒ
ドロキシエチル)−1−ピペラジニル〕プロパンスルホ
ン酸(EPPES)、2−ヒドロキシ−3−{N−〔トリス
(ヒドロキシメチル)メチル〕アミノ}プロパンスルホ
ン酸(TAPSO)、及びpH 6.5〜8.5 の範囲内、好ましくは
pH 7.5の別の緩衝剤が挙げられる。緩衝剤は要素のいず
れか又はすべての層に含めてもよく、あるいはそれを別
の試薬が全くない別個の層に含めてもよい。
【0027】数種の界面活性剤、例えば、Olin−10G
(商標)、TXae−102 、TX−405 (商標)、Zonyl FSN
(商標)、しかし好ましくはTX−100 (商標)及びTX−
165 (商標)(Rohm and Haas 市販のオクチルフェノキ
シポリエトキシエタノール非イオン性界面活性剤の系
統)を、試薬層中に任意に含めてもよい。また、数種の
異なる架橋剤、例えば、ビスビニルスルホニルメタン及
びグルタルアルデヒドなどを任意に含めてもよい。
(商標)、TXae−102 、TX−405 (商標)、Zonyl FSN
(商標)、しかし好ましくはTX−100 (商標)及びTX−
165 (商標)(Rohm and Haas 市販のオクチルフェノキ
シポリエトキシエタノール非イオン性界面活性剤の系
統)を、試薬層中に任意に含めてもよい。また、数種の
異なる架橋剤、例えば、ビスビニルスルホニルメタン及
びグルタルアルデヒドなどを任意に含めてもよい。
【0028】要素は、要素上に液状試験試料を均一に分
配する多孔質反射展開層を備えていてもよい。展開層は
試薬を含有してもよいが、しかしそれは下記第I表に示
されるように異なる層であることが好ましい。展開層に
用いられる材料は、例えば、米国特許第 4,258,001号明
細書及び前記特許に記載されたような乾式分析要素の製
造技術分野で周知である。
配する多孔質反射展開層を備えていてもよい。展開層は
試薬を含有してもよいが、しかしそれは下記第I表に示
されるように異なる層であることが好ましい。展開層に
用いられる材料は、例えば、米国特許第 4,258,001号明
細書及び前記特許に記載されたような乾式分析要素の製
造技術分野で周知である。
【0029】有用な展開層は、米国特許第 4,292,272号
明細書に記載されるように適当なバインダー材料と混合
せしめるか又は織物を織ることにより繊維材料を用いて
製造されるか、ポリマー組成物もしくは粒状材料、例え
ば、米国特許第 3,992,158号明細書に開示されるものを
初めとするブラッシングポリマー、米国特許第 4,258,0
01号及び同第 4,430,436号明細書並びに特開昭57−1017
60号公報(1982)に開示される結合接着剤を用いて又は
用いずに結合せしめたビーズを用いて製造できる。特に
有用な展開層は、硫酸バリウムもしくは二酸化チタンを
含んで成る。一般的には試料は直接展開層に塗布される
ので、展開層が、粒子、繊維もしくはポリマー鎖間の空
間又は孔を相互に連結させることによって多孔性が生じ
る場合にその多孔性が層における各方向で同一である等
方性多孔質であることは望ましい。具体的な展開層を第
I表に示す。
明細書に記載されるように適当なバインダー材料と混合
せしめるか又は織物を織ることにより繊維材料を用いて
製造されるか、ポリマー組成物もしくは粒状材料、例え
ば、米国特許第 3,992,158号明細書に開示されるものを
初めとするブラッシングポリマー、米国特許第 4,258,0
01号及び同第 4,430,436号明細書並びに特開昭57−1017
60号公報(1982)に開示される結合接着剤を用いて又は
用いずに結合せしめたビーズを用いて製造できる。特に
有用な展開層は、硫酸バリウムもしくは二酸化チタンを
含んで成る。一般的には試料は直接展開層に塗布される
ので、展開層が、粒子、繊維もしくはポリマー鎖間の空
間又は孔を相互に連結させることによって多孔性が生じ
る場合にその多孔性が層における各方向で同一である等
方性多孔質であることは望ましい。具体的な展開層を第
I表に示す。
【0030】ある態様では、展開層は、試験流体中に存
在するかもしれないある種の干渉体を遮断するのに有用
であることが見いだされている化合物、N−エチルマレ
イミドを含有する。別の任意の層、例えば、下塗り層、
輻射線遮断層などは、所望であれば含めることができ
る。要素の層は、界面活性剤、増粘剤、緩衝剤、硬化
剤、制菌剤、酸化防止剤、カプラー溶剤及び当該技術分
野で既知である別の材料を包含する各種の別の所望のし
かし任意の成分を含有できる。またこれらの成分の量は
当業者の技術範囲内である。
在するかもしれないある種の干渉体を遮断するのに有用
であることが見いだされている化合物、N−エチルマレ
イミドを含有する。別の任意の層、例えば、下塗り層、
輻射線遮断層などは、所望であれば含めることができ
る。要素の層は、界面活性剤、増粘剤、緩衝剤、硬化
剤、制菌剤、酸化防止剤、カプラー溶剤及び当該技術分
野で既知である別の材料を包含する各種の別の所望のし
かし任意の成分を含有できる。またこれらの成分の量は
当業者の技術範囲内である。
【0031】要素における変化は、例えば、米国特許第
3,992,158号明細書,Cols. 14−15及び米国特許第 4,3
57,363号明細書,Cols. 27に開示される周知方法を用い
て適当な分光光度装置、一般的には反射計で検出でき
る。酵素的反応では、例えば、アッセイ試料と接触せし
めた本発明の要素の限定領域における反射もしくは透過
濃度の変化速度を測定することにより、得られた生成物
を検出する。一般的には測定される領域は3〜5mmであ
る。本発明の代表的な要素を下記第I表に示す。
3,992,158号明細書,Cols. 14−15及び米国特許第 4,3
57,363号明細書,Cols. 27に開示される周知方法を用い
て適当な分光光度装置、一般的には反射計で検出でき
る。酵素的反応では、例えば、アッセイ試料と接触せし
めた本発明の要素の限定領域における反射もしくは透過
濃度の変化速度を測定することにより、得られた生成物
を検出する。一般的には測定される領域は3〜5mmであ
る。本発明の代表的な要素を下記第I表に示す。
【0032】
【表1】
【0033】キー *g/m2 アスコルビン酸オキシダーゼ及びアリールアシ
ルアミダーゼを除く。(これらはIU/m2 である。) TX−405ae ,TX−100ae ,TX−165ae 及びTriton X−
100ae : Rohm and HaasCo. 市販のオクチルフェノキシ
及びポリエトキシエタノールの系統。 THQSO3H : 第II表の化合物2、すなわち、1−(3−ス
ルホプロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリン。 エスタン(Estane):B.F.Goodrich市販のポリエステル/
ポリウレタンポリマー。 HEPES :4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジ
ンエタンスルホン酸。
ルアミダーゼを除く。(これらはIU/m2 である。) TX−405ae ,TX−100ae ,TX−165ae 及びTriton X−
100ae : Rohm and HaasCo. 市販のオクチルフェノキシ
及びポリエトキシエタノールの系統。 THQSO3H : 第II表の化合物2、すなわち、1−(3−ス
ルホプロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリン。 エスタン(Estane):B.F.Goodrich市販のポリエステル/
ポリウレタンポリマー。 HEPES :4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジ
ンエタンスルホン酸。
【0034】有用なカプリング剤についての試験 以下の方法を用いて、アスコルビン酸オキシダーゼの存
在下でp−アミノフェノールとカプリングして強い色化
合物を溶液中に生成せしめるカプリング剤を同定した。
このようなカプリング剤を、アセトアミノフェンを定量
的にアッセイするための乾式分析要素におけるそれらの
挙動について更に試験した。
在下でp−アミノフェノールとカプリングして強い色化
合物を溶液中に生成せしめるカプリング剤を同定した。
このようなカプリング剤を、アセトアミノフェンを定量
的にアッセイするための乾式分析要素におけるそれらの
挙動について更に試験した。
【0035】0.1 M TRIS 緩衝剤3mL,pH 7.5を、0.04
Mの試験しようとするカプリング剤を含有する溶液 300
μLと混合せしめた。この溶液にアスコルビン酸オキシ
ダーゼ溶液(4000U/mL) 150μL、アリールアシルアミ
ダーゼ溶液(70U/mL) 150μL、及びアセトアミノフェ
ン溶液(300mg/L) 150mLを添加した。5分後、各色素に
ついてλmax が認められる波長で37℃で吸光度を測定し
た。各色素についてλ max を検出するために、各色素溶
液のスペクトルをλ= 300〜800 nmの間になるようにし
た。5分後に 0.3を越える吸光度を有するカプリング剤
は、乾式分析要素における使用について満足であると考
えた( 0.3の値は、色素のλmax の波長でカプリング剤
の値をひくことにより求めた)。代表的な数種のカプリ
ング剤についてのアセトアミノフェン300mg/L における
吸光度値を第II表に示す。以下の9つの化合物は、有望
なカプリング剤として試験したものである。
Mの試験しようとするカプリング剤を含有する溶液 300
μLと混合せしめた。この溶液にアスコルビン酸オキシ
ダーゼ溶液(4000U/mL) 150μL、アリールアシルアミ
ダーゼ溶液(70U/mL) 150μL、及びアセトアミノフェ
ン溶液(300mg/L) 150mLを添加した。5分後、各色素に
ついてλmax が認められる波長で37℃で吸光度を測定し
た。各色素についてλ max を検出するために、各色素溶
液のスペクトルをλ= 300〜800 nmの間になるようにし
た。5分後に 0.3を越える吸光度を有するカプリング剤
は、乾式分析要素における使用について満足であると考
えた( 0.3の値は、色素のλmax の波長でカプリング剤
の値をひくことにより求めた)。代表的な数種のカプリ
ング剤についてのアセトアミノフェン300mg/L における
吸光度値を第II表に示す。以下の9つの化合物は、有望
なカプリング剤として試験したものである。
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】 * 化合物は水不溶性である。使用した化合物の DMF溶
液を分析溶液に添加した。
液を分析溶液に添加した。
【0038】第II表のデータは、提示されたカプリング
剤の中で、化合物1,2及び4のみがDT 基準に合い、
従ってそれらは乾式分析要素における使用についての試
験をした価値があったこと(すなわち、λ=670, 0.3を
越える吸光度)、そして化合物2が最高感度をもたらし
たことを示している。化合物1及び4は、ジメチルホル
ムアミド(DMF)を添加せずに溶解することはなかった。
これらの化合物をKS-52 カプラー溶剤に溶解し、次いで
本発明の乾式要素に塗布すると(下記例1及び比較
例)、それらは化合物 #2 より相当低いシグナルを生成
した。結果を図1,2及び3に示す。
剤の中で、化合物1,2及び4のみがDT 基準に合い、
従ってそれらは乾式分析要素における使用についての試
験をした価値があったこと(すなわち、λ=670, 0.3を
越える吸光度)、そして化合物2が最高感度をもたらし
たことを示している。化合物1及び4は、ジメチルホル
ムアミド(DMF)を添加せずに溶解することはなかった。
これらの化合物をKS-52 カプラー溶剤に溶解し、次いで
本発明の乾式要素に塗布すると(下記例1及び比較
例)、それらは化合物 #2 より相当低いシグナルを生成
した。結果を図1,2及び3に示す。
【0039】1−(3−スルホプロピル)−1,2,3,4 −
テトラヒドロキノリン(化合物 #2 ,THQSO3H)の製造 試薬級アセトニトリル50mL中 THQSO3H(4.76g, 40ミリ
モル) 及び1,3 −プロパンスルホン(4.88g, 40ミリモ
ル)の混合物を、窒素雰囲気下で一晩加熱還流した。室
温まで冷却し、次いで氷浴温度まで冷却し、得られた白
色固体を濾過しそして冷アセトニトリルで洗浄した。収
量は 8.1g(84%)であり、そして生成物は 200℃を越
える融点を有した。核磁気共鳴(NMR)及び元素分析は、
生成物が指定した構造と一致することを示した。NMR (D
2O) : 7.45 (s, 4H), 2.8-4.0 (m, 8H), 2.2 (t, 2H)。
テトラヒドロキノリン(化合物 #2 ,THQSO3H)の製造 試薬級アセトニトリル50mL中 THQSO3H(4.76g, 40ミリ
モル) 及び1,3 −プロパンスルホン(4.88g, 40ミリモ
ル)の混合物を、窒素雰囲気下で一晩加熱還流した。室
温まで冷却し、次いで氷浴温度まで冷却し、得られた白
色固体を濾過しそして冷アセトニトリルで洗浄した。収
量は 8.1g(84%)であり、そして生成物は 200℃を越
える融点を有した。核磁気共鳴(NMR)及び元素分析は、
生成物が指定した構造と一致することを示した。NMR (D
2O) : 7.45 (s, 4H), 2.8-4.0 (m, 8H), 2.2 (t, 2H)。
【0040】例1 カプリング剤 THQSO3H (No. 2)を
含む分析要素 製造した後、カプリング化合物 #2 を第I表に示される
本発明の要素に塗布し、水中の既知アセトアミノフェン
の濃度(1.0, 5.4, 10.0, 19.0, 30.0, 39.0,52.0, 98.
0, 202.0 及び294.0 mg/L) を変化させるアッセイにお
けるその挙動について試験した。要素の塗布は米国特許
第 3,992,158号、同第 4,357,363号及び同第 4,258,001
号明細書の技術に従って実施できる。図1に示された速
度論応答は、このカプラーを用いると、全ての計画した
動的範囲(1〜30mg/dL)中で良好な感度が認められるこ
とを示す。
含む分析要素 製造した後、カプリング化合物 #2 を第I表に示される
本発明の要素に塗布し、水中の既知アセトアミノフェン
の濃度(1.0, 5.4, 10.0, 19.0, 30.0, 39.0,52.0, 98.
0, 202.0 及び294.0 mg/L) を変化させるアッセイにお
けるその挙動について試験した。要素の塗布は米国特許
第 3,992,158号、同第 4,357,363号及び同第 4,258,001
号明細書の技術に従って実施できる。図1に示された速
度論応答は、このカプラーを用いると、全ての計画した
動的範囲(1〜30mg/dL)中で良好な感度が認められるこ
とを示す。
【0041】比較例 カプリング剤 1−(n−ブチ
ル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリン(化合物 #1 BT
HQ)を含む分析要素 化合物 #2 (THQSO3H) の代わりにカプリング化合物 #1
(BTHQ)を使用したことを除いて、例1におけるように分
析要素を製造しそして多様な濃度のアセトアミノフェン
を含む試料をスポットした。また、化合物 No.1は水溶
性ではないので、それをKS-52 に分散せしめた。図2に
示される結果は、このカプリング剤が分析要素に有用で
はなく、そして非常に狭い動的範囲を提供することを示
す。
ル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリン(化合物 #1 BT
HQ)を含む分析要素 化合物 #2 (THQSO3H) の代わりにカプリング化合物 #1
(BTHQ)を使用したことを除いて、例1におけるように分
析要素を製造しそして多様な濃度のアセトアミノフェン
を含む試料をスポットした。また、化合物 No.1は水溶
性ではないので、それをKS-52 に分散せしめた。図2に
示される結果は、このカプリング剤が分析要素に有用で
はなく、そして非常に狭い動的範囲を提供することを示
す。
【0042】比較例 カプリング剤 ベンゾ〔ij〕キノ
リジン,1,2,3,5,6,7 −ヘキサヒドロ−(化合物 #4 ジ
ュロリジン)を含む分析要素 化合物 #2 (THQSO3H) の代わりにカプリング化合物 #4
(ジュロリジン)を使用したことを除いて、例1におけ
るように分析要素を製造しそして多様な濃度のアセトア
ミノフェンを含む試料をスポットした。また、化合物 N
o.4は水溶性ではないので、それをKS-52 に分散せしめ
た。図3に示される結果は、このカプリング剤が非常に
狭い動的範囲を提供し、そのため発明者らの目的に有用
ではないことを示す。
リジン,1,2,3,5,6,7 −ヘキサヒドロ−(化合物 #4 ジ
ュロリジン)を含む分析要素 化合物 #2 (THQSO3H) の代わりにカプリング化合物 #4
(ジュロリジン)を使用したことを除いて、例1におけ
るように分析要素を製造しそして多様な濃度のアセトア
ミノフェンを含む試料をスポットした。また、化合物 N
o.4は水溶性ではないので、それをKS-52 に分散せしめ
た。図3に示される結果は、このカプリング剤が非常に
狭い動的範囲を提供し、そのため発明者らの目的に有用
ではないことを示す。
【0043】例2 酸化剤としてチロシナーゼを含む分
析要素 本例を、アスコルビン酸オキシダーゼ 175,000U/m2の代
わりに別の酸化剤、チロシナーゼ 6,400U/m2を使用した
ことを除いて、例1のように実施した。 670nmで反射率
濃度計を用いて濃度応答を測定した。得られた濃度につ
いての濃度/予測スプライン関数を導いて、その濃度か
ら試料のアセトアミノフェンレベルを予測することによ
り予測を行った。要素の濃度応答に基づいてなされた予
測(第III 表)は、試験するために要素上にスポットさ
れた試験流体中の既知アセトアミノフェン濃度によく相
関する。
析要素 本例を、アスコルビン酸オキシダーゼ 175,000U/m2の代
わりに別の酸化剤、チロシナーゼ 6,400U/m2を使用した
ことを除いて、例1のように実施した。 670nmで反射率
濃度計を用いて濃度応答を測定した。得られた濃度につ
いての濃度/予測スプライン関数を導いて、その濃度か
ら試料のアセトアミノフェンレベルを予測することによ
り予測を行った。要素の濃度応答に基づいてなされた予
測(第III 表)は、試験するために要素上にスポットさ
れた試験流体中の既知アセトアミノフェン濃度によく相
関する。
【0044】
【表4】
【0045】
【発明の効果】本発明の利点は、水溶性カプリング剤及
び酵素触媒酸化的カプリングが迅速な反応を許容するこ
とである。本発明者らは57秒間で検出可能な色シグナル
を発生可能にした。水不溶性カプリング剤は極めて遅い
反応を伴う。更なる具体的な態様 1. 少なくとも1つの試薬層を担持する支持体を含ん
で成る、水性流体中のアセトアミノフェンを検出するた
めの分析要素であって、該試薬層中に、(A)アリール
アシルアミダーゼ酵素、(B)パラアミノフェノールを
カプリング剤に酸化的カプリングせしめて色化合物を生
成できる酸化酵素、及び(C)一般式
び酵素触媒酸化的カプリングが迅速な反応を許容するこ
とである。本発明者らは57秒間で検出可能な色シグナル
を発生可能にした。水不溶性カプリング剤は極めて遅い
反応を伴う。更なる具体的な態様 1. 少なくとも1つの試薬層を担持する支持体を含ん
で成る、水性流体中のアセトアミノフェンを検出するた
めの分析要素であって、該試薬層中に、(A)アリール
アシルアミダーゼ酵素、(B)パラアミノフェノールを
カプリング剤に酸化的カプリングせしめて色化合物を生
成できる酸化酵素、及び(C)一般式
【化2】 (上式中、Rは、 (CH2)n −xであり、ここでn=1〜
5及び
5及び
【化3】 ここでy=2〜5であり、R1 、R2 、R3 及びR
4 は、独立して水素、アルキル、アルコキシ、アリー
ル、アリールオキシ、複素環基もしくはハロであり、そ
してR6 は、水素、炭素原子数1〜6個の直鎖もしくは
分枝鎖の置換又は非置換アルキルを表すか、又はR6 は
R1 と合わせて飽和5〜7員複素環を完成するのに必要
な原子を表し、R1 は、R2 、R3 及びR4 と同一であ
ってもよく、又は上述のようにR6 と合わせて考慮して
もよい)の水溶性発色カプリング剤、を含有する分析要
素。 2. 支持体から順にそして流体接触状態で、(A)ア
リールアシルアミダーゼ酵素、パラアミノフェノールを
発色カプラーに酸化的カプリングせしめて色化合物を生
成できる酸化酵素、及び前記1.に記載の水溶性発色カ
プリング剤を含む1つ以上の層、並びに(B)多孔質展
開層、をその上に担持する支持体を含んで成る、水性流
体中のアセトアミノフェンを検出するための多層分析要
素。 3. 支持体から順に第1及び第2試薬層そして多孔質
展開層をその上に担持する支持体を含んで成る、水性流
体中のアセトアミノフェンを検出するための多層分析要
素であって、第1試薬層が、その中に1−(3−スルホ
プロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリンを含み、
第2試薬層が、その中にアスコルビン酸オキシダーゼ及
びアリールアシルアミダーゼを含む多層分析要素。 4. 水性液体中のアセトアミノフェンの検出方法であ
って、 A.水性液体の試料を前記1.、2.もしくは3.の分
析要素と接触せしめる段階、並びに B.生成した色化合物の量を流体中のアセトアミノフェ
ンの濃度に関連付ける段階、を含んで成る方法。
4 は、独立して水素、アルキル、アルコキシ、アリー
ル、アリールオキシ、複素環基もしくはハロであり、そ
してR6 は、水素、炭素原子数1〜6個の直鎖もしくは
分枝鎖の置換又は非置換アルキルを表すか、又はR6 は
R1 と合わせて飽和5〜7員複素環を完成するのに必要
な原子を表し、R1 は、R2 、R3 及びR4 と同一であ
ってもよく、又は上述のようにR6 と合わせて考慮して
もよい)の水溶性発色カプリング剤、を含有する分析要
素。 2. 支持体から順にそして流体接触状態で、(A)ア
リールアシルアミダーゼ酵素、パラアミノフェノールを
発色カプラーに酸化的カプリングせしめて色化合物を生
成できる酸化酵素、及び前記1.に記載の水溶性発色カ
プリング剤を含む1つ以上の層、並びに(B)多孔質展
開層、をその上に担持する支持体を含んで成る、水性流
体中のアセトアミノフェンを検出するための多層分析要
素。 3. 支持体から順に第1及び第2試薬層そして多孔質
展開層をその上に担持する支持体を含んで成る、水性流
体中のアセトアミノフェンを検出するための多層分析要
素であって、第1試薬層が、その中に1−(3−スルホ
プロピル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリンを含み、
第2試薬層が、その中にアスコルビン酸オキシダーゼ及
びアリールアシルアミダーゼを含む多層分析要素。 4. 水性液体中のアセトアミノフェンの検出方法であ
って、 A.水性液体の試料を前記1.、2.もしくは3.の分
析要素と接触せしめる段階、並びに B.生成した色化合物の量を流体中のアセトアミノフェ
ンの濃度に関連付ける段階、を含んで成る方法。
【図1】カプリング剤として1−(3−スルホプロピ
ル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリン(化合物 #2 ,
THQSO3H )を使用する場合の本発明の分析要素の挙動を
示すグラフである。
ル)−1,2,3,4 −テトラヒドロキノリン(化合物 #2 ,
THQSO3H )を使用する場合の本発明の分析要素の挙動を
示すグラフである。
【図2】カプリング剤として1−(n−ブチル)−1,2,
3,4 −テトラヒドロキノリン(化合物 #1 , BTHQ)を使
用する比較要素の挙動を示すグラフである。
3,4 −テトラヒドロキノリン(化合物 #1 , BTHQ)を使
用する比較要素の挙動を示すグラフである。
【図3】カプリング剤としてベンゾ〔ij〕キノリジン,
1,2,3,5,6,7 −ヘキサヒドロ−(化合物 #4 ジュロリジ
ン)を使用する別の比較要素の挙動を示すグラフであ
る。
1,2,3,5,6,7 −ヘキサヒドロ−(化合物 #4 ジュロリジ
ン)を使用する別の比較要素の挙動を示すグラフであ
る。
フロントページの続き (72)発明者 ロバート フランシス ウィンターコー ン アメリカ合衆国,ニューヨーク 14609, ロチェスター,カバリー ストリート 9 (72)発明者 トーマス チャールズ アーター アメリカ合衆国,ニューヨーク 14612, ロチェスター,アンディロン レーン 217 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12Q 1/34
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも1つの試薬層を担持する支持
体を含んで成る、水性流体中のアセトアミノフェンを検
出するための分析要素であって、該試薬層中に、 (A)アリールアシルアミダーゼ酵素、 (B)パラアミノフェノールをカプリング剤に酸化的カ
プリングせしめて色化合物を生成できる酸化酵素、及び (C)一般式1−(3−スルホプロピル)−1,2,3,4 −
テトラヒドロキノリンの水溶性発色カプリング剤、を含
有する分析要素。
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