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JPH066070B2 - 化学発光法によるnadh又はnadphの定量法 - Google Patents
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JPH066070B2 - 化学発光法によるnadh又はnadphの定量法 - Google Patents

化学発光法によるnadh又はnadphの定量法

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JPH066070B2
JPH066070B2 JP25117186A JP25117186A JPH066070B2 JP H066070 B2 JPH066070 B2 JP H066070B2 JP 25117186 A JP25117186 A JP 25117186A JP 25117186 A JP25117186 A JP 25117186A JP H066070 B2 JPH066070 B2 JP H066070B2
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nadh
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は化学発光法によるNADH又はNADPHの定
量法に関するものである。
(従来の技術) 従来からNADH又はNADPHの定量法としては、紫
外部吸光法により直接測定する方法が非常によく知られ
ているが、濁質の妨害を受け易いこと、その感度が終濃
度として10−6M程度であって、高感度測定を行ない
難いしことなどが欠点である。感度を増加させるため
に、NADHにジアホラーゼおよびレサズリンを作用さ
せて、生成するレゾルフィンの螢光を測定する方法が公
知であるが、濁質の影響を避けることができず、終濃度
として10−7M程度が限度であるので、微量成分を検
出する上で十分な感度とは言えない。また現在使用され
ているジアホラーゼーレサズリン系によるNADHの測
定では複雑な計算を要するなど実用的ではない。また螢
光測定装置は高価であって、上記方法の普及を妨げる要
因ともなっている。なお、NADPHに対して適当な螢
光法はまだ見出されていない。
(発明の解決しようとする問題点) 上記実情から高感度にNADH又はNADPHを測定す
る方法が求められている。
(問題点を解決するための手段) 本発明者は化学発光法より高感度に過酸化水素を定量す
る方法を見出し、既に提案している(特開昭60−20
0167号公報)が、今回NADH又はNADPHを過
酸化水素へ導き、化学発光法によって過酸化水素を測定
することにより、高感度にNADH又はNADPHを定
量することが可能であることを見出し、本発明に到達し
た。
すなわち本発明はNADH又はNADPHを含む試料に
NAD(P)H−FMNオキシドレダクターゼ、NADH
−FMNオキシドレダクターゼ、NADPH−FMNオ
キシドレダクターゼ、ジアホラーゼおよび旧黄色酵素か
らなる群から選ばれた少なくとも1種の酵素をフラビン
類の存在下、作用させ、生成する還元型フラビン類を酸
素の存在下、自動酸化させることにより、過酸化水素を
生成させ、得られた過酸化水素を化学発光法により測定
して試料中のNADH又はNADPHを定量することを
特徴とする化学発光法によるNADH又はNADPHの
定量法である。
本発明では試料中のNADHを定量するに当り、まずN
AD(P)H−FMNオキシドレダクターゼ、NADH−
FMNオキシドレダクターゼ又はジアホラーゼをフラビ
ン類の存在下に作用させる。
NAD(P)H−FMNオキシドレダクターゼ又はNAD
H−FMNオキシドレダクターゼは発光細菌ビブリオフ
ィッシエリ(Vibrio fischeri)又はビブリオハーベア
イ(Vibrio harveyi)から得ることができる(バイオケ
ミストリーVo16、No.13、p2932、197
7、同Vol.No.4,p672,1978,など)。
ジアホラーゼはEC1,6,4,3として分類される酵
素であり、動物起源又は微生物起源のものがある。
NADHを定量するに当り、上記酵素はフラビン類、例
えばFMN、FAD又はリボフラビンとNADHを含む
試料に添加して反応させて還元型フラビンを生成させ、
酸素の存在下、自動酸化させることにより過酸化水素を
生成させる。
NAD(P)H−FMNオキシドレダクターゼ、NADH
−FMNオキシドレダクターゼまたはジアホラーゼは通
常1〜50mu終濃度で使用する。還元型フラビンは通
常0.1〜100μMの濃度で使用する。
また本発明では試料中のNADPHを定量するに当り、
まずNAD(P)H−FMNオキシドレダクターゼ、NA
DPH−FMNオキシドレダクターゼ又は旧黄色酵素を
フラビン類の存在下に作用させる。
NAD(P)H−FMNオキシドレダクターゼ又はNAD
PH−FMNオキシドレダクターゼは発光細菌ビブリオ
フィッシェリ(Vibrio fischeri)又はビブリオハーベ
アイ(Vibrio farveyi)から得ることができる(バイオ
ケミストリーVol.16,No.3,p2932,197
7,同Vol.17,No.4,p672,1978な
ど)。旧黄色酵素はEC1,6,99,1として分類さ
れる酵素であり、酵母、海洋発光細菌などから得られ
る。
NADPHを定量するに当り、上記酵素はフラビン類、
例えばFMN、FAD又はリボフラビンとNADPHを
含む試料に添加して反応させて、還元型フラビンを生成
させ、酸素の存在下、自動酸化させることにより過酸化
水素を生成させる。
NAD(P)H−FMNオキシドレダクターゼ、NADP
H−FMNオキシドレダクターゼまたは旧黄色酵素は通
常1〜50mu終濃度で使用する。
本発明では生成した過酸化水素を化学発光法により定量
する。化学発光法としてはルミノール、又はルシゲニン
による化学発光法または蓚酸ジエステルと螢光物質によ
る化学発光法を使用することができる。
生成した過酸化水素をルミノール反応で定量する場合、
ルミノールは10−6〜10−7Mの濃度で使用し、触
媒として例えば約10mMフェリシアン化カリウムを1
00mMホウ酸緩衝液(pH10)中で使用する。触媒と
してパーオキシダーゼを使用する場合、例えば100m
Mリン酸緩衝液(pH7〜7.5)又は100mMトリス
塩酸緩衝液(pH7〜8.5)を使用してもよい。
生成した過酸化水素を蓚酸ジエステルと螢光物質で化学
発光させて定量する場合、約1〜10μMフルオレセイ
ン又は8−アニリノナフタレン−1−スルホン酸を約1
〜10μM加え、約0.1〜50mMの蓚酸ジエステ
ル、例えばビス(2,4,6−トリクロロフェニル)オ
キザレート(TCPO)、ビス(2,4−ジニトロフェ
ニル)オキザレート(DNPO)などを使用する。
本発明者が開発した2′,7′−ジクロロフルオレシン
−ジアセテートによる発螢光反応を、蓚酸ジエステルと
新たに添加した過酸化水素で発光させる方法が、化学発
光法として感度あるいは精度の点から好ましい。次に生
成した過酸化水素を本発明者の開発した化学発光法によ
り定量する方法について詳述する。すなわち生成した過
酸化水素を含む試料に、酸化触媒を介して被酸化性の非
螢光物質を反応させて、非螢光物質を螢光物質に転換さ
せ、次いで酸化触媒の阻害条件下に該螢光物質を蓚酸ジ
エステル類および過酸化水素と反応させ、生成する発光
量を測定することにより、試料中の過酸化水素を定量す
る。
この方法を反応式で示すと次の通りである。
螢光物質+蓚酸ジエステル+H→hν+生成物…
……(2) すなわち被酸化性の非螢光物質を前記反応により生成し
た過酸化水素によって、酸化触媒の存在下に螢光物質に
転換させ(第1反応)、次いで酸化触媒を阻害条件下、
例えば阻害剤を加えて酸化触媒を阻害させた後、生成し
た螢光物質を蓚酸ジエステル類と改めて加えた過酸化水
素の存在下に発光させ(第2反応)、この発光量を測定
することにより第1段反応での過酸化水素の定量を行な
う。
本発明において使用する被酸化性の非螢光物質としては
ロイコフルオレセイン(フルオレシン)、2′,7′−
ジクロロフルオレシン−ジアセテートなどがある。非螢
光物質の使用量は一般に0.001〜5mMである。
本発明において使用する酸化触媒としては、ペルオキシ
ダーゼ、ミクロペルキシダーゼ、ヘミン、ヘマチンなど
がある。酸化触媒の使用量は一般に1〜100単位であ
る。
本発明において使用する蓚酸ジエステル類としては、ビ
ス(2,4,6,−トリクロロフェニル)オキザレート
(TCPO)、ビス(2,4−ジニトロフェニル)オキ
ザレート(DNPO)などがある。蓚酸ジエステル類の
使用量は一般に0.1〜50mMである。
本発明の酸化触媒の阻害剤としては、シアン化カリウ
ム、シアン化ナトリウム、ナトリウムアジド、スルファ
イド、フルオライド、フェロシアナイド、ヒドロキシフ
ェニルヒドラジン、2,3−ジメルカプトプロパノー
ル、酢酸エチル、アセトニトリル、エタノール、アセト
ンなどがある。
本発明では前記第1反応を水系で行なうことが必要であ
る。この反応は通常約20〜40゜C、pH5〜9で行な
う。第1反応終了後、酸化触媒は阻害されなければなら
ない。失活されない酸化触媒が存在していると第2反応
において、改めて加えられた過酸化水素と残存する非螢
光物質が反応して、過剰量の螢光物質を生成してしま
う。第1反応系には10−5〜10−1Mのシクロデキ
ストリンを添加すると、非螢光物質の安定化ならびに生
成した螢光物質の発光性の増加が見られる。
また本発明では酸化触媒(ペルオキシダーゼ)存在下
に、非螢光物質(ロイコフルオレセイン)の酸化を防ぐ
ために、硫酸亜鉛・7水和物を望ましくは約0.04mg
/m終濃度になるように、第1反応系に添加すること
が好ましい。
本発明の前記第2反応は水を含む有機溶媒中で行なう。
有機溶媒としては、例えば酢酸エチル、アセトン、アセ
トニトリルなどが挙げられる。有機溶媒は単独でもある
いは2種以上の混和物であってもよい。第2反応は通常
約20〜40゜C、アルカリ性下、pH8〜12で行なう。
第2反応系に添加する過酸化水素の量は一般に0.1〜
50mMである。
第2反応系で生じた発光活性は通常の測定法に従って測
定する。例えばピークの発光量をルミフォトメータ−T
D4000(ラボサイエンス社製)にてカウントする。
発光活性では発光値はの常に反応の時間あたりで表現さ
れるため、そのまま反応速度を表現している。
この方法では他の物質の妨害を受けることなく、化学発
光法により過酸化水素を高感度に定量することができ
る。
従来の知見ではビス(2,4,6−トリクロロフェニ
ル)オキザレートと螢光物質による過酸化水素の定量性
は感度が悪く、通常10−7〜10−6M以上でないと
検出されない。ところが本発明では被酸化性の非螢光物
質を選択することで、10−9Mまで過酸化水素を測定
することが可能となる。また本発明では第1反応を水系
中で行ない螢光物質を生成するに際し、ペルオキシダー
ゼなどの酵素による酸化を行なえば、付随する過酸化水
素生成系反応、例えばグルコース定量におけるグルコー
スオキシダーゼなどを損うことなく、温和な条件で過酸
化水素、ひいてはグルコースの定量を行なうことができ
る。
本発明では、生体試料中の成分から共存する反応によっ
て生成する微量の過酸化水素を高感度に、特に10−9
〜10−5Mの範囲で測定することが可能である。また
生体成分分析に際して、水系の反応を阻害することな
く、安定な螢光物質を生成させ、かつ生体試料中のカタ
ラーゼなどの妨害により生成した過酸化水素を減じるこ
となく、真に定量的にかつ高感度に生体成分の分析を行
なうことができる。本発明では特に第2反応が生体試料
中の妨害物質の影響を受けないので、感度の高い発光活
性を得ることができる。
本発明で定量するNADH又はNADPHは、生体内の
成分、例えばコール酸ナトリウム、グルタミン酸などの
物質から生成したものであってもよい。
本発明はNADH又はNADPHを定量するばかりでな
く、生体内の成分、例えばコール酸ナトリウム、グルタ
ミン酸などを定量することもできる。
(効果) 本発明ではNADH又はNADPH過酸化水素へ変換
し、さらに化学発光法によって高感度でかつ精度がよく
定量することができる。
(実施例) 次に本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1(NADH−FMNオキシドレダクターゼによ
るNADHの定量) 50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.0)1m中に、N
ADH−FMNオキシドレダクターゼ20mu、パーオ
キシダーゼ5uを加え、さらに2′,7′,−ジクロロ
フルオレシン−ジアセテート溶液(25μg/m)3
mおよび1mMFMN5μを添加した後、各種濃度
のNADH溶液1mを加えて、30゜Cで1時間インキ
ュベートした。発螢光した溶液0.5mに0.1mM
ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)オキザレート
および0.4mM過酸化水素溶液を添加して発光をルミ
フォトメーターにより測定した。
発光強度と0.5m溶液中のNADH濃度との関係を
第1図に示す。第1図から明らかなようにNADHの濃
度5×10−9M〜10−5Mが定量可能である。
実施例2(NADH−FMNオキシドレダクターゼによ
るコール酸ナトリウムの定量) 50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.0)1m中に3α
−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ25u、1m
M NAD、NADH−FMNオキシドレダクターゼ
20mu、パーオキシダーゼ5uを溶解し、さらに
2′,7′−ジクロロフルオレシン−ジアセテート溶液
(25μg/m)3mおよび1mMFMN5μを
添加した後、各種濃度のコール酸ナトリウムを加え、3
0゜Cで1時間インキュベートした。発螢光した溶液0.
5mに0.1mMビス(2,4,6−トリクロロフェ
ニル)オキザレートおよび0.4mM過酸化水素溶液を
添加して、発光をルミフオトメーターにより測定した。
発光強度と0.5m溶液中のコール酸ナトリウム濃度
との関係はコール酸ナトリウム濃度5×10−9M〜1
−5Mにおいて相関関係が見られる。すなわちコール
酸ナトリウム濃度5×10−9M〜10−5Mが定量可
能である。
実施例3(NADPH−FMNオキシドレダクターゼに
よるNADPHの定量) 50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.0)1m中に、N
ADPH−FMNオキシドレダクターゼ20mu、パー
オキシダーゼ5uを加え、さらに2′,7′−ジクロロ
フルオレシン−ジアセテート溶液(25μg/m)3
mおよび1mMFMN5μを加えた後、各種濃度の
NADPH溶液1mを加えて、30゜Cで1時間インキ
ュベートした。発螢光した溶液0.5mに、実施例1
と同様にして蓚酸ジエステルと過酸化水素を加えて発光
をルミフォトメーターにより測定した。
発光速度と0.5m溶液中のNADPH濃度との関係
を第2図に示す。第2図から明かなようにNADPH濃
度5×10−9M〜5×10−5Mが定量可能である。
実施例4(NADPH−FMN オキシドレダクターゼ
によるグルタミン酸の定量) 50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.0)1m中に、グ
ルタメートデヒドロゲナーゼ25u、1mM NADP
、NADPH−FMNオキシドレダクターゼ20m
u、パーオキシダーゼ5uを加え、さらに2′,7′−
ジクロロフルオレシン−ジアセテート溶液(25μg/
m)3mおよび1mMFMN5μを添加した後、
各種濃度のグルタミン酸を加え、30゜Cで1時間インキ
ュベートした。発螢光した溶液0.5mに0.1mM
ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)オキザレート
および0.4mM過酸化水素溶液を添加して発光をルミ
フォトメーターにより測定した。
発光強度と0.5m溶液中のグルタミン酸濃度との関
係はグルタミン酸濃度10−9M〜10−5Mにおいて
相関関係が見られる。すなわちグルタミン酸濃度10
−9M〜10−5Mが定量可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はNADH−FMNオキシドレダクターゼを用い
たNADHの定量曲線を示し、縦軸は発光強度(ピーク
値)、横軸はNADHの量を示す。 第2図はNADPH−FMNオキシドレダクターゼを用
いたNADPHの定量曲線を示し、縦軸は発光強度(ピ
ーク値)、横軸はNADPHの量を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】NADH又はNADPHを含む試料にNA
    D(P)H−FMNオキシドレダクターゼ、NADH−F
    MNオキシドレダクターゼ、NADPH−FMNオキシ
    ドレダクターゼ、ジアホラーゼおよび旧黄色酵素からな
    る群から選ばれた少なくとも1種の酵素をフラビン類の
    存在下作用させ、生成する還元型フラビン類を酸素の存
    在下、自動酸化させることにより、過酸化水素を生成さ
    せ、得られた過酸化水素を化学発光法により測定して試
    料中のNADH又はNADPHを定量することを特徴と
    する化学発光法によるNADH又はNADPHの定量
    法。
  2. 【請求項2】得られた過酸化水素に酸化触媒を介して被
    酸化性の非螢光物質を反応させて、非螢光物質を螢光物
    質に転換させ、次いで酸化触媒の阻害条件下に該螢光物
    質を修酸ジエステル類および過酸化水素と反応させ、生
    成する発光量を測定することにより、試料中のNADH
    又はNADPHを定量することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載される化学発光法によるNADH又は
    NADPHの定量法。
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CN111007049B (zh) * 2019-12-26 2022-06-14 合肥工业大学 一种以黄素单核苷酸为荧光探针测定磷酸根含量的方法

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