DE69731203T2 - Methode zur quantifizierung von ldl-cholesterin - Google Patents
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Description
- Gebiet der Erfindung
- Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von LDL (Low Density Lipoprotein)-Cholesterin auf effiziente und einfache Weise, wobei eine geringe Probenmenge und keine Trennbehandlung, wie Zentrifugation oder Elektrophorese, nötig ist.
- Hintergrund der Erfindung
- Lipide wie Cholesterin binden an Apoprotein im Serum, um Lipoprotein zu bilden. Lipoprotein wird üblicherweise als Chylomicron, Lipoprotein sehr geringer Dichte (very low density lipoprotein) (VLDL), Lipoprotein geringer Dichte (low density lipoprotein) (LDL), Lipoprotein hoher Dichte (high density lipoprotein) (HDL) usw. nach ihren physikalischen Eigenschaften eingeteilt. Von diesen weiß man, dass LDL ursächlich für die Induktion der Arteriosklerose ist.
- Mehrere epidemiologische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Konzentration an LDL-Cholesterin stark mit der Häufigkeit des Beginns arteriosklerotischer Krankheiten korreliert ist. Daher wäre ein Messverfahren für LDL-Cholesterin mittels eines einfachen Verfahrens klinisch sehr nützlich.
- Herkömmliche Verfahren zur Messung von LDL-Cholesterin sind z. B. ein Verfahren, bei dem LDL von anderen Lipoproteinen durch Ultrazentrifugation abgetrennt wird, um Cholesterin zu messen, und ein Verfahren, bei dem Lipide nach der Trennung mittels Elektrophorese angefärbt werden, um die Intensität der entwickelten Farbe zu messen. Die meisten dieser Verfahren werden jedoch nicht routinemäßig angewandt wegen der aufwendigen Verfahrensschritte und wegen der Schwierigkeit, eine große Anzahl von Proben handzuhaben. Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Träger mit einem Antikörper behandelt wird, der andere Lipoproteine als LDL bindet, gefolgt von Mischen mit Probe und Fraktionieren einer nicht an den Träger gebundenen Fraktion, um darin Cholesterin zu messen. Obwohl dieses Verfahren besser als die beiden zuerst genannten Verfahren für Routinemessungen geeignet ist, enthält das Verfahren manuelle Schritte, was die Automation des Verfahrens schwierig macht. Daher ist dieses Verfahren für den Durchsatz einer großen Anzahl von Proben nicht geeignet.
- Was Verfahren zur quantitativen und fraktionierten Bestimmung von Lipoproteinen in einer Probe ohne Trennverfahren wie Ultrazentrifugation oder Elektrophorese angeht, ist ein Verfahren bekannt, bei dem nach der fraktionellen Bestimmung von Cholesterin in HDL und anderen Lipoproteinen (d. h. Chylomicron, VLDL und LDL) die Reaktivität von Enzymen (typischerweise Cholesterinoxidase und Cholesterinesterase) ausgenutzt wird, um ausschließlich HDL-Cholesterin einer Enzymreaktion zu unterziehen. So beschreibt z. B. die japanische offengelegte Patentanmeldung (kokai) Nr. 7-301636 ein Verfahren zur ausschließlichen Messung von HDL-Cholesterin durch Verwendung eines Tensids und einer Zuckerverbindung, und die japanische offengelegte Patentanmeldung (kokai) Nr. 6-242110 beschreibt ein Verfahren zur ausschließlichen Bestimmung von Cholesterin in Ziel-Lipoprotein durch Agglutinieren von anderen Lipoproteinen als das zu messende Lipoprotein, um die Reaktivität mit einem Enzym zu kontrollieren. Diese Verfahren sind deutlich nützlicher hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in automatischen Analysatoren, die alle Verfahrensschritte automatisieren. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass sie nur HDL, das von anderen Lipoproteinen als HDL abgetrennt ist, quantitativ bestimmen können, LDL jedoch nicht quantitativ und fraktionell aus einer Mischung von VLDL und Chylomicron bestimmen können. Daher erfüllen diese Verfahren nicht die Aufgabe, LDL-Cholesterin ohne Trennmaßnahmen zu messen.
- Die japanische offengelegte Patentanmeldung (kokai) Nr. 7-280812 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von LDL-Cholesterin, umfassend die Schritte Agglutinieren von LDL, Entfernen des Cholesterins in anderen Lipoproteinen mittels eines Systems, das sich von einem System zur Bestimmung von LDL unterscheidet, Auflösen des agglutinierten LDL und Umsetzen des LDL-Cholesterins. Ähnlich wie in den beiden oben beschriebenen Publikationen gibt die japanische offengelegte Patentanmeldung (kokai) Nr. 7-280812 keine Lösung für die quantitative und fraktionelle Bestimmung von LDL und VLDL und/oder Chylomicron an, was für die Bestimmung von LDL-Cholesterin absolut notwendig ist. Dieses Verfahren weist das weitere Problem auf, dass es in üblicher Weise verwendeten automatischen Analysatoren wegen der großen Anzahl von für den Assay nötigen Schritte nicht angewendet werden kann, wodurch dieses Verfahren nur begrenzt nützlich ist.
- Daher kann anhand von herkömmlichen Techniken LDL-Cholesterin nicht wirkungsvoll bestimmt werden, ohne dass Trennschritte durchgeführt werden, und es gibt keine Information hinsichtlich der Durchführbarkeit der obigen Messung.
- Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von LDL-Cholesterin bereitzustellen, das effizient und einfach ist, und die Notwendigkeit von Vorbehandlungen, wie Zentrifugation oder Elektrophorese, eliminiert, und das ferner mit einer Vielzahl von automatischen Analysatoren durchgeführt werden kann.
- Beschreibung der Erfindung
- Unter diesen Umständen haben die Erfinder dieser Erfindung Untersuchungen durchgeführt und haben gefunden, dass die Reaktion mit einem Enzymreagenz, das Cholesterin bestimmen kann, in der Gegenwart eines bestimmten Tensids, das Lipoproteine auflöst, die Reaktion von HDL-Cholesterin und VLDL-Cholesterin beschleunigt und die Reaktion mit LDL-Cholesterin merklich verlangsamt; dass die Reaktion von HDL-Cholesterin und VLDL-Cholesterin vor der Reaktion mit LDL-Cholesterin beendet sind; und dass LDL-Cholesterin quantitativ und fraktionell durch geeignete Auswahl eines Messpunkts gemessen werden kann, was die Durchführung mit automatischen Analysatoren ermöglicht. Diese Erfindung wurde aufgrund dieser Erkenntnisse gemacht.
- Diese Erfindung stellt ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von LDL-Cholesterin bereit, umfassend die Zugabe eines Detergens ausgewählt aus Polyoxyethylenalkylenphenylethern und Polyoxyethylenalkylentribenzylphenylethern und eines Enzymreagenz zur Cholesterinbestimmung zu Serum, zur bevorzugten Induzierung von Reaktionen des Cholesterins in Lipoproteinen hoher Dichte und Lipoproteinen sehr geringer Dichte unter Lipoproteinen, gefolgt von der Bestimmung der Menge des Cholesterins, die danach reagiert. Diese Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von LDL-Cholesterin bereit, umfassend die Zugabe zu Serum eines Detergens ausgewählt aus Polyoxyethylenalkylenphenylethern und Polyoxyethylenallcylentribenzylphenylethern, einer Substanz, die eine stärkere Bindungsaffinität zu VLDL aufweist als zu LDL, und eines Enzymreagenz zur Cholesterinbestimmung, zur bevorzugten Induzierung von Reaktionen des Cholesterins in Lipoproteinen hoher Dichte und Lipoproteinen sehr geringer Dichte unter Lipoproteinen, gefolgt von der Bestimmung der Menge des Cholesterins, die danach reagiert.
- Diese Erfindung stellt ferner einen Kit zur quantitativen Bestimmung von LDL-Cholesterin bereit, umfassend ein Enzymreagenz zur Cholesterinbestimmung und ein Detergens ausgewählt aus Polyoxyethylenalkylenphenylethern und Polyoxyethylenalkylentribenzylphenylethern.
- Diese Erfindung stellt ferner einen Kit zur quantitativen Bestimmung von LDL-Cholesterin wie oben bereit, ferner umfassend eine Substanz, die eine stärkere Bindungsaffinität zu VLDL aufweist als zu LDL.
- Kurze Beschreibung der Figuren
-
1 zeigt die Korrelation von Messungen von LDL-Cholesterin, erhalten in Beispiel 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, und Messungen von LDL-Cholesterin nach Ultrazentrifugation. -
2 zeigt die Korrelation von Messungen von LDL-Cholesterin, die in Beispiel 2 gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurden, und Messungen von LDL-Cholesterin nach Ultrazentrifugation. -
3 zeigt die Korrelation von Messungen von LDL-Cholesterin, die in Beispiel 3 nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurden, und Messungen von LDL-Cholesterin nach Ultrazentrifugation. - Beste Ausführungsformen der Erfindung
- Die Tenside zur Verwendung dieser Erfindung werden ausgewählt aus Polyoxyethylenalkylenphenylethern und Polyoxyethylenalkylentribenzylphenylethern und lösen Lipoproteine auf. Beispiele für die ersteren Ether sind u. a. Emulgen A-60 (Produkt von Kao Corporation) und Beispiele für die letzteren sind u. a. Emulgen B66 (Produkt von Kao Corporation). Die Tenside können alleine oder als Kombination zweier oder mehrerer verwendet werden. Die eingesetzte Menge hängt von der Verbindung ab und ist nicht besonders beschränkt. Unter normalen Bedingungen werden die Tenside vorzugsweise in einer Konzentration von 0,01 bis 2 Gew.-% verwendet, um eine Sensitivität zu erhalten, die die Detektion von LDL-Cholesterin innerhalb einer gewünschten Messzeit erlaubt, was je nach dem analytischen Gerät unterschiedlich ist.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von Cholesterin wird vorzugsweise in Gegenwart einer Substanz durchgeführt, die eine stärkere Bindeaffinität an VLDL als an LDL hat. Insbesondere, wenn die Probe Chylomicronhaltiges Serum ist, ergibt die Zugabe der obigen Substanz hervorragende Messergebnisse. Beispiele für solche Substanzen sind u. a. Polyanionen und Substanzen, die ein divalentes Metallsalz bilden. Spezifische Beispiele für die Polyanionen sind u. a. Phosphorwolframsäure und Salze derselben, Dextransulfat und Heparin; weitere spezifische Beispiele der obigen Substanzen sind u. a. divalente Metallchloride, wie MgCl2, CaCl2, MnCl2 oder NiCl2 oder Hydrate derselben. Diese Substanzen können allein oder in Kombination zweier oder mehrerer verwendet werden. Die zu verwendende Menge hängt von der Verbindung ab und ist nicht besonders beschränkt. Polyanionen werden vorzugsweise in einer Menge von 0,002 bis 10 Gew.-% verwendet, und die Substanzen, die divalente Metallionien bilden, werden in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-%, jeweils als Endkonzentrationen bei der Reaktion eingesetzt. Ein Tensid und eine Substanz, die stärkere Bindeeigenschaften zu VLDL als an LDL aufweisen, werden zu einem Serum, das als Probe dient, gegeben und können getrennt von einander oder in Form einer Mischung zugegeben werden. Das erstere, das letztere und ein Cholesterin-bestimmendes Enzymreagenz können getrennt von einander zugegeben werden; entweder das erstere oder das letztere und eine Mischung des Gegenstücks und ein Cholesterin- bestimmendes Enzymreagenz können getrennt zugegeben werden; oder eine Mischung der drei Komponenten kann als Reagenz zugegeben werden.
- Jedes bekannte enzymatische Bestimmungsverfahren kann für die Bestimmung von Cholesterin verwendet werden. Beispiele solcher Verfahren sind u. a. ein Verfahren, bei dem eine Kombination von Cholesterinesterase und Cholesterinoxidase als Enzymreagenz eingesetzt wird, sowie ein Verfahren, bei dem eine Kombination von Cholesterinesterase und Cholesterindehydrogenase als Enzymreagenz eingesetzt wird. Von diesen ist ein Verfahren, bei dem eine Kombination von Cholesterinesterase und Cholesterinoxidase eingesetzt wird, bevorzugt. Keine besonderen Beschränkungen bestehen hinsichtlich der Detektion des Cholesterins nach der Zugabe dieser Enzymreagenzien, und Beispiele sind u. a. Absorptionsmessungen unter Verwendung einer weiteren Kombination einer Peroxidase und eines Chromogens oder die direkte Detektion eines Co-Enzyms oder von Wasserstoffperoxid. Zur Durchführung eines LDL-Cholesterin-Assays wird der Umsatz der betreffenden Reaktion bestimmt, nachdem die Reaktionen von Cholesterin in anderen Lipoproteinen als LDL beendet ist. Es kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem die Reaktion von Cholesterin in anderen Lipoproteinen als LDL im wesentlichen abgeschlossen ist, nachdem die Reaktion eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist; die danach noch ablaufende Reaktion wird kinetisch verfolgt. Alternativ kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem ein zusätzliches reaktionsbeschleunigendes Mittel zugesetzt wird, um die Reaktion von LDL zu beschleunigen; der hiervon herrührende Umsatz der Reaktion kann nach einer Reaktions-Endpunkt-Methode gemessen werden; und der Wert wird mit einem Vergleichswert (blank value) abgeglichen (2-Punkt-Methode). Zu den reaktionsbeschleunigenden Mitteln, die in der 2-Punkt-Methode verwendet werden können, gehören dieselben Tenside, die für die Reaktion von Cholesterin in anderen Lipoproteinen als LDL in höherer Konzentration verwendet werden und weitere Tenside. In der 2-Punkt-Methode kann Cholesterinin ein anderes Reaktionssystem, das von einem System zur Bestimmung von LDL getrennt ist, eingebracht werden, um ausschließlich die Reaktion von LDL-Cholesterin während der Reaktion von Cholesterin in anderen Lipoproteinen als LDL zu detektieren.
- Beispiele für andere Lipoproteine, die im Serum enthalten sind, sind Chylomicron, das typischerweise ausschließlich nach der Nahrungsaufnahme auftritt. Chylomicron weist ungefähr die gleiche Reaktivität auf wie VLDL. Daher wird die Reaktivität von Chylomicron auf ähnliche Weise wie die von VLDL durch Zugabe von Polyanionen, einer Substanz, die divalente Metallionen bildet, usw., beschleunigt. Die Reaktion von Chylomicron ist auch beendet, wenn die Reaktion von VLDL beendet ist. Daher kann LDL-Cholesterin quantitativ und fraktionell durch Messung des Reaktionsumsatzes danach bestimmt werden.
- Beispiele
- Diese Erfindung gemäß ihrer Definition in den anhängenden Patentansprüchen wird im folgenden anhand von Beispielen beschrieben, die diese Erfindung nicht beschränken.
- Beispiel 1
- Serumproben mit Normal-Lipid wurden auf LDL-Cholesterin nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Hitachi Model 7070 automatischen Analysator gemessen, und die Messergebnisse wurden mit denen nach einer Ultrazentrifugation verglichen. Die Ergebnisse sind in
1 gezeigt. - Zu einer Probe (4 μl) wurde ein Reagenz (300 μl), enthaltend Natriumphosphowolframat (0,02 Gew.-%) und MgCl2·6H2O (0,2 Gew.-%) gegeben. Ungefähr 5 Minuten später wurde ein Cholesterin-Messreagenz (100 μl), enthaltend Emulgen A-60 (Produkt von Kao Corporation) (0,5 Gew.-%), Cholesterinesterase (1 U/ml), Cholesterinoxidase (1 U/ml), Peroxidase (1 U/ml), 4-Aminoantipyrin (0,005 Gew.-%) und N,N-Dimethyl-m-toluidin (0,04 Gew.-%) gegeben und die Absorptionsänderungen bei 545 nm während des Zeitraums von 1 Minute bis 5 Minuten nach der Zugabe des zweiten Reagenz gemessen.
- Für die Ultrazentrifugation wurde das Serum einer Zentrifugation bei 100.000 g über zwei Stunden unter Verwendung einer Ultrazentrifuge unterzogen, um die obere Schicht zu entfernen. Zu einem Aliquot (1 ml) der erhaltenen unteren Schicht wurde eine Heparinlösung (40 μl; Heparin = 5.000 usp Einheiten/ml) und eine 1 M MgCl2-Lösung (50 μl) gegeben, und die Mischung bei 5.000 U/min 30 Minuten zentrifugiert, um einen Überstand zu erhalten. Die durch Ultrazentrifugation erhaltene Lösung der unteren Schicht (enthaltend LDL und HDL) und der fraktionierte Überstand (enthaltend HDL), der durch die Zugabe einer Lösung von Heparin und einer Lösung von MgCl2 erhalten wurde, wurden dem Cholesterin-Assay unterzogen. Der Wert, der durch Subtraktion des letzteren von dem ersteren erhalten wurde, gibt LDL-Cholesterin an (Paul S. Bachorik et al., Clin. Chem. 41/10, 1414–1420, 1955).
1 zeigt, dass die Messergebnisse gemäß dieser Erfindung eine hervorragende Korrelation zu denen zeigt, die durch konventionelle Zentrifugation erhalten wurden, obwohl das erfundungsgemäße Verfahren eine kleine Menge an Probensubstanz benötigt und auf einfache Weise durchgeführt werden kann. - Beispiel 2
- Eine Probe, die chylomicronhaltiges Serum mit einem hohen Gehalt an Triglycerid enthält, wurde auf LDL-Cholesterin nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines Hitachi Model 7070 automatischen Analysators untersucht, und die Messergebnisse wurden mit denen nach einer Ultrazentrifugation erhaltenen Messergebnissen verglichen. Die Ergebnisse sind in
2 gezeigt. - Zu einer Probe (4 μl) wurde ein Reagenz (300 μl), enthaltend Emulgen B-66 (Produkt von Kao Corporation) (0,5 Gew.-%), Cholesterinesterase (0,3 U/ml), Cholesterinoxidase (0,3 U/ml), Peroxidase (0,3 U/ml) und 4-Aminoantipyrin (0,002 Gew.-%) gegeben. Ungefähr 5 Minuten später wurden 100 μl eines Reagenz, enthaltend Triton X-100 (1 Gew.-%) und N,N-Dimethyl-m-toluidin (0,04 Gew.-%) zugegeben. Die Absorptionsänderungen wurden durch Subtraktion der bei 545 nm gemessenen Absorption vor der Zugabe des zweiten Reagenz von der 5 Minuten nach der Zugabe erhaltenen Absorption gemessen (Korrektur hinsichtlich der Änderung der Menge der Reagenzien).
- Für die Ultrazentrifugation wurde das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt.
-
2 zeigt, dass ähnlich wie in Beispiel 1 auch die Messwerte von LDL-Cholesterin in Beispiel 2 eine hervorragende Korrelation zu den Messwerten zeigen, die nach einer herkömmlichen Zentrifugation erhalten wurden. - Beispiel 3
- Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt unter Verwendung derselben Probe und Reagenzien, mit der Ausnahme, dass Phosphowolframsäure (0,3 Gew.-%) zusätzlich in das erste Reagenz aufgenommen wurde. Die Messergebnisse wurden mit denen nach einer Ultrazentrifugation verglichen. Die Ergebnisse sind in
3 gezeigt. -
3 zeigt, dass ähnlich wie im Fall von Beispiel 1 die Messwerte von LDL-Cholesterin in Beispiel 3 eine hervorragende Korrelation zu denen zeigen, die nach einer herkömmlichen Zentrifugation erhalten wurden, obwohl eine Serumprobe verwendet wurde, die Chylomicron enthielt. - Industrielle Anwendbarkeit
- Diese Erfindung elminiert die Notwendigkeit für eine Vorbehandlung wie eine Zentrifugation oder eine Elektrophorese und ermöglicht die quantitative Bestimmung von LDL-Cholesterin fraktionell zu in anderen Lipoproteinen enthaltenem Cholesterin auf effiziente und einfache Weise und kann mit verschiedenen automatischen Analysatoren wie sie für klinische Untersuchungen verwendet werden, angewandt werden. Daher weist diese Erfindung eine bemerkenswerte Nützlichkeit auf klinischem Gebiet auf.
Claims (4)
- Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Cholesterin in Lipoproteinen geringer Dichte, umfassend: (a) Zugabe von (i) einem Detergens ausgewählt aus Polyoxyethylenalkylenphenylethern und Polyoxyethylenalkylentribenzylphenylethern und (ii) einem Enzymreagenz zur Cholesterinbestimmung zu Serum, zur bevorzugten Induzierung von Reaktionen des Cholesterins in Lipoproteinen hoher Dichte und Lipoproteinen sehr geringer Dichte unter Lipoproteinen, gefolgt von (b) der Bestimmung der Cholesterinmenge, die danach reagiert.
- Das Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Cholesterin in Lipoproteinen geringer Dichte gemäß Anspruch 1, wobei zusätzlich zu dem Detergens und dem Enzymreagenz zur Cholesterinbestimmung eine Substanz zugegeben wird, die eine stärkere Bindungsaffinität zu Lipoproteinen sehr geringer Dichte aufweist als zu Lipoproteinen geringer Dichte, wobei die Substanz, die eine stärkere Bindungsaffinität zu Lipoproteinen sehr geringer Dichte aufweist als zu Lipoproteinen geringer Dichte, ein Polyanion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phosphorwolframsäure und deren Salzen, Dextransulfat und Heparin ist oder eine Substanz, die ein divalentes Metallchlorid bildet, ausgewählt aus MgCl2, CaCl2, MnCl2, NiCl2 und Hydraten derselben.
- Kit zur quantitativen Bestimmung von Cholesterin in Lipoproteinen geringer Dichte, umfassend ein Enzymreagenz zur Cholesterinbestimmung und ein Detergens ausgewählt aus Polyoxyethylenalkylenphenylethern und Polyoxyethylenalkylentribenzylphenylethern.
- Der Kit zur quantitativen Bestimmung von Cholesterin in Lipoproteinen geringer Dichte gemäß Anspruch 3, ferner umfassend eine Substanz, die eine stärkere Bindungsaffinität zu Lipoproteinen sehr geringer Dichte aufweist als zu Lipoproteinen geringer Dichte, wobei die Substanz, die eine stärkere Bindungsaffinität zu Lipoproteinen sehr geringer Dichte aufweist als zu Lipoproteinen geringer Dichte, ein Polyanion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phosphorwolframsäure und deren Salzen, Dextransulfat und Heparin ist oder eine Substanz, die ein divalentes Metallchlorid bildet, ausgewählt aus MgCl2, CaCl2, MnCl2, NiCl2 und Hydraten derselben.
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