JPS60188097A - アルコ−ル検出用試験片 - Google Patents

アルコ−ル検出用試験片

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JPS60188097A
JPS60188097A JP4619784A JP4619784A JPS60188097A JP S60188097 A JPS60188097 A JP S60188097A JP 4619784 A JP4619784 A JP 4619784A JP 4619784 A JP4619784 A JP 4619784A JP S60188097 A JPS60188097 A JP S60188097A
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JP
Japan
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alcohol
test piece
diaphorase
concentration
test specimen
Prior art date
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Pending
Application number
JP4619784A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Watanabe
光雄 渡辺
Tadao Suzuki
直生 鈴木
Masao Kageyama
影山 雅夫
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Publication date
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

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】 本発明は、/8液中のアルコール、特にエタノールの濃
度を酵素法で測定する試験片に関するものであり、さら
に詳細には、ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチ
ド(以後NADと略す)又は。
ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチドフオスフェ
−1−(以後NADPと略す)と、アルコールオキシダ
ーゼと、アルデヒドデヒドロゲナーゼと。
色素と、担体とからなるアルコール検出用試験片に関す
るものである。
溶液中のアルコール濃度の測定は2食品工業や化学工業
において、プロセス管理の目的で頻繁に行われている。
アルコールのうち、特にエタノール濃度の測定は、医学
や臨床検査部門において1當的な測定項目であり、また
、交通法規上では車要な検査項目となっている。
溶液中のアルコール測定に利用されてきた多くの化学的
方法は、アルコールの酸化に要した酸化剤の容量的な変
化や酸化剤の色調変化による方法が採用されている。こ
れらの方法ばずぺて使用才る酸化剤がアルコール以外の
様々な揮発性物質と反応しうるため、特異性を欠くとい
う重大な鄭点がつきまとった。
このため、目的とする物質のみを特異的に測定する物理
化学的な方法として、ガスクロマトグラフィー、 I&
体クロマトグラフィーによるアルコールの分析方法が1
960年代に開発されたが、それらの方法は正確に定量
ができ、特異的である反面。
分析に長時間を要し、特殊で高価な装置や、それを十分
使いこなしうる人材の育成が必要であり。
汎用性に掛け、即時性、実用性に難点があった。
一方、酵素を用いる生化学的分析方法は、化学的方法や
物理化学的方法に比べると一般的に特異性に優れ、装置
的にも特殊なもの、大型のものを用いる必要がない等の
利点があり、この方法として、アルコールデヒドロゲナ
ーゼを用いた方法(スキヤント・ジェイ・クリニ・ラボ
・アンド インヘスI−,35F!頁、 1951年、
ポニチェセン等著;5cand、 J、 Cl1n、 
Lab、 and Invest、、 35F1.19
5LR,Bonnicl+sen et al)やアル
コールオキシダーゼを用いた方法(バイオキミ・バイオ
フィシ・アクタ151巻330〜342頁、 1968
年、ジャンセン等著; Biochim、 Bioph
ys、^cta、 151.330〜342゜1968
+ Frank、 H,Janssen et al>
が報告されている。これらの方法はいずれも、溶液中で
酵素反葛を行わせ、生成したニコチンアミド アデニン
ジヌクレオチド還元型(以後N A D I+と略す)
を340nmで測定したり、生成した過酸化水素をパー
オキシダーゼの作用でオルトジアニシジンと反応させ。
その発色を436nmで測定したりする方法であり。
またN A 11 Hの測定法として、ジアホラーゼと
色素を組合せた報告(アーチ・バイオキミ・バイオフィ
シ−132g、、 1969年、カブラン等著; ^r
ch 。
Riochim、旧ochVsr+ 132+ 91+
 ]!169. F、 Kaplanetal)もある
が、光学的な方法であるため9分光光度計などの装置は
やはり必要であり1面液や食品などのように混濁したサ
ンプルの場合は測定が不可能であった。また、酵素反応
を行わせるには1種々の試薬を/8解した上で1反応器
中に所定量ずつ分注する操作が必要で、煩雑であり、熔
解した試薬の保存性も悪く、汎用性に欠けている。
特にこれらの方法は、サンプル中に含まれるアスコルビ
ン酸、ビリルビン、Sl+化合物などの還元物質によっ
てパーオキシダーゼ作用による呈色反応がさまたげられ
、測定誤差の原因となっている。このような欠点を克服
するために、酵素的方法と電気化学的方法とを組合せて
アルコールを測定する方法が研究されており、酵素電極
法とし°ζ例えば、特公昭57−56019号公報には
、アルコールデヒドロゲナーゼ(アルコール脱水素酵素
)を用いた方法が記載されている。この方法は酵素反応
でエタノールから生成した水素を酸化−還元系を用いて
電気的に測定するもので、酵素固定化賄や電気的な測定
装置が必要であり、酵素膜は耐久性に乏しく、液体酵素
膜は4℃で2日間、酵素固定比換でも2週間の安定性し
かなく、実用的でない。
また、 +、++定に要するサンプルも電極を十分ひた
す量、すなわち比較的多量のサンプルが必要と考えられ
、臨床検査に用いる時などは採血するlf[1液量に限
度があることから、やはりこの方法も汎用性。
一般性、実用性に欠けている。
したがって、当業界では持ち運びが容易で、特別の装置
、技術を要することなく、任意の場所で簡便に、微量の
サンプルでアルコール濃度が測定できる方法が望まれな
がら、それらすべてを満足する方法のないまま今日に至
っているのが現状である。
本発明者らは、かかる現状に鑑み2食品製造管理、急性
アルコール中毒症の診断や交通取締りの現場から持ち運
びが容易で特別の装置、技術をj>Pすることなく、任
意の場所で簡便に、微量のサンプルで、アルコール濃度
を検出することができるアルコールの測定について鋭意
ω「究を重ねた結果。
NAD又はNADPと、アルコールオキシダーゼアホラ
ーゼと.アルデヒドデヒドロゲナーゼと。
色素と,担体とからなる試験片が,測定誤差の原因とな
っていた還元物質の影響を全く受けることなく,シかも
極く微量の被検液でも被検液中のアルコールの含を量に
応じて発色又は脱色し,アルコール濃度が測定でき.上
記の目的が達成されることを見い出し,本発明を完成す
るに至った。
すなわち、本発明ば, (a)NArl又はNAI〕P
と。
(b)アルコールオキシダーゼと. (C)ジアホラー
ゼと. (d)アルデヒドデヒドロノ)ゞナーセと。
(e)色素と, (r)担体とからなるアルコール検出
用試験片である。
本発明の試験片は.アルコールを含有する溶液を含浸さ
せると,直ちにアルコールと酵素反応を起こし、まずア
ルコールがアルコールオキシダーゼによってアルデヒド
と過酸化水素に変換される段階(反応式−1)、さらに
アルコールオキシダーゼ反応により生成したアルデヒド
が、NA口又はNADPの存在下、アルデヒドデヒドロ
ゲナゼによって酸と還元型N^1)(以下N A 11
 Hという。)又は還元型NADP(以下NADPHと
いう。)に変換される段階(反応式−2)1次に生成し
たNADII又はNADPIIはジアホラーゼによって
色素に水素を移され、その結果色素は退色もしくは発色
する段階とからなっている(反応式−3)。アルコール
量の測定は試験片をアルコールを含む溶液に浸し、その
退色あるいは発色の程度や速さを視認することで行われ
る。
反応式−1 アルコールオキシダーゼ アルコール+02″過酸化水素+アルデヒド反応式−2 アルデヒドデヒドロゲナーゼ アルデヒド+NAD(P)□酸十NAD(P)11反応
式−3 ジアホラーゼ N6口(P)H十色素(酸化型)□ NAD(P)十色素(還元型) 本発明に用いられる酵素のうち、アルコールオキシダー
ゼは、一般に、^Icohol : 0xyfXeno
xidore、ductase+ EC1+1+3+1
3に分類されるものであって、測定しようとするアルコ
ールを酸化し。
過酸化水素を生成できるものならいずれでもよく。
例えば、エタノールをθす定しようとする場合は。
ヘーリンガー マン ハイム山之内社やシグマ社より市
販されている酵母由来のものを使用することができる。
また、アルデヒドデヒドロゲナーゼは、一般に八1de
hyde:NAD oxidoreductase、E
 C+1.2.1.3や^1dehyde:NAI)P
 oxidoreductase、lシ C,]、2.
1.4 あるいは八Idehyde:NAD(P) o
xidoreductase、 EC1,2゜1.5に
分類されるものであって、測定しようとするアルコール
に対応するアルデヒドを脱水素できるものならいずれで
でもよく2例えばエタノールを測定しようとする場合、
すでに数社(ヘーリンガーマンハイム山之内社、シグマ
社、オリエンタル酵母社)より市販されている 酵母由
来のものを使用することができる。
またジアホラーゼは、一般にNADH: Iipoam
ideoxido−rpduc、La5e F、 C1
,6,4,3や、 NADII : dyeoxido
reductase E C1,6,99に分類される
ものであって、用いる色素を還元できるものであればい
かなるものでもよく、これもブタ心臓、微生物由来のも
のがずでに市販されている(ヘーリンガーマンハイム山
之内社、東洋紡社)。また好熱性細菌由来のジアホラー
ゼを用いることもでき5例えばバチルス ステアロサー
モフィラス(Baci 11usstearother
mophilus)のジアホラーゼを得るには。
バイオケミカル ジャーナル 191巻、457〜46
5 H@、 1980年(Biochem、J、 19
1.457〜465゜1980 )に従えばよい。
さらにNAII、 NADPも試薬として1例えば各社
?(ヘーリンガーマンハイム山之内社、オリエンタル酵
母社、ソグマ社、生化学工業社)から市販されているも
のを用いればよい。色素としては、ジアホラーゼの作用
によって発色もしくは退色するものならいかなるもので
もよく1例えばフェリシアン化合物や一般にホルマザン
色素と呼ばれるものがあり、前者の例としては、フェリ
シアン化カリウム、後者の例としては、ヨードニトロテ
トラゾリウム塩を用いることができる。またその他の色
素として、メチレンブルー、2.6ジクロルフエノール
インドフエノール、インジゴカルミン。
アマランスなどをあげることができ、測定者の安全衛生
トの観点から安全性が確認されている色素。
すなわち食品添加物として許可されているものや。
IKffiとして用いられているインジゴカルミン、ア
マランス、メチレンブルーを用いるのが好ましい。
このように安全が確認されている色素を用いたアルコー
ル検出用試験片は、唾液中のアルコール濃度の検出に最
適で、交通法規、1−のエタノール測定にメリットが甚
大である。
また5本発明の試験片に用いる担体としては。
常温で水に不溶性もしくはH溶性(溶解度1.0%以下
、25℃)のものならばいかなるものでもよく。
例えばゼラチン、寒天、サイクロデキストリン。
セルロース、紙、キチン、グルカンなどに代表される天
然物の低分子から高分子のものや、レーコン、ビニロン
、ポリエステル、ある種のポリビニルアルコール、ナイ
ロン、アクリルなどの半合成から合成高分子のいずれを
も用いることができる。
大きさや厚さ、形状は任意のものを用いればよい。
本発明の試験片を作るにあたって、それぞれの試薬の濃
度は次のようにすればよい。例えば、1モル/7!の濃
度のアルコール検出用試験片を作る場合2色素は0.0
1〜10モル/l、好ましくは0.1〜2.0モル/7
!、最も好ましくは0.2〜1.0モル/eとすればよ
く、アルコールデヒドロゲナーゼやアルデヒドデヒドロ
ゲナーゼやジアホラーゼはそれぞれ102〜1011ユ
ニット/L好ましくは104〜109ユニット/I!、
最も好ましくは106〜108ユニツト/lとすればよ
い。またNADやNADPは、0.001〜2.0モル
/1.好ましくは0.01〜1.5モル/n、最も好ま
しくは0.1〜1.0モル/!とすればよい。このNA
DやNADPは、単独で、あるいは混合して加えてもよ
い。これらを熔解する緩衝液はいかなる種類のものでも
用いることができる。そのpHとしては4〜12.好ま
しくは6〜】1゜最も好ましくは7.0〜9.5であれ
ばよく、その流度としては、 0.01〜2モル/1.
好ましくは0.1〜1.0モル/ρ、最も好ましくは0
.2〜0.8モル/lとすればよい。このような緩衝液
としては。
例えば、トリス−塩酸緩衝液があげられる。検出しよう
とするアルコール濃度が1モル/lより低い時には、そ
の低い割合に応じて、各成分を減少させればよいが、実
際には酵素反応に要する時間が長くなるので9色素のみ
を減少させることが普通である。また、用いる酵素の性
質によって、Ni2)のみ、 NAI)Pのみ、あるい
は両者を一緒に加えてもよい。添加する酵素の単位ユニ
ットとは1国際単位であり、1分間に基質1マイクロモ
ルを25〜30℃の反応条件で変化させる活性をいう。
本発明の試験片を作るには3例えば、水不溶性あるいは
H溶性の担体の1部あるいは全部を一ト記試薬の溶解液
に含浸せしめればよく、引き上げた後、そのまま使った
り、あるいは乾燥後、使用に供すればよい。また、一層
ずつ積層するような方法で作製してもよい。大きな担体
を用いた場合は。
十記試薬の溶解液にひたしたのち、適当な大きさ。
例えばIjjf 5 m m + 長さ40mm (ら
いに細断すればよい。
乾燥を行う際には、酵素が元来熱に対して不安定である
ので、低温乾燥や凍結乾燥などを行う方がよい。乾燥し
たものは、室温保存1力月後にも十分使用に供すること
ができる。
本発明の試験片で実際に溶液中のアルコール濃度を測定
するには5例えば測定に適した濃度の試験片を測定する
溶液にひたし、引き上げて室温にてその色素の退色もし
くは発色に要する時間を測定することで行うことができ
る。また色調変化によってもアルコール濃度を測定する
ことができる。
唾液中のアルコール濃度を測定する場合も、唾液にアル
コール検出用試験片をひたし、退色に要する時間を測定
したり、あるいは色調変化を視認することで唾液中のア
ルコール濃度の測定ができる。
本発明のアルコール検出用試験片は、持ち運びが非常に
容易であることはもちろん、ジアホラーゼと色素とが加
わっているために、酵素反応の結果を視認で判断できる
ため1分光光度計や電気化学的な特殊な装置を全く必要
とせず、測定誤差の原因となっていた還元物質の影響を
全く受けることなく、シかも、任意の場所で簡便に、v
、iwのサンプルで短時間のうちにアルコール濃度を検
出することができる。特)に、乾燥した試験片は1力月
以七の長期保存性に優れており、さらに、好4ハ性細菌
由来の酵素を用いた場合には、−要保存性が優れた試験
片が得られることから、急惺アルコール中毒の診断のよ
うに急を要する場合や、交通法規上の使用に非常に有益
であり9社会生活ト、公衆が得る利益ははかり知れない
ものがある。
次に本発明を実施例により具体的に説明する。
この実施例では下記の試薬を用いた。
1、 NAD又はN^IIPVオリエンタル酵母社製。
2、アルコールオキシダーゼ;シグマ社製カタログ陶 
^2404゜ 3、ジアホラーゼ;ベーリンガー マンハイム山之内社
製カタログIIk14115511゜4、アルデヒドデ
ヒドロゲナーゼ;ベーリンガーマンハイム山之内社製カ
タログ11h171832なお、各酵素の単位(ユニッ
ト)は国際単位であり、アルコールオキシダーゼ、の1
ユニットハ、25℃で1分間に1マイクロモルのエタノ
ールを酸化する酵素量であり、アルデヒドデヒドロゲナ
ーゼの1ユニツトは25℃で1分間に1マイクロモルの
アセトアルデヒドを消費する酵素量であり。
ジアホラーゼの1ユニツトは25℃でヨードニトロテト
ラゾリウムバイオレット存在下、1分間に1マイクロモ
ルのN A 11 Nを消費する酵素量である。
実施例1 メチレンブルー4mM/j2.アルコールオキシダーセ
5 X 105ユニツト/ It 、 NAII 2(
]mM / 1.、アルデヒドデヒドロゲナーゼ4 X
 10”ユニット/β。
ジアホラーゼI X 105ユニット/I!、リン酸緩
衝液(pH8−0)+Naz llPO4/ Ktlt
 P%より調整。〕からなる溶液を濾紙(東洋科学製定
性濾紙陽2゜直径9cm円型、厚さ0.26mm)に含
浸させ、凍結乾燥後幅5mm+長さ40n+mの短冊状
に細断して青色の試験片■を得た。
この試験片Iを0.5g/IVのエタノール溶液に浸漬
し、取り出した後、室温に放置し、肉眼で観察したとこ
ろ、浸漬部分の青色が退色し、1分で無色となった。
一方 9%漬するエタノールの濃度を変化させると、試
験片Iの青色が完全に退色するのに要する時間、あるい
は退色の程度が変化した。
すなわち、エタノール濃度が追iくなるにつれて退色に
要する時間が短くなり、エタノール濃度が非常に薄くな
ると、退色が完全に行われず色調が薄くなるにとどまっ
た。
その結果を第1表に示した。
第 1 表 第1表に示したように、退色に要する時間、その色調変
化を視認することで、溶液中のエタノール濃度を測定す
ることができた。上記組成よりなる試験片Iは、簡便で
迅速にエタノールを検出するための試験片として使用可
能であり、室温にて1力月以上保存してもその性能は保
たれていた。
実施例2 実hif例1で示した組成のうち、メチレンブルーをヨ
〜トニ1〜ロチトラゾリウムバイオレット4mM/βに
代えて用いた以外は実施例1と同様にして試験片11を
作成した。
得られた試験片IIは白色であり、0.5R/ 7!の
エタノール溶液に/l−清し、取り出した後、室温に放
置するとlψ漬細部分徐々に赤く呈色した。
EM片■は、浸漬するアルコール濃度に応じて呈色の度
合、速さに変化を生じた。
その結果を第2表に示す。
第2表 第2表に示したように、ヨードニトロテトラゾリウムバ
イオレットを用いてもその変色に要する時間や色調変化
から、溶、液中のエタノール濃度が測定できた。しかも
試験片■は迅速で簡単なエタノール検出用試験片として
使用可能であり、暗所で1力月以上その性能が保たれた
実施例3 実施例Iで得られた試験片Iを用いて、唾液中のアルコ
ール濃度の測定を実施した。
すなわち1体重65kgの成人男子に日本酒360m 
lを飲酒させ、飲酒後1時間後の唾液を陣取し、ガスク
ロマトグラフィー(島原製作所GC−3BT)を用いて
唾液中のエタノール濃度を測定したところ。
0.61 g / j!であった。
次に、試験片lにこの唾液をしましたところ。
55秒で濃青色が白色に退色し、実施例1の結果から、
約(1,6g/βのエタノールが含まれていることが認
められた。この結果はガスクロマトグラフィーで得られ
た結果とよく一致した。すなわち試験片■を用いること
によって、唾液中のエタノール濃度を簡便に、測定しう
ろことが確認された。
特許出廓人 ユニチカ株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (,11(a)ニコチンアミド アデニン ジヌクレオ
    チド又はニコチンアミド アデニン ジヌクレオチドフ
    ォスフエイトと、 (b)アルコールオキシダーゼと、
     (C)ジアホラーゼと。 (d)アルデヒドデヒドロゲナーゼと、 (e)色素と
    、 (f)担体とからなるアルコール検出用試験片。
JP4619784A 1984-03-09 1984-03-09 アルコ−ル検出用試験片 Pending JPS60188097A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021073901A (ja) * 2019-11-08 2021-05-20 関東化学株式会社 アルコールの濃度を測定する試験片および測定する方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021073901A (ja) * 2019-11-08 2021-05-20 関東化学株式会社 アルコールの濃度を測定する試験片および測定する方法

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