JP2000055864A

JP2000055864A - クレアチニン測定装置

Info

Publication number: JP2000055864A
Application number: JP10223148A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yokoi; 正之横井; Takeshi Okano; 剛岡野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】測定のために煩雑な作業を必要とせず、短い
工程で測定が可能であり、測定精度が高く、測定結果の
再現性に優れたクレアチニン測定装置を提供する。【解決手段】電極セルと、測定手段とからなる被検液
中のクレアチニン量を測定するためのクレアチニン測定
装置であって、上記電極セルは、クレアチニンディミナ
ーゼが固定化された不溶性担体が充填されたものであ
り、上記測定手段は、上記被検液中のクレアチニンと上
記クレアチニンディミナーゼとの反応により上記電極セ
ル内で発生するアンモニアを定量して、上記被検液中の
クレアチニン量を測定するものであり、上記アンモニア
の定量は、上記被検液中の導電率の変化量、ｐＨの変化
量、又は、酸化還元電位の変化量の測定により行われる
ものであるクレアチニン測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クレアチニン測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】尿中成分や血液中の成分の測定は、疾病
の発見や、健康管理指導の指標として古くから行われて
いる。尿中成分の測定においては、通常、尿中クレアチ
ニンの量や濃度が測定される。クレアチニンは、ヒトの
排泄物として尿中に必ず存在するため、他の尿中成分の
測定における尿の濃縮度合いの補正のために利用されて
いる。また、尿中クレアチニンの濃度により、腎疾患や
尿毒症の可能性が示される場合があるので、尿中クレア
チニンの測定は重要とされている。

【０００３】また、血液中の成分の測定においては、尿
毒症の発見や腎機能の低下の指標として、クレアチニン
量の定量が行われている。尿毒症や腎機能の低下がある
場合、体内で生じたクレアチニンを正常に尿中に排泄す
ることができないので、血液中のクレアチニン量が増加
する。このため、血液中のクレアチニン量を測定するこ
とも重要であるとされている。

【０００４】クレアチニンの測定は、従来より、さまざ
まな方法が提案されている。特開昭５８−７３８５６号
公報には、被検液を流すべき主ラインと補償ラインとを
並列に形成するとともに、主ラインには固定化酵素膜付
きのクレアチニン測定部を設け、補償ラインには、固定
化酵素膜付きのクレアチン測定部を設け、かつ、各測定
部を修正演算部に連結してなるクレアチニン測定装置が
開示されている。このものは、被検液を流し、クレアチ
ニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドラー
ゼ、ザルコシンオキシダーゼ等の酵素を用いて、最終的
に過酸化水素水を発生させ、これを過酸化水素水電極で
測定し、この過酸化水素水量からクレアチニンを測定す
ることができるものである。

【０００５】しかしながら、この技術では、多種類の酵
素を用いる必要があるため、コスト的に不利であり、ま
た、分析のための工程が多く、分析上の煩雑さ及び多工
程のために測定精度が低くなる問題がある。

【０００６】特開昭６０−１５１５６０号公報には、被
検液にクレアチニンディミナーゼを添加してクレアチニ
ンを分解し、生成するアンモニアによる導電率の変化量
から、試料中のクレアチニンを定量する方法が開示され
ている。しかしながら、この技術では、クレアチニンデ
ィミナーゼを各被検液中に投入する必要があり、手間が
かかるばかりでなく、クレアチニンディミナーゼの投入
量の誤差による測定値のばらつきを生じる。また、被検
液が尿である場合には、クレアチニンの測定のためだけ
に別の容器に尿を採取する必要がある。このため、例え
ば、多くの患者の多項目の検査をする必要がある病院で
は、クレアチニンの測定のためだけに尿を別の容器に採
取してこれらの操作を行うことは、病院側や患者にとっ
て極めて大きな負担となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、測定のために煩雑な作業を必要とせず、短い工程で
測定が可能であり、測定精度が高く、測定結果の再現性
に優れたクレアチニン測定装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電極セルと、
測定手段とからなる被検液中のクレアチニン量を測定す
るためのクレアチニン測定装置であって、上記電極セル
は、クレアチニンディミナーゼが固定化された不溶性担
体が充填されたものであり、上記測定手段は、上記被検
液中のクレアチニンと上記クレアチニンディミナーゼと
の反応により上記電極セル内で発生するアンモニアを定
量して、上記被検液中のクレアチニン量を測定するもの
であり、上記アンモニアの定量は、上記被検液中の導電
率の変化量、ｐＨの変化量、又は、酸化還元電位の変化
量の測定により行われるものであるクレアチニン測定装
置である。以下に本発明を詳述する。

【０００９】本発明のクレアチニン測定装置は、電極セ
ルと、測定手段とからなる。上記電極セルは、クレアチ
ニンディミナーゼが固定化された不溶性担体が充填され
たものである。上記クレアチニンディミナーゼは、クレ
アチニンに対して非常に特異性の高い酵素であり、クレ
アチニンがＮ−メチルヒダントインとアンモニアとに加
水分解される反応を触媒する。

【００１０】上記クレアチニンディミナーゼは、不溶性
担体に固定化される。上記不溶性担体としては特に限定
されないが、表面にカルボキシル基を有し、粒径０．１
〜５００μｍのものが好ましい。例えば、ポリスチレン
製ラテックス、ポリエチレン製ラテックス、ポリ酢酸ビ
ニル製ラテックス、ポリプロピレン製ラテックス等が挙
げられる。なかでも、ポリスチレン製ラテックスが好ま
しい。これらは、化学結合型のものであっても、物理吸
着型のものであってもよい。

【００１１】上記化学結合型ラテックスとしては、市販
されているものを使用してもよく、例えば、カルボタイ
プラテックス（ポリスチレン製ラテックス、積水化学工
業社製）、化学結合型ラテックス（ポリスチレン製ラテ
ックス、ローヌプーランローラー社製）等が挙げられ
る。

【００１２】上記物理吸着型ラテックスとしては特に限
定されず、一般に体外診断薬に汎用されているものであ
ればよく、例えば、カルボキシル基、水酸基、硫酸基、
アミノ基等の化学結合に寄与しない官能基がラテックス
の分散のために存在している構造を有するもの等が挙げ
られる。

【００１３】上記不溶性担体に上記クレアチニンディミ
ナーゼを固定化する方法としては特に限定されず、例え
ば、以下の方法等が挙げられる。弱酸性の条件下で、カ
ルボジイミドと上記不溶性担体とを反応させ、遠心分離
した後、沈殿物にクレアチニンディミナーゼを添加して
反応させた後、遠心分離して、クレアチニンディミナー
ゼが固定化された不溶性担体を得る。

【００１４】上記電極セルは、上記クレアチニンディミ
ナーゼが固定化された不溶性担体をセル内に保持するた
めに、上記不溶性担体の粒径より小さい孔径を有する濾
過構造を有するものであることが好ましい。上記濾過構
造の孔径が上記不溶性担体の粒径以上の大きさである
と、目詰まりを起こしたり、上記不溶性担体を充分に保
持することが不可能となる。

【００１５】上記濾過構造としては、上記クレアチニン
ディミナーゼが固定化された不溶性担体を保持すること
ができるものであれば特に限定されず、例えば、市販の
濾紙等が挙げられる。

【００１６】上記電極セルは、セル内で生じる電気的な
変化を測定手段に伝えるために、測定手段との接続部
に、電極と接するための金属端を有していることが好ま
しい。上記電極と接するための金属端を形成するための
金属としては、通電性の金属であれば特に限定されず、
例えば、鉄、アルミニウム、白金等が挙げられる。

【００１７】本発明においては、上記金属端の代わり
に、二以上の電極端子穴を開けたものであってもよい。
上記測定手段との接続部の形状は、上記測定手段の電極
の形状に応じて適宜設定される。

【００１８】上記電極セルは、測定手段と一体成形され
たものであってもよいが、上記電極セル内のクレアチニ
ンディミナーゼが固定化された不溶性担体が劣化した際
等に交換を容易に行うために、上記測定手段との接続部
から取り外し可能なものが好ましい。

【００１９】上記電極セルを構成する基材としては特に
限定されず、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニル等が挙げられる。

【００２０】上記電極セルの容量は、５０〜２００μｌ
が好ましい。５０μｌ未満であると、被検液中のクレア
チニンと不溶性担体に固定化されたクレアチニンディミ
ナーゼとの反応が不充分となり、２００μｌを超える
と、充填する不溶性担体の量が多くなるので、コスト的
に不利である。

【００２１】本発明に用いられる測定手段は、被検液中
のクレアチニンと上記クレアチニンディミナーゼとの反
応により、上記電極セル内で発生するアンモニアを定量
して上記被検液中のクレアチニン量を測定するものであ
る。上記電極セル内で発生するアンモニアの量から上記
被検液中のクレアチニン量を測定することができる理由
を以下に述べる。

【００２２】被検液中にクレアチニンが存在すると、電
極セルに該被検液が接触した際、クレアチニンディミナ
ーゼが触媒してクレアチニンがＮ−メチルヒダントイン
とアンモニアとに加水分解される。このとき、ｐＨが７
付近であると、生成したアンモニアは、アンモニウムイ
オンとして存在する。クレアチニン＋２Ｈ₂Ｏ→Ｎ−メチルヒダントイン＋ＮＨ₄ ⁺＋ＯＨ^-（１）このクレアチニンの加水分解反応により生成するアンモ
ニウムイオンによる電極セル内の電気的な変化量又は変
化率を測定することにより、被検液中のクレアチニン量
を測定することができる。

【００２３】上記測定手段としては特に限定されず、上
記被検液中の導電率の変化量、ｐＨの変化量、又は、酸
化還元電位の変化量を測定することによって、上記アン
モニアを定量することが可能なものであればよい。例え
ば、導電率計、ｐＨ測定器、酸化還元電位テスター等が
挙げられる。これらは市販品であってもよく、例えば、
ポケット型導電率計ＴＤスキャン（オルガノ社製）、ポ
ケット型ｐＨ測定器ｐＨスキャン（オルガノ社製）、ポ
ケット型酸化還元電位測定器ＯＲＰ酸化還元電位テスタ
ー（ハンナ社製）等が挙げられる。

【００２４】本発明のクレアチニン測定装置は、クレア
チニンを測定するための酵素として、クレアチニンに対
して非常に特異性の高い酵素であるクレアチニンディミ
ナーゼのみを用いているため、複数の酵素を用いた装置
よりも安価であり、直接被検液を接触させるだけで測定
が可能であるので、測定の工程が少なく、測定精度も高
めることができる。

【００２５】また、本発明のクレアチニン測定装置は、
被検液中のクレアチニンと酵素との反応を生じる電極セ
ルに、電極と接するための金属端又は二以上の電極端子
穴が設けられているので、電極セル内で生じる電気的な
変化を測定手段に確実に伝達することができる。また、
電極セルを測定手段から取り外し可能とした場合には、
電極セルの交換が容易である。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明のクレアチニン測定装置の
一実施形態の概略構成図を図１に示す。電極セル２０
は、固定化酵素槽である。電極セル２０は、図３に示す
ように、内部にクレアチニンディミナーゼが固定化され
ている不溶性担体が充填されている。本実施形態におい
ては、不溶性担体としてカルボタイプラテックス（粒径
０．５μｍ、積水化学工業社製）を用いている。電極セ
ル２０の表面には、濾紙２１が貼りつけられており、不
溶性担体を完全に保持し、かつ、被検液をクレアチニン
ディミナーゼが固定化されている不溶性担体と接触させ
ることができる。

【００２７】また、電極セル２０には、電極端子穴２２
が２つ設けられている。この孔は、測定器１０の白金電
極１４を差し込むためのものである。本実施形態では、
電極端子穴２２を設けて、電極セル２０を測定器１０か
ら取り外し可能としているが、本発明においては、電極
セル２０に測定器１０の電極と接触するための金属端を
設けたものであってもよい。

【００２８】測定器１０には、電極セル２０内で発生す
るアンモニアによって生じる電気的な変化が白金電極１
４を通して送られ、測定部１３により、この変化を測定
し、演算部１２によりアンモニアを定量し、クレアチニ
ン量を算出してその結果を表示部１１に表示する。な
お、測定器１０は、導電率計、ｐＨ測定器、酸化還元電
位テスターのいずれであってもよい。

【００２９】図２に、ポケット型の測定器１０を電極セ
ル２０に取り付けたクレアチニン測定装置の概略図を示
す。電極セル２０に被検液を接触させると、電極セル内
のクレアチニンディミナーゼとの反応により、アンモニ
アが発生し、電気的な変化が生じる。この電気的な変化
を測定器１０により測定して、表示部１１に測定結果を
表示する。

【００３０】本実施形態では、測定器としてポケット型
のものを用いているので、持ち運びが可能であり、被検
試料が尿である場合であっても、排尿時に尿に接触させ
るだけでクレアチニンの測定を行うことができる。

【００３１】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００３２】調製例１電極セルの調製カルボタイプラテックス（粒径０．５μｍ、積水化学工
業社製）０．１ｇに、カルボジイミドをｐＨ５．０、３
０℃で１０分間反応させた。その後、１００００回転×
１０分で遠心分離して、上澄み液を取り除いた。残った
固形分に、クレアチニンディミナーゼ１０ｍｇをｐＨ
８．０のりん酸緩衝液に溶解したものを２ｃｃ入れ、３
０℃、６０分間反応させた。その後、１００００回転×
１０分で遠心分離して、上澄み液を取り除いた。このも
のを図３の電極セル（体積１００μｌ）に充填し、上面
に濾紙（孔径０．２５μｍ、ミリポア社製）を貼りつけ
た。

【００３３】実施例１〜３調製例１で得られた電極セルに、ポケット型導電率計Ｔ
Ｄスキャン（オルガノ社製）、ポケット型ｐＨ測定器ｐ
Ｈスキャン（オルガノ社製）、ポケット型酸化還元電位
測定器ＯＲＰ酸化還元電位テスター（ハンナ社製）をそ
れぞれ挿入して、ｐＨ７．０の１０ｍＭりん酸溶液に溶
解した２ｍｇ／ｃｃのクレアチニン溶液を、各１０回ず
つ測定し、それぞれ平均値及び測定値のばらつき〔ＣＶ
％＝（平均値）／（標準偏差）×１００〕を求めた。結
果を表１に示した。

【００３４】比較例１特開昭６０−１５１５６０号公報の実施例１に従って、
ｐＨ７．０の１０ｍＭりん酸溶液に溶解した２ｍｇ／ｃ
ｃのクレアチニン溶液を１０回測定し、平均値及び測定
値のばらつき（ＣＶ％）を求めた。結果を表１に示し
た。

【００３５】

【表１】

【００３６】以上の結果より、実施例１〜３の測定装置
を用いた場合には、クレアチニンの測定精度が非常に高
く、測定値の信頼性が高いことが判った。

【００３７】

【発明の効果】本発明のクレアチニン測定装置は、上述
の構成よりなるので、測定のために煩雑な作業を必要と
せず、短い工程で測定が可能であり、測定精度が高く、
測定結果の再現性に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレアチニン測定装置の一実施形態の
概略構成図である。

【図２】本発明のクレアチニン測定装置の一実施形態を
表す概略図である。

【図３】電極セルの構造の一実施形態を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０測定器１１表示部１２演算部１３測定部１４白金電極２０電極セル２１濾紙２２電極端子穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極セルと、測定手段とからなる被検液
中のクレアチニン量を測定するためのクレアチニン測定
装置であって、前記電極セルは、クレアチニンディミナ
ーゼが固定化された不溶性担体が充填されたものであ
り、前記測定手段は、前記被検液中のクレアチニンと前
記クレアチニンディミナーゼとの反応により前記電極セ
ル内で発生するアンモニアを定量して、前記被検液中の
クレアチニン量を測定するものであり、前記アンモニア
の定量は、前記被検液中の導電率の変化量、ｐＨの変化
量、又は、酸化還元電位の変化量の測定により行われる
ものであることを特徴とするクレアチニン測定装置。
【請求項２】電極セルは、不溶性担体の粒径より小さ
い孔径を有する濾過構造、及び、測定手段との接続部
に、電極と接するための金属端又は二以上の電極端子穴
を有するものであり、前記電極セルは、前記測定手段か
ら取り外し可能なものである請求項１記載のクレアチニ
ン測定装置。
【請求項３】不溶性担体は、ポリスチレンからなるも
のである請求項１又は２記載のクレアチニン測定装置。