JP2002534678A - 重合体膜を含むpH感受性ISEにおけるタンパク質誘導誤差の補正 - Google Patents
重合体膜を含むpH感受性ISEにおけるタンパク質誘導誤差の補正Info
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Abstract
Description
の利益を主張する。
に関する。
電極を有するガラスセンサーは、一般的に、pH測定のための標準器として使用
される。なぜなら、ガラスセンサーを備える感知計器は、広く市販されており、
そしてこのガラスセンサーからの測定値は、予測可能であり、そして良好な測定
能力を提供するためである。ガラスセンサーは、三次元の物品として製作され、
多くの実用的な要素を備える。良好な測定能力を実証する一方で、これらの3次
元の物品は、平面形式のセンサーと比べて製造および操作するのにより高価でか
つより複雑である。
ンサーは、代表的に、溶媒重合体膜(例えば、それらは、Analytical Chemistry,1986,58,2285−2289に記載され、これ
は本明細書中で参考として援用される)を用いて調製される。代表的に、ガラス
センサーより小さくそして製造および操作するのにたいして高価でない平面形式
のガラスセンサーは、非ガラスセンサーのカテゴリー内にある。平面センサーの
例は、米国特許第5,554,272号;同第5,702,575号;および同
第5,786,830号に見出され得、これらの各々は、本明細書中で参考とし
て援用される。平面センサーを含む計器は、市販されている。平面形式のセンサ
ーは、代表的に、比較的薄層の材料を備え、この材料は、厚膜フィルム技術また
は薄膜フィルム技術(例えば、シルクスクリーン印刷を含む)を用いて基板ベー
スに貼り付けられる。
代替物を提供するが、膜ベースのpHセンサーは、通常、pHバイアスといわれ
る結果のばらつきを付随する。本明細書中で使用される場合、pHバイアスとは
、膜ベースのセンサーを用いて測定したpHから公知の標準器を用いて測定した
pH(代表的にガラスベースのpHセンサーから得た測定値)を引いた値に等し
いと定義される。このpHバイアスがあまりにも大きい場合、誤差は、分析的判
断に達する可能性を有する。従って、膜ベースのセンサーに付随するpHバイア
スを減少させる方法が、必要とされる。
タに一般的に観測されるpHバイアスを実質的に減少させるための手段を提供す
る。このpHバイアスは、液体サンプル中のタンパク質の存在が、pH値の明ら
かな干渉を誘導するという発見を利用することにより、減少される。本発明に従
って、重合体膜ベースのpH電極を使用するイオン選択的電極ベースの感知計器
において、pHを測定する方法が提供され、この方法は、このpH電極を用いて
タンパク質含有液体サンプルのpHを測定し、生pH測定値を得る工程、および
液体サンプル中のタンパク質の存在によって誘導される干渉のためにこのpHの
測定値を補正する工程を包含する。
を減少する方法もまた、提供され、この方法は、(a)このpH電極を用いてタ
ンパク質含有液体サンプルのpHを測定し、生pH値を得る工程、(b)直接的
または間接的のいずれかでこのサンプルの炭酸水素塩値を得る工程、(c)生p
H値および炭酸水素塩値を式[1*]{補正pH=生pH−(a*[HCO3 -]2
+b*[HCO3 -]−C)}[1*]に代入することにより補正されたpH値を得
る工程、を包含し、ここで、a*、b*およびcは、経験的に導かれた係数であり
、そして[HCO3 -]は、炭酸水素塩値を表す。
され、この方法は、(a)タンパク質含有液体サンプルをpHに特異的な重合体
膜ベースのイオン選択的電極と接触させる工程;(b)この液体サンプルを電極
と接触させ、炭酸水素塩値を導く工程;(c)この液体サンプルを少なくとも1
つの参照電極と直接的かまたは間接的かのいずれかで接触させる工程;(d)セ
ンサーの曝露された接触面積を感知計器と接触させる工程;(e)この参照電極
を通して感知計器から電流を提供し、生pH値を導く工程;(f)この感知計器
において、式[1*]{[1*]補正pH=生pH−(a*[HCO3 -]2+b*[
HCO3 -]−c}を利用することにより、この生pH値を補正する工程、を包含
し、ここで、a*、b*およびc*は、経験的に導かれた係数であり、そして、[
HCO3 -]は、この炭酸水素塩値を示す。
中のタンパク質の存在に対する補正の方法もまた、提供され、この方法は、補正
式をこの計器のソフトウェアに挿入することにより、感知計器においてこの液体
サンプルから測定される[HCO3 -]値を用いる工程を包含し、ここで、この式
は、pH ISE電極および[HCO3 -]値から得た生pH値を利用する。好ま
しくは、このpHバイアス(この計器で作動された200サンプルのプールを使
用しかつ標準器として三次元のガラスセンサーを使用して確認される)は、±0
.04pH単位より小さいレベルに減少され、より好ましくは±0.02pH単
位以下のレベルに減少される。
て改善を提供し、ここで、pHは、目的の分析物の1つとして含まれる。補正式
をイオン選択的電極ベースのシステムへ組み込むことにより、pHバイアスは、
実質的により小さくされ得る。この補正式は、電極システムに使用されるソフト
ウェアに容易に組み込まれ得、この電極システムは、当業者に周知の技術による
膜ベースのpH電極を含む。
ンプル中に存在しないことが、発見された。タンパク質は、炭酸水素イオン濃度
([HCO3 -])の明らかな干渉を誘導することもまた、発見された。このpH
バイアスはまた、タンパク質のロードの関数として変化することが見出された。
さらに、膜ベースのpHセンサーにおけるこのタンパク質誘導バイアスは、通常
のタンパク質の範囲(代表的に約4〜約8g/dLの範囲)において、比較的一
定であると見出され、その結果、このタンパク質の範囲での全pHバイアスは、
[HCO3 -]の関数である。従って、通常のタンパク質の範囲において、このp
Hバイアスは、利用可能な[HCO3 -]値またはそのタンパク質の値自体を使用
する単一の式によって補正され得る。補正式によって提供される場合、このpH
バイアスは減少され、分析的に受容可能なpH示数を提供する。分析的に受容可
能であるために、好ましくは、このpH示数は、約±0.04pH単位より小さ
いpHバイアスを有し、より好ましくは、約±0.02pH単位より小さいpH
バイアスを有し、そして最も好ましくは、0〜±0.02pH単位の範囲内のp
Hバイアスを有する。
るすべてのシステムに適用され、この溶媒重合体膜ベースのpHセンサーは、I
on Selective Electrodes(ISE)として、またはI
on Selective Field Effect Transistor
のような他の形式などとして当該分野で公知である。本発明に従って、この導か
れた補正は、事実上二次であり、以下: Y=a*[HCO3 -]2+b*[HCO3 -]−c [2*] のような式[2*]中に示される補正式に従ってモデル化され得、ここで、Yは
補正因子として定義され、a*、b*およびcは、経験的に導かれた係数(本明細
書中で式1*において定義されたように)であり、そして[HCO3 -]は、感知
計器によって測定または計算されたような受診サンプルの炭酸水素塩濃度である
。当業者に公知のように、経験的とは、この係数が、生データをこの式へ適合さ
せることにより得られるということを示す。
は、液体サンプルとして調製され得、その後、所望される場合、当業者に公知の
技術によって試験され得る。全血液は、この方法を用いて直接的に試験され得、
このサンプルのさらなる操作を必要としない。
電性の基板上に平面形式で配置され得る。膜ベースのpH電極は、任意の多くの
適切な形式で調製され得る(例えば、Clinical Chemistry
43,No.9,1997に記載される)。この膜ベースのpH電極の重合体材
料は、Analytical Chemistry,1986,58,2285
−2289に記載される。当業者に公知のように、このサンプルの炭酸水素塩値
は、直接的または間接的のいずれかで得られる。例えば、直接的な測定は、この
感知計器においてHCO3 -に選択的なISEを用いることにより達成され得る。
あるいは、サンプルのHCO3 -値は、二酸化炭素の分圧(pCO2)または全C
O2の測定値から導かれ得、次いで当該分野で公知のように計算され得るか、あ
るいは、CO3 2-の測定値から導かれ得、次いで当該分野で公知のように計算さ
れ得る。
の設計を有し、pH電極と適切な参照(例えば、銀/ハロゲン化銀参照電極など
)との間で得られたサンプルの電位示数を可能にする。
における干渉を誘導するために、当業者は、生pH値による補正式を用いて、よ
り正確な示数を得る。サンプルの測定されたタンパク質レベルが、補正式におい
て直接的に使用され得る一方、炭酸水素塩レベルの使用が好ましい。なぜなら、
炭酸水素塩は、受診サンプルのpH示数をもたらす同様の感知計器で一般的に測
定されるかまたは導かれるためである。生pHデータの補正は、感知計器のソフ
トウェア内に組み込まれたようなオンライン(on−line)または手動で補
正されたようなオフライン(off−line)で生じ得るか、あるいは、同様
な受診サンプルを試験する多くの計器を組み込む診断システムのソフトウェア内
で生じ得る。
、この技術に精通した当業者の範囲内にある。例えば、この回路設計(Ion−
Selective Electrode Methodology,Vol.
I,Arthur K.Covington編,CRC Press,1979
,32−33頁に記載される(本明細書中で参考として援用される))が、利用
され得る。
ation、Medfied、MAによって製造される)を用いて、データを、
200よりも多い全血液サンプル中で試験して収集した。RAPIDPOINT
400感知計器は、平面形式を備える溶媒重合体膜ベースのpH電極(Ana
lytical Chemistry,1986,58,2285−2289に
記載の材料で調製され、そしてClinical Chemistry,43,
No.9,1997に記載の形式で調製される)ならびに平面膜ベースの炭酸水
素塩電極(米国特許第5,554,272号に記載の通りに調製される)を利用
する。
知計器において、三次元ガラスベースのセンサーを用いるpHについて同じ受診
サンプルを測定することにより提供される標準値と比較した。図1に示されるよ
うなプロットしたデータは、RAPIDLAB 800のpH値に対するRAP
IDPOINT 400のpHバイアス対RAPIDLAB 800のPH値で
ある。示されるように、RAPIDPOINT 400からのデータのpHバイ
アスは、±0.06PH単位にわたる。
T 400pHバイアス対Henderson−Hasselbach式を介す
るRAPIDPOINT 400で計算した[HCO3 -]を用いて調製した。デ
ータは、図1に示されるプロットに由来する。図2中に示されるように、サンプ
ルの増加する[HCO3 -]値に対してpHバイアスの直接的な相関関係がある。
Hデータを補正するために導いた。導かれた補正を、本明細書中の上記のように
、式[1*]を利用して、RAPIDPOINT 400からの生pHデータへ
適用した。補正式の適用によって、実施例1の平面pH電極からのpHデータに
おける有意な改善が、図3中にプロットされる実施例1の補正データによって示
されるように、観測された。データがもたらすように、このpHバイアスを、±
0.06pH単位へ減少した。
が既知である場合、タンパク質レベルおよび[HCO3 -]の両方について補正す
ることが可能である。例えば、炭酸水素塩電極を用いて測定された[HCO3 -]
を使用し得るか、または当該分野で公知でありそしてAnalytical C
hemistry,1982,54,423−429に示されるような本実施例
で使用される計算された[HCO3 -]を用いる代わりに、HCO3 -活性を使用し
得る。補正式が、明らかな[HCO3 -]について補正する限り、所望される補正
式の任意の形態を有し得る。例えば、それは、経験的に導かれた、直線の、ニ次
の、n次の多項式のスプラインまたはその組み合わせであり得る。当業者に公知
のように、[HCO3 -]は、炭酸水素塩濃度を表し、一方、HCO3 -は、炭酸水
素イオンを表す。
となく、本発明についての種々の改善が、当業者に明らかであり、そして容易に
なされ得る。しかし、本明細書に添付される特許請求の範囲の範囲が、本明細書
中で記載されるような説明に限定されることを意図しないが、むしろ本特許請求
の範囲は、本発明に存在する特許性のある新規なすべての特徴を含むように構築
され、本発明が関する、同等物として当業者によって処理されるすべての特徴を
含むことを意図する。本明細書中で所与される実施例は、例証することを意図さ
れ、本発明を限定することを意図されないことにも注意する。
れたpH値に対して参照として重合体膜べースの平面pH電極を備える計器から
得られたpHバイアスを示す全血液データを示すプロットである。
るpHバイアスの直接的な相関関係を示すデータのプロットである。
トである。
Claims (19)
- 【請求項1】 重合体膜ベースのpH電極を使用するイオン選択的電極に基
づく感知計器においてpHを測定する方法であって、該方法は、生pH測定値を
得るために該pH電極を用いてタンパク質含有液体サンプルのpHを測定する工
程および該液体サンプル中のタンパク質の存在により導かれる干渉のために該p
H測定値を補正する工程を包含する、方法。 - 【請求項2】 前記pH測定値が約±0.04pH単位未満のpHバイアス
を示すために補正される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記pH測定値が0と約±0.02pH単位の間の範囲内に
含まれるpHバイアスを示すために補正される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記補正が前記サンプルの炭酸水素塩値を用いて達成される
、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記サンプル中の前記タンパク質が約4〜約8g/dLの範
囲内に含まれる、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 前記補正が式{Y=a*[HCO3 -]2+b*[HCO3 -]−
c}を用いて達成され、ここでYが補正因数として定義され、a*、b*およびc
が経験的に導かれた係数であり、そして[HCO3 -]が前記サンプルの炭酸水素
塩濃度である、請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記炭酸水素塩濃度が炭酸水素塩に特異的な電極を用いる前
記感知計器での測定により直接決定される、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 平面重合体膜ベースのpH電極により実証されるpHバイア
スを減少する方法であって、該方法が(a)生pH値を得るために該pH電極を
用いてタンパク質含有液体サンプルのpHを測定する工程、(b)直接的かまた
は間接的かのいずれかにより該サンプルの炭酸水素塩値を得る工程、(c)生p
H値および炭酸水素塩値を式{補正pH=生pH−(a*[HCO3 -]2+b*[
HCO3 -]−c)}に代入することにより補正pH値を得る工程であって、ここ
でa*、b*およびcが経験的に導かれた係数であり、そして[HCO3 -]が該炭
酸水素塩値を示す工程、を包含する、方法。 - 【請求項9】 前記炭酸水素塩値が感知計器での二酸化炭素の分圧の測定に
より該炭酸水素塩値を導くことにより間接的に得られる、請求項8に記載の方法
。 - 【請求項10】 前記炭酸水素塩値が感知計器での全CO2の測定により該
炭酸水素塩値を導くことにより間接的に得られる、請求項8に記載の方法。 - 【請求項11】 前記炭酸水素塩値が感知計器での全CO3 2-の測定により
該炭酸水素塩値を導くことにより間接的に得られる、請求項8に記載の方法。 - 【請求項12】 前記炭酸水素塩値が感知計器でのHCO3 2-に特異的なイ
オン選択的電極を用いることにより直接得られる、請求項8に記載の方法。 - 【請求項13】 イオン選択的重合体膜ベースの電極を用いてpHを測定す
る方法であって、該方法が(a)タンパク質含有液体サンプルとpHに対して特
異的な重合体膜ベースのイオン選択的電極とを接触させる工程;(b)該液体サ
ンプルと電極とを接触させ、炭酸水素塩値を導く工程;(c)該液体サンプルと
直接的かまたは間接的かのいずれかで少なくとも1つの参照電極と接触させる工
程;(d)センサーの曝露された接触領域と感知計器とを連結する工程;(e)
生pH値を導くために該参照電極を通して該感知計器から電流を提供する工程;
(f)該感知計器において、式{補正pH=生pH−(a*[HCO3 -]2+b*
[HCO3 -]−c)}を利用することにより該生pH値を補正する工程であって
、ここでa*、b*およびcが経験的に導かれた係数であり、そして[HCO3 -]
が該炭酸水素塩値を示す工程、を包含する、方法。 - 【請求項14】 前記pH測定値が約±0.04pH単位未満のpHバイア
スを示すために補正される、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記pH測定値が0と約±0.02pH単位との間の範囲
内に含まれるpHバイアスを示すために補正される、請求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 前記サンプルのタンパク質レベルが約4〜約8g/dLの
範囲内に含まれる、請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 平面重合体膜pH ISE電極を備えるシステムを用いる
場合、液体サンプル中のタンパク質の存在のために補正する方法であって、該方
法が計器のソフトウェアに補正式を挿入することにより感知計器において該液体
サンプルから測定された[HCO3 -]値を用い、ここで該式が該pH ISE電
極から得られた生pHおよび該[HCO3 -]値を利用する、工程を包含する、方
法。 - 【請求項18】 前記pHバイアスが±0.04pH単位未満のレベルに減
少され、ここでpHバイアスが前記計器で作動される200個のサンプルのプー
ルを用いてかつ標準器として三次元ガラスセンサーを用いて決定される、請求項
17に記載の方法。 - 【請求項19】 前記pHバイアスが減少され、0と±0.02pH単位と
の間に含まれる、請求項18に記載の方法。
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