JP2004101381A - 自動分析装置用の複光路セル及びこの複光路セルを用いた分析方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】血液検体等の被測定液が収納された反応／測定セルであって、同一被測定液の複数の吸光度を測定して測定領域を拡大し、高濃度検体希釈や再検査を減少させ、低濃度検体の高精度測定が可能で、また、被測定液中の異物を検知できる自動分析装置用の複光路セル及びこのセルを用いた分析方法を提供する。
【解決手段】被測定液が収容された透光性材質で形成されてなるセルを、該セルの移送路を横断するように配設された測定光路を通過させることで上記被測定液の吸光度を測定するセルに、光路長が異なる複数の段部を形成し、上記測定光を、当該セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を得ることができるように構成した。
【選択図】 図１
【解決手段】被測定液が収容された透光性材質で形成されてなるセルを、該セルの移送路を横断するように配設された測定光路を通過させることで上記被測定液の吸光度を測定するセルに、光路長が異なる複数の段部を形成し、上記測定光を、当該セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を得ることができるように構成した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、血液検体等の被測定液が収納された反応／測定セルであって、同一被測定液の複数の吸光度（ＯＤ）を測定することで、測定領域を拡大し、高濃度検体の希釈や再検査を大幅に減少させ、また、低濃度検体の高精度測定が可能となると共に、被測定液中の異物を検知することで、測定値に対する信頼性を大幅に向上させることができる自動分析装置用の複光路セル及びこの複光路セルを用いた分析方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の自動分析装置に使用されているセルは、図８と図９に示すように、ガラス等の透光性材質で有底角筒状に形成されたものが用いられ、該セルの光路長ｄは一つのセルであった。
【０００３】
自動分析装置では、この光路長が一種類のセルをループ状に複数個を直列に並べ、これを連続的に測定光路を横断させて被測定液の吸光度ＯＤを測定し、これを比色理論に基づいて被測定液（検液等）中の物質の濃度を測定している。尚、自動分析装置に使用している比色計の吸光度ＯＤと光路長ｄ及び被測定液の濃度Ｃとには、次の関係がある。
ＯＤ∝ｄ×Ｃ
【０００４】
自動分析装置の場合は、光路長ｄを一定としているので、吸光度ＯＤは濃度Ｃのみに比例することになる。一方、比色計の直線限界吸光度ＯＤは、概ね２．５ＯＤであるので、一種類の光路長ｄのセルで測定できる濃度Ｃには、自ずと限界がある。
【０００５】
従来の自動分析装置では、各測定項目の正常値での再現性精度（変動係数ＣＶ）に、一定の基準を設けて、反応条件を決定しており、その反応条件から測定限界濃度Ｃｎが決まっている。
【０００６】
従って、測定限界濃度Ｃｎを超えることの多いイムノロブグリン等の免疫項目では、検体を希釈して再度測定しなければならず、かかる作業が非常に煩雑である。
【０００７】
ここで、従来の測定方法で用いられている一点検量線法、多点検量線法について説明する。
【０００８】
一点検量線法は、図１０からも明らかなように、吸光度ＯＤと濃度Ｃｘとが直線比例関係にある項目を測定する方法であるが、自動分析装置の測定法には、大きく分けて、標準液との「比較法」と、理論値での「絶対法」がある。また、「比較法」にも、一点検量線法と多点検量線法があり、以下の様にして測定液の濃度Ｃｘを測定している。
【０００９】
即ち、「一点検量線法」では、検出器の吸光度ＯＤｘとが比例関係にある範囲で、一濃度の標準液で作成した検量線を使って比例計算での濃度Ｃｘを求めている。そして、濃度Ｃｘは比色計の直線限界吸光度までしか測定できない。一点検量線による測定後の濃度Ｃｘを求める計算式は、次式の通りである。
濃度Ｃｘ＝（測定液の吸光度ＯＤｘ／標準液の吸光度ＯＤｓ）×標準液の濃度Ｆ
但し、ＯＤｓ＝Ｌｏｇ（入射光Ｉｏ×１００）／透過光Ｉｓ
ＯＤｘ＝Ｌｏｇ（入射光Ｉｏ×１００）／透過光Ｉｘ
【００１０】
次に、多点検量線法とは、検出器が吸光度ＯＤ∝濃度Ｃの関係にある範囲で、実際の測定液の濃度Ｃｘが吸光度ＯＤｘと比例関係にない項目を測定する方法である。この場合、標準液を４〜６種類の濃度系列で多点検量線を作成して、濃度Ｃｘを求めている。
【００１１】
この多点検量線比較法には、大きく分けて以下の２つの方法がある。その一つは、図１１に示す折れ線近似検量線法（Ｌｉｎｅ Ｓｅｇｍｅｎｔ法）であり、他の一つは、図１２に示す曲線検量線法（Ｌｏｎｇ Ｌｏｇｉｔ法他）である。折れ線近似検量線法に計算式は公知なのでここではその詳細な説明を省略する。また、曲線検量線法は、多点検量線を二次曲線に置き換えて計算するものであり、計算式等はこれも公知なので、その詳細な説明をここでは省略する。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−９９９３０号
【００１３】
【従来技術の課題】
このような測定法に用いられる従来の光路長が一種類に固定されたセルにあっては、測定濃度領域が一種類の固定された光路長ｄで自ずから決定されるため、濃度域の広い測定項目では、測定限界を超える検体が多くなるため、例えば、検体を一定濃度に希釈してから、再測定をしなければならならず、かかる作業が非常に煩雑である、という問題を有していた。また、自動分析装置では、長年の検査法の進歩と装置との調和の結果、光路長が６ｍｍ〜８ｍｍと固定しているが、極低濃度の測定項目（Ｄ−Ｂｉｌ或はＣＲＰ等）では、絶対起こり得ないマイナスの結果がでる場合があり、この場合には、装置側で故意にマイナスにならない様に細工しているのが現状であり、測定精度に対する信頼性が非常に低い、という問題を有していた。さらに、このような従来のセル構造では、被測定液内の気泡やフィブリン等の異物の存在を検知できないので、これらを一緒に測定した結果を、そのまま報告しているため、測定値に対する信頼性が低い、という問題をも有していた。
【００１４】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、血液検体等の被測定液が収納された反応／測定セルであって、同一被測定液の複数の吸光度（ＯＤ）を測定することで、測定領域を拡大し、高濃度検体の希釈や再検査を大幅に減少させ、また、低濃度検体の高精度測定が可能となると共に、被測定液中の異物を検知することで、測定値に対する信頼性を大幅に向上させることができる自動分析装置用の複光路セル及びこの複光路セルを用いた分析方法を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にあっては、請求項１に記載したように、被測定液が収容された透光性材質で形成されてなる反応／測定セルを、該反応／測定セルの移送路を横断するように配設された光測定路を通過させることで、上記被測定液の吸光度を測定するために用いられる自動分析装置用の反応／測定セルに、光路長が異なる複数の段部を形成し、上記測定光を、当該反応／測定セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を得ることができるように自動分析装置用の複光路セルを構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
実際の場合、自動分析装置に用いられる反応／測定セルは、ループ状に反応テーブルに保持されて回転移送されるため、前記複光路セルの各段部の入射光面と光と透過面は、請求項２に記載したように、測定光軸に対して直角となるように夫々形成される。
【００１７】
また、この発明では、被測定液が収容された透光性材質で形成されてなる反応／測定セルを、該反応／測定セルの移送路を横断するように配設された光測定路を通過させることで、上記被測定液の吸光度を測定する分析方法において、上記測定光を、請求項３に記載したように、光路長の異なる複数の段部が形成された複光路セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を同一の複光路セルで得ることを特徴とするものである。
【００１８】
具体的には、請求項４に記載したように、前記光路長が異なる複数の吸光度に基づき、各光路長の検量線を作成し、この複数の検量線に基づいて測定範囲をし、或は、請求項５に記載したように、前記複数の異なる吸光度に基づき複数の折れ線近似検量線を作成し、この複数の折れ線近似検量線に基づいて測定範囲をし、または、請求項６に記載したように、前記複数の異なる吸光度に基づき複数の曲線検量線を作成し、この複数の曲線検量線に基づいて測定範囲を選択することで高精度で信頼性が高い分析結果を得ることができる。
【００１９】
また、この発明に係る分析方法では、請求項７に記載したように、前記複光路セルの内の最長光路長で作成した検量線を使って最短光路長で得られた吸光度を、高濃度被測定液の測定データとして用いることで、高濃度被測定液の希釈を不要とすることができる。
【００２０】
さらに、この発明に係る分析方法では、請求項８に記載したように、前記複数の異なる吸光度に基づき、被測定液中のフィブリンや気泡等の異物を検知することができるので、異物を同時に測定した誤った結果を報告することを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の一形態例に基づきこの発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１と図２に示すように、この形態例に係る複光路セルＳは、ガラス等の透光性材質で有底筒状に形成されていると共に、入射光面Ｓ１が略平面状に形成され、出光面である透過面部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が平面で複数段に形成され、これら各複数段の透過面部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と入射光面Ｓ１との間に形成される光路長が、この形態例では、最も短い光路長ｄ１と中光路長ｄ２及び長光路長ｄ３の３種類の光路長が形成されている。勿論、この発明にあっては、この形態例のように３種類の光路長が得られるように構成したものに限定されるものではなく、２種類以上の光路長が得られるように構成してもよい。
【００２３】
尚、この発明に用いられる複光路セルＳは、実際には、自動分析装置の反応テーブル（図示せず）にループ状に保持されて回転移送されるため、前記複光路セルＳの各段部における入射光面Ｓ１と透過面部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、測定部における測定光軸に対して直角となるように夫々形成されている。
【００２４】
また、図１と図２中において、符号Ｉｏは入射光を、Ｉｘ１はＳ４部における透過光を、Ｉｘ２はＳ３部における透過光を、Ｉｘ３はＳ２部における透過光を、Ｃｘは被測定液濃度を、ＯＤｘ３は濃度ＣｘをＳ４部で測定した吸光度を、ＯＤｘ２は濃度ＣｘをＳ４部で測定した吸光度を、ＯＤｘ１は濃度ＣｘをＳ４部で測定した吸光度を夫々示している。
【００２５】
図３は、このように構成された複光路セルＳをループ状に配置した自動分析装置１の一例を示している。勿論、この発明に係る複光路セルＳは、図示の自動分析装置１に限定されるものではなく、公知の各種自動分析装置に適用することができる。
【００２６】
この自動分析装置１の具体的な構成は、検体容器２を複数個ループ状に保持する検体容器移送装置３と、検体ノズルＰＡをノズル洗浄位置（図示せず）から検体吸引位置ａ、検体分注位置ｂ、必要に応じて電解質測定部ｃとの間を所定のタイミングで回転し昇降作動制御する検体分注装置４と、該検体ノズルＰＡに吸引された検体が検体分注位置ｂで分注される複光路セルＳを複数個保持し回転移動させる反応テーブル７と、測定項目に対応する第１試薬及び第２試薬を複光路セルＳに試薬分注位置ｅ，ｆで分注する試薬分注装置８Ａ，８Ｂと、測定項目に対応する第１試薬及び第２試薬が収容された試薬容器９Ａ，９Ｂをループ状に保持し第１試薬吸引位置ｇ或は第２試薬吸引位置ｈへと回転移送する試薬供給装置１０と、上記試薬分注装置８Ａ，８Ｂの試薬ノズルＰＢ，ＰＣを第１試薬吸引位置ｇ或は第２試薬吸引位置ｈで所要量吸引しこれを試薬分注位置ｅ又はｆで複光路セルＳに分注するように駆動制御する第１試薬ポンプ機構８Ｃ及び第２試薬ポンプ機構８Ｄと、上記複光路セルＳに収納された検体と試薬との混合状態を攪拌位置ｉ，ｊで攪拌し均一化する攪拌装置１１Ａ，１１Ｂと、被測定液に測定項目に対応する波長光を光測定位置ｋで照射し、その透過光量（吸光度）を測定する光学分析器１２と、この光学分析器１２で計測された光量データを電圧に変換し演算処理して測定項目の定量分析を行う演算回路（図示せず）と、上記各機構を有機的に連続作動するように駆動制御する制御回路と、測定データを検体情報と関連付けてプリントアウトするプリンター（図示せず）と、から構成されている。尚、図３中、符号１６は洗浄水供給部を、１７は検体ポンプ機構を、１８は検体バーコードリーダを、１９は試薬バーコードリーダを、２０は測定が終了した複光路セルＳの洗浄機構を夫々示している。
【００２７】
検体容器移送装置３は、ターンテーブル方式を採用しており、検体容器２を検体分注位置ａまで一定の間隔で間欠ピッチ送りするように構成されている。検体識別は、バーコード又はテーブル番号によって管理される。
【００２８】
反応テーブル７は、この形態例では３６０度±１反応容器分のピッチで回転して各複光路セルＳを検体分注位置ｂ、試薬分注位置ｅ，ｆ、攪拌位置ｉ，ｊに所定の動作で順次移送するように構成されている。尚、この反応テーブル７では、検体と試薬の被測定液を恒温状態、即ち、通常３７℃±１℃の状態を保持するように温度制御回路（図示せず）によって制御されている。
【００２９】
試薬を吸引する試薬ノズルＰＢ，ＰＣを持った試薬分注装置８Ａ，８Ｂは、測定項目に対応する第１試薬を分注位置ｅで分注し、その後、ｂ位置で検体が分注された複光路セルＳに測定項目に対応する第２試薬を試薬分注位置ｆで分注するもので、該試薬ノズルＰＢ，ＰＣは、第１試薬吸引位置ｇ或は第２試薬吸引位置ｈで測定項目に対応する第１試薬または第２試薬を所要量吸引する。
【００３０】
第１試薬及び第２試薬が収容された試薬容器９Ａ，９Ｂは、この形態例では容器外側に第１試薬が収容され、内側に第２試薬が収容されている。
【００３１】
このように構成されてなる試薬供給装置１０は、測定項目に対応する試薬が収容された上記試薬容器９Ａ，９Ｂを第１試薬分注位置ｇ又は第２試薬分注位置ｈへと正逆回転制御により移送する。本形態例では、複光路セルＳの試薬ブランク値を計測するため、予め測定項目に対応する第１試薬を複光路セルＳに所要量分注しておき、試薬ブランク値を測定した後に、該複光路セルＳ内に検体を所定量吐出分注し、この後、２試薬系測定の場合には、測定項目に対応する第２試薬を所定量分注するように構成されている。
【００３２】
攪拌装置１１Ａ，１１Ｂは、複光路セルＳ内に分注された検体と試薬との反応を均一化するために該被測定液中に攪拌棒（図示せず）が挿入され回転して攪拌するもので、攪拌作業が終了した攪拌棒は、クロスコンタミネーションを防止するため洗浄される。
【００３３】
被測定液の透過光を検出する光学分析器１２は、回折格子方式（フィルターによる波長変換方式であってもよい。）で構成されており、光源に接続されたファイバ２１と、このファイバ２１から照射され複光路セルＳを透過した測定光を、回折格子で分光して回折格子の焦点位置上に配列された複数個の受光素子（図示せず）へと受光させるように構成されており、この内、測定項目に対応する受光素子からの出力が演算回路へと送られる。
【００３４】
演算回路は、上記出力値を所定の演算処理方式に基づいて演算し、該演算値はプリンターからプリントアウトされる。
【００３５】
次に、以上のようにして自動分析装置１で一連の分析処理が施されて得られた吸光度ＯＤを用いて、従来と同様に、一点検量線法、多点検量線比較法を実施した場合について説明する。
【００３６】
一点検量線法において、本形態例に係る複光路セルＳは、同時に３つの一点検量線を作成することができる。即ち、光路長ｄ１，ｄ２，ｄ３の直線検量線又は一つの光路長の検量線に基づく光路比から作成される検量線が図４に示すように得られる。従って、測定感度と測定範囲は３つの検量線から選ぶことができる。尚、表１は、本形態例の多段セルＳと検量線での測定分担域を示している。
【００３７】
【表１】
【００３８】
次に、多点検量線法において、本形態例に係る複光路セルＳは、図５に示す折れ線近似検量線を一点検量線の場合と同様に作成することができる。表２は、本形態例の多段セルＳと折れ線近似検量線での測定分担域を示している。
【００３９】
【表２】
【００４０】
図６は、曲線検量線法における曲線検量線である。本形態例の多段セルＳと曲線検量線での測定分担域の条件は、折れ線近似検量線の場合と同等である。
【００４１】
また、図７は、本形態例に係る複光路セルＳの一点検量線による相対測定を示しており、該一点検量線で測定する項目については、最長光路長ｄ１の検量線のみを作成して、他の光路長で測定した結果にそのセル長比を掛け算して、濃度を求めることができる。即ち、最高光路長ｄ１に対してｄ２及びｄ３が下記の光路長比であったとした場合で説明する。
ｄ１：ｄ２：ｄ３＝１：２／３：１／３
即ち、ｄ２＝（２／３）×ｄ１、ｄ３＝（１／３）×ｄ１
とすると、検体ｘをｄ２で測定した吸光度ＯＤｘ２とｄ１の検量線（１）から濃度Ｃｘを求め、その濃度を３／２倍することで検体ｘの真の濃度が求められる。
【００４２】
また、ｄ３で測定した吸光度ＯＤｘ３とｄ１の検量線（１）から濃度Ｃｘ３を求め、その濃度を３／１倍することで検体ｘの濃度が求められる。
【００４３】
従って、この方法はｄ２及びｄ３の検量線を作成しなくとも、ｄ１，ｄ２，ｄ３の測定液吸光度ＯＤｘｉと検出器の測定限界吸光度ＯＤｎとの関係条件（表３に示す。）により計算することができる。
【００４４】
【表３】
【００４５】
このように、この形態例に係る複光路セルにあっては、光路長の異なる検量線を複数種類を同時に作ることができるので、測定範囲が広がり、高濃度の検体を最短光路長のセル部Ｓ２で測定することで、大部分の検体は希釈せずに測定が可能となる。即ち、一番短い光路長で測定することで高濃度域が拡張し、希釈・再測定を激減させることができる。
【００４６】
また、この形態例にあっては、複数の異なる光路長を有するセルで、測定分担領域を使い分けすることができるので、従来より高精度・高感度の測定ができる。即ち、一番長い光路長で測定して、一番短い光路長の検量線で計算することで、低濃度領域の測定感度と結果の信頼性を大幅にアップすることができる。
【００４７】
さらに、この形態例にあっては、複光路セルの異なる場所の被測定液を同時に測定し各光路長の吸光度比を計算することで、フィブリンや気泡等の異物の存在を検知することが可能となる。即ち、上記したように、光路長が一定であれば、吸光度は被測定液の濃度に比例するので、各光路長間の吸光度比は一定になるので、この一定値を外れた場合、異物が存在することとなる。従って、従来の装置のように、異物を一緒に測定した結果が、そのまま報告されることは皆無となり、測定の信頼性を保証することができる。
【００４８】
図８は、この発明の他の形態例に係る複光路セル部Ｓ‘の要部を示しており、この形態例では、３つの透過面部Ｓ２’，Ｓ３‘，Ｓ４’と入射面部Ｓ１‘からなる複光路セル部Ｓ’が反応テーブル７の周方向に沿って反応テーブル７と一体に形成されている例を示しており、これら各部の作用は前記第１形態例の複光路セルＳと同様であるので、その詳細な説明をここでは省略する。
【００４９】
【発明の効果】
この発明に係る自動分析装置用の複光路セル及びこの複光路セルを用いた分析方法は、以上説明したように、血液検体等の被測定液が収納された同一のセルで複数の吸光度を測定するように構成したので、高濃度検体の希釈を大幅に減少させることができ、低濃度検体を高感度で測定することが可能となると共に、被測定液中の異物を検知することができるので、測定値に対する信頼性を大幅に向上させることができる等、幾多の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態例に係る複光路セルの断面図である。
【図２】同複光路セルの平面図である。
【図３】同複光路セルが適用された自動分析装置の概略的な構成例を示す説明図である。
【図４】同複光路セルで測定されて得られた一点検量線を示すグラフである。
【図５】同複光路セルで測定されて得られた多点検量線の折れ線近似検量線を示すグラフである。
【図６】同複光路セルで測定されて得られた多点検量線の曲線検量線を示すグラフである。
【図７】同複光路セルで測定されて得られた一点検量線による相対測定を説明するグラフである。
【図８】この発明の第２形態例に係る複光路セルの構成を示す平面説明図である。
【図９】従来の単一光路セルの構成を示す断面図である。
【図１０】同単一光路セルの平面図である。
【図１１】従来の単一光路セルで測定されて得られた一点検量線を示すグラフである。
【図１２】従来の単一光路セルで測定されて得られた多点検量線の折れ線近似検量線を示すグラフである。
【図１３】従来の単一光路セルで測定されて得られた多点検量線の曲線検量線を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｓ 複光路セル
Ｓ‘ 複光路セル部
Ｓ１，Ｓ１‘ 入射面部
Ｓ２，Ｓ２‘，Ｓ３，Ｓ３’，Ｓ４，Ｓ４‘ 透過面部
１ 自動分析装置
７ 反応テーブル
１２ 光学分析器
【発明の属する技術分野】
この発明は、血液検体等の被測定液が収納された反応／測定セルであって、同一被測定液の複数の吸光度（ＯＤ）を測定することで、測定領域を拡大し、高濃度検体の希釈や再検査を大幅に減少させ、また、低濃度検体の高精度測定が可能となると共に、被測定液中の異物を検知することで、測定値に対する信頼性を大幅に向上させることができる自動分析装置用の複光路セル及びこの複光路セルを用いた分析方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の自動分析装置に使用されているセルは、図８と図９に示すように、ガラス等の透光性材質で有底角筒状に形成されたものが用いられ、該セルの光路長ｄは一つのセルであった。
【０００３】
自動分析装置では、この光路長が一種類のセルをループ状に複数個を直列に並べ、これを連続的に測定光路を横断させて被測定液の吸光度ＯＤを測定し、これを比色理論に基づいて被測定液（検液等）中の物質の濃度を測定している。尚、自動分析装置に使用している比色計の吸光度ＯＤと光路長ｄ及び被測定液の濃度Ｃとには、次の関係がある。
ＯＤ∝ｄ×Ｃ
【０００４】
自動分析装置の場合は、光路長ｄを一定としているので、吸光度ＯＤは濃度Ｃのみに比例することになる。一方、比色計の直線限界吸光度ＯＤは、概ね２．５ＯＤであるので、一種類の光路長ｄのセルで測定できる濃度Ｃには、自ずと限界がある。
【０００５】
従来の自動分析装置では、各測定項目の正常値での再現性精度（変動係数ＣＶ）に、一定の基準を設けて、反応条件を決定しており、その反応条件から測定限界濃度Ｃｎが決まっている。
【０００６】
従って、測定限界濃度Ｃｎを超えることの多いイムノロブグリン等の免疫項目では、検体を希釈して再度測定しなければならず、かかる作業が非常に煩雑である。
【０００７】
ここで、従来の測定方法で用いられている一点検量線法、多点検量線法について説明する。
【０００８】
一点検量線法は、図１０からも明らかなように、吸光度ＯＤと濃度Ｃｘとが直線比例関係にある項目を測定する方法であるが、自動分析装置の測定法には、大きく分けて、標準液との「比較法」と、理論値での「絶対法」がある。また、「比較法」にも、一点検量線法と多点検量線法があり、以下の様にして測定液の濃度Ｃｘを測定している。
【０００９】
即ち、「一点検量線法」では、検出器の吸光度ＯＤｘとが比例関係にある範囲で、一濃度の標準液で作成した検量線を使って比例計算での濃度Ｃｘを求めている。そして、濃度Ｃｘは比色計の直線限界吸光度までしか測定できない。一点検量線による測定後の濃度Ｃｘを求める計算式は、次式の通りである。
濃度Ｃｘ＝（測定液の吸光度ＯＤｘ／標準液の吸光度ＯＤｓ）×標準液の濃度Ｆ
但し、ＯＤｓ＝Ｌｏｇ（入射光Ｉｏ×１００）／透過光Ｉｓ
ＯＤｘ＝Ｌｏｇ（入射光Ｉｏ×１００）／透過光Ｉｘ
【００１０】
次に、多点検量線法とは、検出器が吸光度ＯＤ∝濃度Ｃの関係にある範囲で、実際の測定液の濃度Ｃｘが吸光度ＯＤｘと比例関係にない項目を測定する方法である。この場合、標準液を４〜６種類の濃度系列で多点検量線を作成して、濃度Ｃｘを求めている。
【００１１】
この多点検量線比較法には、大きく分けて以下の２つの方法がある。その一つは、図１１に示す折れ線近似検量線法（Ｌｉｎｅ Ｓｅｇｍｅｎｔ法）であり、他の一つは、図１２に示す曲線検量線法（Ｌｏｎｇ Ｌｏｇｉｔ法他）である。折れ線近似検量線法に計算式は公知なのでここではその詳細な説明を省略する。また、曲線検量線法は、多点検量線を二次曲線に置き換えて計算するものであり、計算式等はこれも公知なので、その詳細な説明をここでは省略する。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−９９９３０号
【００１３】
【従来技術の課題】
このような測定法に用いられる従来の光路長が一種類に固定されたセルにあっては、測定濃度領域が一種類の固定された光路長ｄで自ずから決定されるため、濃度域の広い測定項目では、測定限界を超える検体が多くなるため、例えば、検体を一定濃度に希釈してから、再測定をしなければならならず、かかる作業が非常に煩雑である、という問題を有していた。また、自動分析装置では、長年の検査法の進歩と装置との調和の結果、光路長が６ｍｍ〜８ｍｍと固定しているが、極低濃度の測定項目（Ｄ−Ｂｉｌ或はＣＲＰ等）では、絶対起こり得ないマイナスの結果がでる場合があり、この場合には、装置側で故意にマイナスにならない様に細工しているのが現状であり、測定精度に対する信頼性が非常に低い、という問題を有していた。さらに、このような従来のセル構造では、被測定液内の気泡やフィブリン等の異物の存在を検知できないので、これらを一緒に測定した結果を、そのまま報告しているため、測定値に対する信頼性が低い、という問題をも有していた。
【００１４】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、血液検体等の被測定液が収納された反応／測定セルであって、同一被測定液の複数の吸光度（ＯＤ）を測定することで、測定領域を拡大し、高濃度検体の希釈や再検査を大幅に減少させ、また、低濃度検体の高精度測定が可能となると共に、被測定液中の異物を検知することで、測定値に対する信頼性を大幅に向上させることができる自動分析装置用の複光路セル及びこの複光路セルを用いた分析方法を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にあっては、請求項１に記載したように、被測定液が収容された透光性材質で形成されてなる反応／測定セルを、該反応／測定セルの移送路を横断するように配設された光測定路を通過させることで、上記被測定液の吸光度を測定するために用いられる自動分析装置用の反応／測定セルに、光路長が異なる複数の段部を形成し、上記測定光を、当該反応／測定セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を得ることができるように自動分析装置用の複光路セルを構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
実際の場合、自動分析装置に用いられる反応／測定セルは、ループ状に反応テーブルに保持されて回転移送されるため、前記複光路セルの各段部の入射光面と光と透過面は、請求項２に記載したように、測定光軸に対して直角となるように夫々形成される。
【００１７】
また、この発明では、被測定液が収容された透光性材質で形成されてなる反応／測定セルを、該反応／測定セルの移送路を横断するように配設された光測定路を通過させることで、上記被測定液の吸光度を測定する分析方法において、上記測定光を、請求項３に記載したように、光路長の異なる複数の段部が形成された複光路セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を同一の複光路セルで得ることを特徴とするものである。
【００１８】
具体的には、請求項４に記載したように、前記光路長が異なる複数の吸光度に基づき、各光路長の検量線を作成し、この複数の検量線に基づいて測定範囲をし、或は、請求項５に記載したように、前記複数の異なる吸光度に基づき複数の折れ線近似検量線を作成し、この複数の折れ線近似検量線に基づいて測定範囲をし、または、請求項６に記載したように、前記複数の異なる吸光度に基づき複数の曲線検量線を作成し、この複数の曲線検量線に基づいて測定範囲を選択することで高精度で信頼性が高い分析結果を得ることができる。
【００１９】
また、この発明に係る分析方法では、請求項７に記載したように、前記複光路セルの内の最長光路長で作成した検量線を使って最短光路長で得られた吸光度を、高濃度被測定液の測定データとして用いることで、高濃度被測定液の希釈を不要とすることができる。
【００２０】
さらに、この発明に係る分析方法では、請求項８に記載したように、前記複数の異なる吸光度に基づき、被測定液中のフィブリンや気泡等の異物を検知することができるので、異物を同時に測定した誤った結果を報告することを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の一形態例に基づきこの発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１と図２に示すように、この形態例に係る複光路セルＳは、ガラス等の透光性材質で有底筒状に形成されていると共に、入射光面Ｓ１が略平面状に形成され、出光面である透過面部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が平面で複数段に形成され、これら各複数段の透過面部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と入射光面Ｓ１との間に形成される光路長が、この形態例では、最も短い光路長ｄ１と中光路長ｄ２及び長光路長ｄ３の３種類の光路長が形成されている。勿論、この発明にあっては、この形態例のように３種類の光路長が得られるように構成したものに限定されるものではなく、２種類以上の光路長が得られるように構成してもよい。
【００２３】
尚、この発明に用いられる複光路セルＳは、実際には、自動分析装置の反応テーブル（図示せず）にループ状に保持されて回転移送されるため、前記複光路セルＳの各段部における入射光面Ｓ１と透過面部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、測定部における測定光軸に対して直角となるように夫々形成されている。
【００２４】
また、図１と図２中において、符号Ｉｏは入射光を、Ｉｘ１はＳ４部における透過光を、Ｉｘ２はＳ３部における透過光を、Ｉｘ３はＳ２部における透過光を、Ｃｘは被測定液濃度を、ＯＤｘ３は濃度ＣｘをＳ４部で測定した吸光度を、ＯＤｘ２は濃度ＣｘをＳ４部で測定した吸光度を、ＯＤｘ１は濃度ＣｘをＳ４部で測定した吸光度を夫々示している。
【００２５】
図３は、このように構成された複光路セルＳをループ状に配置した自動分析装置１の一例を示している。勿論、この発明に係る複光路セルＳは、図示の自動分析装置１に限定されるものではなく、公知の各種自動分析装置に適用することができる。
【００２６】
この自動分析装置１の具体的な構成は、検体容器２を複数個ループ状に保持する検体容器移送装置３と、検体ノズルＰＡをノズル洗浄位置（図示せず）から検体吸引位置ａ、検体分注位置ｂ、必要に応じて電解質測定部ｃとの間を所定のタイミングで回転し昇降作動制御する検体分注装置４と、該検体ノズルＰＡに吸引された検体が検体分注位置ｂで分注される複光路セルＳを複数個保持し回転移動させる反応テーブル７と、測定項目に対応する第１試薬及び第２試薬を複光路セルＳに試薬分注位置ｅ，ｆで分注する試薬分注装置８Ａ，８Ｂと、測定項目に対応する第１試薬及び第２試薬が収容された試薬容器９Ａ，９Ｂをループ状に保持し第１試薬吸引位置ｇ或は第２試薬吸引位置ｈへと回転移送する試薬供給装置１０と、上記試薬分注装置８Ａ，８Ｂの試薬ノズルＰＢ，ＰＣを第１試薬吸引位置ｇ或は第２試薬吸引位置ｈで所要量吸引しこれを試薬分注位置ｅ又はｆで複光路セルＳに分注するように駆動制御する第１試薬ポンプ機構８Ｃ及び第２試薬ポンプ機構８Ｄと、上記複光路セルＳに収納された検体と試薬との混合状態を攪拌位置ｉ，ｊで攪拌し均一化する攪拌装置１１Ａ，１１Ｂと、被測定液に測定項目に対応する波長光を光測定位置ｋで照射し、その透過光量（吸光度）を測定する光学分析器１２と、この光学分析器１２で計測された光量データを電圧に変換し演算処理して測定項目の定量分析を行う演算回路（図示せず）と、上記各機構を有機的に連続作動するように駆動制御する制御回路と、測定データを検体情報と関連付けてプリントアウトするプリンター（図示せず）と、から構成されている。尚、図３中、符号１６は洗浄水供給部を、１７は検体ポンプ機構を、１８は検体バーコードリーダを、１９は試薬バーコードリーダを、２０は測定が終了した複光路セルＳの洗浄機構を夫々示している。
【００２７】
検体容器移送装置３は、ターンテーブル方式を採用しており、検体容器２を検体分注位置ａまで一定の間隔で間欠ピッチ送りするように構成されている。検体識別は、バーコード又はテーブル番号によって管理される。
【００２８】
反応テーブル７は、この形態例では３６０度±１反応容器分のピッチで回転して各複光路セルＳを検体分注位置ｂ、試薬分注位置ｅ，ｆ、攪拌位置ｉ，ｊに所定の動作で順次移送するように構成されている。尚、この反応テーブル７では、検体と試薬の被測定液を恒温状態、即ち、通常３７℃±１℃の状態を保持するように温度制御回路（図示せず）によって制御されている。
【００２９】
試薬を吸引する試薬ノズルＰＢ，ＰＣを持った試薬分注装置８Ａ，８Ｂは、測定項目に対応する第１試薬を分注位置ｅで分注し、その後、ｂ位置で検体が分注された複光路セルＳに測定項目に対応する第２試薬を試薬分注位置ｆで分注するもので、該試薬ノズルＰＢ，ＰＣは、第１試薬吸引位置ｇ或は第２試薬吸引位置ｈで測定項目に対応する第１試薬または第２試薬を所要量吸引する。
【００３０】
第１試薬及び第２試薬が収容された試薬容器９Ａ，９Ｂは、この形態例では容器外側に第１試薬が収容され、内側に第２試薬が収容されている。
【００３１】
このように構成されてなる試薬供給装置１０は、測定項目に対応する試薬が収容された上記試薬容器９Ａ，９Ｂを第１試薬分注位置ｇ又は第２試薬分注位置ｈへと正逆回転制御により移送する。本形態例では、複光路セルＳの試薬ブランク値を計測するため、予め測定項目に対応する第１試薬を複光路セルＳに所要量分注しておき、試薬ブランク値を測定した後に、該複光路セルＳ内に検体を所定量吐出分注し、この後、２試薬系測定の場合には、測定項目に対応する第２試薬を所定量分注するように構成されている。
【００３２】
攪拌装置１１Ａ，１１Ｂは、複光路セルＳ内に分注された検体と試薬との反応を均一化するために該被測定液中に攪拌棒（図示せず）が挿入され回転して攪拌するもので、攪拌作業が終了した攪拌棒は、クロスコンタミネーションを防止するため洗浄される。
【００３３】
被測定液の透過光を検出する光学分析器１２は、回折格子方式（フィルターによる波長変換方式であってもよい。）で構成されており、光源に接続されたファイバ２１と、このファイバ２１から照射され複光路セルＳを透過した測定光を、回折格子で分光して回折格子の焦点位置上に配列された複数個の受光素子（図示せず）へと受光させるように構成されており、この内、測定項目に対応する受光素子からの出力が演算回路へと送られる。
【００３４】
演算回路は、上記出力値を所定の演算処理方式に基づいて演算し、該演算値はプリンターからプリントアウトされる。
【００３５】
次に、以上のようにして自動分析装置１で一連の分析処理が施されて得られた吸光度ＯＤを用いて、従来と同様に、一点検量線法、多点検量線比較法を実施した場合について説明する。
【００３６】
一点検量線法において、本形態例に係る複光路セルＳは、同時に３つの一点検量線を作成することができる。即ち、光路長ｄ１，ｄ２，ｄ３の直線検量線又は一つの光路長の検量線に基づく光路比から作成される検量線が図４に示すように得られる。従って、測定感度と測定範囲は３つの検量線から選ぶことができる。尚、表１は、本形態例の多段セルＳと検量線での測定分担域を示している。
【００３７】
【表１】
次に、多点検量線法において、本形態例に係る複光路セルＳは、図５に示す折れ線近似検量線を一点検量線の場合と同様に作成することができる。表２は、本形態例の多段セルＳと折れ線近似検量線での測定分担域を示している。
【００３９】
【表２】
図６は、曲線検量線法における曲線検量線である。本形態例の多段セルＳと曲線検量線での測定分担域の条件は、折れ線近似検量線の場合と同等である。
【００４１】
また、図７は、本形態例に係る複光路セルＳの一点検量線による相対測定を示しており、該一点検量線で測定する項目については、最長光路長ｄ１の検量線のみを作成して、他の光路長で測定した結果にそのセル長比を掛け算して、濃度を求めることができる。即ち、最高光路長ｄ１に対してｄ２及びｄ３が下記の光路長比であったとした場合で説明する。
ｄ１：ｄ２：ｄ３＝１：２／３：１／３
即ち、ｄ２＝（２／３）×ｄ１、ｄ３＝（１／３）×ｄ１
とすると、検体ｘをｄ２で測定した吸光度ＯＤｘ２とｄ１の検量線（１）から濃度Ｃｘを求め、その濃度を３／２倍することで検体ｘの真の濃度が求められる。
【００４２】
また、ｄ３で測定した吸光度ＯＤｘ３とｄ１の検量線（１）から濃度Ｃｘ３を求め、その濃度を３／１倍することで検体ｘの濃度が求められる。
【００４３】
従って、この方法はｄ２及びｄ３の検量線を作成しなくとも、ｄ１，ｄ２，ｄ３の測定液吸光度ＯＤｘｉと検出器の測定限界吸光度ＯＤｎとの関係条件（表３に示す。）により計算することができる。
【００４４】
【表３】
このように、この形態例に係る複光路セルにあっては、光路長の異なる検量線を複数種類を同時に作ることができるので、測定範囲が広がり、高濃度の検体を最短光路長のセル部Ｓ２で測定することで、大部分の検体は希釈せずに測定が可能となる。即ち、一番短い光路長で測定することで高濃度域が拡張し、希釈・再測定を激減させることができる。
【００４６】
また、この形態例にあっては、複数の異なる光路長を有するセルで、測定分担領域を使い分けすることができるので、従来より高精度・高感度の測定ができる。即ち、一番長い光路長で測定して、一番短い光路長の検量線で計算することで、低濃度領域の測定感度と結果の信頼性を大幅にアップすることができる。
【００４７】
さらに、この形態例にあっては、複光路セルの異なる場所の被測定液を同時に測定し各光路長の吸光度比を計算することで、フィブリンや気泡等の異物の存在を検知することが可能となる。即ち、上記したように、光路長が一定であれば、吸光度は被測定液の濃度に比例するので、各光路長間の吸光度比は一定になるので、この一定値を外れた場合、異物が存在することとなる。従って、従来の装置のように、異物を一緒に測定した結果が、そのまま報告されることは皆無となり、測定の信頼性を保証することができる。
【００４８】
図８は、この発明の他の形態例に係る複光路セル部Ｓ‘の要部を示しており、この形態例では、３つの透過面部Ｓ２’，Ｓ３‘，Ｓ４’と入射面部Ｓ１‘からなる複光路セル部Ｓ’が反応テーブル７の周方向に沿って反応テーブル７と一体に形成されている例を示しており、これら各部の作用は前記第１形態例の複光路セルＳと同様であるので、その詳細な説明をここでは省略する。
【００４９】
【発明の効果】
この発明に係る自動分析装置用の複光路セル及びこの複光路セルを用いた分析方法は、以上説明したように、血液検体等の被測定液が収納された同一のセルで複数の吸光度を測定するように構成したので、高濃度検体の希釈を大幅に減少させることができ、低濃度検体を高感度で測定することが可能となると共に、被測定液中の異物を検知することができるので、測定値に対する信頼性を大幅に向上させることができる等、幾多の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態例に係る複光路セルの断面図である。
【図２】同複光路セルの平面図である。
【図３】同複光路セルが適用された自動分析装置の概略的な構成例を示す説明図である。
【図４】同複光路セルで測定されて得られた一点検量線を示すグラフである。
【図５】同複光路セルで測定されて得られた多点検量線の折れ線近似検量線を示すグラフである。
【図６】同複光路セルで測定されて得られた多点検量線の曲線検量線を示すグラフである。
【図７】同複光路セルで測定されて得られた一点検量線による相対測定を説明するグラフである。
【図８】この発明の第２形態例に係る複光路セルの構成を示す平面説明図である。
【図９】従来の単一光路セルの構成を示す断面図である。
【図１０】同単一光路セルの平面図である。
【図１１】従来の単一光路セルで測定されて得られた一点検量線を示すグラフである。
【図１２】従来の単一光路セルで測定されて得られた多点検量線の折れ線近似検量線を示すグラフである。
【図１３】従来の単一光路セルで測定されて得られた多点検量線の曲線検量線を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｓ 複光路セル
Ｓ‘ 複光路セル部
Ｓ１，Ｓ１‘ 入射面部
Ｓ２，Ｓ２‘，Ｓ３，Ｓ３’，Ｓ４，Ｓ４‘ 透過面部
１ 自動分析装置
７ 反応テーブル
１２ 光学分析器
Claims (8)
- 被測定液が収容された透光性材質で形成されてなる反応／測定セルを、該反応／測定セルの移送路を横断するように配設された光測定路を通過させることで、上記被測定液の吸光度を測定するために用いられる自動分析装置用の反応／測定セルにおいて、該反応／測定セルには、光路長が異なる複数の段部を形成し、上記測定光を、当該反応／測定セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を得ることができるように構成したことを特徴とする自動分析装置用の複光路セル。
- 前記複光路セルの各段部の入射光面と光と透過面は、測定光軸に対して直角となるように夫々形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置用の複光路セル。
- 被測定液が収容された透光性材質で形成されてなる反応／測定セルを、該反応／測定セルの移送路を横断するように配設された光測定路を通過させることで、上記被測定液の吸光度を測定する分析方法において、上記測定光を、光路長の異なる複数の段部が形成された複光路セルの各段部を透過させることで、複数の異なる吸光度を同一の複光路セルで得ることを特徴とする自動分析装置用の複光路セルを用いた分析方法。
- 前記光路長が異なる複数の吸光度に基づき、各光路長の検量線を作成し、この複数の検量線に基づいて測定範囲を選択することを特徴とする請求項３に記載の自動分析装置用の複光路セルを用いた分析方法。
- 前記複数の異なる吸光度に基づき複数の折れ線近似検量線を作成し、この複数の折れ線近似検量線に基づいて測定範囲を選択することを特徴とする請求項３に記載の自動分析装置用の複光路セルを用いた分析方法。
- 前記複数の異なる吸光度に基づき複数の曲線検量線を作成し、この複数の曲線検量線に基づいて測定範囲を選択することを特徴とする請求項３に記載の自動分析装置用の複光路セルを用いた分析方法。
- 前記複光路セルの内の最長光路長で作成した検量線を使って最短光路長で得られた吸光度を、高濃度被測定液の測定データとして用いることで、高濃度被測定液の希釈を不要としたことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の自動分析装置用の複光路セルを用いた分析方法。
- 前記複数の異なる吸光度に基づき、被測定液中のフィブリンや気泡等の異物を検知することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の自動分析装置用の複光路セルを用いた分析方法。
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