JP2004251670A

JP2004251670A - Excreted urinary potassium quantity determining method and quantity determining device

Info

Publication number: JP2004251670A
Application number: JP2003040290A
Authority: JP
Inventors: Hideki Asai; 英樹浅井
Original assignee: Gifu Prefecture
Current assignee: Gifu Prefecture
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excreted urinary potassium quantity determining method and its quantity determining device for determining, easily with high accuracy, the total quantity of potassium excreted into urine of a grass-eating animal individual in a prescribed period by partly sampling the urine from the animal individual. <P>SOLUTION: According to this excreted urinary potassium quantity determining method, the urine from the grass-eating animal individual is partly sampled, the concentration of creatinine and that of potassium contained in the urine are measured, and then the concentration is used to determine the total quantity of potassium excreted into urine (the quantity of excreted urinary potassium) by the animal individual in the prescribed period. Preferably, the grass-eating animal is assumed to be cattle and the total quantity of excreted potassium is found by substituting the concentration of creatinine, that of potassium, and the body weight (kg) of the animal individual, into the following expression: [the total quantity of excreted potassium] = (C×[body weight]×[potassium concentration])/[creatinine concentration] äwhere, C is 19.2 to 25.4 mg/kg day}. In this quantity determining method, it is preferable to simultaneously measure the concentration of creatinine and that of potassium by using a near infrared analysis method. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に畜産分野において、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を高精度に定量することにより、該草食動物個体の健康管理や給与飼料の管理を適切に行うことができるように構成された尿中カリウム排泄量の定量方法及び定量装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の尿中カリウム排泄量の定量方法としては、例えば近赤外分光法を用いた液状試料の分析法が知られている（特許文献１参照）。この分析法では、まず、試験管内の液状試料に外部から短波長域の近赤外光を照射し、液状試料からの散乱反射光、散乱透過光或いは透過反射光を光センサーで検出して液状試料の近赤外吸収スペクトルを測定する。続いて、前記測定値を、同様の方法により測定したスペクトルから予め作成した検量線に代入することによって、液状試料の化学成分又は理化学的特性を知ることができる。そして、この分析法によれば、簡易的ではあっても高精度に液状試料の化学成分及び理化学的特性の分析を行うことができる。
【０００３】
一方、この種のカリウム量の定量方法としては、可視及び近赤外領域のスペクトル情報による哺乳動物の血漿成分の迅速測定法も知られている（特許文献２参照）。この測定法は、哺乳動物の血漿中のカリウム濃度を測定するにあたり、試薬を用いずに、近赤外分光光度計を用いて測定する方法である。即ち、２４１６ｎｍの±４ｎｍまでの吸光度、及び４２８ｎｍ、６９０ｎｍ、１２２８ｎｍ、１３８０ｎｍ、１３８２ｎｍ、１９５２ｎｍ、２２６０ｎｍ、２３４０ｎｍ、２３９６ｎｍのそれぞれの±４ｎｍまでの一次差分の中から選ばれた２−１０個の情報を利用してカリウム濃度を測定するものである。そして、この測定法では、分析試薬を用いることなく、しかも有害な排水を排出することなく、迅速かつ安価に哺乳動物の血漿成分の測定を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２２５３８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６８７７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の液状試料の分析法では、１回分の尿に含まれるカリウム濃度を測定するに止まっていたことから、例えば１日分の尿に含まれるカリウム排泄量の合計を求めるためには、１日分の尿を全て集めなければならず、極めて多くの時間と手間がかかる作業が強いられていた。また、１回分の尿に含まれるカリウム濃度と、１日あたりの平均的な尿量から、１日分の尿に含まれるカリウム排泄量の合計をある程度推定することは可能であるが、この場合１日あたりの平均的な尿量の算出における誤差を補正して正確な推定を行うことはほとんど不可能である。一方、特許文献２に記載の測定法でも全く同様である。
【０００６】
この発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、草食動物個体の尿の一部をサンプリングすることにより、該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を容易かつ高精度に定量することができる尿中カリウム排泄量の定量方法及び定量装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の尿中カリウム排泄量の定量方法は、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を定量する尿中カリウム排泄量の定量方法であって、草食動物個体から尿の一部をサンプリングし、その尿中のクレアチニン濃度とカリウム濃度とを測定した後、それらクレアチニン濃度及びカリウム濃度を用いて総カリウム排泄量を定量することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明の尿中カリウム排泄量の定量方法は、請求項１に記載の発明において、前記草食動物を牛とするとともに、前記クレアチニン濃度及びカリウム濃度と、前記草食動物個体の体重（ｋｇ）とを下記数２に示される数式に代入することにより前記草食動物個体が１日に排泄する総カリウム排泄量を求めることを特徴とするものである。
【０００９】
【数２】

但し、Ｃは１９．２〜２５．４ｍｇ／ｋｇ・日とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明の尿中カリウム排泄量の定量装置は、請求項１又は請求項２に記載の尿中カリウム排泄量の定量方法を用いて、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を定量する尿中カリウム排泄量の定量装置であって、前記尿中のクレアチニン濃度及びカリウム濃度を同時に測定する同時測定手段と、その同時測定手段により測定されたクレアチニン濃度及びカリウム濃度を用いて総カリウム排泄量を算出する総カリウム排泄量算出手段とを備え、前記同時測定手段は近赤外線分析法を用いて前記クレアチニン濃度及びカリウム濃度を測定するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施形態を詳細に説明する。
実施形態の尿中カリウム排泄量の定量方法は、草食動物個体から尿の一部（スポット尿）をサンプリングし、その尿中のクレアチニン濃度及びカリウム濃度を測定した後、それらクレアチニン濃度及びカリウム濃度を用いて該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を定量するものである。なお、この明細書において、尿中カリウム排泄量とは、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を指すものとする。この定量方法では、前記クレアチニン濃度（ｍｇ／ｄｌ）、カリウム濃度（ｍｇ／ｄｌ）及び前記草食動物個体の体重（ｋｇ）を下記数３に示される数式に代入することにより前記総カリウム排泄量（ｍｇ）が算出される。
【００１２】
【数３】

但し、Ｃは草食動物１ｋｇあたりが所定期間に排泄する総クレアチニン排泄量を示す定数（ｍｇ／ｋｇ）。
【００１３】
前記草食動物としては、乳牛や肉牛等の牛、山羊、羊等が挙げられる。なお、これらの草食動物の個体は、牧草等の草のみを食することにより飼育されている必要はなく、トウモロコシ等の穀物飼料や製造副産物等のその他の飼料を食していても構わない。これらの草食動物は、いずれも複胃を有するという共通性があるうえ、クレアチニン及びカリウムの代謝系が互いに極めて似通っており、肉食動物及び雑食動物とは大きく異なっている。また、前記草食動物個体としては、測定誤差が少ないことから成熟した個体であるのが最も好ましい。
【００１４】
前記スポット尿のサンプリング量は、クレアチニン濃度及びカリウム濃度を測定できる量であれば特に限定されないが、好ましくは１ｍｌ以上、より好ましくは１０〜１００ｍｌ、さらに好ましくは定量精度を高めるために２０〜１００ｍｌであるとよい。また、前記所定期間としては、草食動物個体が複数回の尿を排泄する期間であり、好ましくは６〜４８時間、より好ましくは１２〜３６時間、さらに好ましくは２０〜３０時間であるのが望ましいが、簡便かつ定量精度が良好であることから１日間（２４時間）が好適に採用され得る。また、前記定数（Ｃ）は、牛の場合には好ましくは１９．２〜２５．４ｍｇ／ｋｇ・日、より好ましくは２２．１〜２４．３ｍｇ／ｋｇ・日、さらに好ましくは２２．４〜２３．０ｍｇ／ｋｇ・日が採用される。
【００１５】
前記クレアチニン（Ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ）濃度は、近赤外線分析法（近赤外線分光分析法）又はＪａｆｆｅ法に基づく発色定量法により測定される。
近赤外線分析法は、草食動物個体からサンプリングしたサンプル（スポット尿又はその濃縮液若しくは希釈液）に近赤外線（７００〜２５００ｎｍ）を照射したときの吸光度を測定することにより、前記サンプル中のクレアチニン濃度を定量する方法である。なおこのとき、予め濃度既知のクレアチニン溶液（好ましくはクレアチニン濃度既知の尿）にて検量線を作成しておいて定量するのが好ましい。
【００１６】
発色定量法は、前記サンプルをアルカリ性条件下でピクリン酸や３，５−ジニトロ安息香酸等のフェノール類と反応させることにより発色させ、その吸光度を測定することにより前記サンプル中のクレアチニン濃度を定量する方法である。なおこのとき、予め濃度既知のクレアチニン溶液（好ましくはクレアチニン濃度既知の尿）にて検量線を作成しておいて定量するのが好ましい。この発色定量法としては、クレアチニン−テストワコー（和光純薬工業社製）等が好適に用いられる。また、この発色定量法としては、前記フェノール類を含浸させた濾紙をサンプル中に浸漬させるか、或いは該濾紙にサンプルをスポットすることにより発色させ、その発色度合いを目視等にて比較（定量）するように構成された簡易定量法を用いても構わない。
【００１７】
前記カリウム（イオン）濃度は、酵素電極法、原子吸光光度法又は発色定量法により測定され得る。発色定量法は、前記サンプルをジピクリルアミンと反応させて錯体を形成させることにより発色させ、その吸光度を測定することにより前記サンプル中のカリウム濃度を定量する方法である。なおこのとき、予め濃度既知のカリウム溶液（好ましくはカリウム濃度既知の尿）にて検量線を作成しておいて定量するのが好ましい。また、この発色定量法としては、ジピクリルアミンを含浸させた濾紙をサンプル中に浸漬させるか、或いは該濾紙にサンプルをスポットすることにより発色させ、その発色度合いを目視等にて比較（定量）するように構成された簡易定量法を用いても構わない。
【００１８】
また、このカリウム濃度は、上記近赤外線分析法を応用することによりクレアチニン濃度及びカリウム濃度を同時に測定する同時測定法により測定するのが好ましい。この同時測定法は、物質中の官能基の量と光学的な吸収量とが直線的な相関を持つ性質を利用した測定法であり、予め目的とする成分含量と近赤外線の吸収量との相関を調べて作成した検量線により、未知の成分含量を測定しようとするものである。この同時測定法としては、以下に記載の方法が好適に用いられる。まず、一定の温度条件下で前記サンプルに１１００〜２５００ｎｍまでの近赤外線の波長を数ｎｍ（好ましくは１〜５ｎｍ、例えば２ｎｍ）毎にスキャンしながら照射したときの吸光度（近赤外線吸収スペクトル）を測定する。続いて、前記吸光度、その１次微分値又は２次微分値を利用して、重回帰分析やＰＬＳ（ＰａｒｔｉａｌＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅｓ）回帰分析によりサンプル中のクレアチニン濃度及びカリウム濃度の予測値を調べ、未知のサンプルにおいて最も正確な予測値が得られる方法を検量線として利用し、目的とする成分の濃度を測定する。また、この同時測定法としては、特許文献１又は特許文献２に記載の方法も利用され得る。
【００１９】
実施形態の第１の尿中カリウム排泄量の定量装置は、前記サンプル中のクレアチニン濃度を測定するクレアチニン濃度測定手段と、同サンプル中のカリウム濃度を測定するカリウム濃度測定手段とを備えている。さらに、この定量装置は、前記両濃度測定手段により測定されたクレアチニン濃度及びカリウム濃度を用いて総カリウム排泄量を算出する総カリウム排泄量算出手段を備えている。クレアチニン濃度測定手段としては、近赤外線分析法、又は発色定量法若しくはその簡易定量法を利用したクレアチニン濃度測定装置が用いられる。カリウム濃度測定手段としては、酵素電極法、原子吸光光度法、近赤外線分析法、又は発色定量法若しくはその簡易定量法を利用したカリウム濃度測定装置が用いられる。
【００２０】
総カリウム排泄量算出手段は、前記クレアチニン濃度、カリウム濃度及び草食動物個体の体重を入力する入力手段と、該入力手段から入力された各データを上記数３に示される数式に代入して総カリウム排泄量を算出する演算手段と、該演算手段により算出された総カリウム排泄量を出力する出力手段とを備えている。なお、前記入力手段は、前記所定期間を入力するように構成されていてもよい。また、この総カリウム排泄量算出手段に、前記入力手段に入力された情報又は出力手段に出力された情報を記憶する記憶手段が設けられていてもよい。
【００２１】
実施形態の第２の尿中カリウム排泄量の定量装置は、前記サンプル中のクレアチニン濃度及びカリウム濃度を同時に測定する同時測定法を実施する同時測定手段と、前記総カリウム排泄量算出手段とを備えている。前記同時測定手段としては、近赤外線分析法を利用した近赤外分析装置等が用いられる。また、この第２の定量装置としては、前記同時測定手段に総カリウム排泄量算出手段が併設又は内設されるように構成されているとよく、この場合には該同時測定手段により測定されたクレアチニン濃度及びカリウム濃度の各データを自動的に前記入力手段に入力することから使い勝手が良好である。
【００２２】
上記尿中カリウム排泄量の定量方法の作用について以下に記載する。
上記尿中カリウム排泄量の定量方法では、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総クレアチニン排泄量をインデックスマーカーとして利用することにより、前記総カリウム排泄量を高精度に定量するようになっている。即ち、この定量方法は、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総クレアチニン排泄量が、摂取した食べ物の成分組成や飲料水量等に影響を受けることなく常に一定であるという原理を利用している。即ち、本発明者らは、生理状態が劇的に変化する乳牛の妊娠期と、その他の非妊娠期との１日あたりの総クレアチニン排泄量を重点的に追跡調査したところ、いずれの期間でも常にほぼ一定の値であることを明らかにした（例えば表１参照）。さらに、前記総クレアチニン排泄量は、個体差が極めて少ない普遍的な値であることも明らかにされた。
【００２３】
一方、草食動物の体内では、カリウムの摂取量が高まると、飲水量を増やして過剰なカリウムを尿や汗と一緒に体外へ排出するように働く。汗は尿と比べて非常に微量であるため、過剰なカリウムのほとんどは、所定期間に排泄される尿量（尿排泄量）を増加させることで、尿中へと排泄される。この事実に対して、本発明者らは、各スポット尿中のクレアチニン濃度とカリウム濃度との間に正の相関関係が存在することを明らかにした。前記相関関係には、明確な個体差が存在しているが、同一個体においては常に一次関数に従った関係が成立している（例えば図１（ｂ）参照）。その結果、各スポット尿中のカリウム濃度を同尿中のクレアチニン濃度で除算した値は、各個体固有のクレアチニン濃度とカリウム濃度との関連が的確に反映されたものとなり、同一個体が排泄する全てのスポット尿は、その量、摂取飼料の種類、飲料水量等に影響を受けることなく常に前記関連が成立している。そして、前記関連が的確に反映されたもの（値）に、前記普遍的な値である総クレアチニン排泄量を乗じた数値は、どの個体で試した場合でも常に的確な尿中カリウム排泄量の定量値となり得る。
【００２４】
この定量方法により定量された総カリウム排泄量は、以下のような診断に利用が可能である。即ち、カリウムの排泄量はその摂取量と直接的にリンクしていることから、カリウムの摂取量を予測することが可能であり、草食動物個体の栄養診断やカリウム過剰に伴う疾病（例えば乳熱等の代謝病）予防を目的とする健康診断に利用することができる。また、カリウムの過剰摂取は尿排泄量を高めることから、尿量の調節や糞尿処理による良質堆肥の生産において問題となる水分過多の改善に利用することができる。特に、糞尿の資源循環利用として注目されている堆肥生産において、糞尿の高水分が問題となっているが、総カリウム排泄量を定量することにより、尿排泄量の低減を行うことが可能であり、糞尿中の水分含量を抑えることが容易となる。
【００２５】
上記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
実施形態の尿中カリウム排泄量の定量方法は、草食動物個体からスポット尿をサンプリングし、その尿中のクレアチニン濃度及びカリウム濃度を測定した後、それらの測定値を用いて前記草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を定量するものである。即ち、この定量方法は、総クレアチニン排泄量をインデックスマーカーとして利用することにより、前記草食動物個体の１回分の尿の一部（スポット尿）をサンプリングして調べることにより、該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を容易かつ高精度に定量することができる。このため、この定量方法では、前記所定期間に排泄される全ての尿を採集するという大掛かりで手間のかかる非現実的な作業を行うことなく、１回分の採尿にて総カリウム排泄量を高精度に定量することができて極めて便利である。なお、前記インデックスマーカーとしての総クレアチニン排泄量は、ヒトの場合、年齢や性別の違い、妊娠の有無で排泄量は大きく異なるとされているが、牛等の草食動物ではどの個体をとってもほぼ一定の値を示す。
【００２６】
【実施例】
以下、前記実施形態を具体化した実施例及び比較例について説明する。
＜乳牛の尿中クレアチニン排泄量の測定＞
乳牛６頭（Ａ〜Ｆ）を用いて、分娩予定４週前、２週前及び１週前、並びに分娩４週後及び７週後の各時期の２４時間に排泄された全ての尿を採取してまとめた後、その尿中に含まれるクレアチニン量をＪａｆｆｅ法により測定し、体重１ｋｇあたりの総クレアチニン排泄量（ｍｇ／ｋｇ・日）に換算した。なお、これらの乳牛に給与された飼料は、粗飼料と濃厚飼料との比率が分娩前後で異なっており、分娩前が８：２、分娩後が４：６の飼料を給与した。また、飲料水については全く制限なく摂取できるように飼育された。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

表１の結果より、これら乳牛は、妊娠期及び泌乳期のいずれにおいても、体重１ｋｇあたり１日間に排泄される総クレアチニン排泄量はほぼ一定であることが示された。さらに、前記総クレアチニン排泄量は、牛の年齢、分娩前後、飼料の種類によらずほぼ一定であることも示された。また、データは示さないが、雄牛についても全く同様な結果が得られた。
【００２８】
＜インデックスマーカーとしての総クレアチニン排泄量の検証＞
乾乳牛６頭（Ａ〜Ｆ）を用いて、分娩予定４週前、２週前及び１週前の各時期の２４時間に排泄された全ての尿を６時間毎に個別にまとめてサンプリングした。なお、これら分娩前の乾乳牛は約６時間に１回の割合で尿（スポット尿）を排泄することから、前記６時間毎に個別にまとめてサンプリングした尿をスポット尿（１回分の尿）とみなす。次に、各スポット尿中のクレアチニン濃度をＪａｆｆｅ法、カリウム濃度を原子吸光光度法により測定し、各スポット尿中のクレアチニン量及びカリウム量を求めた。スポット尿中の尿量（ｇ）、クレアチニン量（ｍｇ）及びカリウム量（ｇ）の測定結果を図１（ａ）のグラフに示す。その結果、スポット尿量、該スポット尿中のクレアチニン量及びカリウム量、並びに前記クレアチニン量とカリウム量との間には、それぞれ正の相関関係が存在することが示された。
【００２９】
次に、前記測定されたクレアチニン濃度とカリウム濃度との関係を図１（ｂ）のグラフにプロットした（ｒは推定精度を示す）。その結果、個体毎について見ると、クレアチニン濃度とカリウム濃度との間には、一次関数に従っているとみなすべき相関関係が存在することが示された。
【００３０】
次に、前記測定されたクレアチニン濃度及びカリウム濃度を、上記数３に示される数式（但し、Ｃ＝２２．７ｍｇ／ｋｇ・日）に代入することにより、尿中カリウム排泄量の推定値を求めた。さらに、前記各スポット尿４回分を１つにまとめて２４時間に排泄された全ての尿とし、その尿中に含まれるカリウム量（尿中カリウム排泄量）の実測値を原子吸光光度法にて測定した。これら尿中カリウム排泄量の実測値及び推定値の関係を図２のグラフにプロットした。その結果、図２のグラフにおける推定精度はＲ＝０．９１、Ｒ^２＝０．８３、標準誤差１８．８ｇとなり、前記実測値と推定値とが高精度に一致していることが確認され、上記数３の数式によりかなり正確に実測値を算出できることが示された。
【００３１】
＜近赤外線分析法を利用した尿中カリウム排泄量の測定＞
近赤外分析装置（ブランルーベ社製のＩｎｆｒａＡｌｙｚｅｒ５００型）からなる同時測定手段と、総カリウム排泄量算出手段及び検量線作成・評価機能（プログラム）を備えたコンピュータとを電気的に接続することにより、第２の尿中カリウム排泄量の定量装置を作製した。次に、乾乳牛２２頭から分娩前４週から１週までの時期に１２９個のスポット尿をそれぞれ２０ｍｌ以上サンプリングした。これらサンプリングした各スポット尿の一部を検量線評価用とし、Ｊａｆｆｅ法によりクレアチニン濃度の実測値を測定するとともに原子吸光光度法によりカリウム濃度の実測値を測定し、所定期間を１日としたとき（Ｃ＝２２．７ｍｇ／ｋｇ・日）の尿中カリウム排泄量を算出した。さらに、同スポット尿の残りを検量線作成用として濾紙により濾過後、試験管に移し、前記第２の尿中カリウム排泄量の定量装置にかけ、検量線を作成するとともに前記検量線評価用サンプルから得られた結果と対比させた。
【００３２】
即ち、前記スポット尿のサンプルは、検量線作成用と検量線評価用とに分け、検量線評価用サンプルについてはクレアチニン濃度及びカリウム濃度の実測値を測定して尿中カリウム排泄量を求めた。一方、検量線作成用サンプルについては、一定の温度条件下で１１００〜２５００ｎｍまでの近赤外線の波長を２ｎｍ毎に照射したときの近赤外線吸収スペクトルをコンピュータ内に入力した。続いて、このコンピュータ内で、検量線作成用サンプルの吸光度や１次微分、２次微分処理を行った数値を用いて、重回帰分析やＰＬＳ回帰分析により検量線を複数作成した。これら複数の検量線は、検量線評価用サンプルの測定結果を用いて誤差の標準偏差により推定精度を評価し、その精度が最も高い検量線を尿中カリウム排泄量定量用の検量線として採用した。
【００３３】
その結果、前記近赤外線吸収スペクトルの１次微分値を利用しつつＰＬＳ回帰分析により各乾乳牛の尿中カリウム排泄量の推定値を求めたところ、ＰＬＳの６因子で最も良好な精度が得られた。表２に前記吸光度の１次微分値を用いてＰＬＳ回帰分析を行った際の検量線の推定精度を示した。
【００３４】
【表２】

表２の結果より、この検量線を用いることにより、尿中カリウム排泄量を一定の高精度で定量することが可能であることが確認された。また、近赤外線分析法による総カリウム排泄量の測定時間は、スポット尿を試験管に移してから尿中カリウム排泄量が求められるまで５分程度であった。これに対し、Ｊａｆｆｅ法及び原子吸光光度法による総カリウム排泄量の測定時間は数時間を要していた。
【００３５】
＜乳牛におけるカリウム摂取量と排泄量との関係の検証＞
乾乳牛７頭を用いて、スポット尿をサンプリングし、各スポット尿について２４時間に排泄される尿中カリウム排泄量と、２４時間に排泄される尿排泄量とを上記第２の尿中カリウム排泄量の定量装置により定量した。また、前記尿を採取したときに各乾乳牛に給与した飼料中に含まれる総カリウム量（カリウム摂取量）を原子吸光光度法により測定した。なお、これらの乾乳牛に給与された飼料は、カリウム含量が１．３％〜３．５％の範囲で濃度を変えて給与した。さらに、これらの乾乳牛は、前記給与した飼料しか摂取できない状態で飼育させた。前記尿排泄量（ｋｇ）と尿中カリウム排泄量との関係を図３（ａ）のグラフに示すとともに、前記尿中カリウム排泄量とカリウム摂取量との関係を図３（ｂ）のグラフに示す。
【００３６】
その結果、尿排泄量と尿中カリウム排泄量、及び尿中カリウム排泄量とカリウム摂取量とは、それぞれ正の相関関係が存在することが示された。特に、今回調査した時期（乾乳牛の分娩前後）は病気に罹患しやすいことから健康チェックは重要であるが、本実施形態の尿中カリウム排泄量の定量方法によれば、その時期における正確なカリウム摂取量の診断を行うことができて有用性が高いことも確認された。
【００３７】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記尿中カリウム排泄量の定量方法において、草食動物個体が所定期間に排泄した複数回分の尿をサンプリングし、それら同一個体の尿を混合したものについてクレアチニン濃度及びカリウム濃度を測定することにより総カリウム排泄量を定量しても構わない。或いは、前記複数回分の尿について、各尿中のクレアチニン濃度及びカリウム濃度を測定して総カリウム排泄量を定量した後、それら定量結果の平均値を算出するように構成してもよい。これらのように構成した場合、尿中カリウム排泄量をより一層高精度に定量することが可能となる。
【００３８】
・上記尿中カリウム排泄量の定量方法において、さらに草食動物個体が所定期間に排泄する尿排泄量を定量してもよい。この尿排泄量は、所定期間に排泄された複数回分の尿の総量を表すものであるが、１回分の尿（スポット尿）に含まれるクレアチニン濃度により定量され得る。即ち、上記総クレアチニン排泄量をスポット尿中のクレアチニン濃度で除算することにより、所定期間に排泄される尿排泄量が算出される。より具体的には、前記スポット尿中のクレアチニン濃度をクレアチニン濃度測定手段により測定し、前記定数（Ｃ）と草食動物個体の体重（ｋｇ）とを乗じた後、その値を前記クレアチニン濃度（ｍｇ／ｄｌ）で除算することにより尿排泄量（ｄｌ）が求められる。このように構成した場合、上記実施形態の効果に加えて、さらに草食動物個体の尿の一部をサンプリングすることにより、該草食動物個体が所定期間に排泄する尿排泄量を容易かつ高精度に定量することができる。
【００３９】
本発明とは直接関係ないが、上記数３に示される数式におけるカリウム濃度を、例えばナトリウム濃度又はリン濃度とすることにより、総ナトリウム排泄量又は総リン排泄量を定量することができる。
【００４０】
本発明とは直接関係ないが、クレアチニン以外にも、草食動物の尿に含まれるインデックスマーカーを用いることもできる。即ち、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を定量する尿中カリウム排泄量の定量方法であって、草食動物個体から尿の一部をサンプリングし、その尿中のインデックスマーカー濃度とカリウム濃度とを測定した後、それらインデックスマーカー濃度及びカリウム濃度を用いて総カリウム排泄量を定量することを特徴とする尿中カリウム排泄量の定量方法。このように構成した場合、草食動物個体の尿の一部をサンプリングすることにより、該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を容易かつ高精度に定量することができる。
【００４１】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・前記クレアチニン濃度及びカリウム濃度と、前記草食動物個体の体重（ｋｇ）とを数１に示される数式に代入することにより前記草食動物個体が所定期間に排泄する総カリウム排泄量を求めることを特徴とする請求項１に記載の尿中カリウム排泄量の定量方法。但し、Ｃは草食動物１ｋｇあたりが所定期間に排泄する総クレアチニン排泄量を示す定数（ｍｇ／ｋｇ）。
【００４２】
・請求項１又は請求項２に記載の尿中カリウム排泄量の定量方法を用いて、草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を定量する尿中カリウム排泄量の定量装置であって、前記尿中のクレアチニン濃度を測定するクレアチニン濃度測定手段と、同尿中のカリウム濃度を測定するカリウム濃度測定手段と、それら両濃度測定手段により測定されたクレアチニン濃度及びカリウム濃度を用いて総カリウム排泄量を算出する総カリウム排泄量算出手段とを備えたことを特徴とする尿中カリウム排泄量の定量装置。このように構成した場合、草食動物個体の尿の一部をサンプリングすることにより、該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を容易かつ高精度に定量することができる。
【００４３】
・草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を定量するための尿中カリウム排泄量の定量プログラムであって、草食動物個体からサンプリングした尿中のクレアチニン濃度とカリウム濃度とを測定するステップと、前記測定されたクレアチニン濃度及びカリウム濃度を用いて総カリウム排泄量を算出するステップとを実行することを特徴とする尿中カリウム排泄量の定量プログラム。このように構成した場合、草食動物個体の尿の一部をサンプリングすることにより、該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を容易かつ高精度に定量することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１及び請求項２に記載の発明の尿中カリウム排泄量の定量方法によれば、草食動物個体の尿の一部をサンプリングすることにより、該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を容易かつ高精度に定量することができる。請求項３に記載の発明の尿中カリウム排泄量の定量装置によれば、草食動物個体の尿の一部をサンプリングすることにより、該草食動物個体が所定期間に尿中に排泄する総カリウム排泄量を容易かつ高精度に定量することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）はいずれも、実施例の＜インデックスマーカーとしての総クレアチニン排泄量の検証＞の結果を示すグラフ。
【図２】実施例の＜インデックスマーカーとしての総クレアチニン排泄量の検証＞の結果を示すグラフ。
【図３】（ａ）及び（ｂ）はいずれも、実施例の＜乳牛におけるカリウム摂取量と排泄量との関係の検証＞の結果を示すグラフ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention, particularly in the field of livestock, performs high-precision quantification of the total potassium excretion excreted in urine by a herbivorous animal for a predetermined period of time, thereby appropriately managing the health of the herbivorous animal and the management of feed feed. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for quantifying urinary potassium excretion configured so as to be able to perform the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of quantifying the amount of urinary potassium excretion of this kind, for example, a method of analyzing a liquid sample using near-infrared spectroscopy is known (see Patent Document 1). In this analysis method, first, a liquid sample in a test tube is irradiated with near-infrared light in a short wavelength range from the outside, and scattered reflected light, scattered transmitted light, or transmitted reflected light from the liquid sample is detected by an optical sensor. Measure the near infrared absorption spectrum of the sample. Subsequently, the chemical components or physicochemical properties of the liquid sample can be known by substituting the measured values into a calibration curve prepared in advance from a spectrum measured by the same method. According to this analysis method, it is possible to analyze the chemical components and physicochemical properties of the liquid sample with a high degree of accuracy, albeit simply.
[0003]
On the other hand, as a method for quantifying the amount of potassium of this kind, a rapid measurement method for plasma components of mammals using spectral information in the visible and near infrared regions is also known (see Patent Document 2). This measuring method is a method of measuring the potassium concentration in the plasma of a mammal using a near-infrared spectrophotometer without using a reagent. That is, 2-10 pieces of information selected from the absorbance up to ± 4 nm of 2416 nm and the primary difference up to ± 4 nm of each of 428 nm, 690 nm, 1228 nm, 1380 nm, 1382 nm, 1952 nm, 2260 nm, 2340 nm, and 2396 nm. It is used to measure potassium concentration. In this measurement method, the plasma component of a mammal can be measured quickly and inexpensively without using an analytical reagent and without discharging harmful wastewater.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-122538
[Patent Document 2]
JP-A-2002-168775
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for analyzing a liquid sample, since the concentration of potassium contained in one urine was measured only, for example, in order to obtain the total amount of potassium excreted in urine for one day, In such a case, all the urine for one day had to be collected, which required an extremely long and time-consuming operation. In addition, it is possible to estimate the total amount of potassium excreted in one day of urine to some extent from the concentration of potassium in one urine and the average amount of urine per day. It is almost impossible to make an accurate estimation by correcting an error in calculating the average urine volume per day. On the other hand, the measurement method described in Patent Document 2 is exactly the same.
[0006]
The present invention has been made by paying attention to the problems existing in the prior art as described above. The purpose is to sample a part of the urine of a herbivorous individual so that the total potassium excretion excreted in the urine of the herbivorous individual for a predetermined period can be easily and accurately determined. It is an object of the present invention to provide a method and a device for quantifying the amount of potassium excreted in medium.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for quantifying urinary potassium excretion according to claim 1 of the present invention comprises a method for quantifying total potassium excretion excreted in urine by a herbivorous animal for a predetermined period of time. A method for determining the amount of urine, in which a part of urine is sampled from a herbivorous animal, the creatinine concentration and potassium concentration in the urine are measured, and then the total potassium excretion is determined using the creatinine concentration and potassium concentration. It is characterized by doing.
[0008]
The method for quantifying urinary potassium excretion according to the second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein the herbivorous animal is a cow, the creatinine concentration and the potassium concentration, and the weight of the herbivorous animal individual. (Kg) is substituted into a mathematical expression shown in the following equation 2 to obtain the total potassium excretion excreted by the herbivorous animal in one day.
[0009]
(Equation 2)

However, C is 19.2 to 25.4 mg / kg · day.
[0010]
The apparatus for quantifying urinary potassium excretion of the invention according to claim 3 uses the method for quantifying urinary potassium excretion according to claim 1 or claim 2, in which a herbivorous animal is determined in urine for a predetermined period. A urinary potassium excretion quantification device for quantifying the total potassium excretion to be excreted, comprising a simultaneous measuring means for simultaneously measuring the creatinine concentration and the potassium concentration in the urine, and a creatinine concentration and a creatinine concentration measured by the simultaneous measuring means. A total potassium excretion amount calculating means for calculating a total potassium excretion amount using a potassium concentration, wherein the simultaneous measuring means is configured to measure the creatinine concentration and the potassium concentration by using a near-infrared analysis method. It is characterized by the following.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail.
In the method for quantifying urinary potassium excretion in the embodiment, a part of urine (spot urine) is sampled from a herbivorous animal, the creatinine concentration and potassium concentration in the urine are measured, and then the creatinine concentration and potassium concentration are measured. To determine the total potassium excretion excreted in the urine by the herbivorous animal for a predetermined period of time. In this specification, the urinary potassium excretion refers to the total potassium excretion excreted in urine by a herbivorous animal for a predetermined period. In this quantification method, the total potassium excretion amount (kg) is substituted by substituting the creatinine concentration (mg / dl), potassium concentration (mg / dl), and the body weight (kg) of the herbivore individual into the mathematical formula shown in the following Expression 3. mg) is calculated.
[0012]
[Equation 3]

Here, C is a constant (mg / kg) indicating the total amount of creatinine excreted per kg of herbivores in a predetermined period.
[0013]
Examples of the herbivore include cows such as dairy cows and beef cattle, goats and sheep. In addition, these herbivores do not need to be bred by eating only grass such as grass, and may eat other feeds such as grain feed such as corn and by-products of production. These herbivores have in common that they have a compound stomach, and the metabolic systems of creatinine and potassium are very similar to each other, and are significantly different from carnivores and omnivores. The herbivore individual is most preferably an mature individual because of a small measurement error.
[0014]
The sampling amount of the spot urine is not particularly limited as long as the creatinine concentration and the potassium concentration can be measured, but is preferably 1 ml or more, more preferably 10 to 100 ml, and still more preferably 20 to 100 ml in order to increase the quantification accuracy. Good to be. Further, the predetermined period is a period during which the herbivorous animal excretes urine a plurality of times, preferably 6 to 48 hours, more preferably 12 to 36 hours, and further preferably 20 to 30 hours. However, one day (24 hours) can be suitably adopted because it is simple and has good quantitative accuracy. In the case of cattle, the constant (C) is preferably 19.2 to 25.4 mg / kg-day, more preferably 22.1 to 24.3 mg / kg-day, and further preferably 22.4 to 22.4 mg / kg-day. 23.0 mg / kg-day is adopted.
[0015]
The creatinine concentration is measured by a near-infrared spectroscopy (near-infrared spectroscopy) or a colorimetric method based on the Jaffe method.
The near-infrared analysis method measures the absorbance of a sample (spot urine or its concentrated solution or diluted solution) sampled from a herbivorous animal when irradiated with near-infrared light (700 to 2500 nm), thereby obtaining the creatinine concentration in the sample. Is a method of quantifying At this time, it is preferable to prepare a calibration curve with a creatinine solution of a known concentration (preferably, urine of a known creatinine concentration) in advance to perform the determination.
[0016]
The color determination method is to develop a color by reacting the sample with phenols such as picric acid and 3,5-dinitrobenzoic acid under alkaline conditions, and to determine the creatinine concentration in the sample by measuring the absorbance. Is the way. At this time, it is preferable to prepare a calibration curve with a creatinine solution of a known concentration (preferably, urine of a known creatinine concentration) in advance to perform the determination. As the color determination method, creatinine-test Wako (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) or the like is preferably used. As a color determination method, a filter paper impregnated with the phenols is immersed in a sample or a color is formed by spotting a sample on the filter paper, and the degree of color development is compared visually (quantitation). May be used.
[0017]
The potassium (ion) concentration can be measured by an enzyme electrode method, an atomic absorption spectrophotometer, or a colorimetric method. The color determination method is a method in which the sample is reacted with dipicrylamine to form a complex to form a color, and the absorbance is measured to determine the potassium concentration in the sample. At this time, it is preferable to prepare a calibration curve with a potassium solution of a known concentration (preferably urine of a known potassium concentration) in advance to perform the determination. As a color determination method, a filter paper impregnated with dipicrylamine is immersed in a sample, or a color is formed by spotting the sample on the filter paper, and the degree of color development is compared visually (quantitative). May be used.
[0018]
The potassium concentration is preferably measured by a simultaneous measurement method in which the creatinine concentration and the potassium concentration are simultaneously measured by applying the above-mentioned near-infrared analysis method. This simultaneous measurement method is a measurement method using the property that the amount of a functional group in a substance and the optical absorption amount have a linear correlation, and the target component content and the near-infrared absorption amount are determined in advance. The purpose is to measure the content of an unknown component using a calibration curve created by examining the correlation. As the simultaneous measurement method, the method described below is suitably used. First, the absorbance (near-infrared absorption spectrum) obtained when the sample was irradiated while scanning the near-infrared wavelength of 1100 to 2500 nm every several nm (preferably 1 to 5 nm, for example, 2 nm) under a constant temperature condition. Measure. Subsequently, using the absorbance, the first derivative or the second derivative thereof, the predicted values of the creatinine concentration and the potassium concentration in the sample are examined by multiple regression analysis or PLS (Partial Least Squares) regression analysis. The concentration of the target component is measured by using a method that gives the most accurate predicted value in the sample as a calibration curve. As the simultaneous measurement method, the method described in Patent Document 1 or Patent Document 2 can also be used.
[0019]
The first urinary potassium excretion quantification device of the embodiment includes a creatinine concentration measuring means for measuring the creatinine concentration in the sample, and a potassium concentration measuring means for measuring the potassium concentration in the sample. Further, the quantification device is provided with a total potassium excretion amount calculating means for calculating a total potassium excretion amount using the creatinine concentration and the potassium concentration measured by the two concentration measuring means. As the creatinine concentration measuring means, a creatinine concentration measuring device using a near-infrared analysis method, a colorimetric quantitative method or a simplified quantitative method thereof is used. As the potassium concentration measuring means, a potassium concentration measuring device using an enzyme electrode method, an atomic absorption spectrophotometry, a near-infrared analysis method, a colorimetric quantitative method or a simplified quantitative method thereof is used.
[0020]
The total potassium excretion calculating means includes input means for inputting the creatinine concentration, potassium concentration and the weight of the herbivore individual, and substituting each data input from the input means into the mathematical expression shown in the above equation 3 to obtain the total potassium excretion. It has a calculating means for calculating the excretion amount, and an output means for outputting the total potassium excretion amount calculated by the calculating means. In addition, the input unit may be configured to input the predetermined period. Further, the total potassium excretion amount calculation means may be provided with a storage means for storing information input to the input means or information output to the output means.
[0021]
The second urinary potassium excretion quantification device of the embodiment includes a simultaneous measurement unit that performs a simultaneous measurement method for simultaneously measuring a creatinine concentration and a potassium concentration in the sample, and the total potassium excretion amount calculation unit. ing. As the simultaneous measurement means, a near-infrared analyzer using a near-infrared analysis method or the like is used. Further, the second quantitative device may be configured such that a total potassium excretion amount calculating means is provided alongside or internally provided in the simultaneous measuring means. In this case, the measurement is performed by the simultaneous measuring means. Since each data of creatinine concentration and potassium concentration is automatically inputted to the input means, the usability is good.
[0022]
The operation of the above method for quantifying urinary potassium excretion will be described below.
In the method of quantifying the amount of urinary potassium excreted, the total potassium excreted amount is accurately quantified by using, as an index marker, the total amount of creatinine excreted by the herbivorous animal in the urine for a predetermined period. ing. That is, this quantification method utilizes the principle that the total creatinine excretion excreted in the urine of a herbivorous animal for a predetermined period is always constant without being affected by the composition of the ingested food or the amount of drinking water. ing. That is, the present inventors focused on the total creatinine excretion per day during the gestation period of dairy cows whose physiological state changes dramatically and other non-pregnancy periods, and found that in any period, It was revealed that the value was always almost constant (for example, see Table 1). Furthermore, it was also revealed that the total creatinine excretion is a universal value with very little individual difference.
[0023]
On the other hand, in the body of a herbivorous animal, when the intake of potassium increases, the amount of drinking water increases, and excess potassium acts to excrete the body together with urine and sweat. Since sweat is very small compared to urine, most of excess potassium is excreted in urine by increasing the amount of urine excreted (urine excretion) in a predetermined period. In response to this fact, the present inventors have revealed that a positive correlation exists between the creatinine concentration and the potassium concentration in each spot urine. Although there is a clear individual difference in the correlation, a relationship according to a linear function is always established in the same individual (for example, see FIG. 1B). As a result, the value obtained by dividing the potassium concentration in each spot urine by the creatinine concentration in the same urine accurately reflects the relationship between the creatinine concentration and the potassium concentration specific to each individual, and all the amounts excreted by the same individual Regarding the spot urine, the above relation is always established without being affected by the amount, kind of feed intake, amount of drinking water, and the like. Then, the value obtained by multiplying the above-mentioned relationship (value) accurately by the total value of total creatinine excretion, which is a universal value, is always an accurate quantification of urinary potassium excretion amount in any individual. Can be a value.
[0024]
The total potassium excretion quantified by this quantification method can be used for the following diagnosis. That is, since the amount of potassium excreted is directly linked to the amount of potassium intake, it is possible to predict the amount of potassium intake, and to perform nutritional diagnosis of herbivorous animals and diseases associated with excess potassium (eg, milk fever). Metabolic disease) can be used for health examinations aimed at prevention. In addition, excessive intake of potassium increases urine excretion, so that it can be used for regulating urine output and improving excess water, which is a problem in producing high-quality compost by manure treatment. In particular, in compost production, which is attracting attention as a resource recycling use of manure, high moisture in manure is a problem, but it is possible to reduce urine excretion by quantifying total potassium excretion. In addition, it becomes easy to suppress the water content in manure.
[0025]
The effects exerted by the above embodiment will be described below.
In the method for quantifying urinary potassium excretion of the embodiment, spot urine is sampled from a herbivorous individual, the creatinine concentration and the potassium concentration in the urine are measured, and the herbivore individual is determined using the measured values. It is for quantifying the total potassium excretion excreted in urine during the period. That is, this quantification method uses a total creatinine excretion amount as an index marker, thereby sampling and examining a part (spot urine) of a single urine of the herbivorous individual to determine whether the herbivorous individual has a predetermined level. The amount of total potassium excreted in urine during the period can be easily and accurately determined. For this reason, in this quantification method, the total potassium excretion amount can be accurately determined in one urine collection without performing a large-scale and laborious and unrealistic work of collecting all the urine excreted in the predetermined period. It is very convenient because it can be quantitatively determined. Incidentally, the total creatinine excretion amount as the index marker is, in the case of humans, the excretion amount is significantly different depending on the age and sex, the presence or absence of pregnancy, but is almost constant in any herbivore such as cattle. Shows the value of
[0026]
【Example】
Hereinafter, examples and comparative examples that embody the above embodiment will be described.
<Measurement of urinary creatinine excretion in dairy cows>
Using 6 dairy cows (A to F), all urine excreted at 24 hours at 4 weeks, 2 weeks and 1 week before delivery, and 4 weeks and 7 weeks after delivery, respectively, was collected using 6 dairy cows After that, the amount of creatinine contained in the urine was measured by the Jaffe method and converted into the total excretion of creatinine per kg of body weight (mg / kg · day). In addition, in the feed fed to these dairy cows, the ratio of rough feed to concentrated feed was different before and after parturition, and the feed was 8: 2 before parturition and 4: 6 after parturition. In addition, drinking water was bred so that it could be taken without any restrictions. Table 1 shows the results.
[0027]
[Table 1]

From the results shown in Table 1, it was shown that the total creatinine excretion excreted in 1 day per kg body weight of these dairy cows was almost constant in both the gestation period and the lactation period. Furthermore, it was also shown that the total creatinine excretion was almost constant irrespective of the age of the cow, before and after calving, and the type of feed. Although no data is shown, the same results were obtained for bulls.
[0028]
<Verification of total creatinine excretion as an index marker>
Using six dry cows (A to F), all urine excreted at 24 hours at each of the 4th, 2 and 1 week prior to delivery was sampled separately every 6 hours. . Since these dry cows excrete urine (spot urine) at a rate of about once every 6 hours, the urine sampled individually every 6 hours is spot urine (one urine). Is considered. Next, the creatinine concentration in each spot urine was measured by the Jaffe method, and the potassium concentration was measured by the atomic absorption spectrophotometry, and the creatinine amount and potassium amount in each spot urine were determined. The measurement results of the urine amount (g), creatinine amount (mg) and potassium amount (g) in the spot urine are shown in the graph of FIG. As a result, it was shown that there was a positive correlation between the amount of spot urine, the amount of creatinine and potassium in the spot urine, and the amount of creatinine and potassium in the spot urine.
[0029]
Next, the relationship between the measured creatinine concentration and potassium concentration was plotted on the graph of FIG. 1B (r indicates estimation accuracy). The results showed that, for each individual, there was a correlation between the creatinine concentration and the potassium concentration that should be regarded as following a linear function.
[0030]
Next, an estimated value of urinary potassium excretion was obtained by substituting the measured creatinine concentration and potassium concentration into the mathematical formula (C = 22.7 mg / kg · day) shown in the above equation (3). Was. Furthermore, the above four spot urines were combined into one urine, and all urine excreted in 24 hours was measured. The actual measured value of the amount of potassium contained in the urine (urine potassium excretion) was determined by atomic absorption spectrometry. It was measured. The relationship between the measured and estimated values of urinary potassium excretion was plotted on the graph of FIG. As a result, the estimation accuracy in the graph of FIG. ² = 0.83, standard error 18.8 g, and it was confirmed that the measured value and the estimated value matched with high accuracy. It was shown that the measured value could be calculated quite accurately by the mathematical formula of the above equation (3). .
[0031]
<Measurement of urinary potassium excretion using near infrared analysis>
By electrically connecting a simultaneous measuring means consisting of a near-infrared analyzer (InfraAlyzer 500 type made by Bran-Louvet) and a computer equipped with a total potassium excretion amount calculating means and a calibration curve creation / evaluation function (program), A second apparatus for determining urinary potassium excretion was prepared. Next, 129 spot urines were sampled in an amount of 20 ml or more from 22 dry cows during the period from 4 weeks to 1 week before calving. When a part of each of the sampled spot urine was used for the calibration curve evaluation, the actual measured value of the creatinine concentration was measured by the Jaffe method, and the actual measured value of the potassium concentration was measured by the atomic absorption spectrophotometry. The urinary potassium excretion of (C = 22.7 mg / kg · day) was calculated. Furthermore, the remainder of the spot urine was filtered through filter paper for the preparation of a calibration curve, transferred to a test tube, subjected to the second urinary potassium excretion quantifier, and a calibration curve was prepared and the calibration curve evaluation sample was used. This was compared with the obtained result.
[0032]
That is, the spot urine samples were divided into those for preparing a calibration curve and those for evaluating a calibration curve, and the measured values of creatinine concentration and potassium concentration were measured for the calibration curve evaluation sample to determine urinary potassium excretion. On the other hand, with respect to the sample for preparing a calibration curve, a near-infrared absorption spectrum when a near-infrared wavelength from 1100 to 2500 nm was irradiated every 2 nm under a constant temperature condition was input into the computer. Subsequently, in the computer, a plurality of calibration curves were prepared by multiple regression analysis or PLS regression analysis using the absorbance of the sample for preparing the calibration curve and the numerical values subjected to the first and second differentiation processes. For these multiple calibration curves, the estimation accuracy was evaluated by the standard deviation of the error using the measurement results of the calibration curve evaluation samples, and the calibration curve with the highest accuracy was adopted as the calibration curve for urinary potassium excretion quantification. .
[0033]
As a result, when the estimated value of urinary potassium excretion of each dry cow was determined by PLS regression analysis using the first derivative of the near infrared absorption spectrum, the best accuracy was obtained with the six PLS factors. Was. Table 2 shows the estimation accuracy of the calibration curve when PLS regression analysis was performed using the first derivative of the absorbance.
[0034]
[Table 2]

From the results in Table 2, it was confirmed that the use of this calibration curve made it possible to quantify urinary potassium excretion with a high degree of accuracy. The measurement time of the total potassium excretion amount by the near-infrared spectroscopy was about 5 minutes after the spot urine was transferred to the test tube until the urinary potassium excretion amount was obtained. On the other hand, the measurement time of the total potassium excretion amount by the Jaffe method and the atomic absorption spectrophotometry required several hours.
[0035]
<Verification of the relationship between potassium intake and excretion in dairy cows>
Using seven dry cows, spot urine was sampled, and for each spot urine, the amount of urinary potassium excreted in 24 hours and the amount of urinary excretion excreted in 24 hours were determined in the second urinary potassium excretion. The amount was quantified by a quantitative device. The total amount of potassium (potassium intake) contained in the feed fed to each dry cow at the time of collecting the urine was measured by atomic absorption spectrophotometry. In addition, the feed fed to these dry dairy cows was changed in the potassium content in the range of 1.3% to 3.5% and fed. Further, these dry dairy cows were bred in a state where only the above-mentioned fed feed could be taken. The relationship between the urine excretion (kg) and the urinary potassium excretion is shown in the graph of FIG. 3 (a), and the relationship between the urine potassium excretion and the potassium intake is shown in the graph of FIG. 3 (b). Show.
[0036]
As a result, it was shown that urine excretion and urinary potassium excretion, and urinary potassium excretion and potassium intake each have a positive correlation. In particular, during the survey period (before and after delivery of dry cows), health check is important because of the susceptibility to illness. However, according to the method for quantifying urinary potassium excretion of this embodiment, accurate It was confirmed that potassium intake could be diagnosed and its usefulness was high.
[0037]
This embodiment can be embodied with the following modifications.
In the method of quantifying urinary potassium excretion described above, a plurality of urine samples excreted by a herbivorous animal over a predetermined period of time are sampled, and the total creatinine concentration and potassium concentration of a mixture of the same individual urine are measured. Potassium excretion may be determined. Alternatively, for the urine of the plurality of times, the creatinine concentration and the potassium concentration in each urine may be measured to quantify the total potassium excretion, and then the average of the quantification results may be calculated. With such a configuration, it is possible to quantify urinary potassium excretion with higher accuracy.
[0038]
In the above method for determining urinary potassium excretion, the amount of urinary excretion excreted by a herbivorous animal for a predetermined period may be further determined. The urine excretion represents the total amount of urine excreted in a plurality of times during a predetermined period, and can be quantified by the creatinine concentration contained in one urine (spot urine). That is, by dividing the total creatinine excretion amount by the creatinine concentration in the spot urine, the urine excretion amount excreted in a predetermined period is calculated. More specifically, the creatinine concentration in the spot urine is measured by a creatinine concentration measuring means, and after multiplying the constant (C) by the body weight (kg) of the herbivore individual, the value is calculated as the creatinine concentration (mg). / Dl) to obtain the urine excretion (dl). When configured in this way, in addition to the effects of the above-described embodiment, by sampling a part of the urine of the herbivorous individual, the amount of urine excreted by the herbivorous individual during a predetermined period can be easily and accurately determined. It can be quantified.
[0039]
Although not directly related to the present invention, the total sodium excretion or total phosphorus excretion can be quantified by setting the potassium concentration in the mathematical expression shown in the above formula 3 to, for example, a sodium concentration or a phosphorus concentration.
[0040]
Although not directly related to the present invention, an index marker contained in the urine of herbivores can be used in addition to creatinine. That is, a method for quantifying the amount of urinary potassium excreted by a herbivorous individual to determine the total amount of potassium excreted in urine for a predetermined period of time, wherein a part of urine is sampled from the herbivorous individual, and an index in the urine is obtained. A method for quantifying urinary potassium excretion, comprising measuring marker concentration and potassium concentration, and then quantifying total potassium excretion using the index marker concentration and potassium concentration. In such a configuration, by sampling a part of the urine of the herbivorous individual, the total potassium excretion excreted in the urine of the herbivorous individual for a predetermined period can be easily and accurately determined.
[0041]
Further, technical ideas that can be grasped from the embodiment will be described below.
-Substituting the creatinine concentration and the potassium concentration and the body weight (kg) of the herbivorous animal into the mathematical formula shown in Equation 1 to obtain the total potassium excretion excreted by the herbivorous animal in a predetermined period. The method for quantifying urinary potassium excretion according to claim 1. Here, C is a constant (mg / kg) indicating the total amount of creatinine excreted per kg of herbivores in a predetermined period.
[0042]
A urinary potassium excretion quantification device for quantifying the total potassium excretion excreted in urine by a herbivorous animal for a predetermined period by using the urinary potassium excretion quantification method according to claim 1 or 2. A creatinine concentration measuring means for measuring the creatinine concentration in the urine, a potassium concentration measuring means for measuring the potassium concentration in the urine, and a creatinine concentration and a potassium concentration measured by the both concentration measuring means. And a total potassium excretion amount calculating means for calculating the total potassium excretion amount. In such a configuration, by sampling a part of the urine of the herbivorous individual, the total potassium excretion excreted in the urine of the herbivorous individual for a predetermined period can be easily and accurately determined.
[0043]
A urinary potassium excretion quantification program for quantifying the total potassium excretion excreted in urine by a herbivorous animal for a predetermined period of time, wherein the creatinine concentration and potassium concentration in urine sampled from the herbivorous animal are determined. A quantification program for urinary potassium excretion, comprising the steps of: measuring, and calculating total potassium excretion using the measured creatinine concentration and potassium concentration. In such a configuration, by sampling a part of the urine of the herbivorous individual, the total potassium excretion excreted in the urine of the herbivorous individual for a predetermined period can be easily and accurately determined.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the method for quantifying urinary potassium excretion of the invention according to claims 1 and 2, by sampling a part of the urine of the herbivorous individual, the herbivorous individual is excreted in the urine for a predetermined period. Total potassium excretion can be easily and accurately determined. According to the apparatus for quantifying urinary potassium excretion of the invention according to claim 3, by sampling a part of the urine of the herbivorous individual, the total potassium excretion excreted in the urine of the herbivorous individual for a predetermined period of time. The amount can be easily and accurately determined.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are graphs each showing the results of <verification of total creatinine excretion as an index marker> in Examples.
FIG. 2 is a graph showing the results of <verification of total creatinine excretion as an index marker> in Examples.
3 (a) and 3 (b) are graphs showing the results of <verification of relationship between potassium intake and excretion in dairy cow> in Examples.

Claims

A method of quantifying the amount of urinary potassium excreted to determine the total amount of potassium excreted in the urine of a herbivorous animal for a predetermined period of time,
After sampling a part of urine from a herbivorous animal, measuring the creatinine concentration and potassium concentration in the urine, and quantifying the total potassium excretion using the creatinine concentration and the potassium concentration. Method for quantifying potassium excretion.

While the herbivore is a cow,
By substituting the creatinine concentration and potassium concentration and the body weight (kg) of the herbivorous animal into the mathematical formula shown in the following formula 1, the total potassium excretion excreted by the herbivorous animal per day is obtained. The method for quantifying urinary potassium excretion according to claim 1.

However, C is 19.2 to 25.4 mg / kg · day.

A urinary potassium excretion quantification device for quantifying the total potassium excretion excreted in urine by a herbivorous animal for a predetermined period by using the urinary potassium excretion quantification method according to claim 1 or 2. So,
Simultaneous measurement means for simultaneously measuring creatinine concentration and potassium concentration in the urine, and total potassium excretion amount calculation means for calculating total potassium excretion amount using the creatinine concentration and potassium concentration measured by the simultaneous measurement means ,
An apparatus for quantifying urinary potassium excretion, wherein the simultaneous measuring means is configured to measure the creatinine concentration and the potassium concentration using near-infrared analysis.