JP2005098937A - 反射測定用内部標準を装備した試験片分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】尿等の液体試料中の成分濃度を試験片上の試薬層の呈色の度合いを反射測定して求めるものであり、試験片の画像をイメージセンサ上に撮像する場合において、試験片上の部位により異なる光量の変化やバラツキを消去することで、反射率の誤差を解消する技術を提供する。
【解決手段】試薬層に試料を供給した状態の試験片を載置して間欠駆動される反応ラインと、試験片が測定部に位置した時点で試験片の画像を撮像するイメージセンサとを備えた、得られた試薬層の画像信号から反射率を求める試験片分析装置において、測定部の各部位における光量の分布変動や経時変化を較正するための内部標準を反応ライン部分に設ける。反応ラインは、例えば複数の試験片ホルダーを連ねた無限軌道方式のものから構成され、内部標準は試験片ホルダーの試験片載置箇所自体に組み込む。そして内部標準を組み込んだ試験片ホルダーは試験片載置位置に停止しないよう制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、尿などの液体試料中の成分濃度を、試験片上の試薬層の呈色の度合いを反射測定することによって求めるものであって、試験片の画像をイメージセンサ上に撮像するタイプの分析装置の改良に関するものである。

現在、尿分析においては、多数の項目が一回の操作で測定できるように複数の試薬層を備えたマルチ試験片が、スクリーニング検査などに広く用いられている。この場合、大量の尿試験片を効率よく測定するために、多数の尿試験片ホルダーとイメージセンサを備えた、各種の自動分析装置が用いられている。これら自動分析装置では、試験片の画像をイメージセンサ上に撮像し、その画像信号を処理して試験片や試薬層の位置の特定、及び各試薬層の呈色の度合いから尿試料中の成分濃度を算出する。

試験片の画像をイメージセンサ上に撮像する場合、試験片上の試薬層への光源光の照射角度や撮像部への反射角度、或いは光源光の照射エネルギーが不均一となり、反射率の測定に誤差を生じる。

従来、イメージセンサを用いた試験片分析装置では、試験片の部位により異なる光源光の照射エネルギーの変化やバラツキを消去するために、様々な工夫が凝らされている。例えば、（１）別途用意してある標準反射板を測定部に載置して撮像した画像を光量分布較正用のデータとして装置に記憶させたり、（２）試験片の近傍に光源の長さ方向に平行な標準反射板を置き光源の長さ方向の光量分布変動を反映した画像を撮像装置に与えたり（例えば、特許文献１）、（３）白色標準片と着色標準片を備えた校正板を複数の試験片（本発明の試薬層）を備えた測定用試験具（本発明の試験片）と並べてイメージセンサで撮像したり（例えば、特許文献２）して、この問題に対処しようとしている。
特開平１０−３１０１１号 特開２００２−４００２２

これら従来技術のうち、別途用意してある標準反射板を撮像することにより、光量分布の較正を行う場合は、標準反射板を一々測定部に出し入れする手間が掛かる上、標準反射板の紛失や汚れ或いは劣化などに気を遣って管理しなければならない。

また、試験片近傍に置かれた標準反射板を、試験片と共に撮像する場合は、試験片と標準反射板は物理的に異なる位置にあり、両者に対する光量分布は全く同じであるとは言えず、反射率の誤差は完全には解消しえない。

そこで、本発明者らは、標準反射板を別途用意することなく、試験片の載置位置における光量分布を正確且つ確実に測定することにより、反射率の誤差を解消することに成功した。以下、本発明で採った手段について、液体試料を尿とした場合を例にとって、詳細に説明する。

本発明は、試薬層に尿試料を供給した状態の試験片を載置して間欠駆動される反応ラインの部分に、内部標準として試験片の長さ方向に沿った標準反射板を組み込んだものである。そして、反応ラインを駆動して、試験片が測定部即ちイメージセンサによる撮像位置に一時停止した時点で試験片を撮像し、続いて、標準反射板が撮像位置に一時停止した時点で同様に標準反射板を撮像する。このようにすれば、各々の試薬層の画像における光量分布は、標準反射板の画像における光量分布と等しくなり、反射率の誤差を解消することができる。また、反応ラインは所定時間で一巡するので、標準反射板による光量の分布変動や経時変化の較正が、定期的に手間を掛けることなく簡単且つ確実にできる利点がある。

反応ラインとしては、例えば、複数の試験片ホルダーを連ねた無限軌道方式のものがある。この場合、内部標準は、試験片ホルダー中の特定のものを１乃至数個選び、その試験片載置箇所に試験片と同程度の大きさの標準反射板を組み込み固定する。標準反射板組み込み用として特殊なホルダーを使用しても良いが、通常の試験片ホルダーをそのまま用いる方がコストが安く、試験片載置用に転用が効く利点がある。尚、試験紙載置箇所に標準反射板を組み込んだ場合、誤ってその試験片ホルダーに試験片を載置すると、標準反射板を尿などで汚染してしまう。そこで、標準反射板を組み込んだ試験片ホルダーは、試験片載置位置に停止しないよう無限軌道の動きを制御する必要がある。

反応ラインとしては、無限軌道方式以外に、ターンテーブル方式や、１個の試験片ホルダーが試験片載置位置と測定位置を移動する方式が使用されている。前者では、ターンテーブルの試験片載置位置の１乃至複数箇所に内部標準板を組み込めばよいし、後者では、もう１個試験片ホルダーを増設して標準反射板を組み込むことで、本発明を適用できる。

尚、本発明で試験片とは、尿やその他の液体試料中の成分濃度を、その上に設けた試薬層の呈色反応により測定するための用具を言い、細長いスティック状の支持体の上に１乃至複数の試薬層を貼着したものである。試薬層は、濾紙やフィルム等の担体に試薬を含浸させたり塗布したものである。

以上詳述したように、本発明は、イメージセンサを用いた尿等の試験片分析装置において、試薬層に試料を供給した状態の試験片を載置して間欠駆動される反応ラインの部分に、測定部の各部位における光量の分布変動や経時変化を較正するための内部標準を設けたものである。

従って、本発明は以下に述べるような効果を有する。
（１）標準反射板を別途保管して使用する場合に比べて、標準反射板による光量の分布変動や経時変化の較正が、定期的に手間を掛けることなく簡単且つ確実にできる利点がある。
（２）標準反射板を別途保管して使用する場合、一々測定部に出し入れする手間や、手入れ、保管が必要で、紛失防止などの管理に気を遣うが、本発明では無用である。
（３）標準反射板を試験片の近傍に置く場合と異なり、標準反射板は試験片と同一位置で撮像されるため、光量の分布変動や経時変化に起因する反射率の誤差を完全に解消する。
（４）標準反射板を試験片の近傍に置く場合に比べて、本発明では、試験片ホルダーに標準反射板を組み込むだけであるから、測定部の構造が簡単になる。

反応ラインは、複数の試験片ホルダーを連ねた無限軌道方式で構成され、内部標準は、試験片ホルダーの試験片載置箇所に組み込まれている。

以下、本発明装置を、図面に基づいて詳細に説明する。図１に、本発明の試験片分析装置の一例を示す。この分析装置１０は、反応ライン１１と測定部１２からなる。反応ライン１１は、試験片ホルダー１３を多数連結して無限軌道１４を形成しており、スプロケット１５、１６により間欠的に、例えば１３秒間の停止と２秒間の移動の１５秒間を単位として、駆動される。そして、試薬層に尿試料を供給した状態の試験片を、Ａの位置で試験片ホルダー１３に載置し、測定箇所Ｂに来た時点で、反射測定される。尚、本例の測定部１２は、装置のコンパクト化のために折り畳むようになっているが、これは本発明の要旨とは無関係である。

図２は、測定部１２を構成する試験片ホルダー１３と光源１及びイメージセンサ４との位置関係を示す説明斜視図である。試験片ホルダー１３が、測定部１２の真下である測定箇所Ｂで停止した時点で、全ての試薬層３を含む試験片２のほぼ全体が、イメージセンサ４により撮像される。そして、ある試薬層３上の特定の一点３１の画像が、イメージセンサ４の特定の画素４１に撮像されたとする。この画素の出力が、点３１の反射光量を示すことになる。符号５は、レンズである。

一方、無限軌道１４を形成する試験片ホルダー１３の中に、１つだけ試験片載置箇所に標準反射板１８を取り付けた試験片ホルダー１７が組み込まれている。そして、試験片ホルダー１７が測定箇所Ｂに停止した時点で、同様に標準反射板１８の全体がイメージセンサ４により撮像される。そして、この場合における画素４１の出力を記憶しておき、この出力を１００とした場合の前記点３１の反射光量の割合を算出すれば、点３１における正確な反射率が求められる。即ち、この反射率は、測定位置における光量分布のバラツキによる誤差を解消したものである。

尚、本来は順序が逆で、初めに標準反射板１８を撮像し、その時におけるイメージセンサ４の全画素或いは、必要とされる部分の画素について、その出力を記憶させておき、次に標準反射板１８を撮像するまで、その値を使用する。

試験片ホルダー１７は、試験片ホルダー１３と同形のものを使用する方が、余分なコストが不要になる。尚、試験紙ホルダー１７上に誤って試験片２を載置すると、尿などで標準反射板１８が汚染されるおそれがある。そこで、試験片ホルダー１７は試験片載置箇所Ａでは停止しないように、無限軌道１４の動きを制御する必要がある。

本発明の尿分析装置の一例を示す正面図である。（実施例１） 本発明の試験片ホルダーと光源、イメージセンサとの位置関係を示す説明斜視図である。

符号の説明

１ 光源
２ 試験片
３ 試薬層
４ イメージセンサ
４１ 画素
１０ 試験片分析装置
１１ 反応ライン
１２ 測定部
１３ 試験片ホルダー
１４ 無限軌道
１７ 試験片ホルダー
１８ 標準反射板
Ａ 試験片載置箇所
Ｂ 測定箇所

Claims (3)

1. 液体試料中の成分濃度を、試験片上の試薬層の呈色の度合いを反射測定することによって求める試験片分析装置であって、試薬層に試料を供給した状態の試験片を載置して間欠駆動される反応ラインと、試験片が測定部に位置した時点で試験片の少なくとも試薬層を含む箇所の画像を撮像するイメージセンサとを含み、得られた試薬層の画像信号から反射率を求めるものにおいて、測定部の各部位における光量の分布変動や経時変化を較正するための内部標準を、反応ラインの部分に設けたことを特徴とする、反射測定用内部標準を装備した試験片分析装置。
2. 反応ラインが複数の試験片ホルダーを連ねた無限軌道方式のものから構成されている請求項１記載の反射測定用内部標準を装備した試験片分析装置。
3. 内部標準が試験片ホルダーの試験片載置箇所自体に組み込まれるものである請求項１又は請求項２記載の反射測定用内部標準を装備した試験片分析装置。

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