JP2007040939A - 試験片測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検査溶液を複数の反応域を有する試験片に展開させ、反応域における呈色反応を光学的に測定する場合に、より高精度に測定できる試験片測定装置を提供する。
【解決手段】試験片１０１は、血液が展開される展開層１０３に、その上流側から下流側にかけて３つの反応域１０４，１０５，１０６を形成している。第１の反応域１０４に血液が達する前に血液の展開速度を求める。次に第１の反応域１０４に血液が達してから反応が安定するまでの反応時間を求める。第１の反応域１０４では、反応が安定した最適なタイミングで測定する。第２、第３の反応域では、上記の展開速度と、反応時間とから推定したタイミングで測定を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、試験片測定装置に関し、特に試験片に被検査溶液を展開させて、被検査溶液中の特定成分の濃度を定量する装置に関する。

臨床診断の分野においては、被検者から採取した血液、血漿、血清、尿などの被検査溶液中の特定成分について、その存在の有無や濃度を測定し、医師はその結果を基に診断を行っている。これらの測定には、臨床検査室などで用いられる大型機と、ベットサイドなど、被検者のすぐそばで診断結果を得る、いわゆるＰＯＣＴ（ポイント・オブ・ケア・テスティング）用の小型機がある。

大型機では測定精度、信頼性は高いが、大病院ではその臨床検査室で分析を行ったり、あるいは、臨床検査室を持たない小規模の病院では、臨床検査会社に委託して分析を行ったりするために、分析結果を得るまでに時間がかかっていた。また、大型機の操作は煩雑で、被検査溶液の調整や前処理に専門技術を要し、検査費用も高額であった。

一方、小型機では、携帯性、可搬性に優れ、被験者のすぐそばで即座に測定結果が得られる上、さらに、検査費用も比較的安価であるメリットがある。また簡単な前処理で測定を行うことができ、専門知識を必要とせず容易に操作できるのであるが、指先や耳たぶなどから直接採取した血液や尿をそのまま用いることが多いので、環境温度、湿度や被検査溶液の状態などが測定値に影響しやすい欠点も有る。

従来の小型機の一例として、被検査溶液を試験片に展開させて、被検査溶液中に含まれる特定成分が試験片上の反応域を染色する度合いを、光学的に定量する装置がある。

図８を用いて詳細に説明すると、試験片１０１は、短冊状のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム１０２上に、展開層１０３として不織布やメンブレンなどの多孔質部材を配置したものである。展開層１０３には、試薬を固定化した反応域１０４、１０５、１０６を設けている。また、試験片１０１の一端には、カバー１０７により被検査溶液を採取可能なキャビティが形成されており、試験片１０１の端面の開口からキャビティ内に被検査溶液を導入する。

使用者が試験片１０１に被検査溶液を約５０μｌ程度添加すると、被検査液は、展開層１０３を毛細管現象を利用して浸透し試験片１０１を展開する。試験片１０１に設けられた３つの反応域を、その上流側の反応域１０４から順次反応域１０５、１０６へと被検査溶液が下流側に通過することで、免疫学上の抗原抗体反応により反応域を染色する。

このような免疫クロマトグラフィーを利用した試験片においては、色の濃さは、被検査溶液中に含まれる被検査物質中の特定成分の濃度に依存する。そこで従来は、添加した被検査溶液が試験片の下流側へと流れ過ぎ、３つの反応域で反応が終了するとみられるまでの時間を、多数の試験片を用いて予め計測しておき、その平均値をとり、例えば５分を測定を行うタイミングに設定していた。

実際の光学的な濃度測定は、被検査溶液を添加してから、タイマ１１６にて５分を計時すると、制御部１１４により試験片駆動部１１８を駆動して、発光器１１０から照射した分析光１０８が試験片１０１の上流側から下流側にかけて走査するよう試験片１０１を移動させて行う。そして各反応域を走査した時点で、色の濃さに応じた検出光１０９を検出器１１１で読み取り、濃度算出部１１９にて濃度に変換し、それぞれの結果をメモリ１１７に格納する。

装置は、測定可能範囲を広げるために、各反応域の特定成分に対する感度を変えており、メモリ１１７に格納された各反応域の濃度を参照し、特定成分の濃度が低いと判断されるときは反応域１０４の結果を、濃度が高いときには反応域１０６の結果を用いるなどして、最も適切な反応域の測定値を濃度に換算し表示部１１５に表示していた。
国際公開第０３／０１４７４０号パンフレット

しかしながら、本発明者らが上記従来の測定装置において、鋭意研究を重ねたところ、測定を行うタイミングは測定精度に大きく関わり、測定のタイミングを被検査溶液を添加してからの一定の時間経過後に統一したのでは、測定値の精度を上げることができないということがわかった。

具体的に言うと、例えば、被検査溶液として血液を用い、その中に含まれる特定成分の濃度を測定しようとした場合、特定成分の濃度が同じであったとしても、血液の粘度や、非凝固剤の有無、環境温度や湿度などによって、メンブレンなどの展開層１０３をクロマト展開させたときには、個々の試験片における展開速度が僅かに異なってくる。この僅かの差が濃度に依存した呈色の違いとなって現れ、測定値のばらつきを生じさせるため、測定精度を向上させることができないことが判明した。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、被検査溶液の状態や周囲環境の違いによって、試験片を展開する速度が異なっても、それに左右されることなく精度の高い測定結果の得られる試験片測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の試験片測定装置は、添加された被検査溶液が展開される展開層に、その被検査溶液の流れの上流側から下流側にかけて複数の箇所に、前記被検査溶液中の特定成分と反応して光学的に検出可能な結果を生じる反応域を形成した試験片が装着され、前記試験片に分析光を照射しつつ、前記分析光と試験片とを相対的に移動させて分析光にて試験片の複数の反応域を走査することにより、上記反応域からの検出光を検出し、前記特定成分の濃度を定量するようにした試験片測定装置であって、前記試験片の最も上流側に位置する第１の反応域からその下流側の第ｎの反応域に向かって順に展開していく前記被検査溶液が、第２の反応域に達するより以前に、試験片を展開する前記被検査溶液の流れの先端位置を光学的に検出することによって、前記被検査溶液の展開速度を算出するとともに、前記第１の反応域における測定値の変化量が、予め定めた所定の値を下回るまでの反応時間を計測しておき、第２の反応域およびそれ以降の反応域において分析光を照射して分析を行う測定タイミングを、前記展開速度と反応時間とから算出するようにしたことを特徴とするものである。

本発明の試験片測定装置によれば、被検査溶液が試験片を展開する速度にかかわらず、その展開速度に適したタイミングで測定を行うことができるので、ばらつきの少ない精度のよい定量測定が可能になる。

また、本発明の試験片測定装置によれば、光学的な読み取りを試験片に光を照射して走査する場合に、その読み取り回数が少なくてすむ。このため試験片測定装置を電池駆動するよう構成したときには、電池寿命を長くでき、ＰＯＣＴ機器としての携帯性や可搬性が向上することとなる。

以下に、本発明の試験片測定装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。ただし、以下に述べる実施の形態は一例であり、本発明をなんら限定するものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態１では被検査溶液として血液を用い、特に血液中のＣＲＰ濃度（Ｃ反応性蛋白濃度）を測定する試験片測定装置について述べる。

図１は、本実施の形態における試験片測定装置の構成図である。図１において、従来と同様の構成については、同一の符号を付している。

図において、試験片１０１は、縦３０ｍｍ、幅６ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの短冊状の薄片であり、血液は、カバー１０７が配置された側の端面に点着され、その開口より内部に導入される。導入された血液は試験片１０１上を長辺方向に浸透して展開して行き、全ての反応域１０４，１０５，１０６上を通過し、試験片１０１の反対側の端部まで移動する。なお、血液を点着した側を上流、反対側を下流と呼ぶ。

支持体１０２は、厚さ０．３ｍｍのＰＥＴフィルムであり、血液の漏れを防止するとともに、試験片１０１の強度を保っている。なお、支持体１０２は薄片状に加工が容易で、不透湿素材で、変形しにくいものであれば、上記のほかにアクリル、塩化ビニールなどのプラスチックや、ガラス、金属などが使用可能である。

展開層１０３は、厚さ０．３ｍｍのニトロセルロースを薄膜状にしたものを用いている。展開層１０３は多孔質であるため、血液は毛細管現象により展開する。なお、展開層１０３は血液で湿潤され、毛細管現象を発生させるものであれば、上記のほかにメンブレン、ガラス繊維、濾紙、不織布、布などが使用可能である。

第１の反応域１０４は、最も上流側の反応域である。第１の反応域１０４には予めＣＲＰに対して免疫学上特異的に結びつく抗体が固定化されている。第１の反応域１０４のさらに上流側には、図示しないがＣＲＰに特異的な標識剤が配置されており、血液が展開していくと、血液中のＣＲＰはこの標識剤にて標識される。標識されたＣＲＰがこの反応域１０４に達すると、抗原抗体反応により、第１の反応域１０４を標識剤の赤い色に染色する。

ここで、血液中のＣＲＰの濃度が高い場合には、ＣＲＰがより多く反応域に付着するため、反応域はより鮮明に染色される。反対に血液中のＣＲＰ濃度が低い場合には、薄く染色される。この色の濃淡を光学的に読み取ることにより、濃度を算出する。

第２の反応域１０５は、第１の反応域の次に染色される反応域であり、第１の反応域の下流側に配置される。また、第２の反応域１０５は第１の反応域１０４と同じくＣＲＰと特異的に結合する抗体が固定化されている。第２の反応域１０５は第１の反応域１０４から下流側に２ｍｍの位置に配置してある。第３の反応域１０６は第１の反応域から下流方向に等間隔に並ぶ最も下流側の反応域であり最後に染色される。本実施の形態では、３つの反応域を設けているがこれに限らず、さらに多くの反応域を設けたり、あるいは反応域を２つにしたりすることができる。

なお、本実施の形態では、反応域を２ｍｍの等間隔に配置しているが、機器で反応域の位置を記憶しておけば、任意の間隔で配置できる。

また、本実施の形態においては、反応域の位置を血液の流れの方向に順に配置することで流路を容易に作成でき、試験に必要な血液の量を少なくでき、且つ、試験片と光学系との相対的な移動が一方向となるため装置の構成を簡易にでき、好ましい。

カバー１０７は、展開層１０３に塗布されている上述の標識剤を保護し、且つ点着される血液の量を制限する機能を持っている。カバー１０７は展開層１０３との間に２ｍｍ程度の隙間を持ち、この隙間に約５０μｌの血液が吸い込まれる。カバー１０７の下の展開層１０３に塗布された標識剤は、点着された血液に溶け出し、血液中のＣＲＰを標識しながら下流側に移送される。

発光器１１０は安価で、扱いやすく、寿命が長く、出力が安定しているなどの理由からレーザーダイオード（ＬＤ）を用いており、分析光１０８を発生させる。分析光１０８は標識剤の性質上最も感度が高い波長を選択し６３５ｎｍとしている。また、ノイズと信号のバランスから出力は３ｍＷが最適である。

発光器１１０は試験片に対して電磁波を発するものであれば良く、レーザーダイオード（ＬＤ）のほかに、ＬＥＤ（発光ダイオード）、白熱灯などから選択でき、波長、出力も自由に選択可能である。

検出光１０９は、分析光１０８を試験片１０１に照射した際に発生する反射拡散光であり、反応域のＣＲＰ濃度の情報や、被検査溶液の有無を示す情報を持つ。なお、検出光１０９は試験片の情報を有した散乱光であれば良く、透過光、回折光、拡散光あるいは、照射光によって励起された蛍光などであっても良い。

検出器１１１は、フォトダイオード（ＰＤ）を用いており、検出光１０９の光量の変化を電気信号に変換する。検出器１１１は検出光１０９を効率よく検出するため、分析光１０８の照射角度に対して４５度を成す角度の延長線上に配置している。検出器１１１は検出光１０９を受光可能な位置に配置されてあればよく、検出光１０９が透過光である場合、検出器１１１は試験片１０１の反対側に配置しても良い。ただし、この場合は試験片１０１の支持体１０２を透明または半透明の素材とするのが望ましい。なお、検出器１１１は、光の変化を電気信号に置き換えるものであれば良く、上記の例の他に、ポジションセンシティブデバイス（ＰＳＤ）、チャージカップルドデバイス（ＣＣＤ）などを用いることもできる。

表示部１１５は安価で、扱いやすく、長寿命で、軽量な液晶パネルを用いている。なお、表示部１１５は使用者に測定の結果と測定器の状態を知らせる手段であればよく、ブラウン管モニタ、プラズマモニタ、有機ＥＬパネル、プリンタ、など一般の表示装置から選択できる。

本測定装置では分析光１０８の照射位置を固定し、試験片駆動部１１８により試験片１０１を平行に移動させ測定している。本実施の形態においては、分析光が全ての反応域を照射して走査できるように構成すればよく、たとえば、試験片１０１を固定し分析光１０８の照射位置を移動させてもよい。

なお、図１における反応時間検出部１２０、展開速度算出部１２１、第ｎ領域測定時間算出部１２２の具体的な動作については、後述の測定装置の動作説明と合せて説明をする。

次に、図２から図５を用いて、本実施の形態における試験片測定装置の動作を説明する。まず、試験片を展開する血液の展開速度を求める動作について、図２、図３を用いて説明する。

図２（ａ）は、血液２００を試験片１０１に点着し、血液の展開が開始した直後に試験片測定装置にて分析光を照射する様子を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）において矢印方向に分析光１０８を走査した場合に検出器１１１で得られる検出光の信号レベルを、その縦軸２０２に示している。なお横軸２０１は、試験片１０１の端部からの移動距離を示している。

図３は、血液２００の展開が進み、第1の反応域１０４の直前まで展開した場合を示している。図３においては、試験片１０１の移動はなされず、先の図２で検出した血液の先端位置よりも下流側で、なおかつ第1の反応領域の上流側のある位置において、分析光１０８による照射を継続しておこなう様子を示している。なお図３（ｂ）のグラフにおける横軸は、時間経過を示している。

血液２００を点着した試験片１０１を試験片測定装置に装着すると、試験片１０１に発光器１１０より分析光１０８を照射しながら、試験片１０１を移動させ、分析光１０８を試験片１０１の下流側端部から上流側にかけて走査する。試験片１０１の表面で反射した検出光は検出器１１１によって検出する。検出光は血液がある場合、光が血液に吸収され、検出器１１１からの信号レベルが低くなり、逆に分析光の照射位置に血液がない場合は検出器１１１の信号レベルが高くなる。

従って、試験片１０１を走査すると図２（ｂ）に示す信号が検出される。検出光の信号レベルが急激に変化した位置を、展開する血液の先端位置であると判定し、この先端位置と検出時刻をメモリ１１７に記憶する。

次に図３（ａ）では、試験片１０１を図２で記憶した血液２００の先端位置から下流側に５ｍｍほど試験片１０１を移動させた位置で静止させ、分析光１０８を０．５秒間隔で間欠的に照射する。血液２００が分析光１０８の位置に到着すると、検出器１１１の受光する信号レベルは図３（ｂ）のように変化する。この急激な変化点をもって、血液が到着したと判断し、検知した検出時間をメモリ１１７に記憶する。

ここで図１に示した展開速度算出部１２１は、上記図２において検出された検出時刻と図３において検出した時刻との差を算出し、血液２００が５ｍｍを展開するのに要した時間で除算することにより、血液２００の展開速度を求め、これをメモリ１１７に記憶する。

展開速度の求め方は上述の方法に限らず、図２において先端位置を検出してから、ある所定の時間だけ待機し、その後、さらに分析光で下流側を走査してゆき、再度、血液の流れの先端を検知することにより、所定の時間に展開する血液の距離から展開速度を算出するような処理を展開速度算出部１２１で行っても良い。

なお、上述の図２、図３の説明において、血液の展開速度を、第１の反応域１０４よりも上流側の位置で検出するのは次の理由による。上流側の位置で検体の展開速度を検出することにより、第２の反応域１０５以降の反応時間を予測し測定することができ、反応域の間隔を狭めて配置できる。

上述のように展開速度を求めた後、続いて、第１の反応域における呈色反応を読み取る最適な測定タイミングを求め、そしてそのタイミングで第１の反応域における測定値を読み取る。

図４（ａ）は、第１の反応域１０４での呈色反応を検出するため、試験片１０１を分析光１０８が第１の反応域１０４を照射する位置に駆動して、そして断続的に分析光１０８の照射を行う様子を示してあり、そして図４（ｂ）は、得られる検出光の信号レベルの変化を示したものである。図４（ｂ）において縦軸２０３は検出器１１１で得られる信号レベル、横軸２０４は時間を示している。

図４（ｂ）において、２０５は、血液が第１の反応域１０４に到達した時間を示してあり、この時点を境に第１の反応域１０４での呈色反応が開始する。血液２００が到達した直後の呈色反応の初期段階には、多くの血液２００が第１の反応域１０４を通過するため、時間に対する測定値の変化量が大きく、その後、流量が減少するに従い、変化量が急激に小さくなり、呈色反応は安定する。さらに被検査溶液２０２が流れなくなると、乾燥等の要因により測定値が低下する変化を示す。

よって、第１の反応域における呈色反応の測定値を得る最適なタイミングは、反応が安定した期間に行うのがよく、例えば反応の安定期に入った時点２０６の値を検出するのが好ましい。

最適な測定タイミングは、図１における反応時間検出部１２０にて求めるが、その求め方としては、例えば、検出光の信号レベルの変化の加速度を求め、加速度が予め定めた値以下になったときに安定期になったと判定することができる。信号レベルの変化の加速度の求め方については詳述しないが、所定の時間間隔での検出光の信号レベルの変化率を求め、さらにその変化率を求めることで得ることができる。なお、加速度を求める際には、変化量が大きい期間は、例えば５秒程度の間隔で分析光を照射し、変化量が小さくなるにしたがって１秒程度の間隔で分析光を照射するように、時間間隔を変えることで、測定装置の演算負荷を軽減させたり、電池駆動をさせた場合の電力の消耗を低減することができる。

なお、この時間間隔は、上記のように２段階に分けて設定しても良いが、求めた変化の割合に予め決めた係数を掛け算して時々刻々と変化する反応進行度合いに応じてフレキシブルに設定こともでき、さらには、変化の割合に応じてよりたくさんの段階に場合分けし、設定値を変化せることもできる。

このように、反応時間検出部１２０では、第１の反応域における信号レベルの変化のタイミングが環境条件などにより変わっても、常に反応が安定した呈色反応の最適な測定タイミングを求める。そして、反応時間検出部１２０はさらに、第１の反応域に血液の先端が到達した時間２０５から、最適な測定タイミング２０６までの時間を、反応時間として算出する。

以上のように第１の反応域１０４に血液が達してから、反応が安定するまでの反応時間を求め、そしてその最適なタイミングにおいて、第１の反応域１０４における検出光を読み取り、第１の反応域での濃度を濃度算出部１１９にて算出し、この値をメモリ１１７に記憶する。

続いて第２の反応域１０５での呈色反応を読み取るが、この読み取りタイミングは、上述のように求めた血液の展開速度と、反応時間とから図１における第ｎ領域測定時間算出部１２２にて求める。

ここで、図５を用いて第２の反応域１０５における測定時間（測定タイミング）を算出する第ｎ領域測定時間算出部１２２での動作について詳細に説明する。図５の５０１は第２の反応域１０５で得られるであろう検出光の信号レベルの変化を推測したものである。グラフの縦軸５０２は第２の反応域１０５における検出光の信号レベル、横軸５０３が時間、５０４は第２の反応域１０５における最適な測定タイミング、５０５は第１の反応域１０４から第２の反応域１０５まで血液が展開するのに要するであろう時間、５０６は血液が第２の反応域に達してから第２の反応域での反応が安定するまでに必要となるであろう時間をそれぞれ示している。

まず、第１の反応域１０４から第２の反応域１０５まで血液が展開するのに要する時間５０５を算出するために、上記で求めた血液の展開速度で、第１の反応域１０４と第２の反応域１０５との間の距離を除算する。

ここで血液は毛細管現象により展開しているため、距離が長くなると、展開速度は減速する。これを考慮するために本発明者らは、鋭意研究を行い、減速係数αを見出した。この減速係数αは検体の状態、たとえば、粘度、血球成分量などと、展開層の状態、たとえば展開層に存在する空隙の大きさや材質などによって決定される。本実施例で用いた減速係数αは試験片の複数の製造ロット間どうしで、試験片の性能を事前評価した結果を元に推定曲線を算出し、さらに、測定に用いるのと同じ製造ロットでの評価結果をこの関数にあてはめ算出される。

この減速係数αを、予めメモリ１１７に記憶させておき、求めた第１の反応域１０４から第２の反応域１０５まで血液が展開するのに要する時間に乗じ、第１の反応域１０４から第２の反応域１０５まで血液が展開するのに要するであろう時間を推定し算出する。

次に、血液が第２の反応域に達したであろうと推定される時間から、第２の反応域における反応が安定するであろう時間までの間隔を求める。これは、第１の反応域１０４で求めた反応時間に反応感度係数βを乗じて求める。この反応感度係数βは、事前の実験により、各反応域に生じる反応速度のばらつきを評価した結果得られた係数であり、この反応係数βは、抗原抗体反応を起こす試薬の性質や、気温の大きな変化などにより変化する係数であるため、試験片に使用した抗体の特性及び、測定機の環境温度を用いて決定される。

具体的には、ある製造ロットから試験片を取り出して基準液を用いて各環境温度下で評価し、その実験値をもとに算出できる。このようにして求めた、上記２つの時間の和をとり、第２の反応域１０５における最適な測定タイミングを第ｎ領域測定時間算出部１２２にて算出する。これらをまとめ、第２の反応域での測定タイミングをＴとして数式にて示すと次のようになる。
Ｔ＝（α×Ｓ÷Ｖ）＋（β×ｔ１）
但し、αは展開速度に関する減速係数、βは反応時間に関する反応感度係数、Ｓは第１と第２の反応域間の距離、Ｖは血液の展開速度、ｔ１は第１の反応域での反応時間である。
以上のようにして求めた第２の反応域における最適な測定タイミングで、分析光１０８を第２の反応域１０５に照射し、得られる検出光１０９から濃度算出部１１９にて濃度を求める。

第３の反応域１０６における測定のタイミングも、第２の反応域での求め方と同様にして算出した後、第３の反応域１０６での濃度を求める。以上のようにして求めた第１、第２、第３の反応域それぞれの濃度を相互に演算し、最終的なＣＲＰの濃度を濃度算出部１１９で求め、表示部１１５に表示する。

以上のように本実施の形態１では、第２、第３の反応域それぞれにおいて実際に分析光を照射して、血液が達したことを検出したり、第２、第３の反応域での最適な測定タイミングを求めたりするのではなく、事前に上流域で求めた展開速度と、第１の反応域における最適な測定タイミングとから、第２、第３の反応域での測定タイミングを推定するようにしている。

なお、上記の本実施の形態による測定方法によらず、各反応域の呈色の変化を個別に測定することもできるが、その場合は、測定値の変化の極大値を個別に求めるために、より長い時間、反応域の変化を測定し続けなくてはならないことになる。そのため試験片上の反応域の間隔を広げる必要が生じ、結果として測定時間が長くなる。また、反応域の間隔が広がるため、下流側にある反応域に到達する検体量や抗原が少なくなり、反応が鈍感になる。これらのことから、本実施例による方が、変化をひとつひとつを個別に実測して求める場合に比べ、短時間で高精度に測定することができる。また、第２の反応域以降の反応域を、それぞれ連続で測定し続ける必要がない為に、レーザの照射時間を少なくでき、電池駆動による測定が可能で、且つ機器の寿命も長くすることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２では上記実施の形態１とは異なる試験片を用いて測定する試験片測定装置について述べる。

図６は、本実施の形態における試験片の構成図である。図において実施の形態１と異なる点は、血液の流れる流路を流れの方向に沿って２分割し、それぞれの流路上に感度の異なる反応域を互い違いに配置した点である。

試験片６０１の先端部のカバー１０７に血液が点着されると、２つの流路６０１及び６０２にほぼ同時に血液が浸透する。血液が点着された試験片が機器に挿入されると試験片に光が照射され、それぞれの流路上での血液の流れの先端を検知する。さらに下流側に移動し光を間欠照射しながら血液が流れてくる時間をそれぞれ測定し、血液の展開速度をそれぞれ算出する。その後、予め記憶している反応域の位置情報を読み出し、反応域の測定タイミングを推定する。このとき、２本流路上の反応域が同時に反応すると、最適なタイミングが重なり、１つの光で検出することができない場合があるため、反応域は互い違いに配置する必要がある。

以上のように、感度の異なる反応域を互い違いに配置し測定の最適な時間を予測することで、より多くの反応域を配置でき測定できる濃度の幅を広げることが可能となり、また、反応域に固定化する試薬の感度を高くできるため、高精度に判定することができる。但しこのように配置した場合は、試験片駆動部を流路方向だけでなく流路と垂直な方向にも駆動させる必要がある。

（実施の形態３）
本実施の形態３では上記実施の形態１とは異なる試験片を用いて測定する試験片測定装置について述べる。

図７は、本実施の形態における試験片の構成図である。図において実施の形態１と異なる点は、血液の流れる流路を螺旋状に形成し、流路上に異なる種類の反応域を放射状に配置した点である。

試験片７０１の先端部のカバー１０７に血液が点着されると、図に示す流路上を血液が螺旋状に展開する。流路上には複数の反応域が配置されており、それぞれ、感度の異なる試薬や、互いに異なる血液中の成分などに反応する試薬が塗布されている。試験片が装置に挿入されると、光が流路に沿って走査し、点着された血液の先端を検知する。さらに、流路に沿って下流側に移動し、光を間欠照射しながら、展開する血液の先端を検知し、血液の移動量と、移動時間から血液の展開速度を算出する。算出した展開速度と予め記憶している反応域の位置情報を元に、測定のタイミングを予想し、反応域を測定する。

以上のように、本実施の形態３では、試験片に螺旋状の流路を形成し、流路上に反応域を配置し、血液の展開時間を算出し各反応域の反応時間を予測することにより、多数の反応域を一つの試験片上に配置することができ、正確且つ、高感度に測定することができる。また、反応域に固定化する試薬を種類の異なるものに置き換えることで、多種の検査項目を一度に行うことが可能となる。

本発明にかかる試験片測定装置は、血液に限らず、被検査溶液を複数の反応域を有する試験片に展開させて測定する場合に、より高精度に測定でき、また、電池駆動とする場合に、電池の寿命が延び、携帯性や可搬性が増すので、ＰＯＣＴ機器に有用である。

本発明の一実施の形態における試験片測定装置の構成図 同装置の動作を説明する側面図及び信号波形図 同装置の動作を説明する側面図及び信号波形図 同装置の動作を説明する側面図及び信号波形図 同装置の動作を説明する信号波形図 本発明の他の実施の形態に用いる試験片を示す平面図 本発明の他の実施の形態に用いる試験片を示す平面図 従来の試験片測定装置の構成図

符号の説明

１０１ 試験片
１０２ 支持体
１０３ 展開層
１０４ 第１の反応域
１０５ 第２の反応域
１０６ 第ｎの反応域
１０７ カバー
１０８ 分析光
１０９ 検出光
１１０ 発光器
１１１ 受光部
１１４ 制御部
１１５ 表示部
１１６ タイマ
１１７ メモリ
１１８ 試験片駆動部
１１９ 濃度算出部
１２０ 反応時間検出部
１２１ 展開速度算出部
１２２ 反応領域測定時間算出部
２００ 血液

Claims (4)

1. 添加された被検査溶液が展開される展開層に、その被検査溶液の流れの上流側から下流側にかけて複数の箇所に、前記被検査溶液中の特定成分と反応して光学的に検出可能な結果を生じる反応域を形成した試験片が装着され、前記試験片に分析光を照射しつつ、前記分析光と試験片とを相対的に移動させて分析光にて試験片の複数の反応域を走査することにより、上記反応域からの検出光を検出し、前記特定成分の濃度を定量するようにした試験片測定装置であって、
   前記試験片の最も上流側に位置する第１の反応域からその下流側の第ｎの反応域に向かって順に展開していく前記被検査溶液が、第２の反応域に達するより以前に、試験片を展開する前記被検査溶液の流れの先端位置を光学的に検出することによって、前記被検査溶液の展開速度を算出するとともに、
   前記第１の反応域における測定値の変化量が、予め定めた所定の値を下回るまでの反応時間を計測しておき、
   第２の反応域およびそれ以降の反応域において分析光を照射して分析を行う測定タイミングを、前記展開速度と反応時間とから算出するようにしたことを特徴とする試験片測定装置。
2. 添加された被検査溶液が展開される展開層に、その被検査溶液の流れの上流側から下流側にかけて複数の箇所に、前記被検査溶液中の特定成分と反応して光学的に検出可能な結果を生じる反応域を形成した試験片に対して、分析光を照射する発光器と、
   前記分析光の照射された試験片からの検出光を受光する検出器と、
   前記分析光にて試験片の複数の反応域を走査されるよう、前記分析光と試験片とを相対的に移動させるための駆動部と、
   前記試験片の最も上流側に位置する第１の反応域からその下流側の第ｎの反応域に向かって順に展開していく前記被検査溶液が、第２の反応域に達するより以前に、試験片を展開する前記被検査溶液の流れの先端位置を光学的に検出することによって、前記被検査溶液の展開速度を算出する展開速度算出部と、
   前記第１の反応域における測定値の変化量が、予め定めた所定の値を下回るまでの反応時間を計測する反応時間検出部と、
   前記展開速度算出部と反応時間検出部とで得られた展開速度および反応時間から、第ｎの反応域における測定タイミングを算出する第ｎ領域測定時間算出部と、
   前記第１の反応域において検出器にて検出された検出光、および、第ｎ領域測定時間算出部において算出された測定タイミングで検出された第ｎ領域での検出光から、被検査溶液中の特定成分の濃度を算出する濃度算出部と、
   を備える試験片測定装置。
3. 前記第２の反応域以降の測定タイミングＴを、
   Ｔ＝（α×Ｓ÷Ｖ）＋（β×ｔ１）で算出することを特徴とする請求項１または２に記載の試験片測定装置。
   （但し、αは展開速度に関する係数、βは反応時間に関する係数、Ｓは第ｎの反応域への試験片と分析光の相対的な移動距離、Ｖは前記展開速度、ｔ１は第１の反応域での反応時間。）
4. 前記第１の反応域における測定値の変化の加速度が、予め定めた所定の値を下回るまでの反応時間を計測するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の試験片測定装置。
   
   

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