JP2009257909A - 酸化ストレス度の分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の装置は大型で高価なものとなってしまい、一般的な病院や診療所に設置し、一般的な人々が利用することは現在難しく、コンパクトで手軽に設置し、使用し、あるいは利用することのできる酸化ストレス度の分析装置が存在していなかったという点である。
【解決手段】 採血された血液を緩衝液に入れて混和し、試薬を添加して混和させて試料液とし、その試料液をキュベットに入れｄ−ＲＯＭｓテスト、もしくはＢＡＰテストを行ない、前記血液中のフリーラジカルの分析を行ない、その分析結果に基いて抗酸化度及び酸化ストレス度を測定するための装置であって、一のケーシングに遠心分離機能部と、試料液の測定をランバートビア法で行なう光度計と、キーボードを有し、結果を表示できる表示部と、プリンターを備え、それらの要素が内蔵されるシステムコントロール部と電気的に接続されていることとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は酸化ストレス度の分析装置、即ち被験者から採血した血液中のフリーラジカルの状態を測定して、その被験者の酸化ストレス度、抗酸化度を数値として捉え、予測される疾病や老化等を防止するために使用される酸化ストレス度の分析装置に関する。

近時、世界の各地では活性酸素・フリーラジカルに関する研究が進められ、このフリーラジカルと老化や各種疾病との関連性が明白とされてきているが、このフリーラジカル自体は寿命が短く、高い反応性のため、生体内の状態を測定することは極めて困難なこととなっている。ここで、本願の発明者でもあるイタリアのドクター・カラテッリとドクター・イオリオを中心とした研究チームは生体内の活性酸素・フリーラジカルのレベルを測定する方法を開発した。

しかしながら、この方法を実行する装置は従来、分析装置として大型のもので、その構成、作動も複雑で価格も非常に高価なものとされ、特定の一部施設にしか設置することができないもので、一般的な病院、診療所等には設置することが難しいもので、それを利用できる被験者も特定されてしまうものとなっていた。
アメリカ特許第６、３５５、４８９Ｂ１公報

本発明が解決しようとする問題点は、開発された活性酸素・フリーラジカルの測定方法を実行するための装置は大型で高価なものとなってしまい、一般的な病院や診療所に設置し、一般的な人々が利用することは現在難しく、コンパクトで手軽に設置し、使用し、あるいは利用することのできる酸化ストレス度の分析装置が存在していなかったという点である。

上記した問題点を解決するために、本発明に係る酸化ストレス度の分析装置は、採血された血液を緩衝液に入れて混和し、試薬を添加して混和させて試料液とし、その試料液をキュベットに入れｄ−ＲＯＭｓテスト、もしくはＢＡＰテストを行ない、前記血液中のフリーラジカルの分析を行ない、その分析結果に基いて抗酸化度及び酸化ストレス度を測定するための装置であって、一のケーシングに遠心分離機能部と、試料液の測定をランバートビア法で行なう光度計と、キーボードを有し、結果を表示できる表示部と、プリンターを備え、それらの要素が内蔵されるシステムコントロール部と電気的に接続されていることを特徴とし、前記した光度計はアルミニウムブロックされており、この光度計と前記した遠心分離機能部分は摂氏３７度に温度設定され、この温度設定はサーモスタットによって安定されていることを特徴とし、前記した試料液を入れるキュベット内には試薬呈色クロモゲン、Ｎ,Ｎジエチルパラフェニレンジアミン（ＤＥＰＰＤ）が予め入れられていることを特徴とし、前記した光度計は同時に複数の試料液を入れたキュベットに対応することができるものであることを特徴とし、前記した緩衝液はｐＨ４．８の酢酸緩衝液としてあることを特徴としている。

また、本発明に係る酸化ストレス度の分析装置は採血された血液を緩衝液に入れて混和し、試薬を添加して混和させて試料液とし、その試料液をキュベットに入れ、ｄ−ＲＯＭｓテスト、ＢＡＰテストその他の生化学項目の分析を行なう装置であって、ケーシング外に遠心分離機を有し、ケーシングは試料液の測定をランバートビア法で行なう光度計と、複数のキュベットを載置できるサーモスタットスペースと、キーボードを有し、結果を表示できる表示部とプリンターと、タイマースイッチとそれらの要素が、内蔵されるシステムコントロール部と電気的に接続されていることを特徴とし、前記した遠心分離機と、アルミニウムブロックされた光度計と、サーモスタットスペースは摂氏３７度に温度設定されていることを特徴とし、パソコン等の外部機器と電気的に接続可能とし、その外部機器にデータを出力可能としてあることを特徴としている。

本願に係る酸化ストレス度の分析装置は上記のように構成されている。そのため、装置全体のサイズ、重量はコンパクトなものとされ、設置スペースもとらず、スタートから最終的な数値表示及びそのプリントアウトまで実行することができるものとなっており、価格も低廉なものとなり、幅広く普及させることが可能な装置となっている。

図面として示し、実施例に説明したような構成とすることで実現した。

次に、本発明の好ましい第一の実施例を図１乃至図３を参照して説明する。図１は第一実施例を示す正面側斜視図、図２は同じく背面側斜視図、図３は同じくブロック図である。

これらの図にあって１は酸化ストレス度の分析装置本体を示しており、この分析装置本体１はプラスチックで成形されたケーシング１ａを有している。このケーシング１ａは略直方体をしており、内部には後述する電気的なシステムコントロール部が内蔵されているもので、略中央には開閉蓋２ａを枢支して備えた遠心分離機能部２を有しており、この遠心分離機能部２には後述するキュベット４が装着される約６、０００ｒｐｍの回転速度の遠心分離機３が備えられている。３ａはキュベット４とバランスをとるためのバランサーで、このバランサー３ａの中身は水が入れられている。なお、遠心分離機能部２は実験則上最も有利な摂氏３７度に安定保持されている。

また、前記したケーシング１ａの上面部分で遠心分離機能部２の近傍にはキュベット４、４‥を複数本設置できるセット部５が形成されている。

さらに、ケーシング１ａの上面部分で前記したセット部５の逆サイドには後述する測定を実行するためのアルミニウムブロックされた光度計６が設けられている。この光度計６は図では一つを示し、一本のキュベット４に対応できるものとしているがこれは複数本のキュベット４、４‥を同時に測定することができるように複数箇所に設けることも勿論可能である。

前記した光度計６は、光源としてロングライフランプを使用し、その計域は５０５ｎｍの波長が用いられ干渉フィルターが介在される。帯域は８ｎｍとなっているもので、測定方法はランバートビア法、即ち、ランベルトの余弦法則にのっとってなされるもので、温度として実験則上最も有利な摂氏３７度に安定保持される。

また、ケーシング１ａの後方はテーパ面が形成され、そのテーパ面の向かって右側には６つの機能キーを有するキーボード７が備えられ、その上方にデータ情報を表示する液晶を用いた表示部８が備えられている。この表示部８はバックライトが備えられ、英数字で４行２０字の表示が可能となっている。

そして、９はプリンターを示し、感熱紙を用いたグラフィックプリンターを用いてあり、一行あたり１９２ポイントを印字できる。このプリンター９は分析結果のほか、オペレータ向けのメッセージ等を印刷する。１０はこのプリンター９の蓋で感熱紙の交換等の際に開閉する。

一方、分析装置本体１の背面側はパワースイッチ１１が備えられ、電源コードが差し込まれるプラグ１２が備えられている。１３は製造技術やシリアル番号等を表示したラベルで、１４は外部機器としてのパソコン等と接続するためのシリアルインターフェイスで９ピンコネクタからなり、ＲＳ２３２経由でデータを伝送する。１５は冷却ファンで内部を冷却し、前面の放熱孔１６からの機器内部の熱を放出する。

前記した各要素は図３に示すブロック図のように、ケーシング１ａ内に内蔵されるシステムコントロール部１７と電気的に接続されて、制御される。

ここで、この分析装置本体１を使用して、活性酸素・フリーラジカルの分析測定を行なう手順を説明する。まず、酸化ストレス度を測定するｄ−ＲＯＭｓテスト（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｏｘｙｇｅｎ Ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ）の場合は、酸化ストレスが生体の酸化反応と抗酸化反応のバランスが崩れ、酸化状態となり、生体が酸化的障害を起こすことであるから、このテストでは生体の活性酸素やフリーラジカルを直接計測するのではなく、それらにより生じた血中のヒドロペルオキシド（ＲＯＯＨ＝活性酸素やフリーラジカルによって酸化反応を受けた脂質、蛋白質、アミノ酸、核酸等の総称で、酸化ストレス度のマーカーとなる）濃度を呈色反応で計測し、生体内の酸化ストレス度を総合的に評価する。

被験者の指先からキャピラリー（採血ストロー）で約２０μｌの全血を採血し、ｐＨ４．８の酢酸緩衝液に入れ混合する。ここでサンプルとして水素イオン濃度が安定される。また、酸性培地にあって血中蛋白質から２価鉄と３価鉄がイオン化し、これらの鉄イオンが触媒となってフェルトン反応が起こり、酸化の過程で形成されたヒドロペルオキシド群（ＲＯＯＨ）がアルコキシラジカルとペルオキシラジカルに分解されてフリーラジカルとなる。

この状態の試料液を呈色クロモゲン（Ｎ,Ｎジエチルパラフェニレンジアミン＝ＤＥＰＰＤ：Ｄｉａｃｒｏｎ社開発の芳香族化合物）が予め入れられたキュベット４に移す。このクロモゲンはフリーラジカルに触れると酸化され、フリーラジカルの量に応じて赤紫色のラジカル陽イオンに変化する特性を有する。赤紫色に変化した色の濃度は血中にあるヒドロペルオキシドの濃度を反映し、活性酸素・フリーラジカルの影響を受けた細胞、分子の副産物である活性酸素代謝物（ＲＯＭｓ）の量と直接比例する。

ここで、血液の赤さとクロモゲン反応の赤紫色を区別するために前記遠心分離機３に１分間かけ、血球細胞を分離した後、そのキュベット４を光度計６に入れ、５分間計測することで、計測結果が数値化され、表示部８に表示されると共にプリンター９により印刷される。つまり、この光度計６ではキュベット４内の試料液をモノクロ光線の吸収度合を測定し、吸収値を分析し、その結果をカール（ユニット・カール）という任意の単位に自動的に変換して表わす。ここでカールの単位は、このテストが血中の多種類あるヒドロペルオキシドの濃度を測定していることから、発明者のＤｒ．ＣＡＲＲＡＴＥＬＬＩの名を冠したもので、１Ｕ．ＣＡＲＲは０．０８ｍｇ／１００ｍｌＨ₂Ｏ₂に相当する。そして、測定数値が３００カール以下なら正常、それ以上が酸化ストレス状態を示すこととなる。

次いで、ＢＡＰテスト（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ＝生体抗酸化力）について説明すると、この原理は血漿中の多くの抗酸化物質（内因性、外因性）が活性酸素・フリーラジカルに電子を与え、酸化反応を止める還元能力を計測して抗酸化力を評価するものである。

このＢＡＰテストでは、まず、１０μｌの血漿または血清を採取するため被験者の指先から専用ミクロキュベットで約１００μｌ採血し、９０秒遠心分離機３にかける。チオシアン酸塩誘導体を含む試薬に三価鉄塩を含む試薬を５０μｌ滴下し、混合して赤く呈色させ、光度計６によって三価鉄イオン濃度を３秒間で測定する。遠心分離してできた血漿を専用ピペットで１０μｌ採り、三価鉄イオンで呈色している試薬に入れ、混合し、再び光度計６に入れる。光度計６は前記したように摂氏３７度で温度管理されており、自動的に５分後の三価鉄イオン濃度が計測される。

血漿中の抗酸化物質が三価鉄イオンに電子を与えると、二価鉄イオンに還元し、脱色する。この脱色の度合は検体となっている血漿のもつ還元能力と比例する。血漿を入れる前の色と血漿を入れて５分後の色との比較で何μモルの三価鉄を還元したかが計算され、自動的に印刷される。この血漿もしくは血清の電子を与える還元能力から、抗酸化力を評価することとなる。酸化ストレス度が高くとも、抗酸化力が低いとも限らず、その逆もあるもので、無秩序に抗酸化物質を摂取することは逆に酸化促進反応を起こすこともあり、このＢＡＰテストは非常に重要といえる。

このＢＡＰテストでは三価鉄塩は、ある特定のチオシアン酸塩誘導物を含む無色の溶液に溶解すると三価鉄イオンの機能として赤くなるが、血漿を添加すると血漿中の抗酸化物質の作用で二価鉄イオンに還元され、脱色される。この特性を利用して色の変化を光度計で測定し、評価することとなるのである。

次に、図４乃至図７によって本願の好ましい第二の実施例を説明する。図４は本願の第二実施例を示す斜視図、図５は同じく背面図、図６は同じく遠心分離機を示す斜視図、図７は同じくブロック図である。

この第二実施例としての酸化ストレス度の分析装置は、第一実施例で説明したｄ−ＲＯＭｓテスト、ＢＡＰテストに加え、水溶性有機液体の総抗酸化力測定、生体液を用いた総抗酸化力測定、血液を用いたチオール系抗酸化バリア測定、及び血液生化学検査一般を実行することができるものとなっている。

図中２０はプラスチックで成形されたケーシングを示し、このケーシング２０の前面には弧状とされた前面プレート２１が一体的に設けられている。この前面プレート２１の略中央にはケーシング２０に陥入して形成されたサーモスタットスペース２２が形成されており、このサーモスタットスペース２２には９個の試薬キュベットを置くことができ、温度は最も有効な摂氏３７度に維持されている。

このサーモスタットスペース２２には光度計を組み込むことができるが、場合によってはこの光度計はケーシング２０と別途に用意してもよい。この光度計は２０Ｗのロングライフハロゲンランプを光源とし、その光度計域は３２０〜６８０ｎｍ、８ｎｍ帯域とされ、９個のキュベットに対応できる。キュベットに入れられた試料液をモノクロ光線の吸光度合を測定し、吸収値を分析し、その結果を自動的に各測定項目の任意の単位に変換する。

また、このサーモスタットスペース２２の上方で向かって右側にはキーボード２３及び液晶を用いた表示部２４が備えられており、キーボード２３は測定パラメータの入力や機器を動作させる際に、各々のキーが押され入力する。表示部２４には測定パラメータや測定結果等が表示される。

さらに、向かって左側にはプリンター２５が備えられ、このプリンター２５は感熱紙を利用し、測定値等を出力する。尚、２６はタイマーを作動させる際に押圧入力するタイマーボタンである。

そして、ケーシング２０の背面側には内部の熱を逃がすための放熱孔２７が形成され、ＲＳ２３２ポートでＰＣ等の外部機器との通信（データ通信）を可能とする通信ポート２８が備えられている。２９は電源コードを挿し込むための電源ポートであり、その傍らには１Ａのヒューズを内蔵したヒューズボックス３０が備えられている。３１は海外と日本国内にあって電圧を切り換えるための電圧変更チャンネルである。

そして、この第二実施例にあってはケーシング２０外に、別途に遠心分離機３２が用意され、この遠心分離機の回転数は６、０００ｒｐｍとされ、全血を血漿と血球に分離する作用を行なう。

また、図７として示すブロック図のようにケーシング２０内には、ＣＰＵ３４とデータ交換するコントロールボード３３が内蔵され、このコントロールボード３３で装置の各構成要素を制御する。

本願に係る第一及び第二の実施例は上記のように構成されている。各々の実施例にあっては電源入力一次側の各相の導線には１Ａ Ｌのヒューズを備えて、過電流から機器の保護が図られている。

本願に係る酸化ストレス度の分析装置は上述のように構成されている。各構成要素の配備位置やケーシングの形状等は変更することも可能であり、キュベットの設置や搬送等を手作業に代え、時間センサー等と併せ、オート搬送、設置、取り出しの過程を実行するようにすることも可能である。

第一実施例を示す正面側斜視図である。 背面側斜視図である。 ブロック図である。 本願の第二実施例を示す斜視図である。 背面図である。 遠心分離機を示す斜視図である。 ブロック図である。

符号の説明

１ 酸化ストレス度の分析装置本体
１ａ ケーシング
２ 遠心分離機能部
３ 遠心分離機
３ａ バランサー
４ キュベット
５ セット部
６ 光度計
７ キーボード
８ 表示部
９ プリンター
１０ 蓋
１１ パワースイッチ
１２ プラグ
１３ ラベル
１４ インターフェイス
１５ 冷却ファン
１６ 放熱孔
１７ システムコントロール部
２０ ケーシング
２１ 前面プレート
２２ サーモスタットスペース
２３ キーボード
２４ 表示部
２５ プリンター
２６ タイマースイッチ
２７ 放熱孔
２８ 通信ポート
２９ 電源ポート
３０ ヒューズボックス
３１ 電圧変更チャンネル
３２ 遠心分離機
３３ コントロールボード
３４ ＣＰＵ

Claims (8)

1. 採血された血液を緩衝液に入れて混和し、試薬を添加して混和させて試料液とし、その試料液をキュベットに入れｄ−ＲＯＭｓテスト、もしくはＢＡＰテストを行ない、前記血液中のフリーラジカルの分析を行ない、その分析結果に基いて抗酸化度及び酸化ストレス度を測定するための装置であって、一のケーシングに遠心分離機能部と、試料液の測定をランバートビア法で行なう光度計と、キーボードを有し、結果を表示できる表示部と、プリンターを備え、それらの要素が内蔵されるシステムコントロール部と電気的に接続されていることを特徴とする酸化ストレス度の分析装置。
2. 前記した光度計はアルミニウムブロックされており、この光度計と前記した遠心分離機能部分は摂氏３７度に温度設定され、この温度設定はサーモスタットによって安定されていることを特徴とする請求項１に記載の酸化ストレス度の分析装置。
3. 前記した試料液を入れるキュベット内には試薬呈色クロモゲン、Ｎ,Ｎジエチルパラフェニレンジアミン（ＤＥＰＰＤ）が予め入れられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の酸化ストレス度の分析装置。
4. 前記した光度計は同時に複数の試料液を入れたキュベットに対応することができるものであることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の酸化ストレス度の分析装置。
5. 前記した緩衝液はｐＨ４．８の酢酸緩衝液としてあることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の酸化ストレス度の分析装置。
6. 採血された血液を緩衝液に入れて混和し、試薬を添加して混和させて試料液とし、その試料液をキュベットに入れ、ｄ−ＲＯＭｓテスト、ＢＡＰテストその他の生化学項目の分析を行なう装置であって、ケーシング外に遠心分離機を有し、ケーシングは試料液の測定をランバートビア法で行なう光度計と、複数のキュベットを載置できるサーモスタットスペースと、キーボードを有し、結果を表示できる表示部とプリンターと、タイマースイッチとそれらの要素が、内蔵されるシステムコントロール部と電気的に接続されていることを特徴とする酸化ストレス度の分析装置。
7. 前記した遠心分離機と、アルミニウムブロックされた光度計と、サーモスタットスペースは摂氏３７度に温度設定されていることを特徴とする請求項６に記載の酸化ストレス度の分析装置。
8. パソコン等の外部機器と電気的に接続可能とし、その外部機器にデータを出力可能としてあることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載の酸化ストレス度の分析装置。

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