JP2015152344A - 呈色反応を用いた定性分析における尿潜血の偽陰性反応判定方法及び同判定方法を用いた定性分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】呈色反応を用いた定性分析における尿潜血の偽陰性反応判定方法及び同判定方法を用いた定性分析装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る呈色反応を用いた定性分析における尿中潜血の偽陰性反応判定方法は、過酸化物と還元型色原体とが設けられた検査体の試薬部に尿を接触させるステップと、試薬部の色を経時的に複数回測定するステップと、測定した色情報に基づいて、試薬部の反応初期の色の変化率と、反応終期の色の変化率とを算出し、反応初期の色変化率及び反応終期の色変化率との差に基づいて呈色反応後の色の予測値を算出するステップと、前記呈色反応後の色の測定値と予測値とに基づいて尿潜血の偽陰性反応を判別するステップとから成ることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、尿中に混ざっている血液と試薬との呈色反応による試薬部の色の変化を光学的に測定する定性分析において尿潜血の偽陰性反応を判定する判定方法及び同判定方法を用いた定性分析装置に関する。

従来から、病院等では、尿に含まれる各種成分を分析し、その分析結果から患者の健康状態を判断するために、患者から尿を採取して、これを分析することが行われている。
尿の分析は、大きく分けて定性分析、定量分析及び沈査分析という３種類の分析方法がある。
尿の定性分析は、尿中に特定の成分が存在しているか否かを判断するための分析である。具体的には、定性分析は、被検出物質と呈色反応する試薬部が設けられた試験紙を、試験管の中の検体に浸漬させたり、前記試験紙の試薬部に検体を点着したりする等した後、呈色反応により変化した後の試薬部の色を、反射光度法等の光学的手法により測定する定性分析装置を用いて行われる。
出願人は、前記定性分析装置として、尿を採取したハルンカップから直接、試験紙の試薬部に尿の点着を行い、尿を点着した後の試薬部の呈色反応による色の変化を光学的に測定する定性分析装置を既に提案している（特許文献１）。
出願人が特許文献１で提案した定性分析装置は、複数の試験紙を収容する試験紙保管装置を備え、この試験紙保管装置から試験紙を一枚ずつ取り出し、始めに尿点着位置に移送し、点着後の試験紙を光学測定位置に移送し、測定後の試験紙を廃棄部に移送するように構成されている。この定性分析装置では、光学測定位置において、尿中の特定成分と呈色反応した後の試薬部の色を測定することができるように試験紙を移送するタイミングが決められている。
特許文献１に示す定性分析装置のように、従来の定性分析装置は、検体中の物質と呈色反応した後の試薬部の色を測定するように構成されている。
しかしながら、試薬部の試薬の呈色反応後の色は、必ずしも目的とする被検出物質と一対一の関係にはならず、被検出物質以外の偽反応物質との反応によっても、呈色反応後の色が同一又は類似の色になることがある。
例えば、尿に含まれる偽反応物質による応答は、被検出物質の応答とは、応答速度が異なるが、従来の定性分析装置は、上記したように、検体中の物質と呈色反応した後の試薬部の色を測定するように構成されているため、偽反応物質による応答か、目的とする被検出物質による応答かを判断することはできない。
出願人は、上記した従来の問題点に鑑みて、偽反応物質による応答か、目的とする被検出物質による応答かを判断する定性分析装置を提案した（特許文献２）。

特開２００６−２７５６９７公報 特開２０１３−０７９９２６公報

出願人が特許文献２で提案した定性分析装置は、目的とする被検出物質と呈色反応する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、反応前の初期状態を含め検体との接触直後から、呈色反応終了迄の間、所定の時間間隔で複数回検出するように構成されており、これにより、試薬部の呈色反応を経時的に計測することが可能になる。
出願人は、上記した定性分析装置の提案後も、鋭意研究を続け、尿中潜血の偽陰性反応を判定することができる特性を見出し本発明を発明するに至った。
本発明は、呈色反応を用いた定性分析における尿潜血の偽陰性反応判定方法及び同判定方法を用いた定性分析装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明に係る呈色反応を用いた定性分析における尿中潜血の偽陰性反応判定方法は、過酸化物と還元型色原体とが設けられた検査体の試薬部に尿を接触させるステップと、試薬部の色を経時的に複数回測定するステップと、測定した色情報に基づいて、試薬部の反応初期の色の変化率と、反応終期の色の変化率とを算出し、反応初期の色変化率及び反応終期の色変化率との差に基づいて呈色反応後の色の予測値を算出するステップと、前記呈色反応後の色の測定値と予測値とに基づいて尿潜血の偽陰性反応を判別するステップとから成ることを特徴とする。
好ましくは、前記測定値から前記予測値を減算した値が、予め決めた基準値より低ければ偽陰性反応であると判定し得る。
前記色情報は、波長６２５ｎｍ〜７４０ｎｍの光を含む赤成分と、波長５００ｎｍ〜５６０ｎｍの光を含む緑成分と、波長４４５ｎｍ〜４８５ｎｍの光を含む青成分とを有し得る。
好ましくは、尿を接触させていない試薬部の色を測定し、該測定結果から得られる色情報を基準として、前記尿を接触させた試薬部の色を測定した色情報から得られる前記赤成分、緑成分及び青成分の色情報を補正することができる。
また、本発明に係る尿定性分析装置は、過酸化物と還元型色原体とを有する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、尿との接触直後から経時的に複数回測定する光学測定手段と、前記光学測定手段により測定された試薬部の色情報に基づいて、試薬部の反応初期の色の変化率と、反応終期の色の変化率とを算出し、反応初期の色変化率及び反応終期の色変化率との差に基づいて呈色反応後の色の予測値を算出する予測値算出手段と、前記呈色反応後の試薬部の色の測定値と予測値とに基づいて尿潜血の偽陰性反応を判別する判定手段とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る呈色反応を用いた定性分析における尿中潜血の偽陰性反応判定方法は、過酸化物と還元型色原体とが設けられた検査体の試薬部に尿を接触させるステップと、試薬部の色を経時的に複数回測定するステップと、測定した色情報に基づいて、試薬部の反応初期の色の変化率と、反応終期の色の変化率とを算出し、反応初期の色変化率及び反応終期の色変化率との差に基づいて呈色反応後の色の予測値を算出するステップと、前記呈色反応後の色の測定値と予測値とに基づいて尿潜血の偽陰性反応を判別するステップとから成るので、呈色反応を用いた定性分析において尿潜血の偽陰性反応を精度よく判別することが可能になるという効果を奏する。
尿潜血を測定する試験紙には、通常、過酸化水素クメン等の試薬成分としての過酸化物と、ｏ−トリジンのような還元型色原体とが含まれており、尿中に血液が混入している場合、血液に含まれたヘモグロビンが前記過酸化物を分解して活性酸素を遊離し、その遊離した活性酸素により無色の前記還元型色原体が酸化されて有色の酸化型色原体となる。
一方、近年、飲食物や医薬品にアスコルビン酸（ビタミンＣ）が多く含まれており、人は大量のアスコルビン酸を摂取するようになってきている。摂取されたアスコルビン酸は、その殆どが尿中に排泄されるが、還元型のＬ−アスコルビン酸は、試験紙に含まれているｏ−トリジンのような還元型色原体よりも強い還元性を有するため、ヘモグロビンにより過酸化物から遊離された活性酸素を、色原体よりも先に奪ってしまうため、尿潜血が陽性の場合でも十分な呈色反応が起こらずに偽陰性となる場合がある。
本発明は、上記したようにアスコルビン酸のような還元型物質が尿中に含まれているために尿潜血の偽陰性反応が生じた場合でも、それを精度よく判別することが可能になるという効果を奏する。

また、本発明に係る尿定性分析装置は、過酸化物と還元型色原体とを有する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、尿との接触直後から経時的に複数回測定する光学測定手段と、前記光学測定手段により測定された試薬部の色情報に基づいて、試薬部の反応初期の色の変化率と、反応終期の色の変化率とを算出し、反応初期の色変化率及び反応終期の色変化率との差に基づいて呈色反応後の色の予測値を算出する予測値算出手段と、前記呈色反応後の試薬部の色の測定値と予測値とに基づいて尿潜血の偽陰性反応を判別する判定手段とを備えているので、呈色反応を用いた定性分析装置において尿潜血の陰性反応及び偽陰性反応を精度よく判別することが可能になるという効果を奏する。

陽性試料（ヘモグロビン０．０６ｍｇ／ｄＬ）に０ｍｇ／ｄＬ、２５ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬ、及び２００ｍｇ／ｄＬのアスコルビン酸を添加した時の試薬部における赤成分の反射率の経時的な変化を示す測定結果のグラフである。 陰性試料及び４種類の濃度の陽性試料に、に０ｍｇ／ｄＬ、２５ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬ、及び２００ｍｇ／ｄＬのアスコルビン酸を添加した時の試薬部における赤成分の反射率の経時的な変化、試薬部の呈色反応後の赤成分の反射率の測定値及び予測値、並びに、測定値と予測値との差を示す表である。 尿定性分析装置の構成を示す概略ブロック図である。

以下、添付図面に示した一実施例を参照しながら本発明に係る呈色反応を用いた定性分析における尿潜血の偽陰性反応判定方法の実施の形態について説明していく。

出願人は、尿試験紙における尿潜血の呈色反応の経時的な特性を確認するために、ヘモグロビン濃度０．０６ｍｇ／ｄＬの陽性試料に、０ｍｇ／ｄＬ、２５ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬ、及び２００ｍｇ／ｄＬのアスコルビン酸を添加し、これらを試薬成分として過酸化水素クメン及び還元型色原体としてｏ−トリジンを含んだ試験紙に、それぞれ点着し、点着直後（２秒）、１５秒後、３０秒後、４５秒後及び６０秒後の赤成分の反射率を測定した。
図１は、測定結果を示すグラフであり、図中、菱形プロットはアスコルビン酸０ｍｇ／ｄＬの測定結果を、四角形プロットはアスコルビン酸２５ｍｇ／ｄＬの測定結果を、三角形プロットはアスコルビン酸５０ｍｇ／ｄＬの測定結果を、クロス型プロットはアスコルビン酸１００ｍｇ／ｄＬの測定結果を、米型プロットはアスコルビン酸２００ｍｇ／ｄＬの測定結果を各々示している。
図１から、アスコルビン酸が０ｍｇ／ｄＬの陽性試料では、点着してから２秒でほぼ反応が終了し、その後は反射率に殆ど変化がないことが確認できた。
また、試料中にアスコルビン酸を添加すると、点着初期はヘモグロビンにより遊離された活性酸素がアスコルビン酸に奪われてしまうため反射率の変化量はアスコルビン酸が０ｍｇ／ｄＬの陽性試料に比べて小さく、アスコルビン酸消費後もヘモグロビンによって遊離された活性酸素により色原体の呈色反応が続くため点着してから２秒後からも反射率の低下が継続することが確認できた。
２秒後の変化量／６０秒後の変化量と、６０秒後の変化量との相関を取ると次式（１）の回帰式が得られる。
ｙ＝０．０６８４ｘ^２−１４．２２ｘ＋７４９．２１ （１）
式中ｘは赤成分の反射率の２秒後の変化量／６０秒後の変化量であり、ｙは、６０秒後の赤成分の反射率の予測値である。
図２は、陰性試料及び４種類の濃度（ヘモグロビン濃度０．０３ｍｇ／ｄＬ、０．０６ｍｇ／ｄＬ、０．１５ｍｇ／ｄＬ及び０．７５ｍｇ／ｄＬ）の陽性試料に、に０ｍｇ／ｄＬ、２５ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬ、及び２００ｍｇ／ｄＬのアスコルビン酸を添加した時の試薬部における赤成分の反射率の経時的な変化（０秒後、２秒後、１５秒後、３０秒後、４５秒後及び６０秒後）、赤成分の反射率の２秒後の変化量／６０秒後の変化量の値、試薬部の呈色反応後（６０秒後）の赤成分の反射率の測定値及び式（１）で得られる予測値、並びに、測定値と予測値との差を示す表である。
表中、Ａ列はヘモグロビン濃度を、Ｂ列はアスコルビン酸の添加量を、Ｃ列は０秒後、２秒後、１５秒後、３０秒後、４５秒後及び６０秒後の試薬部の赤成分の反射率、Ｄ列は一定時間経過後の赤成分の反射率の変化（２秒後の変化量／６０秒後の変化量の値）、Ｅ列は試薬部の呈色反応後（６０秒後）の赤成分の反射率の測定値、Ｆ列は式（１）で得られる予測値、そしてＧ列は測定値から予測値を減算した値である。
上記した表から、アスコルビン酸が添加された試料の呈色反応後（６０秒後）の反射率の測定値から予測値を減算した値はマイナスになることが確認できる。これは式（１）で求めた呈色反応後の反射率の予測値に対して、アスコルビン酸が添加されると反応が遅延するため継続して反射率が下がるためである。
一方、アスコルビン酸の添加量が０の場合は、予測値と測定値との差は−１より大きい。
上記した結果から、前記呈色反応後の反射率の測定値から予測値を減算した時の値に基づいて、尿潜血の偽陰性反応を判別することが可能であることが確認できた。
具体的には、前記呈色反応後の反射率の測定値から予測値を減算した時の値が所定値以下、例えば、−１以下の場合には尿潜血の偽陰性反応であると判定することができる。

次に、上記した判定方法を実行する尿定性分析装置の実施例について説明していく。
図３は、尿定性分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
図中、符号１は検査体を構成する試験紙を示し、この試験紙１には、尿潜血と呈色反応する試薬が設けられた試薬部１ａが設けられている。
図中符号２は光学測定部であり、該光学測定部２は例えばＣＣＤ等の撮像素子を有し、該撮像素子を用いて試薬部１ａを撮像する。
光学測定部２で撮像された画像は、画像処理部３に送られ、画像処理記憶部３では、撮像された画像から試薬部１ａの赤成分（赤反射率）、緑成分（緑反射率）及び青成分（青反射率）が演算されて記憶される。
判定部４は、画像処理記憶部３に記憶された試薬部の色情報に基づいて、一定時間経過後の赤成分の反射率の変化、例えば２秒後の変化量／６０秒後の変化量の値を用いて演算により得た予測値と測定で得られた実測値との差を求めて、偽陰性反応を判別し、プリンタやモニター等からなる出力部５に判定結果を出力する。

以下、上記したように構成された尿定性分析装置の作用について簡単に説明していく。
光学測定部２は、尿が点着される前の試薬部１ａの画像を撮像する。同画像は画像処理記憶部３に送られ、画像処理記憶部３は同画像から、尿が点着される前の試薬部１ａの色の赤成分（赤反射率）、緑成分（緑反射率）及び青成分（青反射率）を演算して記憶する。
試薬部１ａに尿が点着されると、光学測定部２は、少なくとも点着前、２秒後及び６０秒後に試薬部１ａを撮像し、その都度、画像処理記憶部３に画像を送る。
画像処理記憶部３は、送られてきた画像から、各測定時の試薬部１ａの赤反射率を演算して測定値として記憶する。
判定部４は、画像処理記憶部３に記憶された試薬部の色情報に基づいて、次式（１）により、６０秒後の赤反射率の予測値を算出する。
ｙ＝０．０６８４ｘ^２−１４．２２ｘ＋７４９．２１ （１）
式中ｘは２秒後の変化量／６０秒後の変化量であり、ｙは、６０秒後の反射率の予測値である。
そして、判定部４は、測定値から予測値を減算し、その値に基づいて尿潜血の陽性反応及び偽陽性反応を判別し、プリンタやモニター等からなる出力部５に判定結果を出力する。
具体的には、判定部４は、測定値から予測値を減算した値が、−１以下の場合には、偽陰性反応と判定して判定結果を出力部５を介して出力する。

上記した実施例で用いた予測値を求める式（１）は、測定系の構成でも変化するので、予測値を求める式は式（１）に限定されるものではない。予測値を求める式は、点着後一定時間経過後の赤成分の反射率の変化に基づいて演算する式であれば任意の式でよく、同様に判定閾値の−１もこの値に限定されるものではなく、予測値を求める式によって変わる。
さらにまた、上記した実施例では、点着初期の値として、点着してから２秒後の赤成分の反射率を用いて予測値の算出をしているが、この点着後の時間は本実施例に限定されるものでなく、多少前後してもよいことはいうまでもない。
また、上記した実施例では、呈色反応終了後の値として、点着してから６０秒後の赤成分の反射率の測定値及び予測値を用いているが、呈色反応が終了する時間は本実施例に限定されるものではなく、多少前後してもよいことはいうまでもない。

１ 試験紙
１ａ 試薬部
２ 光学測定部
３ 画像処理記憶部
４ 判定部
５ 出力部

Claims (5)

1. 過酸化物と還元型色原体とが設けられた検査体の試薬部に尿を接触させるステップと、
   試薬部の色を経時的に複数回測定するステップと、
   測定した色情報に基づいて、試薬部の反応初期の色の変化率と、反応終期の色の変化率とを算出し、反応初期の色変化率及び反応終期の色変化率との差に基づいて呈色反応後の色の予測値を算出するステップと、
   前記呈色反応後の色の測定値と予測値とに基づいて尿潜血の偽陰性反応を判別するステップとから成ることを特徴とする
   呈色反応を用いた定性分析における尿潜血の偽陰性反応判定方法。
2. 前記測定値から前記予測値を減算した値が、予め決めた基準値より低ければ偽陰性反応であると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の尿潜血の偽陰性反応判定方法。
3. 前記色情報が、波長６２５ｎｍ〜７４０ｎｍの光を含む赤成分と、波長５００ｎｍ〜５６０ｎｍの光を含む緑成分と、波長４４５ｎｍ〜４８５ｎｍの光を含む青成分とを有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の判定方法。
4. 尿を接触させていない試薬部の色を測定し、該測定結果から得られる色情報を基準として、前記尿を接触させた試薬部の色を測定した色情報から得られる前記赤成分、緑成分及び青成分の色情報を補正する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の判定方法。
5. 尿定性分析装置において、
   過酸化物と還元型色原体とを有する試薬部を備えた検査体の試薬部の色を、尿との接触直後から経時的に複数回測定する光学測定手段と、
   前記光学測定手段により測定された試薬部の色情報に基づいて、試薬部の反応初期の色の変化率と、反応終期の色の変化率とを算出し、反応初期の色変化率及び反応終期の色変化率との差に基づいて呈色反応後の色の予測値を算出する予測値算出手段と、
   前記呈色反応後の試薬部の色の測定値と予測値とに基づいて尿潜血の偽陰性反応を判別する判定手段と
   を備えていることを特徴とする尿定性分析装置。

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