JP2016148535A - 尿素濃度測定方法及び尿素濃度測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】試料溶液中の尿素濃度を迅速に精度よく、高感度に測定でき、装置の小型化が図れる尿素濃度測定方法の提供。【解決手段】尿素を含む試料溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬、及びキサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、反応させることにより生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定する尿素濃度測定方法である。【選択図】図１
Description
本発明は、尿素濃度測定方法及び尿素濃度測定装置に関する。
従来より、尿素を含む試料溶液中の尿素濃度を測定する方法としては、例えば、尿素と反応して発色する試薬を用い、前記試薬の標準色と比較することにより尿素濃度を測定する比色法、尿素に特異的に働く酵素であるウレアーゼをガラスビーズの周囲に固定化し、尿素の加水分解反応に伴う反応熱を測定することにより尿素濃度を測定する酵素サーミスタ法、尿素と反応して化学発光を生じる試薬（例えば、次亜ハロゲン酸塩）を用い、その化学発光の光強度から尿素濃度を測定する化学発光法などが知られている。
これらの中でも、前記化学発光法は、試料溶液中の尿素濃度をリアルタイムに測定することが可能であるため、人工透析医療において、透析治療の終了のタイミングを知ることができる手段として用いることができる。
しかし、前記化学発光の光強度は弱く、透析廃液中の尿素濃度（１０ｍｇ／ｄＬ〜３０ｍｇ／ｄＬ）を測定するには、高価でありかつ大型の光電子増倍管を用いて化学発光した光強度を増感させて測定していた（例えば、特許文献１参照）。
これらの中でも、前記化学発光法は、試料溶液中の尿素濃度をリアルタイムに測定することが可能であるため、人工透析医療において、透析治療の終了のタイミングを知ることができる手段として用いることができる。
しかし、前記化学発光の光強度は弱く、透析廃液中の尿素濃度（１０ｍｇ／ｄＬ〜３０ｍｇ／ｄＬ）を測定するには、高価でありかつ大型の光電子増倍管を用いて化学発光した光強度を増感させて測定していた（例えば、特許文献１参照）。
また、前記化学発光の光強度を増強させるため、試薬の濃度、試料溶液と試薬の混合速度を調整するなどの様々な検討が行われているが、未だ十分な化学発光の光強度を得るレベルには至っていない。更に、前記化学発光の光強度を増強させるために試薬の濃度管理、流速制御等が必要となるためシステムが複雑になったり、大規模なシステムが必要になるという課題がある。
そこで、本発明は、試料溶液中の尿素濃度を迅速かつ精度よく、高感度に測定できると共に、装置の小型化が図れる尿素濃度測定方法を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、試料溶液中の尿素濃度を迅速かつ精度よく、高感度に測定できると共に、装置の小型化が図れる尿素濃度測定方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明の尿素濃度測定方法は、尿素を含む試料溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬、及びキサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、反応させることにより生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定する。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、試料溶液中の尿素濃度を迅速かつ精度よく、高感度に測定できると共に、装置の小型化が図れる尿素濃度測定方法を提供することができる。
（尿素濃度測定方法）
本発明の尿素濃度測定方法は、尿素を含む試料溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬、及びキサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、反応させることにより生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定することを特徴とする。
本発明の尿素濃度測定方法は、尿素を含む試料溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬、及びキサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、反応させることにより生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定することを特徴とする。
本発明においては、前記尿素を含む試料溶液と前記第一の試薬とが反応することにより生じる化学発光の光強度が、前記第二の試薬の働きによって大幅に増感されるので、受光器として高価でありかつ大型の光電子増倍管ではなく、小型で安価な半導体光センサを用いることが可能となり、簡易な構成でありながら、試料溶液中の尿素濃度を高感度に効率よく測定することができ、装置の小型化が図れる。
前記尿素を含む試料溶液には、前記第一の試薬と前記第二の試薬を同時に添加してもよいが、前記尿素を含む試料溶液に第二の試薬を予め添加し、混合した混合溶液と第一の試薬を混合し反応させることが好ましい。これにより、前記第一の試薬と前記第二の試薬が先に反応して化学発光の光強度が弱くなることを避けることができ、安定に化学発光を得ることができる。
＜尿素を含む試料溶液＞
前記尿素を含む試料溶液としては、測定対象である尿素を含んでいれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、血液透析の透析廃液、牧場等のし尿廃水処理施設での汚染水、血液中の血漿などが挙げられる。
前記血液透析の透析廃液中の尿素窒素値は、血中尿素窒素値の約２８％であり、通常、２ｍｇ／ｄＬ〜２８ｍｇ／ｄＬの範囲である。
前記尿素を含む試料溶液としては、測定対象である尿素を含んでいれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、血液透析の透析廃液、牧場等のし尿廃水処理施設での汚染水、血液中の血漿などが挙げられる。
前記血液透析の透析廃液中の尿素窒素値は、血中尿素窒素値の約２８％であり、通常、２ｍｇ／ｄＬ〜２８ｍｇ／ｄＬの範囲である。
＜第一の試薬＞
前記第一の試薬は、次亜ハロゲン酸イオンを含む溶液である。
前記次亜ハロゲン酸イオンとしては、例えば、次亜フッ素酸イオン（ＦＯ−）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）、次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）などが挙げられる。これらの中でも、化学発光を得ることができる点から、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）が特に好ましい。
前記第一の試薬としての次亜臭素酸ナトリウム水溶液は、例えば、ＮａＯＨとＮａＢｒとＮａＣｌＯを水に溶解することにより調製することができる。
前記次亜ハロゲン酸塩としては、例えば、次亜臭素酸ナトリウムなどが挙げられる。
前記第一の試薬は、前記尿素を含む試料溶液に対して、５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜３００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように添加することが好ましい。
前記第一の試薬は、次亜ハロゲン酸イオンを含む溶液である。
前記次亜ハロゲン酸イオンとしては、例えば、次亜フッ素酸イオン（ＦＯ−）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）、次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）などが挙げられる。これらの中でも、化学発光を得ることができる点から、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）が特に好ましい。
前記第一の試薬としての次亜臭素酸ナトリウム水溶液は、例えば、ＮａＯＨとＮａＢｒとＮａＣｌＯを水に溶解することにより調製することができる。
前記次亜ハロゲン酸塩としては、例えば、次亜臭素酸ナトリウムなどが挙げられる。
前記第一の試薬は、前記尿素を含む試料溶液に対して、５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜３００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように添加することが好ましい。
＜第二の試薬＞
前記第二の試薬を、前記尿素を含む試料溶液に添加することにより、最大発光波長を制御し得、受光器の感度に応じて発光波長を調整することができるので、効率よく受光し高感度で測定することができる。
前記第二の試薬としては、キサンテン色素、又は希土類蛍光錯体を含む。
前記キサンテン色素としては、例えば、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジクロロフルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、ジイオドフルオレセインなどが挙げられる。
前記希土類蛍光錯体としては、例えば、Ｅｕ（β−ＮＴＡ）３（ＴＯＰＯ）２などが挙げられる。
これらの中でも、増感効果の点から、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、ジクロロフルオレセインが特に好ましい。
前記第二の試薬は、前記尿素を含む試料溶液に対して、０．２ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように添加することが好ましい。
前記第二の試薬を、前記尿素を含む試料溶液に添加することにより、最大発光波長を制御し得、受光器の感度に応じて発光波長を調整することができるので、効率よく受光し高感度で測定することができる。
前記第二の試薬としては、キサンテン色素、又は希土類蛍光錯体を含む。
前記キサンテン色素としては、例えば、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジクロロフルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、ジイオドフルオレセインなどが挙げられる。
前記希土類蛍光錯体としては、例えば、Ｅｕ（β−ＮＴＡ）３（ＴＯＰＯ）２などが挙げられる。
これらの中でも、増感効果の点から、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、ジクロロフルオレセインが特に好ましい。
前記第二の試薬は、前記尿素を含む試料溶液に対して、０．２ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように添加することが好ましい。
前記第二の試薬としてローダミンＢを用いる場合には、前記尿素を含む試料溶液に対して、０．２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で添加することが好ましい。
前記第二の試薬として０．２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のローダミンＢを用いることにより６２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる（図１１参照）。
前記第二の試薬として０．２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のローダミンＢを用いることにより６２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる（図１１参照）。
前記第二の試薬としてフルオレセインを用いる場合には、前記尿素を含む試料溶液に対して、２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で添加することが好ましい。
前記第二の試薬として２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のフルオレセインを用いることにより５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる（図１２参照）。
前記第二の試薬として２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のフルオレセインを用いることにより５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる（図１２参照）。
前記第二の試薬としてジブロモフルオレセインを用いる場合には、前記尿素を含む試料溶液に対して、２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で添加することが好ましい。
前記第二の試薬として２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のジブロモフルオレセインを用いることにより５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる。
前記第二の試薬として２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のジブロモフルオレセインを用いることにより５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる。
前記第二の試薬としてジクロロフルオレセインを用いる場合には、前記尿素を含む試料溶液に対して、２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で添加することが好ましい。
前記第二の試薬として２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のジクロロフルオレセインを用いることにより５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる。
前記第二の試薬として２ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度のジクロロフルオレセインを用いることにより５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を得ることができる。
＜化学発光＞
前記化学発光（Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；ＣＬ）は、下記式で示すように、尿素と第一の試薬としての次亜臭素酸イオンが反応する過程で生成される励起窒素（Ｎ２ ＊）が基底状態に戻る際に生じる化学発光を利用している。
前記化学発光（Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；ＣＬ）は、下記式で示すように、尿素と第一の試薬としての次亜臭素酸イオンが反応する過程で生成される励起窒素（Ｎ２ ＊）が基底状態に戻る際に生じる化学発光を利用している。
前記尿素と第一の試薬としての次亜臭素イオンの化学発光（ＣＬ）は、両者が混合された瞬間から始まり、蛍光時間は数十乃至数百ｍｓのオーダーである。
本発明においては、更に第二の試薬として前記キサンテン色素又は希土類蛍光錯体を添加することにより、前記化学発光の強度を大幅に増感させることができる。
生じた化学発光の強度は、試料溶液中の尿素濃度に比例するので、この化学発光を、受光器と計測器による電流測定法により計測して、尿素濃度を測定することができる。
本発明においては、前記第二の試薬の添加により化学発光強度が大幅に増感しているので、受光器として、高価でありかつ大型の光電子増倍管でなく、小型で安価な半導体光センサを採用することができる。
本発明においては、更に第二の試薬として前記キサンテン色素又は希土類蛍光錯体を添加することにより、前記化学発光の強度を大幅に増感させることができる。
生じた化学発光の強度は、試料溶液中の尿素濃度に比例するので、この化学発光を、受光器と計測器による電流測定法により計測して、尿素濃度を測定することができる。
本発明においては、前記第二の試薬の添加により化学発光強度が大幅に増感しているので、受光器として、高価でありかつ大型の光電子増倍管でなく、小型で安価な半導体光センサを採用することができる。
（尿素濃度測定装置）
本発明の尿素濃度測定装置は、本発明の尿素濃度測定方法に用いられる装置であって、第一の試薬添加手段、第二の試薬添加手段と、計測手段とを有し、第一及び第二の試薬添加手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有している。
本発明の尿素濃度測定装置は、本発明の尿素濃度測定方法に用いられる装置であって、第一の試薬添加手段、第二の試薬添加手段と、計測手段とを有し、第一及び第二の試薬添加手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有している。
＜第二の試薬添加手段＞
前記第二の試薬添加手段は、尿素を含む試料溶液に、キサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、混合させて混合溶液とする手段である。
前記第二の試薬添加手段としては、例えば、第二の試薬槽、液送経路、及びポンプの組み合わせなどが挙げられる。前記ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ぺリスタポンプなどが挙げられる。
前記キサンテン色素又は前記希土類蛍光錯体としては、前記尿素濃度測定方法と同様のものを用いることができる。
前記第二の試薬添加手段は、尿素を含む試料溶液に、キサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、混合させて混合溶液とする手段である。
前記第二の試薬添加手段としては、例えば、第二の試薬槽、液送経路、及びポンプの組み合わせなどが挙げられる。前記ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ぺリスタポンプなどが挙げられる。
前記キサンテン色素又は前記希土類蛍光錯体としては、前記尿素濃度測定方法と同様のものを用いることができる。
＜第一の試薬添加手段＞
前記第一の試薬添加手段は、得られた混合溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる手段である。
前記第一の試薬添加手段としては、例えば、第一の試薬槽、液送経路、及びポンプの組み合わせなどが挙げられる。前記ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ぺリスタポンプなどが挙げられる。
前記反応セルの材質、形状、大きさ、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記反応セルの材質としては、透明であり、第一の試薬及び第二の試薬などと反応しない材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン類；ポリスチレン、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ナイロン、ポリオレフィン；ステンレス等の金属；ガラス、シリコン（結晶性のもの）、石英などが挙げられる。
前記反応セルの形状としては、例えば、円筒状、などが挙げられる。
前記第一の試薬添加手段は、得られた混合溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる手段である。
前記第一の試薬添加手段としては、例えば、第一の試薬槽、液送経路、及びポンプの組み合わせなどが挙げられる。前記ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ぺリスタポンプなどが挙げられる。
前記反応セルの材質、形状、大きさ、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記反応セルの材質としては、透明であり、第一の試薬及び第二の試薬などと反応しない材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン類；ポリスチレン、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ナイロン、ポリオレフィン；ステンレス等の金属；ガラス、シリコン（結晶性のもの）、石英などが挙げられる。
前記反応セルの形状としては、例えば、円筒状、などが挙げられる。
＜第一及び第二の試薬添加手段＞
前記第一及び第二の試薬添加手段は、尿素を含む試料溶液に予め第二の試薬を添加し、混合した混合液に第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる手段である。
本発明においては、前記第一の試薬添加手段及び前記第二の試薬添加手段の代わりに、第一及び第二の試薬添加手段を用いることができる。これにより、前記尿素を含む試料溶液に第二の試薬を予め添加し、混合した混合溶液と第一の試薬を混合し反応させることができるので、前記第一の試薬と前記第二の試薬が先に反応して化学発光の光強度が弱くなることを避けることができ、安定に化学発光を得ることができる。
前記第一及び第二の試薬添加手段としては、例えば、第二の試薬槽、液送経路、及びポンプの組み合わせなどが挙げられる。前記ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ぺリスタポンプなどが挙げられる。
前記第一及び第二の試薬添加手段は、尿素を含む試料溶液に予め第二の試薬を添加し、混合した混合液に第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる手段である。
本発明においては、前記第一の試薬添加手段及び前記第二の試薬添加手段の代わりに、第一及び第二の試薬添加手段を用いることができる。これにより、前記尿素を含む試料溶液に第二の試薬を予め添加し、混合した混合溶液と第一の試薬を混合し反応させることができるので、前記第一の試薬と前記第二の試薬が先に反応して化学発光の光強度が弱くなることを避けることができ、安定に化学発光を得ることができる。
前記第一及び第二の試薬添加手段としては、例えば、第二の試薬槽、液送経路、及びポンプの組み合わせなどが挙げられる。前記ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ぺリスタポンプなどが挙げられる。
＜計測手段＞
前記計測手段は、反応により生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定する手段である。
前記計測手段としては、例えば、受光器と計測器などが挙げられる。本発明においては、前記受光器として、高価でありかつ大型の光電子増倍管でなく、小型で安価な半導体光センサを用いることができる。
前記計測器としては、例えば、ピコアンメータなどが挙げられる。
前記計測手段は、反応により生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定する手段である。
前記計測手段としては、例えば、受光器と計測器などが挙げられる。本発明においては、前記受光器として、高価でありかつ大型の光電子増倍管でなく、小型で安価な半導体光センサを用いることができる。
前記計測器としては、例えば、ピコアンメータなどが挙げられる。
＜その他の手段＞
前記その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱手段、攪拌装置、制御手段などが挙げられる。
前記加熱手段としては、例えば、ヒートブロックなどが挙げられる。前記化学反応は温度に依存するため、反応セル及びその近傍を所定の温度に維持することが好ましい。前記所定の温度は、２０℃〜４０℃であることが好ましい。
前記攪拌装置としては、例えば、マイクロリアクタ、マグネティックスターラなどが挙げられる。
前記制御手段としては、例えば、温度調節計、マイクロコンピュータ等の機器などが挙げられる。
前記その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱手段、攪拌装置、制御手段などが挙げられる。
前記加熱手段としては、例えば、ヒートブロックなどが挙げられる。前記化学反応は温度に依存するため、反応セル及びその近傍を所定の温度に維持することが好ましい。前記所定の温度は、２０℃〜４０℃であることが好ましい。
前記攪拌装置としては、例えば、マイクロリアクタ、マグネティックスターラなどが挙げられる。
前記制御手段としては、例えば、温度調節計、マイクロコンピュータ等の機器などが挙げられる。
本発明の尿素濃度測定方法及び尿素濃度測定装置は、特に制限はなく、種々の用途に用いることができ、例えば、透析廃液中の尿素濃度を測定する人工透析装置、牧場等のし尿廃水処理施設での水質検査機器などが挙げられる。
これらの中でも、従来の採血による手間のかかる尿素の検査ではなく、透析廃液中の尿素濃度をリアルタイムに測定することができるため、患者ひとりひとりに適した透析時間を決定できる透析監視装置として特に好適に用いることができる。
これらの中でも、従来の採血による手間のかかる尿素の検査ではなく、透析廃液中の尿素濃度をリアルタイムに測定することができるため、患者ひとりひとりに適した透析時間を決定できる透析監視装置として特に好適に用いることができる。
以下、本発明の尿素濃度測定方法及び尿素濃度測定装置の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
ここで、本発明の尿素濃度測定装置の第１の実施形態の構成を図１に示す。この図１の尿素濃度測定装置を用いた尿素濃度の測定方法について説明する。
まず、尿素を含む試料溶液としての透析廃液と、第二の試薬としてのキサンテン色素溶液又は希土類蛍光錯体溶液を予め混合させて混合溶液２１とする。
前記キサンテン色素としては、例えば、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、ジクロロフルオレセインなどが挙げられる。
前記希土類蛍光錯体としては、例えば、Ｅｕ（β−ＮＴＡ）３（ＴＯＰＯ）２などが挙げられる。
前記第二の試薬の濃度は、前記尿素を含む試料溶液に対して、０．２ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
ここで、本発明の尿素濃度測定装置の第１の実施形態の構成を図１に示す。この図１の尿素濃度測定装置を用いた尿素濃度の測定方法について説明する。
まず、尿素を含む試料溶液としての透析廃液と、第二の試薬としてのキサンテン色素溶液又は希土類蛍光錯体溶液を予め混合させて混合溶液２１とする。
前記キサンテン色素としては、例えば、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、ジクロロフルオレセインなどが挙げられる。
前記希土類蛍光錯体としては、例えば、Ｅｕ（β−ＮＴＡ）３（ＴＯＰＯ）２などが挙げられる。
前記第二の試薬の濃度は、前記尿素を含む試料溶液に対して、０．２ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
次に、前記混合溶液２１、及び第一の試薬としての次亜ハロゲン酸イオン含む溶液２２をそれぞれの液送経路１０、１１でポンプ１５、１６を用いて液送し、反応セル２の発光部２ａ、又は発光部の直前２ｂで混合され、反応して発光部２ａで化学発光を生じる。
前記次亜ハロゲン酸イオン含む溶液としては、例えば、次亜フッ素酸イオン（ＦＯ−）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）、次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）などが挙げられる。
前記第一の試薬の濃度は、前記尿素を含む試料溶液に対して、５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜３００ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
前記反応セルとしては、アクリル樹脂製、又はガラス窓付きポリテトラフルオロエチレン製の円筒状のものなどが挙げられる。
前記次亜ハロゲン酸イオン含む溶液としては、例えば、次亜フッ素酸イオン（ＦＯ−）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）、次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）などが挙げられる。
前記第一の試薬の濃度は、前記尿素を含む試料溶液に対して、５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜３００ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
前記反応セルとしては、アクリル樹脂製、又はガラス窓付きポリテトラフルオロエチレン製の円筒状のものなどが挙げられる。
次に、前記反応セル２で生じた化学発光を前記反応セル２に正対させた受光器５で検出し、測定器７で尿素濃度を測定する。
前記受光器５としては、例えば、半導体光センサなどが挙げられる。本発明においては、化学発光の光強度を大幅に増大することができるので、高価でありかつ大型の光電子増倍管を使用しなくてすむ。
前記測定器７としては、例えば、ピコアンメータ、電流増幅回路などが挙げられる。
図１中３は加熱手段、６は電源、１３は液送経路、２３は測定後の溶液である。
前記加熱手段３としては、例えば、ヒートブロックなどが挙げられる。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
前記リフレクタ４としては、例えば、各種反射板、鏡面リフレクタ、硫酸バリウム面リフレクタなどが挙げられる。
前記受光器５としては、例えば、半導体光センサなどが挙げられる。本発明においては、化学発光の光強度を大幅に増大することができるので、高価でありかつ大型の光電子増倍管を使用しなくてすむ。
前記測定器７としては、例えば、ピコアンメータ、電流増幅回路などが挙げられる。
図１中３は加熱手段、６は電源、１３は液送経路、２３は測定後の溶液である。
前記加熱手段３としては、例えば、ヒートブロックなどが挙げられる。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
前記リフレクタ４としては、例えば、各種反射板、鏡面リフレクタ、硫酸バリウム面リフレクタなどが挙げられる。
＜第２の実施形態＞
次に、時間とともに変化する尿素濃度をリアルタイムに計測する本発明の尿素濃度測定装置の第２の実施形態の構成を図２に示す。
この図２の尿素濃度測定装置は、尿素を含む試料溶液としての尿素水溶液２４と、第二の試薬としてのキサンテン色素溶液又は希土類蛍光錯体溶液２５とを、それぞれの液送経路２６、１４で、ポンプ１７、１８により液送し攪拌装置１９を通過することで混合され混合溶液となる。この混合溶液は液送経路２０を通って反応セル２に液送される。
前記キサンテン色素溶液又は前記希土類蛍光錯体としては、前記第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
前記攪拌装置１９としては、例えば、マイクロリアクタ、マグネティックスターラーなどが挙げられる。
一方、第一の試薬としての次亜臭素酸イオン含む溶液２２はポンプ１６により液送経路１１を液送され、反応セル２に液送される。
反応セル２の発光部２ａ又は発光部の直前２ｂにて、尿素水溶液２４と第二の試薬２５の混合物である混合溶液と第一の試薬２２とが混合され、反応して化学発光が生じる。
ここで生じた化学発光を反応セル２に正対させた受光器５で検出し、測定器７で測定する。
前記受光器５としては、例えば、半導体光センサなどが挙げられる。本発明においては、化学発光の光強度を大幅に増大することができるので、高価でありかつ大型の光電子増倍管を使用しなくてすむ。
前記測定器７としては、例えば、ピコアンメータ、電流増幅回路などが挙げられる。
図２中３は加熱手段、６は電源、１３は液送経路、２３は測定後の試料溶液である。
前記加熱手段３としては、例えば、ヒートブロックなどが挙げられる。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
前記リフレクタ４としては、例えば、各種反射板、鏡面リフレクタ、硫酸バリウム面リフレクタなどが挙げられる。
次に、時間とともに変化する尿素濃度をリアルタイムに計測する本発明の尿素濃度測定装置の第２の実施形態の構成を図２に示す。
この図２の尿素濃度測定装置は、尿素を含む試料溶液としての尿素水溶液２４と、第二の試薬としてのキサンテン色素溶液又は希土類蛍光錯体溶液２５とを、それぞれの液送経路２６、１４で、ポンプ１７、１８により液送し攪拌装置１９を通過することで混合され混合溶液となる。この混合溶液は液送経路２０を通って反応セル２に液送される。
前記キサンテン色素溶液又は前記希土類蛍光錯体としては、前記第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
前記攪拌装置１９としては、例えば、マイクロリアクタ、マグネティックスターラーなどが挙げられる。
一方、第一の試薬としての次亜臭素酸イオン含む溶液２２はポンプ１６により液送経路１１を液送され、反応セル２に液送される。
反応セル２の発光部２ａ又は発光部の直前２ｂにて、尿素水溶液２４と第二の試薬２５の混合物である混合溶液と第一の試薬２２とが混合され、反応して化学発光が生じる。
ここで生じた化学発光を反応セル２に正対させた受光器５で検出し、測定器７で測定する。
前記受光器５としては、例えば、半導体光センサなどが挙げられる。本発明においては、化学発光の光強度を大幅に増大することができるので、高価でありかつ大型の光電子増倍管を使用しなくてすむ。
前記測定器７としては、例えば、ピコアンメータ、電流増幅回路などが挙げられる。
図２中３は加熱手段、６は電源、１３は液送経路、２３は測定後の試料溶液である。
前記加熱手段３としては、例えば、ヒートブロックなどが挙げられる。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
前記リフレクタ４としては、例えば、各種反射板、鏡面リフレクタ、硫酸バリウム面リフレクタなどが挙げられる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
図１に示す尿素濃度測定装置を用いて、試料溶液としての尿素水溶液（濃度５ｍｇ／ｄＬ、関東化学株式会社製、特級）を用い、第一の試薬として次亜臭素酸ナトリウム水溶液（濃度３００ｍｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製、鹿１級）と、第二の試薬としてローダミンＢ溶液（濃度０．２ｍｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製）とを混合し、化学発光の光強度を測定した。
具体的には、まず、試料溶液としての尿素水溶液と、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液とを予め混合させて混合溶液２１を調製した。前記尿素水溶液とローダミンＢ溶液の混合割合は１：１（体積比）であった。
次に、前記混合溶液２１を液送経路１０でポンプ１５により流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送し、第一の試薬２２としての次亜臭素酸ナトリウム水溶液を液送経路１１でポンプ１６により流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送し、アクリル樹脂で形成された反応セル２内に導く際の発光部２ａ、又は発光部の直前２ｂで混合され、反応して発光部２ａで化学発光を生じた。
ここで生じた化学発光を反応セル２に正対させた受光器５として半導体光センサ（株式会社リコー内製作、フォトトランジスタ）で検出し、測定器７（電流増幅回路）で尿素濃度を測定した。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
図１に示す尿素濃度測定装置を用いて、試料溶液としての尿素水溶液（濃度５ｍｇ／ｄＬ、関東化学株式会社製、特級）を用い、第一の試薬として次亜臭素酸ナトリウム水溶液（濃度３００ｍｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製、鹿１級）と、第二の試薬としてローダミンＢ溶液（濃度０．２ｍｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製）とを混合し、化学発光の光強度を測定した。
具体的には、まず、試料溶液としての尿素水溶液と、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液とを予め混合させて混合溶液２１を調製した。前記尿素水溶液とローダミンＢ溶液の混合割合は１：１（体積比）であった。
次に、前記混合溶液２１を液送経路１０でポンプ１５により流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送し、第一の試薬２２としての次亜臭素酸ナトリウム水溶液を液送経路１１でポンプ１６により流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送し、アクリル樹脂で形成された反応セル２内に導く際の発光部２ａ、又は発光部の直前２ｂで混合され、反応して発光部２ａで化学発光を生じた。
ここで生じた化学発光を反応セル２に正対させた受光器５として半導体光センサ（株式会社リコー内製作、フォトトランジスタ）で検出し、測定器７（電流増幅回路）で尿素濃度を測定した。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
この実施例１においては、尿素を含む試料溶液と第一の試薬とが反応して生じる化学発光が第二の試薬によって増倍されるので、受光器として安価でありかつ小型な半導体光センサを用いることができ、簡易的な構成で尿素濃度を測定することができた。
＜尿素濃度及びローダミンＢ濃度の依存性の評価＞
次に、実施例１において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のローダミンＢ溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、６２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図３及び図４に示した。ローダミンＢを添加したことにより、ローダミンＢを添加しない場合に比べて、図４に示すように、最大５．８倍の出力が得られた。
また、図１１にローダミンＢの添加による波長特性の変化を示した。
したがって、第二の試薬としてローダミンＢを用いることによって最大発光波長を６２０ｎｍに制御することができ（図１１参照）、受光器としての半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
次に、実施例１において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のローダミンＢ溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、６２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図３及び図４に示した。ローダミンＢを添加したことにより、ローダミンＢを添加しない場合に比べて、図４に示すように、最大５．８倍の出力が得られた。
また、図１１にローダミンＢの添加による波長特性の変化を示した。
したがって、第二の試薬としてローダミンＢを用いることによって最大発光波長を６２０ｎｍに制御することができ（図１１参照）、受光器としての半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
（実施例２）
実施例１において、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液を０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のフルオレセイン溶液（関東化学株式会社製）とした以外は、実施例１と同様にして、尿素濃度を測定した。
この実施例２では、尿素を含む試料溶液と第一の試薬とが反応して生じる化学発光が第二の試薬によって増倍されるので、安価な受光手段や簡易的な構成で尿素濃度を測定することができた。
実施例１において、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液を０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のフルオレセイン溶液（関東化学株式会社製）とした以外は、実施例１と同様にして、尿素濃度を測定した。
この実施例２では、尿素を含む試料溶液と第一の試薬とが反応して生じる化学発光が第二の試薬によって増倍されるので、安価な受光手段や簡易的な構成で尿素濃度を測定することができた。
＜尿素濃度及びフルオレセイン濃度の依存性の評価＞
次に、実施例２において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のフルオレセイン溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例２と同様にして、５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図５及び図６に示した。フルオレセイン（ＦＳ）を添加したことにより、フルオレセインを添加しない場合に比べて、図６に示すように最大２９倍の出力が得られた。
また、図１２にフルオレセインの添加による波長特性の変化を示した。
したがって、第二の試薬としてフルオレセインを用いることによって最大発光波長を５２０ｎｍに制御することができ（図１２参照）、受光器としての半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
次に、実施例２において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のフルオレセイン溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例２と同様にして、５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図５及び図６に示した。フルオレセイン（ＦＳ）を添加したことにより、フルオレセインを添加しない場合に比べて、図６に示すように最大２９倍の出力が得られた。
また、図１２にフルオレセインの添加による波長特性の変化を示した。
したがって、第二の試薬としてフルオレセインを用いることによって最大発光波長を５２０ｎｍに制御することができ（図１２参照）、受光器としての半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
（実施例３）
実施例１において、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液を０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジブロモフルオレセイン溶液（東京化成工業株式会社製）とした以外は、実施例１と同様にして、尿素濃度を測定した。
この実施例３では、尿素を含む試料溶液と第一の試薬とが反応して生じる化学発光が第二の試薬によって増倍されるので、安価な受光手段や簡易的な構成で尿素濃度を測定することができた。
実施例１において、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液を０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジブロモフルオレセイン溶液（東京化成工業株式会社製）とした以外は、実施例１と同様にして、尿素濃度を測定した。
この実施例３では、尿素を含む試料溶液と第一の試薬とが反応して生じる化学発光が第二の試薬によって増倍されるので、安価な受光手段や簡易的な構成で尿素濃度を測定することができた。
＜尿素濃度及びジブロモフルオレセイン濃度の依存性の評価＞
次に、実施例３において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジブロモフルオレセイン溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例３と同様にして、５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図７及び図８に示した。ジブロモフルオレセイン（ＤＢＦＳ）を添加したことにより、ジブロモフルオレセインを添加しない場合に比べて、図８に示すように最大１５倍の出力が得られた。
したがって、第二の試薬としてジブロモフルオレセインを用いることによって最大発光波長を５２０ｎｍに制御することができ、受光器である半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
次に、実施例３において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジブロモフルオレセイン溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例３と同様にして、５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図７及び図８に示した。ジブロモフルオレセイン（ＤＢＦＳ）を添加したことにより、ジブロモフルオレセインを添加しない場合に比べて、図８に示すように最大１５倍の出力が得られた。
したがって、第二の試薬としてジブロモフルオレセインを用いることによって最大発光波長を５２０ｎｍに制御することができ、受光器である半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
（実施例４）
実施例１において、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液を０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジクロロフルオレセイン溶液（東京化成工業株式会社製）とした以外は、実施例１と同様にして、尿素濃度を測定した。
この実施例４では、尿素を含む試料溶液と第一の試薬とが反応して生じる化学発光が第二の試薬によって増倍されるので、安価な受光手段や簡易的な構成で尿素濃度を測定することができた。
実施例１において、第二の試薬としてのローダミンＢ溶液を０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジクロロフルオレセイン溶液（東京化成工業株式会社製）とした以外は、実施例１と同様にして、尿素濃度を測定した。
この実施例４では、尿素を含む試料溶液と第一の試薬とが反応して生じる化学発光が第二の試薬によって増倍されるので、安価な受光手段や簡易的な構成で尿素濃度を測定することができた。
＜尿素濃度及びジクロロフルオレセイン濃度の依存性の評価＞
次に、実施例４において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジクロロフルオレセイン溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例４と同様にして、５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図９及び図１０に示した。ジクロロフルオレセイン（ＤＣＦＳ）を添加したことにより、ジクロロフルオレセインを添加しない場合に比べて、図１０に示すように最大２０倍の出力が得られた。
したがって、第二の試薬としてジクロロフルオレセインを用いることによって最大発光波長を５２０ｎｍに制御することができ、受光器である半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
次に、実施例４において、試料溶液として０ｍｇ／ｄＬ〜２０ｍｇ／ｄＬの濃度の尿素水溶液、第二の試薬として０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のジクロロフルオレセイン溶液、第一の試薬としてＮａＯＨ：０．８ｍｏｌ＋ＮａＢｒ：２．１ｍｏｌ＋ＮａＣｌＯ：０．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶解した水溶液を用いた以外は、実施例４と同様にして、５２０ｎｍ近傍の波長に特化した発光強度を光電子増倍管（浜松ホトニクス株式会社製、Ｈ１０７２２−１１０）を用いて測定した。その結果を図９及び図１０に示した。ジクロロフルオレセイン（ＤＣＦＳ）を添加したことにより、ジクロロフルオレセインを添加しない場合に比べて、図１０に示すように最大２０倍の出力が得られた。
したがって、第二の試薬としてジクロロフルオレセインを用いることによって最大発光波長を５２０ｎｍに制御することができ、受光器である半導体光センサの感度に応じた発光波長に合わせて、効率よく受光し測定することができた。
（実施例５）
図２に示す尿素濃度測定装置を用い、試料溶液としての尿素水溶液（濃度５ｍｇ／ｄＬ、関東化学株式会社製、特級）を用い、第一の試薬として次亜臭素酸ナトリウム水溶液（濃度０．３ｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製、鹿１級）と、第二の試薬としてローダミンＢ溶液（濃度０．２ｍｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製）とを混合し、化学発光の光強度を測定した。
まず、尿素水溶液２４と第二の試薬２５としてのローダミンＢ溶液をそれぞれの液送経路２６、１４でポンプ１７、１８により液送し攪拌装置１９を通過することで混合され混合溶液となる。この混合溶液は経路２０を通って反応セル２に流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送した。前記攪拌装置１９としてはポリテトラフルオロエチレン製の混合器を用いた。
一方、第一の試薬２２としての次亜臭素酸ナトリウム水溶液を液送経路１１でポンプ１６により流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送し、アクリル樹脂で形成された反応セル２内に導く際の発光部２ａ、又は発光部の直前２ｂで混合され、反応して発光部２ａで化学発光を生じた。
ここで生じた化学発光を反応セル２に正対させた受光器５として半導体光センサ（株式会社リコー内製作、フォトトランジスタ）で検出し、測定器７（電流増幅回路）で尿素濃度を測定した。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
この実施例５では、第一の試薬と第二の試薬が先に反応して化学発光を弱めてしまうことを避けることができ、安定した化学発光を得ることができる。
この実施例５の構成によれば、例えば、血液透析の透析廃液のように時間とともに変化する尿素濃度をリアルタイムに計測を行うことができ、透析治療を終了するタイミングを知ることができる。
図２に示す尿素濃度測定装置を用い、試料溶液としての尿素水溶液（濃度５ｍｇ／ｄＬ、関東化学株式会社製、特級）を用い、第一の試薬として次亜臭素酸ナトリウム水溶液（濃度０．３ｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製、鹿１級）と、第二の試薬としてローダミンＢ溶液（濃度０．２ｍｍｏｌ／Ｌ、関東化学株式会社製）とを混合し、化学発光の光強度を測定した。
まず、尿素水溶液２４と第二の試薬２５としてのローダミンＢ溶液をそれぞれの液送経路２６、１４でポンプ１７、１８により液送し攪拌装置１９を通過することで混合され混合溶液となる。この混合溶液は経路２０を通って反応セル２に流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送した。前記攪拌装置１９としてはポリテトラフルオロエチレン製の混合器を用いた。
一方、第一の試薬２２としての次亜臭素酸ナトリウム水溶液を液送経路１１でポンプ１６により流量３０ｍＬ／ｍｉｎで液送し、アクリル樹脂で形成された反応セル２内に導く際の発光部２ａ、又は発光部の直前２ｂで混合され、反応して発光部２ａで化学発光を生じた。
ここで生じた化学発光を反応セル２に正対させた受光器５として半導体光センサ（株式会社リコー内製作、フォトトランジスタ）で検出し、測定器７（電流増幅回路）で尿素濃度を測定した。
更に、リフレクタ４により受光器５に向かない方向に照射された光も受光器５に集光させることが好ましいが、十分な発光強度が得られていればリフレクタ４を用いず、装置を簡素化することも可能である。
この実施例５では、第一の試薬と第二の試薬が先に反応して化学発光を弱めてしまうことを避けることができ、安定した化学発光を得ることができる。
この実施例５の構成によれば、例えば、血液透析の透析廃液のように時間とともに変化する尿素濃度をリアルタイムに計測を行うことができ、透析治療を終了するタイミングを知ることができる。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 尿素を含む試料溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬、及びキサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、反応させることにより生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定することを特徴とする尿素濃度測定方法である。
＜２＞ 前記尿素を含む試料溶液に第二の試薬を予め添加し、混合した混合溶液と第一の試薬を混合し反応させる前記＜１＞に記載の尿素濃度測定方法である。
＜３＞ 前記キサンテン色素が、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、及びジクロロフルオレセインから選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の尿素濃度測定方法である。
＜４＞ 前記次亜ハロゲン酸イオンが、次亜フッ素酸イオン（ＦＯ−）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）、及び次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）から選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の尿素濃度測定方法である。
＜５＞ 前記次亜ハロゲン酸イオンが、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）である前記＜４＞に記載の尿素濃度測定方法である。
＜６＞ 前記尿素を含む試料溶液が、血液透析の透析廃液である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の尿素濃度測定方法である。
＜７＞ 前記血液透析の透析廃液中の尿素濃度をリアルタイムで監視できる前記＜６＞に記載の尿素濃度測定方法である。
＜８＞ 尿素を含む試料溶液に、キサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、混合させて混合溶液とする第二の試薬添加手段と、
得られた混合溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる第一の試薬添加手段と、
反応により生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定する計測手段と、を有することを特徴とする尿素濃度測定装置である。
＜９＞ 尿素を含む試料溶液に予め第二の試薬を添加し、混合した混合溶液に第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる第一及び第二の試薬添加手段、を有する前記＜８＞に記載の尿素濃度測定装置である。
＜１＞ 尿素を含む試料溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬、及びキサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、反応させることにより生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定することを特徴とする尿素濃度測定方法である。
＜２＞ 前記尿素を含む試料溶液に第二の試薬を予め添加し、混合した混合溶液と第一の試薬を混合し反応させる前記＜１＞に記載の尿素濃度測定方法である。
＜３＞ 前記キサンテン色素が、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、及びジクロロフルオレセインから選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の尿素濃度測定方法である。
＜４＞ 前記次亜ハロゲン酸イオンが、次亜フッ素酸イオン（ＦＯ−）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）、及び次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）から選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の尿素濃度測定方法である。
＜５＞ 前記次亜ハロゲン酸イオンが、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）である前記＜４＞に記載の尿素濃度測定方法である。
＜６＞ 前記尿素を含む試料溶液が、血液透析の透析廃液である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の尿素濃度測定方法である。
＜７＞ 前記血液透析の透析廃液中の尿素濃度をリアルタイムで監視できる前記＜６＞に記載の尿素濃度測定方法である。
＜８＞ 尿素を含む試料溶液に、キサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、混合させて混合溶液とする第二の試薬添加手段と、
得られた混合溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる第一の試薬添加手段と、
反応により生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定する計測手段と、を有することを特徴とする尿素濃度測定装置である。
＜９＞ 尿素を含む試料溶液に予め第二の試薬を添加し、混合した混合溶液に第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる第一及び第二の試薬添加手段、を有する前記＜８＞に記載の尿素濃度測定装置である。
２ 反応セル
２ａ 発光部
２ｂ 発光部の直前
３ 加熱手段
４ リフレクタ
５ 受光器
６ 電源
７ 測定器
１０ 液送経路
１１ 液送経路
１３ 液送経路
１４ 液送経路
１５ ポンプ
１６ ポンプ
１７ ポンプ
１８ ポンプ
１９ 攪拌装置
２０ 液送経路
２１ 試料溶液
２２ 第一の試薬
２３ 測定後の溶液
２５ 第二の試薬
２６ 液送経路
２ａ 発光部
２ｂ 発光部の直前
３ 加熱手段
４ リフレクタ
５ 受光器
６ 電源
７ 測定器
１０ 液送経路
１１ 液送経路
１３ 液送経路
１４ 液送経路
１５ ポンプ
１６ ポンプ
１７ ポンプ
１８ ポンプ
１９ 攪拌装置
２０ 液送経路
２１ 試料溶液
２２ 第一の試薬
２３ 測定後の溶液
２５ 第二の試薬
２６ 液送経路
Claims (9)
- 尿素を含む試料溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬、及びキサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、反応させることにより生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定することを特徴とする尿素濃度測定方法。
- 前記尿素を含む試料溶液に第二の試薬を予め添加し、混合した混合溶液と第一の試薬を混合し反応させる請求項１に記載の尿素濃度測定方法。
- 前記キサンテン色素が、ローダミンＢ、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、及びジクロロフルオレセインから選択される少なくとも１種である請求項１から２のいずれかに記載の尿素濃度測定方法。
- 前記次亜ハロゲン酸イオンが、次亜フッ素酸イオン（ＦＯ−）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）、及び次亜ヨウ素酸イオン（ＩＯ−）から選択される少なくとも１種である請求項１から３のいずれかに記載の尿素濃度測定方法。
- 前記次亜ハロゲン酸イオンが、次亜臭素酸イオン（ＢｒＯ−）である請求項４に記載の尿素濃度測定方法。
- 前記尿素を含む試料溶液が、血液透析の透析廃液である請求項１から５のいずれかに記載の尿素濃度測定方法。
- 前記血液透析の透析廃液中の尿素濃度をリアルタイムで監視できる請求項６に記載の尿素濃度測定方法。
- 尿素を含む試料溶液に、キサンテン色素又は希土類蛍光錯体を含む第二の試薬を添加し、混合させて混合溶液とする第二の試薬添加手段と、
得られた混合溶液に、次亜ハロゲン酸イオンを含む第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる第一の試薬添加手段と、
反応により生じた化学発光の光の強度を計測して尿素濃度を測定する計測手段と、を有することを特徴とする尿素濃度測定装置。 - 尿素を含む試料溶液に予め第二の試薬を添加し、混合した混合溶液に第一の試薬を添加し、反応セル内で反応させる第一及び第二の試薬添加手段、を有する請求項８に記載の尿素濃度測定装置。
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| US10670532B2 (en) | 2017-08-10 | 2020-06-02 | Ricoh Company, Ltd. | Measuring apparatus comprising a line enclosure disposed around an electrical connection line electrically connected to the conductive part of an optical window and a housing |
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