JP2018031663A - Metabolite analyzing method and metabolite analyzing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metabolite analyzing method and a metabolite analyzing device capable of easily determining property of metabolites in a cell or property of body fluid using a transmission method in infrared spectroscopy.SOLUTION: A cell 2 which comprises a storage part 20 having window parts 21 and 22 through which infrared light can transmit and storing analysis object fluid such as solution of a cell and body fluid, with 0.5-50 μm of an optical path length of infrared light in infrared spectroscopy, is used for measuring absorbance of metabolites in the cell in the solution or absorbance of the body fluid using a transmission method in the infrared spectroscopy, so that a metabolite density value of the body fluid or the cell is measured and if the ratio (N1/NN) of a first measurement metabolite density value N1 to a metabolite density value NN of a normal cell or body fluid previously measured at a first wave number H1 is a predetermined ratio R1 or higher, property of the metabolites in the cell or the body fluid subjected to the measurement is determined, in a first determination step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、赤外分光法における透過法を用いて細胞の代謝産物の吸光度又は体液の吸光度を測定し、細胞の代謝産物又は体液の性状を判定する代謝産物分析方法及び代謝産物分析装置に関する。   The present invention relates to a metabolite analysis method and a metabolite analyzer that measure the absorbance of a cellular metabolite or body fluid using a transmission method in infrared spectroscopy to determine the properties of the cellular metabolite or body fluid.

従来、赤外分光法を用いて、乾燥した細胞の赤外吸収スペクトルを測定して、乾燥した状態の細胞の性状を分析する分析方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
これに対して、細胞を生きたままで非侵襲で分析するために、出願人は、細胞の培養液中に浸した生きた細胞を、透過性の窓部を有する光路長が短いセルに収容して、赤外分光法における透過法を用いて、生きた細胞のままで、赤外吸収スペクトルを測定することを行っている。出願人は、癌細胞と細胞の代謝産物である乳酸とを、赤外分光法を用いて赤外吸収スペクトルを測定して比較した場合に、赤外吸収スペクトルが似ている波数領域が存在することを知見した。
2. Description of the Related Art Conventionally, an analysis method for measuring the infrared absorption spectrum of a dried cell using infrared spectroscopy and analyzing the properties of the dried cell is known (see, for example, Patent Document 1).
In contrast, in order to analyze cells alive and non-invasively, the applicant accommodates living cells soaked in a cell culture medium in a cell with a short optical path length having a transparent window. Thus, the infrared absorption spectrum is measured by using the transmission method in the infrared spectroscopy while keeping living cells. When the applicant compares the infrared absorption spectrum of cancer cells and lactic acid, which is a metabolite of the cell, using infrared spectroscopy, there is a wave number region in which the infrared absorption spectrum is similar. I found out.

特表平11−502935号公報Japanese National Patent Publication No. 11-502935

出願人は、癌細胞と細胞の代謝産物である乳酸とについて、互いの赤外吸収スペクトが似ている波数領域が存在することを知見した。そのため、赤外分光法における透過法を用いて、細胞の代謝産物の赤外吸収スペクトを利用して、生きた細胞のままで、細胞の培養液(培地)中の細胞の代謝産物の性状を容易に判定して分析することが望まれる。
また、細胞だけでなく、唾液、汗、尿、血液、血漿などの体液についても、赤外分光法における透過法を用いて、体液の性状を容易に判定して分析することが望まれる。
The applicant has found that there exists a wave number region in which the infrared absorption spectrum is similar between cancer cells and lactic acid which is a metabolite of the cells. Therefore, by using the infrared absorption spectrum of cell metabolites using the transmission method in infrared spectroscopy, the properties of the cell metabolites in the cell culture medium (medium) can be determined as they are living cells. It is desirable to easily determine and analyze.
Moreover, it is desired that not only cells but also body fluids such as saliva, sweat, urine, blood, plasma, etc. are easily determined by analyzing the properties of body fluids using the transmission method in infrared spectroscopy.

本発明は、赤外分光法における透過法を用いて、細胞の代謝産物又は体液の性状を容易に判定することができる代謝産物分析方法及び代謝産物分析装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a metabolite analysis method and a metabolite analyzer that can easily determine the properties of cellular metabolites or body fluids using a transmission method in infrared spectroscopy.

本発明は、赤外光を透過可能な窓部を有する収容部であって、細胞の水溶液、体液などの分析対象液を収容すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部を備えるセルを用いて、水溶液中の細胞の代謝産物の吸光度又は体液の吸光度を赤外分光法における透過法により測定することで、細胞又は体液の代謝産物濃度値の測定を行い、測定波数が伸縮振動に帰属される所定の第1波数において測定された第1測定代謝産物濃度値について、前記第1波数において予め測定された正常な細胞又は体液の代謝産物濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第1比率以上の場合に、測定した細胞の代謝産物又は体液の性状を判定する第1判定工程を備える代謝産物分析方法に関する。   The present invention is a housing part having a window part capable of transmitting infrared light, which contains a liquid to be analyzed such as an aqueous solution of a cell, a body fluid and the like, and an optical path length of infrared light in infrared spectroscopy is 0.5. By measuring the absorbance of the metabolite of the cell in the aqueous solution or the absorbance of the bodily fluid in the aqueous solution by a transmission method in infrared spectroscopy using a cell having a container with a predetermined length of ˜50 μm, the metabolism of the cell or bodily fluid The product concentration value is measured, and the first measured metabolite concentration value measured at a predetermined first wave number belonging to the stretching vibration is measured for a normal cell or body fluid previously measured at the first wave number. The present invention relates to a metabolite analysis method comprising a first determination step of determining a property of a measured cell metabolite or body fluid when a ratio of the first measurement metabolite concentration value to a metabolite concentration value is a predetermined first ratio or more. .

また、本発明は、赤外光を透過可能な窓部を有する収容部であって、細胞の水溶液、体液などの分析対象液を収容すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部を備えるセルを用いて、水溶液中の細胞の代謝産物の吸光度又は体液の吸光度を赤外分光法における透過法により測定することで、細胞又は体液の代謝産物濃度値の測定を行い、測定波数が1020〜1080cm−1の間の所定の第1波数において測定された第1測定代謝産物濃度値について、前記第1波数において予め測定された正常な細胞又は体液の代謝産物濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第1比率以上の場合に、測定した細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第1判定工程を備える代謝産物分析方法に関する。 In addition, the present invention is a container having a window that can transmit infrared light, and stores an analysis target liquid such as an aqueous solution of a cell or a body fluid, and the optical path length of infrared light in infrared spectroscopy is 0. Cell or body fluid is measured by measuring the absorbance of the metabolite of the cell in the aqueous solution or the absorbance of the body fluid by the transmission method in infrared spectroscopy using a cell having a container with a predetermined length between 5 and 50 μm. The metabolite concentration value of the first measured metabolite concentration value measured at a predetermined first wave number between 1020 and 1080 cm −1 is measured normally in the first wave number. When the ratio of the first measured metabolite concentration value to the metabolite concentration value of the cell or body fluid is a predetermined first ratio or more, a first determination step of determining that the cancer is false positive for the measured cell or body fluid is provided. metabolism About the things analytical methods.

また、前記第1判定工程の前に実行される第2判定工程であって、測定波数が1680〜1780cm−1の間の所定の第2波数において測定された第2測定代謝産物濃度値について、前記第2波数において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られない場合に、前記第1判定工程に移行し、前記ピーク波形が得られた場合に、測定した細胞又は体液について癌が陽性であると判定する第2判定工程を備えることが好ましい。 Further, in the second determination step performed before the first determination step, the second measured metabolite concentration value measured at a predetermined second wave number between 1680 and 1780 cm −1 , When the predetermined peak waveform of the infrared absorption spectrum is not obtained at the second wave number, the process proceeds to the first determination step, and when the peak waveform is obtained, the measured cell or body fluid is positive for cancer. It is preferable to provide the 2nd determination process determined to exist.

また、前記第1判定工程において癌が擬陽性であると判定された後に実行される第3判定工程であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第2比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第3判定工程を備えることが好ましい。 Further, in the third determination step that is executed after it is determined in the first determination step that the cancer is false positive, the first measurement metabolite concentration value measured at the predetermined first wave number is measured. When the ratio of the first measurement metabolite concentration value to the measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is less than or equal to a predetermined second ratio, the cell or body fluid It is preferable to include a third determination step for determining that the cancer is false positive.

また、前記第1判定工程において癌が擬陽性ではないと判定された後に実行される第4判定工程であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第3比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が陰性であると判定する第4判定工程を備えることが好ましい。 Further, in the fourth determination step, which is executed after it is determined in the first determination step that the cancer is not false positive, the first measured metabolite concentration value measured at the predetermined first wave number is measured. When the ratio of the first measurement metabolite concentration value to the measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is less than or equal to a predetermined third ratio, the cell or body fluid It is preferable to provide the 4th determination process which determines with cancer being negative.

また、前記代謝産物は、乳酸であることが好ましい。   The metabolite is preferably lactic acid.

また、本発明は、赤外光を透過可能な窓部を有する収容部であって、細胞の水溶液、体液などの分析対象液を収容すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部を備えるセルと、前記セルの内部に収容された細胞又は体液に対して赤外光を照射する光源部と、前記光源部から照射され、前記セルの内部に収容された体液又は細胞を透過した赤外光を検出する光検出部と、前記光検出部により検出された赤外光に基づいて、水溶液中の細胞の代謝産物の吸光度又は体液の吸光度を赤外分光法における透過法により測定することで細胞又は体液の代謝産物濃度値の測定を行う濃度測定部と、測定波数が1020〜1080cm−1の間の所定の第1波数において測定された第1測定代謝産物濃度値について、前記第1波数において予め測定された正常な細胞又は体液の代謝産物濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第1比率以上の場合に、測定した細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第1判定工程を実行する第1判定部と、を備える代謝産物分析装置に関する。 In addition, the present invention is a container having a window that can transmit infrared light, and stores an analysis target liquid such as an aqueous solution of a cell or a body fluid, and the optical path length of infrared light in infrared spectroscopy is 0. A cell including a container having a predetermined length of 5 to 50 μm, a light source unit that irradiates infrared light to a cell or a body fluid stored in the cell, A light detection unit for detecting infrared light transmitted through the body fluid or cells contained in the cell, and the absorbance or body fluid of the metabolite of the cell in the aqueous solution based on the infrared light detected by the light detection unit A concentration measurement unit for measuring the metabolite concentration value of a cell or body fluid by measuring the absorbance of the sample by a transmission method in infrared spectroscopy, and measurement at a predetermined first wave number between 1020 and 1080 cm −1 The first measured metabolite concentration value When the ratio of the first measured metabolite concentration value to the normal cell or bodily fluid metabolite concentration value measured in advance at the first wave number is greater than or equal to a predetermined first ratio, And a first determination unit that executes a first determination step of determining that is false positive.

また、前記第1判定部の前記第1判定工程による判定動作の前に判定動作を実行する第2判定部であって、測定波数が1680〜1780cm−1の間の所定の第2波数において測定された第2測定代謝産物濃度値について、前記第2波数において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られない場合に、前記第1判定部が実行する前記第1判定工程に移行し、前記ピーク波形が得られた場合に、測定した細胞又は体液について癌が陽性であると判定する第2判定工程を実行する第2判定部を更に備えることが好ましい。 Further, the second determination unit that performs a determination operation before the determination operation by the first determination step of the first determination unit, wherein the measurement wave number is measured at a predetermined second wave number between 1680 and 1780 cm −1. When the predetermined peak waveform of the infrared absorption spectrum is not obtained at the second wave number for the second measured metabolite concentration value, the process proceeds to the first determination step executed by the first determination unit, It is preferable to further include a second determination unit that executes a second determination step of determining that the measured cell or body fluid is positive for the cancer when the peak waveform is obtained.

また、前記第1判定部の前記第1判定工程において癌が擬陽性であると判定された後に判定動作を実行する第3判定部であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第2比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第3判定工程を実行する第3判定部を備えることが好ましい。 A first determination unit that performs a determination operation after the first determination step of the first determination unit determines that the cancer is false-positive, the first measurement being performed at a predetermined first wave number; Regarding the measured metabolite concentration value, a ratio of the first measured metabolite concentration value to a measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is a predetermined second ratio or less. In this case, it is preferable to include a third determination unit that executes a third determination step of determining that the cell or body fluid is false positive for cancer.

また、前記第1判定部の前記第1判定工程において癌が擬陽性ではないと判定された後に判定動作を実行する第4判定部であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第3比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が陰性であると判定する第4判定工程を実行する第4判定部を備えることが好ましい。 A first determination unit configured to perform a determination operation after it is determined in the first determination step of the first determination unit that the cancer is not false positive, the first measurement being performed at a predetermined first wave number; Regarding the measured metabolite concentration value, a ratio of the first measured metabolite concentration value to a measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is a predetermined third ratio or less. In this case, it is preferable to include a fourth determination unit that executes a fourth determination step of determining that the cell or body fluid is negative for cancer.

また、前記代謝産物は、乳酸であることが好ましい。   The metabolite is preferably lactic acid.

本発明によれば、赤外分光法における透過法を用いて、体液又は細胞の代謝産物の性状を容易に判定することができる代謝産物分析方法及び代謝産物分析装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metabolite analysis method and metabolite analyzer which can determine easily the property of the metabolite of a bodily fluid or a cell using the transmission method in infrared spectroscopy can be provided.

本発明の一実施形態に係る代謝産物分析装置1の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the metabolite analyzer 1 which concerns on one Embodiment of this invention. 赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフであって、(A)は正常細胞、(B)は密な正常細胞、(C)は癌細胞、(D)は乳酸の赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of an infrared absorption spectrum, (A) is a normal cell, (B) is a dense normal cell, (C) is a cancer cell, (D) shows the waveform of the infrared absorption spectrum of lactic acid. It is a graph. 乳酸の赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフであって、pH値を変化させた場合のグラフである。It is a graph which shows the waveform of the infrared absorption spectrum of lactic acid, Comprising: It is a graph at the time of changing pH value. 乳酸濃度値と赤外吸収スペクトルにおける吸光度との関係(線形性)を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship (linearity) of the lactic acid density | concentration value and the light absorbency in an infrared absorption spectrum. 細胞の代謝産物の赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフであって、(A)は壊死寸前の癌細胞、(B)は癌細胞、(C)は密な正常細胞、(D)は正常細胞の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the infrared absorption spectrum of the metabolite of a cell, (A) is a cancer cell just before necrosis, (B) is a cancer cell, (C) is a dense normal cell, (D) is a normal cell. It is a graph which shows the waveform. 細胞の代謝産物の性状を判定するためのフローチャートである。It is a flowchart for determining the property of the metabolite of a cell.

以下、本発明の実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る代謝産物分析装置1の全体構成を示す断面図である。図2は、赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフであって、(A)は正常細胞、(B)は密な正常細胞、(C)は癌細胞、(D)は乳酸の赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフである。図3は、乳酸の赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフであって、pH値を変化させた場合のグラフである。図4は、乳酸濃度値と赤外吸収スペクトルにおける吸光度との関係(線形性)を示すグラフである。図5は、細胞の代謝産物の赤外吸収スペクトルの波形を示すグラフであって、(A)は壊死寸前の癌細胞、(B)は癌細胞、(C)は密な正常細胞、(D)は正常細胞の波形を示すグラフである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a metabolite analyzer 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing a waveform of an infrared absorption spectrum, where (A) is a normal cell, (B) is a dense normal cell, (C) is a cancer cell, and (D) is an infrared absorption spectrum of lactic acid. It is a graph which shows the waveform. FIG. 3 is a graph showing the waveform of the infrared absorption spectrum of lactic acid when the pH value is changed. FIG. 4 is a graph showing the relationship (linearity) between the lactic acid concentration value and the absorbance in the infrared absorption spectrum. FIG. 5 is a graph showing a waveform of an infrared absorption spectrum of a metabolite of a cell, where (A) is a cancer cell just before necrosis, (B) is a cancer cell, (C) is a dense normal cell, (D ) Is a graph showing the waveform of normal cells.

本実施形態の代謝産物分析装置1は、赤外分光法における透過法を用いて、光学セル2に収容された培養液(水溶液、分析対象液)10中の細胞11の代謝産物の性状を、生きた細胞のままで、細胞を傷付けず(非侵襲)に測定して分析する装置である。本実施形態においては、細胞11の代謝産物は、例えば、乳酸である。乳酸は、イオン化していないものと、イオン化した乳酸イオンとの混合物の形で存在する。   The metabolite analyzer 1 of the present embodiment uses the transmission method in infrared spectroscopy to determine the properties of metabolites of the cells 11 in the culture solution (aqueous solution, analysis target solution) 10 accommodated in the optical cell 2. It is a device that measures and analyzes living cells without damaging them (non-invasive). In the present embodiment, the metabolite of the cell 11 is, for example, lactic acid. Lactic acid exists in the form of a mixture of non-ionized and ionized lactic acid ions.

図1に示すように、代謝産物分析装置1は、光学セル2(セル)と、光学セル2を保持する保持プレート3と、光源部4と、光検出器5(光検出部)と、制御部6と、を備える。光学セル2は、保持プレート3に保持される。   As shown in FIG. 1, the metabolite analyzer 1 includes an optical cell 2 (cell), a holding plate 3 that holds the optical cell 2, a light source unit 4, a light detector 5 (light detection unit), and a control. Part 6. The optical cell 2 is held by the holding plate 3.

光学セル2は、上窓板21(窓部)と、上窓板21の下方に配置され上窓板21の下面から離間して配置される下窓板22(窓部)と、上窓板21及び下窓板22の縁部において上窓板21及び下窓板22の間に配置されるスペーサ部材23と、を有する。   The optical cell 2 includes an upper window plate 21 (window portion), a lower window plate 22 (window portion) disposed below the upper window plate 21 and spaced from the lower surface of the upper window plate 21, and an upper window plate. 21 and a spacer member 23 disposed between the upper window plate 21 and the lower window plate 22 at the edge of the lower window plate 22.

上窓板21及び下窓板22は、板状に形成され、互いに平行に配置される。
上窓板21及び下窓板22は、赤外光を透過可能な材料で形成される。例えば、上窓板21及び下窓板22は、1000cm−1以上の波数領域の赤外光を透過する材料であればよい。例えば、本実施形態では、上窓板21及び下窓板22の材料の材質は、フッ化カルシウムである。なお、上窓板21及び下窓板22の材料の材質は、フッ化カルシウムに限定されず、例えば、ダイヤモンドや、セレン化亜鉛(ZnSe)や、硫化亜鉛(ZnS)などであってもよい。
The upper window plate 21 and the lower window plate 22 are formed in a plate shape and are arranged in parallel to each other.
The upper window plate 21 and the lower window plate 22 are formed of a material that can transmit infrared light. For example, the upper window plate 21 and the lower window plate 22 may be any material that transmits infrared light in a wave number region of 1000 cm −1 or more. For example, in the present embodiment, the material of the upper window plate 21 and the lower window plate 22 is calcium fluoride. In addition, the material of the material of the upper window board 21 and the lower window board 22 is not limited to calcium fluoride, For example, diamond, zinc selenide (ZnSe), zinc sulfide (ZnS), etc. may be sufficient.

上窓板21、下窓板22及びスペーサ部材23で囲まれる部分(空間)は、収容部20を構成する。収容部20は、密閉空間を構成し、培養液10に浸した状態の細胞11及び培養液10を収容する。   A portion (space) surrounded by the upper window plate 21, the lower window plate 22 and the spacer member 23 constitutes the accommodating portion 20. The storage unit 20 forms a sealed space and stores the cells 11 and the culture solution 10 that are immersed in the culture solution 10.

光学セル2の収容部20に収容される培養液10は、生きた細胞11を生きた状態で培養できるように、酸素の量やpH値を調整する二酸化炭素の量や水温などが調整された培養液である。培養液10は、例えば、5vol%濃度のCOガスが溶け込んだ培地(培養液)などを主体に構成される。このように、生きた細胞11は、収容部20の内部の培養液10中において、生きた状態で培養される。 The amount of oxygen and the amount of carbon dioxide for adjusting the pH value and the water temperature of the culture solution 10 stored in the storage unit 20 of the optical cell 2 are adjusted so that the living cells 11 can be cultured in a living state. It is a culture solution. The culture solution 10 is mainly composed of, for example, a medium (culture solution) in which 5 vol% concentration of CO 2 gas is dissolved. Thus, the living cells 11 are cultured in a living state in the culture solution 10 inside the container 20.

光学セル2には、光源部4(後述)から、上方から下方に向けて、赤外光が照射される。赤外光は、収容部20の上窓板21及び下窓板22を上下方向に貫通する。そのため、収容部20における上窓板21の下面と下窓板22の上面との間隔は、赤外分光法における赤外光の光路長Lとなる。   The optical cell 2 is irradiated with infrared light from the light source unit 4 (described later) from above to below. Infrared light penetrates the upper window plate 21 and the lower window plate 22 of the accommodating portion 20 in the vertical direction. Therefore, the distance between the lower surface of the upper window plate 21 and the upper surface of the lower window plate 22 in the housing portion 20 is the optical path length L of infrared light in infrared spectroscopy.

光路長Lは、培養液10への赤外分光の吸収の影響が少なく赤外分光法における透過法の測定が可能な程度の短い長さで形成される。本実施形態においては、光路長Lは、例えば、12μmである。なお、光路長Lは、12μmに限定されず、例えば、0.5〜50μmの間の所定長さが採用される。光路長Lは、例えば、光源部4による光の強度などにより設定される。   The optical path length L is formed with a short length that is less affected by absorption of infrared spectroscopy into the culture medium 10 and allows measurement of the transmission method in infrared spectroscopy. In the present embodiment, the optical path length L is, for example, 12 μm. The optical path length L is not limited to 12 μm, and for example, a predetermined length between 0.5 and 50 μm is adopted. The optical path length L is set by, for example, the intensity of light from the light source unit 4.

光源部4は、光学セル2の上方に配置される。光源部4は、収容部20に収容された細胞11に対して、赤外光を照射する。光源部4の光の強度は、培養液10及び細胞11を透過できる強度であると共に、細胞11に損傷等の影響を与えない強度である。
光検出器5は、光学セル2の下方に配置される。光検出器5は、光源部4から照射され光学セル2の内部に収容された細胞11を透過した赤外光を検出する。
光源部4から出射された赤外光は、上窓板21、培養液10、細胞11、下窓板22を透過して、光検出器5により検出される。光検出器5により検出された赤外光による赤外吸収スペクトル信号は、制御部6へ送信される。
The light source unit 4 is disposed above the optical cell 2. The light source unit 4 irradiates the cells 11 stored in the storage unit 20 with infrared light. The intensity of the light from the light source unit 4 is an intensity that can pass through the culture medium 10 and the cells 11 and does not affect the cells 11 such as damage.
The photodetector 5 is disposed below the optical cell 2. The photodetector 5 detects infrared light that has been irradiated from the light source unit 4 and transmitted through the cells 11 accommodated in the optical cell 2.
Infrared light emitted from the light source unit 4 passes through the upper window plate 21, the culture solution 10, the cells 11, and the lower window plate 22 and is detected by the photodetector 5. An infrared absorption spectrum signal by infrared light detected by the photodetector 5 is transmitted to the control unit 6.

本発明は、乳酸と、癌細胞とが、赤外吸収スペクトルにおける所定の波数で同じ傾向のピークを有するという観点から、所定の波数の赤外吸収スペクトルにおける吸光度を検出して、細胞の性状を判定するものである。本実施形態においては、光学セル2の収容部20に収容された細胞11の代謝産物である乳酸について、赤外分光法における透過法を用いて、細胞11の乳酸の吸光度を測定して、細胞11の性状を判定する。
以下に、細胞の乳酸濃度値を本発明の判定に利用可能であることについて詳細に説明する。
From the viewpoint that lactic acid and cancer cells have the same tendency peak at a predetermined wave number in the infrared absorption spectrum, the present invention detects the absorbance in the infrared absorption spectrum at the predetermined wave number, and determines the cell properties. Judgment. In the present embodiment, the lactic acid that is a metabolite of the cell 11 accommodated in the accommodating portion 20 of the optical cell 2 is measured by measuring the absorbance of the lactic acid in the cell 11 using a transmission method in infrared spectroscopy. 11 properties are determined.
Hereinafter, the fact that the lactic acid concentration value of the cell can be used for the determination of the present invention will be described in detail.

具体的には、赤外分光装置を使用して、生きた細胞(マウス:NIH3T3株,MCA205株)の赤外吸収スペクトルを測定した結果、図2に示すように、「(A)正常細胞」、「(B)密な正常細胞」(細胞密度が高い正常細胞)、「(C)癌細胞」は、1660cm−1付近においてAmideI(C=O伸縮振動)の吸収ピークが存在し、1550cm−1付近においてAmideII(N−H変角振動)の吸収ピークが存在する。なお、密な正常細胞は、癌の擬陽性を想定したサンプルとして使用している。この理由は以下の通りである。密な正常細胞は、細胞が密になることによって酸欠状態となり、代謝が好気性解糖から嫌気性解糖へと変化したことにより乳酸が観測される。癌化とは本質的には別だが、密な正常細胞の赤外吸収スペクトルの吸収ピークは、細胞が異常に増殖している箇所という意味では、嫌気性解糖を常に行っている癌の部位と同じ結果が得られる。そのため、密な正常細胞を、癌の擬陽性を想定したサンプルとして使用している。
また、図2に示すように、「(B)密な正常細胞」、「(C)癌細胞」においては、1040〜1050cm−1付近の低波数において、スペクトルの微細構造に差異があり、C−O伸縮振動に帰属するピークが存在することが確認された。
Specifically, as a result of measuring the infrared absorption spectrum of a living cell (mouse: NIH3T3 strain, MCA205 strain) using an infrared spectrometer, as shown in FIG. 2, “(A) normal cell” , “(B) dense normal cells” (normal cells with high cell density) and “(C) cancer cells” have an absorption peak of Amide I (C═O stretching vibration) in the vicinity of 1660 cm −1 , and 1550 cm − In the vicinity of 1 , there is an absorption peak of Amide II (N-H bending vibration). Dense normal cells are used as samples assuming false positives for cancer. The reason is as follows. Dense normal cells become oxygen deficient when the cells become dense, and lactic acid is observed as the metabolism changes from aerobic glycolysis to anaerobic glycolysis. Although it is essentially different from carcinogenesis, the absorption peak of the infrared absorption spectrum of dense normal cells means that the cells are constantly undergoing anaerobic glycolysis in the sense that the cells are growing abnormally. Gives the same result. Therefore, dense normal cells are used as samples assuming false positives for cancer.
Further, as shown in FIG. 2, in “(B) dense normal cells” and “(C) cancer cells”, there is a difference in the fine structure of the spectrum at a low wave number around 1040 to 1050 cm −1. It was confirmed that there was a peak attributed to -O stretching vibration.

ここで、1040〜1050cm−1付近のC−O伸縮振動に対応する分子で、「(C)癌細胞」、「(B)密な正常細胞」に共通する生体物質として、図2に示す「(D)乳酸」が候補として挙がった。
通常、赤外吸収スペクトルによる乳酸の定量で用いる特徴的なC=O伸縮振動(波数1730cm−1)は、生体に近いpHの状態では、プロトンが解離した乳酸イオンへと変化している。そのため、乳酸は、C=Oの吸収が減少し、CO2−非対称伸縮振動(波数1580cm−1)となっているはずである。しかし、この波数1580cm−1の吸収ピークはAmideIIが重複するため、定量が困難である。ただし、細胞が壊死するなどして極端にpHが低下した場合は乳酸のC=O伸縮振動(波数1730cm−1)が観測されることは確認されていることから、赤外分光法によって乳酸を検出できることは実証されている。よって、このC=O,CO2−に代わる吸収ピークによって乳酸の定量が出来るかを試みた。
Here, as a biological substance common to “(C) cancer cells” and “(B) dense normal cells”, which is a molecule corresponding to CO stretching vibrations in the vicinity of 1040 to 1050 cm −1 , “ (D) Lactic acid ”was listed as a candidate.
Usually, the characteristic C═O stretching vibration (wave number 1730 cm −1 ) used in the quantification of lactic acid by infrared absorption spectrum is changed to lactate ions in which protons are dissociated in a pH state close to that of a living body. Therefore, lactic acid should have reduced C = O absorption and CO 2 -asymmetric stretching vibration (wave number 1580 cm -1 ). However, this absorption peak at a wave number of 1580 cm −1 is difficult to quantify because Amide II overlaps. However, it has been confirmed that C = O stretching vibration (wave number: 1730 cm −1 ) of lactic acid is observed when the pH is extremely lowered due to cell necrosis or the like. It has been demonstrated that it can be detected. Therefore, an attempt was made to determine the amount of lactic acid by the absorption peak in place of C═O, CO 2− .

JIS K 8726に規定された乳酸の主要な吸収ピーク(波数:3000cm−1,1740cm−1,1460cm−1,1220cm−1,1130cm−1及び1040cm−1)に加え、観測される全ての吸収ピークについて、分子振動のコンピューターシミュレーションと実測を用いて詳細に検証を行った。その結果、図2に示すように、「(D)乳酸」においては、波数1040〜1050cm−1の吸収は、生体物質(蛋白質、アミノ酸、核酸、リン酸等)の吸収と重複せず、独立した吸収ピークとして観測できることが示された。 Main absorption peak of lactic acid as defined in JIS K 8726 (wave number: 3000cm -1, 1740cm -1, 1460cm -1, 1220cm -1, 1130cm -1 and 1040 cm -1) was added to all the absorption peaks observed Was verified in detail using computer simulation and actual measurement of molecular vibrations. As a result, as shown in FIG. 2, in “(D) lactic acid”, absorption at wave numbers 1040 to 1050 cm −1 does not overlap with absorption of biological substances (proteins, amino acids, nucleic acids, phosphates, etc.) and is independent. It was shown that it can be observed as an absorption peak.

また、乳酸のpH値を変化させた場合において、図3に示すように、吸収ピークが、所定の波数において現れる。なお、図3に示す吸収ピークについて、便宜的に、No.1〜No.12の番号を付している。また、図3においては、吸収ピークの傾向を視覚的に理解が容易なように、複数の赤外吸収スペクトルの波形を便宜的に1つの図面に表している。各pH値における波形の原点(0)は、各々を別々に示しており、図3における各波形のボトム値の近傍において「0」(原点)を示している。   When the pH value of lactic acid is changed, an absorption peak appears at a predetermined wave number as shown in FIG. For convenience, the absorption peak shown in FIG. 1-No. The number of 12 is attached. In FIG. 3, the waveforms of a plurality of infrared absorption spectra are shown in one drawing for convenience so that the tendency of the absorption peak can be easily understood visually. The origin (0) of the waveform at each pH value is shown separately, and “0” (origin) is shown in the vicinity of the bottom value of each waveform in FIG.

図3に示すように、乳酸のpH値を変化させた場合に、波数1050cm−1付近(図3におけるピークNo.12)の吸収は、生体に近いpH領域(pH値:5〜10)では、吸収強度のpH依存が見られないことから、乳酸のマーカーとして使用することが適している。pH値が5以下(癌による組織の酸性化)になると、波数1050cm−1付近の吸収は相対的に強度が減じられる。しかし、この状態になると、図3に示すように、波数1730cm−1付近(図3におけるピークNo.1)において、特にpH値3.94〜2.44付近において、乳酸イオンに解離していない乳酸分子のC=O伸縮振動がAmideIのショルダーから顕在化して吸収ピークとして現れることが、実験により検証された。 As shown in FIG. 3, when the pH value of lactic acid is changed, the absorption near the wave number of 1050 cm −1 (peak No. 12 in FIG. 3) is in the pH region (pH value: 5 to 10) close to the living body. Since the absorption intensity does not depend on pH, it is suitable for use as a marker for lactic acid. When the pH value becomes 5 or less (tissue acidification due to cancer), the intensity of absorption near the wave number of 1050 cm −1 is relatively reduced. However, in this state, as shown in FIG. 3, in the vicinity of a wave number of 1730 cm −1 (peak No. 1 in FIG. 3), particularly in the vicinity of a pH value of 3.94 to 2.44, it is not dissociated into lactate ions. It has been experimentally verified that the C═O stretching vibration of the lactic acid molecule is manifested from the Amide I shoulder and appears as an absorption peak.

ここで、癌細胞と乳酸量との関係について、補足的に説明する。
細胞がグルコースを分解してATP(アデノシン三リン酸)を得る際は、好気性解糖、嫌気性解糖の2種類の代謝機構を持ち、通常は好気性解糖を優先的に行っているため、乳酸は殆ど生成しない。しかし、癌細胞は大量のエネルギーを消費して増殖を続けるため、嫌気性解糖が常に亢進することで大量の乳酸を生成しており、細胞・組織のpH値が低下している。このことは、ワールブルグ効果と呼ばれ、癌細胞・組織が示す特徴の一つであると知られている。従って、従来より、所定の細胞・組織の乳酸濃度あるいは所定の細胞・組織の乳酸濃度に起因するpH値の低下を、癌化しているか否かの指標として使用することができることが知られている。
出願人は、MCA205、Colo26、B16というマウスの繊維芽肉腫細胞株、大腸癌細胞株、メラノーマ細胞株において、乳酸の生成を確認し、細胞密度を高くして、酸素不足に陥った正常細胞(NIH3T3)においても嫌気性解糖による乳酸の生成を確認した。
Here, the relationship between cancer cells and the amount of lactic acid will be supplementarily described.
When cells break down glucose to obtain ATP (adenosine triphosphate), it has two metabolic mechanisms, aerobic glycolysis and anaerobic glycolysis, and usually aerobic glycolysis is preferentially performed. Therefore, almost no lactic acid is produced. However, since cancer cells consume a large amount of energy and continue to proliferate, anaerobic glycolysis always increases, producing a large amount of lactic acid, and the pH value of the cells / tissues is lowered. This is called the Warburg effect and is known to be one of the characteristics of cancer cells / tissues. Therefore, conventionally, it is known that the lactic acid concentration of a predetermined cell / tissue or the pH value caused by the lactic acid concentration of a predetermined cell / tissue can be used as an indicator of whether or not the cancer has occurred. .
Applicants confirmed that MCA205, Colo26, and B16 mouse fibroblastoma cell lines, colon cancer cell lines, and melanoma cell lines confirmed the production of lactic acid, increased the cell density, and became normal cells that had become oxygen deficient ( In NIH3T3), the production of lactic acid by anaerobic glycolysis was also confirmed.

以上のように、癌細胞と乳酸の乳酸濃度とは関連性があることが知見される。そのため、出願人は、C−O伸縮振動に対応する分子で、癌細胞、密な正常細胞に共通する生体物質として、細胞11の代謝産物としての乳酸を用いることとした。その結果、赤外分光法における透過法を用いて、乳酸の赤外吸収スペクトルを測定して、吸光度に基づいて、以下に示すように、制御部6において、癌の陽性、癌の擬陽性、癌の陰性の判定を行うことができる。   As described above, it is found that there is a relationship between the cancer cells and the lactic acid concentration of lactic acid. Therefore, the applicant decided to use lactic acid as a metabolite of the cell 11 as a biological substance common to cancer cells and dense normal cells as a molecule corresponding to C—O stretching vibration. As a result, the infrared absorption spectrum of lactic acid was measured using the transmission method in infrared spectroscopy, and based on the absorbance, as shown below, in the control unit 6, cancer positive, cancer false positive, cancer Can be determined as negative.

制御部6は、代謝産物分析装置1の全体を制御する。制御部6は、メモリを含んで構成される。制御部6のメモリには、例えば、後述する第1波数H1において予め測定された正常な細胞の乳酸濃度値NN(正常な細胞の代謝産物濃度値)や、各判定工程の判定の閾値となる各比率や、代謝産物分析装置1の動作に関する各種プログラムなどが記憶されている。制御部6は、濃度測定部61と、第1判定部62と、第2判定部63と、第3判定部64と、第4判定部65と、を有する。   The control unit 6 controls the entire metabolite analyzer 1. The control unit 6 includes a memory. In the memory of the control unit 6, for example, a normal cell lactic acid concentration value NN (normal cell metabolite concentration value) measured in advance at a first wave number H1, which will be described later, and a determination threshold value in each determination step. Each ratio and various programs related to the operation of the metabolite analyzer 1 are stored. The control unit 6 includes a concentration measurement unit 61, a first determination unit 62, a second determination unit 63, a third determination unit 64, and a fourth determination unit 65.

濃度測定部61は、光検出器5により検出された赤外光の赤外吸収スペクトルに基づいて、細胞培養の環境下において光学セル2に収容される培養液10中の細胞11の乳酸の吸光度を、赤外分光法における透過法により測定することで、細胞11の代謝産物濃度値の測定を行う。なお、本実施形態においては、濃度測定部61は、細胞11の代謝産物の代謝産物濃度値として乳酸濃度値の測定を行う。   Based on the infrared absorption spectrum of the infrared light detected by the photodetector 5, the concentration measuring unit 61 absorbs the lactic acid of the cells 11 in the culture solution 10 contained in the optical cell 2 under the cell culture environment. Is measured by the transmission method in the infrared spectroscopy, thereby measuring the metabolite concentration value of the cell 11. In the present embodiment, the concentration measuring unit 61 measures the lactic acid concentration value as the metabolite concentration value of the metabolite of the cell 11.

ここで、赤外分光法において測定された赤外光の吸光度と乳酸濃度値との関係について説明する。
図4に示すグラフのように、実験により、赤外光の吸光度と乳酸濃度値とは、乳酸濃度値が1000mmol/L以下の範囲において、線形性を有することが確かめられている。例えば、図4に示すように、図3におけるピークNo.「1」、「10」、「9」、「8」、「12」、「5」、「3」が存在する波数においては、乳酸アシドーシスに代表される代謝異常があるかを判定可能な5〜50mmol/Lの間の範囲においては、線形性を有し、定量可能である。本発明においても、この5〜50mmol/Lの間の範囲を主な判定範囲としている。
よって、本発明において、濃度測定部61は、赤外吸収スペクトルの吸光度を測定し、吸光度と乳酸濃度値とを対応付けることで、細胞の代謝産物の乳酸濃度値を測定することができる。
Here, the relationship between the absorbance of infrared light measured by infrared spectroscopy and the lactic acid concentration value will be described.
As shown in the graph of FIG. 4, it has been confirmed by experiments that the infrared light absorbance and the lactic acid concentration value have linearity in the range where the lactic acid concentration value is 1000 mmol / L or less. For example, as shown in FIG. In the wave numbers where “1”, “10”, “9”, “8”, “12”, “5”, “3” exist, it is possible to determine whether there is a metabolic abnormality typified by lactic acidosis 5 In the range between ˜50 mmol / L, it has linearity and is quantifiable. In the present invention, the range between 5 and 50 mmol / L is the main determination range.
Therefore, in the present invention, the concentration measuring unit 61 can measure the absorbance of the infrared absorption spectrum and associate the absorbance with the lactic acid concentration value to measure the lactic acid concentration value of the cellular metabolite.

第2判定部63は、癌の陽性を判定する陽性判定工程(第2判定工程)を実行する。第2判定部63は、第1判定部62(後述)における第1擬陽性判定工程(第1判定工程)(後述)による判定動作の前に判定動作が実行される。第2判定部63による陽性判定工程(第2判定工程)では、図5に示す「(A)壊死寸前の癌細胞」の波形の第2波数H2において所定のピーク波形が得られた場合に、癌の陽性を判定する。詳細には、第2判定部63は、測定波数が第2波数H2において測定された第2測定乳酸濃度値(第2測定代謝産物濃度値)について、第2波数H2において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られた場合に、測定した細胞について癌が陽性であると判定し、第2波数H2において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られない場合に、第1判定部62が実行する第1擬陽性判定工程(第1判定工程)に移行する。   The 2nd determination part 63 performs the positive determination process (2nd determination process) which determines positive of cancer. The second determination unit 63 performs the determination operation before the determination operation by the first false positive determination step (first determination step) (described later) in the first determination unit 62 (described later). In the positive determination step (second determination step) by the second determination unit 63, when a predetermined peak waveform is obtained at the second wave number H2 of the waveform of “(A) necrotic cancer cell” shown in FIG. Determine if cancer is positive. Specifically, the second determination unit 63 determines a predetermined infrared absorption spectrum at the second wave number H2 for the second measured lactate concentration value (second measured metabolite concentration value) measured at the second wave number H2. When the peak waveform is obtained, it is determined that the measured cell is positive for cancer, and when the predetermined peak waveform of the infrared absorption spectrum is not obtained at the second wave number H2, the first determination unit 62 It transfers to the 1st false positive determination process (1st determination process) to perform.

本実施形態においては、第2波数H2は、伸縮振動に帰属される波数である。第2波数H2は、1680〜1780cm−1の間の所定の波数であり、好ましくは、1710〜1750cm−1の間の所定の波数であり、より好ましくは、1715〜1745cm−1の間の所定の波数である。なお、本実施形態においては、第2波数H2は、1680〜1780cm−1の間の全ての領域の波数を意味するのではなく、所定の特定の一波数であって例えば1730cm−1などを意味し、例えば、赤外吸収スペクトルの吸収ピークの頂点又は頂点近傍における所定の特定の一波数である。 In the present embodiment, the second wave number H2 is a wave number attributed to stretching vibration. The second wave number H2 is a predetermined wave number between 1680 and 1780 cm −1 , preferably a predetermined wave number between 1710 and 1750 cm −1 , more preferably a predetermined wave number between 1715 and 1745 cm −1. Is the wave number. In the present embodiment, the second wave number H2 does not mean the wave number of the entire region between 1680 and 1780 cm −1 , but a predetermined specific one wave number such as 1730 cm −1. For example, it is a predetermined specific wave number at or near the peak of the absorption peak of the infrared absorption spectrum.

また、第2判定部63は、ピーク波形の判定について、例えば、第2波数H2の判定領域の吸収スペクトルの一階微分において、正から負、又は、負から正になる点がない場合は、ピーク波形が存在しないという判定を行う。また、正から負、又は、負から正になる点がある場合には、ピーク波形が存在するという判定を行う。なお、この場合には、ピーク波形がショルダー形状の場合には、ピーク波形が存在しないと判定する。なお、ピーク波形の判定の方法は、一例であり、この方法に制限されない。   Further, the second determination unit 63, for the determination of the peak waveform, for example, in the first derivative of the absorption spectrum of the determination region of the second wave number H2, when there is no point from positive to negative or from negative to positive, It is determined that there is no peak waveform. If there is a point from positive to negative or from negative to positive, it is determined that a peak waveform exists. In this case, when the peak waveform has a shoulder shape, it is determined that no peak waveform exists. Note that the method of determining the peak waveform is an example, and is not limited to this method.

第1判定部62は、癌の擬陽性を判定する第1擬陽性判定工程(第1判定工程)を実行する。第1判定部62における第1擬陽性判定工程は、癌の擬陽性を粗く(簡易的に)判定する工程である。本実施形態においては、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)は、癌の可能性があるか否かについて、後の判定工程において詳細に判定する前に、スクリーニング(ふるい分け)を実行する判定工程である。   The 1st determination part 62 performs the 1st false positive determination process (1st determination process) which determines the false positive of cancer. The first false positive determination step in the first determination unit 62 is a step of rough (simple) determination of false positive of cancer. In the present embodiment, the first false positive determination step (first determination step) is a determination to perform screening (sieving) before determining in detail in a later determination step whether there is a possibility of cancer. It is a process.

具体的には、第1判定部62は、測定波数が所定の第1波数H1において測定された第1測定乳酸濃度値N1(第1測定代謝産物濃度値)について、第1波数H1において予め測定された正常な細胞の乳酸濃度値NN(正常な細胞の代謝産物濃度値)に対する第1測定乳酸濃度値N1(第1測定代謝産物濃度値)の比率(N1/NN)が所定の第1比率R1以上の場合に、測定した細胞について癌が擬陽性であると判定する。予め測定された正常な細胞の乳酸濃度値NN及び所定の第1比率R1は、制御部6のメモリ(図示せず)に記憶されている。所定の第1比率R1は、測定した細胞について癌が擬陽性であると判断できる下限の比率が設定される。   Specifically, the first determination unit 62 measures in advance the first measured lactic acid concentration value N1 (first measured metabolite concentration value) measured at the predetermined first wave number H1 at the first wave number H1. The ratio (N1 / NN) of the first measured lactic acid concentration value N1 (first measured metabolite concentration value) to the lactic acid concentration value NN (normal cell metabolite concentration value) of the normal cells is a predetermined first ratio. In the case of R1 or more, it is determined that the measured cell is a false positive cancer. The normal cell lactic acid concentration value NN and the predetermined first ratio R1 measured in advance are stored in a memory (not shown) of the control unit 6. The predetermined first ratio R1 is set to a lower limit ratio at which the cancer can be determined to be false positive for the measured cells.

本実施形態においては、第1波数H1は、伸縮振動に帰属される波数である。第1波数H1は、1020〜1080cm−1の間の所定の波数であり、好ましくは、1030〜1070cm−1の間の所定の波数であり、より好ましくは、1035〜1065cm−1の間の所定の波数である。なお、本実施形態においては、第1波数H1は、1020〜1080cm−1の間の全ての領域の波数を意味するのではなく、所定の特定の一波数であって例えば1050cm−1などを意味し、例えば、赤外吸収スペクトルの吸収ピークの頂点又は頂点近傍における所定の特定の一波数である。 In the present embodiment, the first wave number H1 is a wave number attributed to stretching vibration. The first wave number H1 is a predetermined wave number between 1020 and 1080 cm −1 , preferably a predetermined wave number between 1030 and 1070 cm −1 , more preferably a predetermined wave number between 1035 and 1065 cm −1. Is the wave number. In the present embodiment, the first wave number H1 does not mean the wave number of all regions between 1020 and 1080 cm −1 , but a predetermined specific one wave number such as 1050 cm −1. For example, it is a predetermined specific wave number at or near the peak of the absorption peak of the infrared absorption spectrum.

第3判定部64は、第1判定部62の第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性であると判定された後に、癌の擬陽性を判定する第2擬陽性判定工程(第3判定工程)を実行する。第3判定部64の第2擬陽性判定工程(第3判定工程)は、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において擬陽性であると判定された場合に、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)の後に、癌の擬陽性を詳細に判定する工程である。   The third determination unit 64 performs the second false positive determination step (third step) for determining whether the cancer is false positive after the first determination unit 62 determines that the cancer is false positive in the first determination step (first determination step). (Determination step) is executed. The second false positive determination step (third determination step) of the third determination unit 64 is the first false positive determination step (first determination) when it is determined to be false positive in the first false positive determination step (first determination step). This is a step of determining in detail the false positive of cancer after the step).

第3判定部64は、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性であると判定されたことを前提にして、所定の第1波数H1において測定された第1測定乳酸濃度値N1(第1測定代謝産物濃度値)について、測定波数が所定の基準値測定波数HKにおいて測定された測定基準濃度値NKに対する第1測定乳酸濃度値N1(第1測定代謝産物濃度値)の比率(N1/NK)が所定の第2比率R2以下の場合に、細胞について癌が擬陽性であると判定する。所定の第2比率R2は、制御部6のメモリ(図示せず)に記憶されている。所定の第2比率R2は、測定した細胞について癌が擬陽性であると判断できる上限の比率が設定される。   The third determination unit 64 assumes that the cancer is determined to be false positive in the first false positive determination step (first determination step), and the first measured lactic acid concentration value measured at a predetermined first wave number H1. For N1 (first measured metabolite concentration value), the ratio of the first measured lactic acid concentration value N1 (first measured metabolite concentration value) to the measured reference concentration value NK measured at a predetermined reference value measured wavenumber HK. When (N1 / NK) is equal to or less than a predetermined second ratio R2, it is determined that the cancer is false positive for the cell. The predetermined second ratio R2 is stored in a memory (not shown) of the control unit 6. The predetermined second ratio R2 is set to an upper limit ratio at which it can be determined that the cancer is false positive for the measured cells.

第4判定部65は、第1判定部62の第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性ではないと判定された後に、癌の擬陽性を判定する第3擬陽性判定工程(第4判定工程)を実行する。第4判定部65の第3擬陽性判定工程(第4判定工程)は、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において擬陽性ではないと判定された場合に、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)の後に、癌の擬陽性を詳細に判定する工程である。   The fourth determination unit 65 performs a third false positive determination step (fourth determination) for determining whether the cancer is false positive after the first determination unit 62 determines that the cancer is not false positive in the first determination step (first determination step). (Determination step) is executed. The third false positive determination step (fourth determination step) of the fourth determination unit 65 is the first false positive determination step (first determination) when it is determined that the first false positive determination step (first determination step) is not false positive. This is a step of determining in detail the false positive of cancer after the step).

第4判定部65は、第1判定部62の第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性ではないと判定された後に実行される。第4判定部65は、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性ではないと判定されたことを前提にして、所定の第1波数H1において測定された第1測定乳酸濃度値N1(第1測定代謝産物濃度値)について、測定波数が所定の基準値測定波数HKにおいて測定された測定基準濃度値NKに対する第1測定乳酸濃度値N1(第1測定代謝産物濃度値)の比率(N1/NK)が所定の第3比率R3以下の場合に、細胞について癌が陰性であると判定する。所定の第3比率R3は、制御部6のメモリ(図示せず)に記憶されている。所定の第3比率R3は、測定した細胞について癌が陰性であると判断できる上限の比率が設定される。   The fourth determination unit 65 is executed after it is determined that the cancer is not false positive in the first false positive determination step (first determination step) of the first determination unit 62. The fourth determination unit 65 assumes that the cancer is determined not to be false positive in the first false positive determination step (first determination step), and the first measured lactic acid concentration value measured at a predetermined first wave number H1. For N1 (first measured metabolite concentration value), the ratio of the first measured lactic acid concentration value N1 (first measured metabolite concentration value) to the measured reference concentration value NK measured at a predetermined reference value measured wavenumber HK. When (N1 / NK) is equal to or less than a predetermined third ratio R3, it is determined that the cell is negative for cancer. The predetermined third ratio R3 is stored in a memory (not shown) of the control unit 6. As the predetermined third ratio R3, an upper limit ratio at which cancer can be determined to be negative for the measured cells is set.

本実施形態においては、第3判定部64及び第4判定部65において用いられる所定の基準値測定波数HKは、1060〜1120cm−1の間の所定の波数であり、好ましくは、1050〜1110cm−1の間の所定の波数であり、より好ましくは、1045〜1105cm−1の間の所定の波数である。なお、本実施形態においては、基準値測定波数HKは、1060〜1120cm−1の間の全ての領域の波数を意味するのではなく、所定の特定の一波数で例えば1090cm−1などを意味し、例えば、赤外吸収スペクトルの吸収ピークの乳酸濃度値の頂点又は頂点近傍における所定の特定の一波数である。 In the present embodiment, the predetermined reference value measurement wave number HK used in the third determination unit 64 and the fourth determination unit 65 is a predetermined wave number between 1060 and 1120 cm −1 , preferably 1050 to 1110 cm −. A predetermined wave number between 1 and 1 , more preferably a predetermined wave number between 1045 and 1105 cm −1 . In the present embodiment, the reference value measurement wavenumber HK does not mean the number of waves of all areas between the 1060~1120Cm -1, it means such as a predetermined one particular wave number, for example, 1090 cm -1 For example, it is a predetermined specific wave number at or near the apex of the lactic acid concentration value of the absorption peak of the infrared absorption spectrum.

ここで、第3判定部64及び第4判定部65の判定において、基準値測定波数HKにおける吸収ピークを基準値として採用した理由は、以下の通りである。
基準値測定波数HKにおける吸収ピークは、図3に示すピークNo.11が存在する波数における吸収ピークである。図3に示すピークNo.11は、乳酸単体でも存在する。しかし、ピークNo.11は、細胞の吸収スペクトルを測定した場合に、他に大量に存在する生体分子のC−O伸縮振動による吸収が重畳する。そのため、ピークNo.11では、正常な細胞と異常な細胞との識別が困難となる。
出願人は、基準値測定波数HKにおける吸収ピークについて、図3に示すピークNo.11を乳酸量の多いか少ないかの基準として用いることで、正常な細胞と異常な細胞とを識別することが可能であることを見い出した。よって、第3判定部64及び第4判定部65の判定において、乳酸のpH値を変化させた場合において変動が少ないピークNo.11が存在する波数(基準値測定波数HK)における吸収ピークの乳酸濃度値を、基準値として採用している。
Here, the reason why the absorption peak at the reference value measurement wave number HK is adopted as the reference value in the determination by the third determination unit 64 and the fourth determination unit 65 is as follows.
The absorption peak at the reference value measurement wave number HK is the peak No. shown in FIG. 11 is an absorption peak at a wave number where 11 exists. The peak No. shown in FIG. 11 is also present as lactic acid alone. However, peak no. 11, when the absorption spectrum of a cell is measured, absorption due to C—O stretching vibration of other biomolecules present in large quantities is superimposed. Therefore, peak no. 11 makes it difficult to distinguish between normal cells and abnormal cells.
The applicant applied the peak No. shown in FIG. It was found that normal cells and abnormal cells can be distinguished by using 11 as a criterion for whether the amount of lactic acid is large or small. Therefore, in the determination of the third determination unit 64 and the fourth determination unit 65, the peak No. with less fluctuation when the pH value of lactic acid is changed. The lactic acid concentration value of the absorption peak at the wave number where 11 is present (reference value measurement wave number HK) is adopted as the reference value.

次に、代謝産物分析装置1の動作について、図6のフローチャートを用いて説明する。図6は、細胞の代謝産物の性状を判定するためのフローチャートである。   Next, operation | movement of the metabolite analyzer 1 is demonstrated using the flowchart of FIG. FIG. 6 is a flow chart for determining the properties of cellular metabolites.

まず、図6に示すステップS1において、第2判定部63は、陽性判定工程(第2判定工程)を実行する。陽性判定工程においては、第2波数H2において、赤外吸収スペクトルの吸収ピーク波形の有無を判定する。第2波数H2は、1680〜1780cm−1の間の所定の波数である。第2判定部63は、吸収ピーク波形の判定について、例えば、第2波数H2の判定領域の吸収スペクトルの一階微分において、正から負、又は、負から正になる点がない場合は、ピーク波形が存在しないという判定を行う。また、正から負、又は、負から正になる点がある場合には、ピーク波形が存在するという判定を行う。なお、この場合には、ピーク波形がショルダー形状の場合には、ピーク波形が存在しないと判定する。 First, in step S1 shown in FIG. 6, the second determination unit 63 executes a positive determination process (second determination process). In the positive determination step, the presence or absence of an absorption peak waveform of the infrared absorption spectrum is determined at the second wave number H2. The second wave number H2 is a predetermined wave number between 1680 and 1780 cm −1 . For example, in the first derivative of the absorption spectrum in the determination region of the second wave number H2, the second determination unit 63 determines the peak when there is no point from positive to negative or from negative to positive. It is determined that the waveform does not exist. If there is a point from positive to negative or from negative to positive, it is determined that a peak waveform exists. In this case, when the peak waveform has a shoulder shape, it is determined that no peak waveform exists.

第2波数H2において、赤外吸収スペクトルの吸収ピーク波形が存在すると判定された場合には、処理はステップS2に移行し、ステップS2において細胞の代謝産物を「陽性」と判定して処理は終了する。一方、第2波数H2において、赤外吸収スペクトルの吸収ピーク波形が存在しないと判定された場合には、処理はステップS3に移行する。   If it is determined that the absorption peak waveform of the infrared absorption spectrum exists at the second wave number H2, the process proceeds to step S2, and the metabolite of the cell is determined to be “positive” in step S2, and the process ends. To do. On the other hand, when it is determined that there is no absorption peak waveform of the infrared absorption spectrum at the second wave number H2, the process proceeds to step S3.

本実施形態においては、例えば、図5に示す「(A)壊死寸前の癌細胞」について、第2波数H2(1740cm−1)において、吸収ピーク波形が存在すると判定され、ステップS2に移行し、ステップS2において細胞の代謝産物を「陽性」と判定して処理は終了する。一方、図5に示す「(B)癌細胞」、「(C)密な正常細胞」、「(D)正常細胞」について、第2波数H2(1740cm−1)において、吸収ピーク波形が存在しないと判定され、処理はステップS3に移行する。 In this embodiment, for example, for “(A) necrotic cancer cells” shown in FIG. 5, it is determined that an absorption peak waveform exists at the second wave number H2 (1740 cm −1 ), and the process proceeds to step S2. In step S2, the metabolite of the cell is determined as “positive”, and the process ends. On the other hand, there is no absorption peak waveform at the second wave number H2 (1740 cm −1 ) for “(B) cancer cells”, “(C) dense normal cells”, and “(D) normal cells” shown in FIG. Is determined, and the process proceeds to step S3.

ステップS3において、濃度測定部61は、第1波数H1において、第1測定乳酸濃度値N1を測定する。第1波数H1は、1020〜1080cm−1の間の所定の波数である。濃度測定部61は、第1波数H1において、赤外分光法における吸光度を測定することで、吸光度を乳酸濃度値に換算する。 In step S3, the concentration measuring unit 61 measures the first measured lactic acid concentration value N1 at the first wave number H1. The first wave number H1 is a predetermined wave number between 1020 and 1080 cm −1 . The concentration measuring unit 61 converts the absorbance to the lactic acid concentration value by measuring the absorbance in the infrared spectroscopy at the first wave number H1.

ステップS4において、濃度測定部61は、基準値測定波数HKにおいて、測定基準濃度値NKを測定する。基準値測定波数HKは、1060〜1120cm−1の間の所定の波数である。濃度測定部61は、基準値測定波数HKにおいて、赤外分光法における吸光度を測定することで、吸光度を乳酸濃度値に換算する。 In step S4, the concentration measuring unit 61 measures the measurement reference concentration value NK at the reference value measurement wave number HK. The reference value measurement wave number HK is a predetermined wave number between 1060 and 1120 cm −1 . The concentration measuring unit 61 converts the absorbance into the lactic acid concentration value by measuring the absorbance in the infrared spectroscopy at the reference value measurement wavenumber HK.

ステップS5において、第1判定部62は、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)を実行する。第1判定部62による第1擬陽性判定工程は、癌の擬陽性を粗く(簡易的に)判定する工程である。第1判定部62は、第1波数H1において予め測定された正常な細胞の乳酸濃度値NNに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(N1/NN)が所定の第1比率R1以上であるか否かを判定する。所定の第1比率R1は、測定した細胞について癌が擬陽性であると判断できる下限の比率が設定される。比率(N1/NN)が第1比率R1以上の場合(YES)は、ステップS6へ移行する。比率(N1/NN)が第1比率R1未満である場合(NO)は、ステップS8へ移行する。   In step S5, the first determination unit 62 executes a first false positive determination step (first determination step). The first false positive determination step by the first determination unit 62 is a step of roughly (simplely) determining false positive of cancer. Whether the ratio (N1 / NN) of the first measured lactic acid concentration value N1 to the lactic acid concentration value NN of normal cells measured in advance at the first wave number H1 is equal to or greater than a predetermined first ratio R1. Determine whether or not. The predetermined first ratio R1 is set to a lower limit ratio at which the cancer can be determined to be false positive for the measured cells. If the ratio (N1 / NN) is greater than or equal to the first ratio R1 (YES), the process proceeds to step S6. When the ratio (N1 / NN) is less than the first ratio R1 (NO), the process proceeds to step S8.

本実施形態においては、図5に示す「(B)癌細胞」については、比率(N1b/NNb)が第1比率R1以上((N1b/NNb)≧R1)(YES)であり、処理は、ステップS6へ移行する。一方、図5に示す「(C)密な正常細胞」については、比率(N1c/NNc)が第1比率R1未満((N1c/NNc)<R1)(NO)であり、ステップS8へ移行する。「(D)正常細胞」については、比率(N1d/NNd)が第1比率R1未満((N1d/NNd)<R1)(NO)であり、ステップS8へ移行する。   In the present embodiment, for “(B) cancer cells” shown in FIG. 5, the ratio (N1b / NNb) is equal to or higher than the first ratio R1 ((N1b / NNb) ≧ R1) (YES). The process proceeds to step S6. On the other hand, for “(C) dense normal cells” shown in FIG. 5, the ratio (N1c / NNc) is less than the first ratio R1 ((N1c / NNc) <R1) (NO), and the process proceeds to step S8. . For “(D) normal cells”, the ratio (N1d / NNd) is less than the first ratio R1 ((N1d / NNd) <R1) (NO), and the process proceeds to step S8.

ステップS5において比率(N1/NN)が第1比率R1以上(YES)の場合におけるステップS6において、第3判定部64は、第2擬陽性判定(第3判定工程)を実行する。第3判定部64の第2擬陽性判定工程(第3判定工程)は、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において擬陽性であると判定された場合(ステップS5、YES)に、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)の後に、癌の擬陽性を詳細に判定する工程である。   In step S6 when the ratio (N1 / NN) is equal to or higher than the first ratio R1 (YES) in step S5, the third determination unit 64 performs a second false positive determination (third determination step). The second false positive determination step (third determination step) of the third determination unit 64 is the first false positive when it is determined to be false positive in the first false positive determination step (first determination step) (YES in step S5). After the determination step (first determination step), it is a step of determining in detail whether a cancer is false positive.

第3判定部64は、基準値測定波数HKにおいて測定された測定基準濃度値NKに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(N1/NK)が所定の第2比率R2以下であるか否かを判定する。所定の第2比率R2は、測定した細胞について癌が擬陽性であると判断できる上限の比率が設定される。比率(N1/NK)が第2比率R2以下の場合(YES)は、ステップS7へ移行して、ステップS7において癌の「疑陽性」を判定して処理は終了する。比率(N1/NK)が第2比率R2よりも大きい場合(NO)は、ステップS7へ移行して、ステップS7において癌の「陽性」を判定して処理は終了する。   The third determination unit 64 determines whether or not the ratio (N1 / NK) of the first measured lactic acid concentration value N1 to the measurement reference concentration value NK measured at the reference value measurement wavenumber HK is equal to or less than a predetermined second ratio R2. judge. The predetermined second ratio R2 is set to an upper limit ratio at which it can be determined that the cancer is false positive for the measured cells. When the ratio (N1 / NK) is equal to or less than the second ratio R2 (YES), the process proceeds to step S7, and “suspected positive” for cancer is determined in step S7, and the process ends. When the ratio (N1 / NK) is greater than the second ratio R2 (NO), the process proceeds to step S7, where “positive” for cancer is determined in step S7, and the process ends.

具体的には、本実施形態においては、図5に示すように、「(B)癌細胞」の場合には、例えば、基準値測定波数HKを1087cm−1として、測定基準濃度値NKbを測定した。また、例えば、第1波数H1を1045cm−1として、第1測定乳酸濃度値N1bを測定した。この場合に、測定基準濃度値NKbに対する第1測定乳酸濃度値N1bの比率(N1b/NKb)は、例えば、1.00である。ここで、第1判定部62による第1擬陽性判定工程において第1波数H1において予め測定された正常な細胞の乳酸濃度値NNに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(N1/NN)が所定の第1比率R1以上であると判定された後に実行される第2擬陽性判定(第3判定工程)において、第2比率R2が0.70以下の場合に癌が擬陽性であることが実験により検証されている。そのため、例えば、癌が擬陽性である場合の第2比率R2の閾値を0.70に設定しており、第2擬陽性判定(第3判定工程)においては、第3判定部64は、例えば、第3比率R3が0.70以下の場合に癌の擬陽性を判定する。制御部6のメモリには、例えば、第2比率R2の閾値として0.70が記憶されている。 Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, in the case of “(B) cancer cell”, for example, the measurement reference concentration value NKb is measured by setting the reference value measurement wave number HK to 1087 cm −1. did. For example, the first measured lactic acid concentration value N1b was measured with the first wave number H1 set to 1045 cm −1 . In this case, the ratio (N1b / NKb) of the first measured lactic acid concentration value N1b to the measurement reference concentration value NKb is, for example, 1.00. Here, the ratio (N1 / NN) of the first measured lactic acid concentration value N1 to the lactic acid concentration value NN of normal cells measured in advance at the first wave number H1 in the first false positive determination step by the first determination unit 62 is predetermined. In the second false positive determination (third determination step) executed after it is determined that the ratio is equal to or higher than the first ratio R1, it is experimentally verified that the cancer is false positive when the second ratio R2 is equal to or lower than 0.70. ing. Therefore, for example, the threshold value of the second ratio R2 when the cancer is false positive is set to 0.70, and in the second false positive determination (third determination step), the third determination unit 64, for example, 3 False positive of cancer is determined when the ratio R3 is 0.70 or less. In the memory of the control unit 6, for example, 0.70 is stored as the threshold value of the second ratio R2.

本実施形態においては、例えば、図5に示す「(B)癌細胞」の場合に、ステップS6において、測定基準濃度値NKbに対する第1測定乳酸濃度値N1bの比率((N1b/NKb)=1.00)は、第2比率R2(0.70)よりも大きい((N1b/NKb)>0.7(R2))(ステップS6、NO)。これにより、処理は、ステップS7へ移行して、ステップS7において癌の「擬陽性」を判定して終了する。   In this embodiment, for example, in the case of “(B) cancer cell” shown in FIG. 5, in step S6, the ratio of the first measured lactic acid concentration value N1b to the measurement reference concentration value NKb ((N1b / NKb) = 1). .00) is larger than the second ratio R2 (0.70) ((N1b / NKb)> 0.7 (R2)) (step S6, NO). As a result, the process proceeds to step S7, and “false positive” of the cancer is determined in step S7 and is terminated.

ステップS5において比率(N1/NN)が第1比率R1未満(NO)の場合におけるステップS8において、第4判定部65は、第3擬陽性判定(第4判定工程)を実行する。第4判定部65の第3擬陽性判定工程(第4判定工程)は、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において擬陽性ではないと判定された場合(ステップS5、NO)に、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)の後に、癌の擬陽性を詳細に判定する工程である。   In step S8 when the ratio (N1 / NN) is less than the first ratio R1 (NO) in step S5, the fourth determination unit 65 performs a third false positive determination (fourth determination step). The third false positive determination step (fourth determination step) of the fourth determination unit 65 is the first false positive when it is determined that the first false positive determination step (first determination step) is not false positive (NO in step S5). After the determination step (first determination step), it is a step of determining in detail whether a cancer is false positive.

第4判定部65は、基準値測定波数HKにおいて測定された測定基準濃度値NKに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(N1/NK)が第3比率R3以下であるか否かを判定する。所定の第3比率R3は、測定した細胞について癌が陰性であると判断できる上限の比率が設定される。比率(N1/NK)が第3比率R3以下の場合(YES)は、ステップS9へ移行して、ステップS9において癌の「陰性」を判定して処理は終了する。比率(N1/NK)が第3比率R3よりも大きい場合(NO)は、ステップS7へ移行して、ステップS7において癌の「擬陽性」を判定して処理は終了する。   The fourth determination unit 65 determines whether the ratio (N1 / NK) of the first measured lactic acid concentration value N1 to the measurement reference concentration value NK measured at the reference value measurement wave number HK is equal to or less than the third ratio R3. . As the predetermined third ratio R3, an upper limit ratio at which cancer can be determined to be negative for the measured cells is set. When the ratio (N1 / NK) is equal to or less than the third ratio R3 (YES), the process proceeds to step S9, where “negative” of the cancer is determined in step S9, and the process ends. When the ratio (N1 / NK) is larger than the third ratio R3 (NO), the process proceeds to step S7, and “false positive” of the cancer is determined in step S7, and the process ends.

具体的には、本実施形態においては、図5に示すように、「(C)密な正常細胞」及び「(D)正常細胞」の場合には、例えば、基準値測定波数HKを1087cm−1として、測定基準濃度値NKc、NKbを測定した。また、例えば、第1波数H1を1045cm−1として、第1測定乳酸濃度値N1c、N1bを測定した。この場合に、図5に示す「(C)密な正常細胞」の場合には、測定基準濃度値NKcに対する第1測定乳酸濃度値N1cの比率(N1c/NKc)は、例えば、0.51である。また、図5に示す「(D)正常細胞」の場合には、測定基準濃度値NKdに対する第1測定乳酸濃度値N1dの比率(N1d/NKd)は、0.46である。 Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, in the case of “(C) dense normal cells” and “(D) normal cells”, for example, the reference value measurement wave number HK is set to 1087 cm −. As 1 , the measurement standard concentration values NKc and NKb were measured. Further, for example, the first measured lactic acid concentration values N1c and N1b were measured with the first wave number H1 set to 1045 cm −1 . In this case, in the case of “(C) dense normal cells” shown in FIG. 5, the ratio (N1c / NKc) of the first measured lactic acid concentration value N1c to the measurement reference concentration value NKc is, for example, 0.51. is there. In the case of “(D) normal cell” shown in FIG. 5, the ratio (N1d / NKd) of the first measured lactic acid concentration value N1d to the measurement reference concentration value NKd is 0.46.

ここで、第1判定部62による第1擬陽性判定工程において第1波数H1において予め測定された正常な細胞の乳酸濃度値NNに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(N1/NN)が所定の第1比率R1以上であると判定された後に実行される第3擬陽性判定(第4判定工程)において、例えば、第3比率R3が0.50以下の場合に癌が陰性であることが実験により検証されている。そのため、第3擬陽性判定(第4判定工程)においては、第4判定部65は、例えば、第3比率R3が0.50以下の場合に癌の陰性を判定する。制御部6のメモリには、例えば、第3比率R3の閾値として0.50が記憶されている。   Here, the ratio (N1 / NN) of the first measured lactic acid concentration value N1 to the lactic acid concentration value NN of normal cells measured in advance at the first wave number H1 in the first false positive determination step by the first determination unit 62 is predetermined. In the third false positive determination (fourth determination step) executed after it is determined that the ratio is equal to or higher than the first ratio R1, for example, when the third ratio R3 is equal to or lower than 0.50, it is experimentally determined that the cancer is negative. It has been verified. Therefore, in the third false positive determination (fourth determination step), for example, the fourth determination unit 65 determines that the cancer is negative when the third ratio R3 is 0.50 or less. In the memory of the control unit 6, for example, 0.50 is stored as a threshold value of the third ratio R3.

本実施形態においては、例えば、図5に示す「(C)密な細胞」の場合には、測定基準濃度値NKcに対する第1測定乳酸濃度値N1cの比率((N1c/NKc)=0.51)は、第3比率R3(0.50)よりも大きい((N1c/NKc)=0.51>0.50(R3))(ステップS8、NO)。これにより、処理は、ステップS7へ移行して、ステップS7において癌の擬陽性を判定して終了する。
また、図5に示す「(D)正常細胞」の場合には、測定基準濃度値NKcに対する第1測定乳酸濃度値N1cの比率((N1c/NKc)=0.46)は、第3比率R3(0.50)以下である((N1c/NKc)=0.46≦0.50(R3))(ステップS8、YES)。これにより、処理は、ステップS9へ移行して、ステップS9において癌の陰性を判定して終了する。
In the present embodiment, for example, in the case of “(C) dense cells” shown in FIG. 5, the ratio of the first measured lactic acid concentration value N1c to the measurement reference concentration value NKc ((N1c / NKc) = 0.51). ) Is larger than the third ratio R3 (0.50) ((N1c / NKc) = 0.51> 0.50 (R3)) (step S8, NO). As a result, the process proceeds to step S7, and a false positive of cancer is determined in step S7, and the process ends.
In the case of “(D) normal cell” shown in FIG. 5, the ratio of the first measured lactic acid concentration value N1c to the measurement reference concentration value NKc ((N1c / NKc) = 0.46) is the third ratio R3. (0.50) or less ((N1c / NKc) = 0.46 ≦ 0.50 (R3)) (step S8, YES). Thereby, a process transfers to step S9, determines negative of cancer in step S9, and is complete | finished.

本実施形態の代謝産物分析装置1によれば、例えば、以下の効果が奏される。
本実施形態の代謝産物分析装置1は、赤外光を透過可能な上窓板21及び下窓板22を有し細胞11の培養液10を収容すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部20を備える光学セル2と、光学セル2の内部に収容された細胞11に対して赤外光を照射する光源部4と、光源部4から照射され、光学セル2の内部に収容された細胞11を透過した赤外光を検出する光検出器5と、光検出器5により検出された赤外光に基づいて、培養液10中の細胞11の代謝産物の吸光度を赤外分光法における透過法により測定することで細胞11の乳酸濃度値の測定を行う濃度測定部61と、測定波数が1020〜1080cm−1の間の所定の第1波数H1において測定された第1測定乳酸濃度値N1について、第1波数H1において予め測定された正常な細胞の代謝産物濃度値NNに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(NN/N1)が所定の第1比率R1以上の場合に、測定した細胞について癌が擬陽性であると判定する第1擬陽性判定工程(第1判定工程)を実行する第1判定部62と、を備える。
According to the metabolite analyzer 1 of the present embodiment, for example, the following effects are exhibited.
The metabolite analyzer 1 of the present embodiment has an upper window plate 21 and a lower window plate 22 that are capable of transmitting infrared light, accommodates a culture solution 10 of cells 11, and an optical path of infrared light in infrared spectroscopy. An optical cell 2 having a container 20 having a predetermined length of 0.5 to 50 μm, a light source unit 4 for irradiating infrared light to a cell 11 housed in the optical cell 2, and a light source Based on the photodetector 5 that detects infrared light irradiated from the unit 4 and transmitted through the cells 11 accommodated inside the optical cell 2, and the culture solution 10 based on the infrared light detected by the photodetector 5 A concentration measurement unit 61 that measures the lactic acid concentration value of the cell 11 by measuring the absorbance of the metabolite of the cell 11 in the infrared spectroscopy, and a predetermined wave number between 1020 and 1080 cm −1. First measured lactic acid concentration value N1 measured at the first wave number H1 The measured cells when the ratio (NN / N1) of the first measured lactic acid concentration value N1 to the normal cell metabolite concentration value NN measured in advance at the first wave number H1 is equal to or higher than the predetermined first ratio R1. A first determination unit 62 that executes a first false positive determination step (first determination step) for determining that the cancer is false positive.

そのため、赤外分光法の透過法を用いて、光学セル2を用いて、第1波数H1において予め測定された正常な細胞の乳酸濃度値NNに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(NN/N1)を第1比率R1以上であると判定するだけで、癌が擬陽性であることを判定することができる。これにより、細胞について癌が擬陽性であることを、容易に判定できる。その結果、癌化の初期段階や癌とは言えない炎症状態の段階においても、容易に、癌の擬陽性を判定できる。   Therefore, the ratio of the first measured lactic acid concentration value N1 to the lactic acid concentration value NN of normal cells previously measured at the first wave number H1 using the optical cell 2 using the transmission method of infrared spectroscopy (NN / It can be determined that the cancer is false positive only by determining that N1) is equal to or greater than the first ratio R1. Thereby, it can be easily determined that the cancer is false positive for the cell. As a result, a false positive of cancer can be easily determined even in an early stage of canceration or an inflammatory state that cannot be said to be cancer.

また、本実施形態の代謝産物分析装置1においては、赤外光を透過可能な上窓板21及び下窓板22を有すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部20を備える光学セル2を用いて、培養液10中の細胞11の代謝産物の吸光度を、赤外分光法における透過法により測定を行う。そのため、赤外分光法における透過法を用いることで、赤外分光法における反射法を用いるよりも、培養液10中の細胞11の代謝産物の吸光度を、高精度で、定量的に測定することができる。   In addition, the metabolite analyzer 1 of the present embodiment has an upper window plate 21 and a lower window plate 22 that can transmit infrared light, and an optical path length of infrared light in infrared spectroscopy is 0.5 to 50 μm. The absorbance of the metabolite of the cell 11 in the culture solution 10 is measured by the transmission method in the infrared spectroscopy using the optical cell 2 including the storage unit 20 having a predetermined length between. Therefore, by using the transmission method in the infrared spectroscopy, the absorbance of the metabolite of the cell 11 in the culture solution 10 can be measured quantitatively with high accuracy rather than using the reflection method in the infrared spectroscopy. Can do.

また、本実施形態の代謝産物分析装置1においては、第1判定部62の第1擬陽性判定工程(第1判定工程)による判定動作の前に判定動作を実行される第2判定部63であって、第2判定部63は、測定波数が1680〜1780cm−1の間の所定の第2波数H2において測定された第2測定乳酸濃度値について、第2波数H2において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られない場合に、第1判定部62が実行する第1擬陽性判定工程(第1判定工程)に移行し、ピーク波形が得られた場合に、測定した細胞について癌が陽性であると判定する陽性判定工程(第2判定工程)を実行する。 Further, in the metabolite analyzer 1 of the present embodiment, the second determination unit 63 is configured to execute the determination operation before the determination operation by the first false positive determination step (first determination step) of the first determination unit 62. Then, the second determination unit 63 uses the predetermined infrared absorption spectrum at the second wave number H2 for the second measured lactic acid concentration value measured at the predetermined second wave number H2 between 1680 and 1780 cm −1 . When the peak waveform is not obtained, the process proceeds to the first false positive judgment step (first judgment step) executed by the first judgment unit 62, and when the peak waveform is obtained, the measured cell is positive for cancer. A positive determination step (second determination step) is performed.

そのため、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)による判定動作を実行する前において、第2波数H2において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られた場合に、細胞について癌が陽性であると、容易に判定できる。よって、陽性判定工程(第2判定工程)により癌が陽性であると判定された場合には、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)を実行ないでよく、陽性判定工程(第2判定工程)により癌が陽性でないと判定された場合にのみ、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)を実行できる。これにより、全ての細胞について第1擬陽性判定工程(第1判定工程)を実行しなくてよいため、判定動作を簡素化できる。   Therefore, when a predetermined peak waveform of the infrared absorption spectrum is obtained at the second wave number H2 before the determination operation by the first false positive determination step (first determination step) is performed, cancer is positive for the cell. It can be easily determined. Therefore, when it is determined that the cancer is positive in the positive determination step (second determination step), the first false positive determination step (first determination step) may not be performed, and the positive determination step (second determination step). The first false positive determination step (first determination step) can be executed only when it is determined that the cancer is not positive. Thereby, since it is not necessary to perform the 1st false positive determination process (1st determination process) about all the cells, determination operation can be simplified.

また、本実施形態の代謝産物分析装置1においては、第1判定部62の第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性であると判定された後に実行される第3判定部64であって、所定の第1波数H1において測定された第1測定乳酸濃度値N1について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数HKにおいて測定された測定基準濃度値NKに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(N1/NK)が所定の第2比率R2以下の場合に、細胞について癌が擬陽性であると判定する第2擬陽性判定工程(第3判定工程)を実行する第3判定部64を備える。
そのため、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性であると判定された細胞について、更に詳細に判定することで、精度よく詳細に、細胞について癌が擬陽性であるか陽性であるかについて容易に判定できる。
Further, in the metabolite analyzer 1 of the present embodiment, the third determination unit 64 that is executed after the first determination unit 62 determines that the cancer is false positive in the first false positive determination step (first determination step). The measurement reference concentration value NK measured at a predetermined reference value measurement wave number HK between the measurement wave numbers of 1060 to 1120 cm −1 for the first measured lactic acid concentration value N1 measured at the predetermined first wave number H1. When the ratio of the first measured lactic acid concentration value N1 to N1 (N1 / NK) is equal to or less than the predetermined second ratio R2, the second false positive determination step (third determination step) for determining that the cancer is false positive for the cell is executed. A third determination unit 64 is provided.
For this reason, in the first false positive determination step (first determination step), the cells determined to be false positive in the cancer are determined in more detail, so that the cancer is false positive or positive in detail with high accuracy. Can be easily determined.

また、本実施形態の代謝産物分析装置1においては、第1判定部62の第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性ではないと判定された後に実行される第4判定部65であって、所定の第1波数H1において測定された第1測定乳酸濃度値N1について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数HKにおいて測定された測定基準濃度値NKに対する第1測定乳酸濃度値N1の比率(N1/NK)が所定の第3比率R3以下の場合に、細胞について癌が陰性であると判定する第3擬陽性判定工程(第4判定工程)を実行する第4判定部65を備える。
そのため、第1擬陽性判定工程(第1判定工程)において癌が擬陽性ではないと判定された細胞について、更に詳細に判定することで、精度よく詳細に、細胞について癌が擬陽性であるか陰性であるかについて容易に判定できる。
In the metabolite analyzer 1 of the present embodiment, the fourth determination unit 65 is executed after it is determined in the first false positive determination step (first determination step) of the first determination unit 62 that the cancer is not false positive. The measurement reference concentration value NK measured at a predetermined reference value measurement wave number HK between the measurement wave numbers of 1060 to 1120 cm −1 for the first measured lactic acid concentration value N1 measured at the predetermined first wave number H1. When the ratio (N1 / NK) of the first measured lactic acid concentration value N1 to the predetermined third ratio R3 is less than or equal to the predetermined third ratio R3, a third false positive determination step (fourth determination step) for determining that the cell is negative for cancer is performed A fourth determination unit 65 is provided.
Therefore, in the first false positive determination step (first determination step), by determining in more detail about the cells for which the cancer is determined not to be false positive, the cancer is false positive or negative for the cells with high accuracy. Can be easily determined.

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、細胞の代謝産物の濃度を測定して判定を行ったが、これに限定されない。例えば、唾液、汗、尿、血液及び血漿などの体液の濃度を測定して判定を行ってもよい。なお、体液の濃度の測定は、体液のそれ自体の濃度を測定してもよいし、体液を薄めた状態の体液を含む水溶液の濃度を測定してもよい。
As mentioned above, although preferred embodiment was described, this invention can be implemented with a various form, without being limited to embodiment mentioned above.
For example, in the above-described embodiment, the determination is performed by measuring the concentration of the metabolite of the cell, but the present invention is not limited to this. For example, the determination may be made by measuring the concentration of bodily fluids such as saliva, sweat, urine, blood and plasma. The concentration of the body fluid may be measured by measuring the concentration of the body fluid itself, or by measuring the concentration of the aqueous solution containing the body fluid in a state where the body fluid is thinned.

また、前記実施形態においては、本発明の判定に利用する細胞の代謝産物を乳酸としたが、これに限定されない。本発明の判定に利用する細胞の代謝産物は、乳酸以外の物質でもよい。細胞の代謝産物としては、例えば、ピルビン酸、アデノシン3リン酸、アデノシン2リン酸などが挙げられる。   Moreover, in the said embodiment, although the metabolite of the cell utilized for determination of this invention was lactic acid, it is not limited to this. The cellular metabolite used in the determination of the present invention may be a substance other than lactic acid. Examples of cellular metabolites include pyruvate, adenosine triphosphate, adenosine diphosphate, and the like.

前記実施形態においては、癌の陽性、擬陽性、陰性を判定したが、癌化の判定を行うものに限定されない。細胞の代謝産物や体液の性状の判定を行うものであればよい。   In the said embodiment, although the positive of cancer, the false positive, and negative were determined, it is not limited to what performs the determination of canceration. What is necessary is just to judge the property of a cell metabolite or a body fluid.

前記実施形態においては、代謝産物分析装置において、第1判定部62でピーク波形の判定を行い、第2判定部63〜第4判定部65で代謝産物濃度値の比率に基づいて判定を行うように構成したが、これに限定されない。代謝産物分析装置において第1判定部62〜第4判定部65で判定動作を行う判定に代えて、人が判定を行ってもよい。   In the embodiment, in the metabolite analyzer, the first determination unit 62 determines the peak waveform, and the second determination unit 63 to the fourth determination unit 65 perform the determination based on the ratio of the metabolite concentration values. However, the present invention is not limited to this. Instead of the determination performed by the first determination unit 62 to the fourth determination unit 65 in the metabolite analyzer, a person may perform the determination.

前記実施形態においては、第3判定部64及び第4判定部65の判定に使用される基準濃度値について、基準値測定波数HKにおいて測定された測定基準濃度値NKを基準として、第2比率R2又は第3比率R3を算出して、判定を行っているが、これに限定されない。例えば、第3判定部64及び第4判定部65の判定に使用される基準濃度値について、1660cm−1付近に存在するAmideIの吸収ピークや、1550cm−1付近に存在するAmideIIの吸収ピークなどに基づいた値を用いることもできる。 In the embodiment, the reference ratio value used for the determination by the third determination unit 64 and the fourth determination unit 65 is the second ratio R2 based on the measurement reference concentration value NK measured at the reference value measurement wavenumber HK. Alternatively, the determination is performed by calculating the third ratio R3, but the present invention is not limited to this. For example, the reference density value used for the determination of the third determination unit 64 and a fourth judging unit 65, and the absorption peak of AmideI existing near 1660 cm -1, such as the absorption peak of AmideII existing near 1550 cm -1 A based value can also be used.

前記実施形態においては、第1波数を1020〜1080cm−1の間の所定の波数としたが、これに限定されない。第1波数は、伸縮振動に帰属する波数であればよい。赤外分光法で測定する中赤外領域において、伸縮振動によるスペクトルの強度は、変角振動によるスペクトルの強度よりも強い。そのため、伸縮振動に帰属する波数において吸光度を測定することは本発明において重要である。 In the said embodiment, although the 1st wave number was made into the predetermined wave number between 1020-1080cm < -1 >, it is not limited to this. The first wave number may be any wave number belonging to the stretching vibration. In the mid-infrared region measured by infrared spectroscopy, the spectrum intensity due to stretching vibration is stronger than the spectrum intensity due to bending vibration. Therefore, it is important in the present invention to measure the absorbance at the wave number attributed to the stretching vibration.

前記実施形態においては、光学セル2の収容部20に、細胞11の培養液10及び細胞11を収容して、培養液10中の細胞11の代謝産物の吸光度を測定したが、これに限定されない。光学セル2の収容部20に、細胞11を取り出した状態の培養液10のみを収容して、培養液10中の細胞11の代謝産物の吸光度を測定してもよい。   In the above embodiment, the culture solution 10 and the cell 11 of the cell 11 are accommodated in the accommodation unit 20 of the optical cell 2 and the absorbance of the metabolite of the cell 11 in the culture solution 10 is measured. However, the present invention is not limited to this. . Only the culture solution 10 from which the cells 11 have been taken out may be stored in the storage unit 20 of the optical cell 2, and the absorbance of the metabolites of the cells 11 in the culture solution 10 may be measured.

前記実施形態においては、培養液10中の生きた細胞11の代謝産物濃度値を測定したが、これに限定されない。培養液以外の細胞の水溶液の代謝産物濃度値を測定してもよい。培養液以外の細胞の水溶液としては、例えば、培養行為を行うことができない死んだ細胞が浸された水溶液などを挙げることができる。また、例えば、細胞を浸す前の培養液にはなってない栄養液や、代謝産物分析装置の校正時に使用する生理食塩水などの分析対象液の代謝産物濃度値を測定してもよい。代謝産物分析装置の校正時には、生理食塩水における代謝物濃度値がゼロであることを測定して、第1比率がゼロであることで、代謝産物分析装置の校正を行うことができる。   In the said embodiment, although the metabolite concentration value of the living cell 11 in the culture solution 10 was measured, it is not limited to this. Metabolite concentration values of aqueous solutions of cells other than the culture solution may be measured. Examples of the aqueous solution of cells other than the culture solution include an aqueous solution in which dead cells that cannot be cultured are immersed. Further, for example, the concentration of a metabolite in an analysis solution such as a nutrient solution that is not a culture solution before immersing cells or a physiological saline used for calibration of a metabolite analyzer may be measured. At the time of calibration of the metabolite analyzer, the metabolite analyzer can be calibrated by measuring that the metabolite concentration value in the physiological saline is zero and the first ratio being zero.

1 代謝産物分析装置
2 光学セル(セル)
4 光源
5 光検出器(光検出部)
10 培養液(水溶液、分析対象液)
11 細胞
20 収容部
21 上窓板(窓部)
22 下窓板(窓部)
61 濃度測定部
62 第1判定部
63 第2判定部
64 第3判定部
65 第4判定部
H1 第1波数
HK 基準値測定波数
L 光路長
N1 第1測定乳酸濃度値(第1測定代謝産物濃度値)
NN 正常な細胞の乳酸濃度値(正常な細胞の代謝産物濃度値)
NK 測定基準濃度値
R1 第1比率
R2 第2比率
R3 第3被率
1 Metabolite Analyzer 2 Optical Cell (Cell)
4 Light source 5 Photodetector (photodetector)
10 Culture solution (aqueous solution, analysis target solution)
11 cells 20 housing part 21 upper window plate (window part)
22 Lower window plate (window)
61 Concentration Measurement Unit 62 First Determination Unit 63 Second Determination Unit 64 Third Determination Unit 65 Fourth Determination Unit H1 First Wave Number HK Reference Value Measurement Wave Number L Optical Path Length N1 First Measurement Lactate Concentration Value (First Measurement Metabolite Concentration Value value)
NN Normal cell lactate concentration value (normal cell metabolite concentration value)
NK Measurement standard concentration value R1 1st ratio R2 2nd ratio R3 3rd coverage

Claims (11)

赤外光を透過可能な窓部を有する収容部であって、細胞の水溶液、体液などの分析対象液を収容すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部を備えるセルを用いて、水溶液中の細胞の代謝産物の吸光度又は体液の吸光度を赤外分光法における透過法により測定することで、細胞又は体液の代謝産物濃度値の測定を行い、
測定波数が伸縮振動に帰属される所定の第1波数において測定された第1測定代謝産物濃度値について、前記第1波数において予め測定された正常な細胞又は体液の代謝産物濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第1比率以上の場合に、測定した細胞の代謝産物又は体液の性状を判定する第1判定工程を備える代謝産物分析方法。
An accommodation part having a window part capable of transmitting infrared light, containing an analysis target liquid such as an aqueous solution of a cell or body fluid, and an optical path length of infrared light in infrared spectroscopy is between 0.5 and 50 μm By measuring the absorbance of the metabolite of the cell in the aqueous solution or the absorbance of the body fluid by the transmission method in the infrared spectroscopy using the cell having the container of the predetermined length, the metabolite concentration value of the cell or body fluid Make measurements,
For the first measured metabolite concentration value measured at a predetermined first wave number where the measured wave number belongs to the stretching vibration, the first relative to the metabolite concentration value of normal cells or body fluids measured in advance at the first wave number. A metabolite analysis method comprising a first determination step of determining a property of a measured metabolite or body fluid of a cell when a ratio of measured metabolite concentration values is a predetermined first ratio or more.
赤外光を透過可能な窓部を有する収容部であって、細胞の水溶液、体液などの分析対象液を収容すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部を備えるセルを用いて、水溶液中の細胞の代謝産物の吸光度又は体液の吸光度を赤外分光法における透過法により測定することで、細胞又は体液の代謝産物濃度値の測定を行い、
測定波数が1020〜1080cm−1の間の所定の第1波数において測定された第1測定代謝産物濃度値について、前記第1波数において予め測定された正常な細胞又は体液の代謝産物濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第1比率以上の場合に、測定した細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第1判定工程を備える代謝産物分析方法。
An accommodation part having a window part capable of transmitting infrared light, containing an analysis target liquid such as an aqueous solution of a cell or body fluid, and an optical path length of infrared light in infrared spectroscopy is between 0.5 and 50 μm By measuring the absorbance of the metabolite of the cell in the aqueous solution or the absorbance of the body fluid by the transmission method in the infrared spectroscopy using the cell having the container of the predetermined length, the metabolite concentration value of the cell or body fluid Make measurements,
With respect to the first measured metabolite concentration value measured at a predetermined first wave number between 1020 and 1080 cm −1 of the measured wave number, the metabolite concentration value of normal cells or body fluids measured in advance at the first wave number A metabolite analysis method comprising a first determination step of determining that a measured cell or body fluid is false positive for a measured cell or body fluid when the ratio of the first measured metabolite concentration value is a predetermined first ratio or more.
前記第1判定工程の前に実行される第2判定工程であって、測定波数が1680〜1780cm−1の間の所定の第2波数において測定された第2測定代謝産物濃度値について、前記第2波数において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られない場合に、前記第1判定工程に移行し、前記ピーク波形が得られた場合に、測定した細胞又は体液について癌が陽性であると判定する第2判定工程を備える請求項2に記載の代謝産物分析方法。 The second determination step is performed before the first determination step, and the second measurement metabolite concentration value measured at a predetermined second wave number between 1680 and 1780 cm −1 is the first determination step. When a predetermined peak waveform of an infrared absorption spectrum is not obtained at two wave numbers, the process proceeds to the first determination step, and when the peak waveform is obtained, cancer is positive for the measured cell or body fluid. The metabolite analysis method according to claim 2, further comprising a second determination step of determining. 前記第1判定工程において癌が擬陽性であると判定された後に実行される第3判定工程であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第2比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第3判定工程を備える請求項2又は3に記載の代謝産物分析方法。 The third determination step is executed after it is determined that the cancer is false positive in the first determination step, and the measured wave number of the first measured metabolite concentration value measured at the predetermined first wave number is When the ratio of the first measured metabolite concentration value to the measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is equal to or less than the predetermined second ratio, cancer is detected for the cell or body fluid. The metabolite analysis method according to claim 2 or 3, further comprising a third determination step of determining that it is a false positive. 前記第1判定工程において癌が擬陽性ではないと判定された後に実行される第4判定工程であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第3比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が陰性であると判定する第4判定工程を備える請求項2又は3に記載の代謝産物分析方法。 The fourth determination step is executed after it is determined in the first determination step that the cancer is not false positive, and the measured wave number is measured for the first measured metabolite concentration value measured at the predetermined first wave number. When the ratio of the first measured metabolite concentration value to the measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is equal to or lower than a predetermined third ratio, cancer is detected for the cell or body fluid. The metabolite analysis method according to claim 2 or 3, further comprising a fourth determination step of determining negative. 前記代謝産物は、乳酸である請求項1から5のいずれかに記載の代謝産物分析方法。   The metabolite analysis method according to claim 1, wherein the metabolite is lactic acid. 赤外光を透過可能な窓部を有する収容部であって、細胞の水溶液、体液などの分析対象液を収容すると共に赤外分光法における赤外光の光路長が0.5〜50μmの間の所定長さの収容部を備えるセルと、
前記セルの内部に収容された体液又は細胞に対して赤外光を照射する光源部と、
前記光源部から照射され、前記セルの内部に収容された細胞又は体液を透過した赤外光を検出する光検出部と、
前記光検出部により検出された赤外光に基づいて、水溶液中の細胞の代謝産物の吸光度又は体液の吸光度を赤外分光法における透過法により測定することで細胞又は体液の代謝産物濃度値の測定を行う濃度測定部と、
測定波数が1020〜1080cm−1の間の所定の第1波数において測定された第1測定代謝産物濃度値について、前記第1波数において予め測定された正常な細胞又は体液の代謝産物濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第1比率以上の場合に、測定した細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第1判定工程を実行する第1判定部と、を備える代謝産物分析装置。
An accommodation part having a window part capable of transmitting infrared light, containing an analysis target liquid such as an aqueous solution of a cell or body fluid, and an optical path length of infrared light in infrared spectroscopy is between 0.5 and 50 μm A cell provided with an accommodating portion of a predetermined length;
A light source unit for irradiating the body fluid or cells contained in the cell with infrared light;
A light detection unit that detects infrared light irradiated from the light source unit and transmitted through cells or body fluids contained in the cell;
Based on the infrared light detected by the light detection unit, the absorbance of the metabolite of the cell or body fluid is measured by measuring the absorbance of the metabolite of the cell in the aqueous solution or the absorbance of the body fluid by the transmission method in infrared spectroscopy. A concentration measuring unit for measuring,
With respect to the first measured metabolite concentration value measured at a predetermined first wave number between 1020 and 1080 cm −1 of the measured wave number, the metabolite concentration value of normal cells or body fluids measured in advance at the first wave number A first determination unit that executes a first determination step of determining that the measured cell or body fluid is false positive for the measured cell or body fluid when the ratio of the first measured metabolite concentration value is equal to or greater than a predetermined first ratio. Product analyzer.
前記第1判定部の前記第1判定工程による判定動作の前に判定動作を実行する第2判定部であって、測定波数が1680〜1780cm−1の間の所定の第2波数において測定された第2測定代謝産物濃度値について、前記第2波数において赤外吸収スペクトルの所定のピーク波形が得られない場合に、前記第1判定部が実行する前記第1判定工程に移行し、前記ピーク波形が得られた場合に、測定した細胞又は体液について癌が陽性であると判定する第2判定工程を実行する第2判定部を更に備える請求項7に記載の代謝産物分析装置。 A second determination unit that performs a determination operation before the determination operation by the first determination step of the first determination unit, the measured wave number being measured at a predetermined second wave number between 1680 and 1780 cm −1 . For the second measured metabolite concentration value, when a predetermined peak waveform of the infrared absorption spectrum is not obtained at the second wave number, the process proceeds to the first determination step executed by the first determination unit, and the peak waveform The metabolite analyzer according to claim 7, further comprising a second determination unit that executes a second determination step of determining that the measured cell or body fluid is positive for cancer when obtained. 前記第1判定部の前記第1判定工程において癌が擬陽性であると判定された後に判定動作を実行する第3判定部であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第2比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が擬陽性であると判定する第3判定工程を実行する第3判定部を備える請求項7又は8に記載の代謝産物分析装置。 A third determination unit that executes a determination operation after it is determined that the cancer is false positive in the first determination step of the first determination unit, the first measured metabolism measured at a predetermined first wave number; For the product concentration value, the ratio of the first measured metabolite concentration value to the measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is less than or equal to a predetermined second ratio The metabolite analyzer according to claim 7 or 8, further comprising a third determination unit that executes a third determination step of determining that the cancer is false positive for cells or body fluids. 前記第1判定部の前記第1判定工程において癌が擬陽性ではないと判定された後に判定動作を実行する第4判定部であって、所定の前記第1波数において測定された前記第1測定代謝産物濃度値について、測定波数が1060〜1120cm−1の間の所定の基準値測定波数において測定された測定基準濃度値に対する前記第1測定代謝産物濃度値の比率が所定の第3比率以下の場合に、細胞又は体液について癌が陰性であると判定する第4判定工程を実行する第4判定部を備える請求項7又は8に記載の代謝産物分析装置。 The fourth determination unit that performs a determination operation after it is determined that the cancer is not false positive in the first determination step of the first determination unit, the first measurement metabolism measured at a predetermined first wave number For the product concentration value, the ratio of the first measured metabolite concentration value to the measurement reference concentration value measured at a predetermined reference value measurement wave number between 1060 and 1120 cm −1 is less than or equal to a predetermined third ratio The metabolite analyzer according to claim 7 or 8, further comprising a fourth determination unit that executes a fourth determination step of determining that cancer is negative for a cell or body fluid. 前記代謝産物は、乳酸である請求項7から10のいずれかに記載の代謝産物分析装置。   The metabolite analyzer according to any one of claims 7 to 10, wherein the metabolite is lactic acid.
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