JP3274049B2 - 多孔性材料中の液体の光学的測定法 - Google Patents
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Description
等の体液成分を測定するための多孔性材料中の液体の光
学測定方法に関する。
成分を測定するのに、予め多孔性材料内に試薬を含浸さ
せた試験紙、いわゆる固相化学分析が良く用いられてい
る。固体材料に含浸された液体の分析は、pH試験紙に
始まり、尿試験紙、血糖試験紙に至るまで、試薬を含浸
した多孔性材料に試料を含浸させてその発色の具合を肉
眼で観察することにより行われてきた。最近はこの色の
変化をより定量的に読み取るために、反射光度法による
測定が行われてきた。
るのは吸光光度分析法であり、液体に光を照射したとき
に透過した光量と照射した光量との比の逆対数が液体の
濃度に比例することを利用した分析方法である。しか
し、吸光光度分析法は透明な液体を分析するには適して
いるが、濁った液体や不透明な固体材料に含浸された液
体の分析には適していない。このため、濁った液体の分
析には比蝋(ひろう)法、散乱光度法やオパールグラス
法が用いられ、多孔性材料等の固体材料に含浸された液
体の分析には反射光度法が用いられてきた。
た液体の分析を行う場合、多孔性材料表面での乱反射、
多孔性材料の表面付近での液体の量のばらつき、多孔性
材料自身の吸収等に影響され、十分な精度が得られない
という欠点があった。
P3,526,480には試薬を含浸させた多孔性材料
に試料を反応させて、その発色の程度を対照となる多孔
性材料との透過光量の比強度により求める装置が開示さ
れている。しかし、この場合にも多孔性材料の表面で起
こる乱反射や多孔性材料の粗密のバラツキの影響を避け
ることは困難であった。
状況に鑑み、多孔性材料中に含まれる液体成分を多孔性
材料の影響を受けずに、透過光により測定する方法を提
供することを目的とする。
における目的成分を含む液体の光学特性を測定する方法
において、前記液体中の目的成分に吸収される波長の光
とその波長よりも長波長の光とを前記多孔性材料に照射
し、前記長波長の光の透過光量により、目的成分に吸収
される波長の光の透過光量を補正する多孔性材料中の液
体の光学的測定法であって、前記補正が、予め、目的成
分を含まない液体を多孔性材料に含浸させ、この多孔性
材料に前記目的成分に吸収される波長の光と前記長波長
の光とを照射し、前記目的成分に吸収される波長の透過
光量と前記長波長の透過光量との相関関係を求めてお
き、ついで、前記目的成分を含む液体を含浸させた多孔
性材料に、前記目的成分に吸収される波長の光と前記長
波長の光とを照射して透過光量を測定し、前記長波長の
光の透過光量と前記相関関係とにより、目的成分に吸収
される波長の光の透過光量を補正することである。
液体中の目的成分の透過光を測光することにより測定す
る方法である。
材料に含浸させて測定を行う。その多孔性材料として
は、有機材料ではニトロセルロース、アセチルセルロー
ス、濾紙、ポリアミド等、無機材料ではガラス繊維、シ
リカゲル等のいずれでもよいが好ましくはニトロセルロ
ース、アセチルセルロース、ガラス繊維、濾紙、ポリア
ミド等が用いられる。
応させ、生じた光学的吸収を有する目的成分を測定する
のも好ましい態様の1つである。多孔性材料に担持させ
る試薬としては、生化学項目測定用試薬が用いられる。
例えば、目的成分がグルコースの場合、試薬としてグル
コースオキシダーゼ、ペルオキシダーゼおよびオルトト
リジンの3種類を用い、目的成分がコレステロールの場
合、試薬としてコレステロールオキシダーゼ、ペルオキ
シダーゼ、4−アミノアンチピリンおよびフェノールを
用いる。
合対の一方を固定化させて、標識物を直接または間接的
に結合させた他方の結合対を固定化された結合対の一方
と結合させ、捕捉した標識物が生じる光学的吸収を測定
することができる。結合対としては抗原・抗体、ビオチ
ン・アビジン、ボロン酸・シスジオール基等があり、標
識物としては、それ自体が色を持っているものとして着
色ラテックス、金コロイド、セレン粒子、フルオレセイ
ン、ローダミン等があり、反応して発色するものとして
ペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、β−ガ
ラクトシダーゼ等の酵素が挙げられる。
行うと多孔性材料の表面反射を抑えることができ、測定
精度を高めることになる。透明板にはポリスチレン樹
脂、ポリエルテル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリカーボネート、塩化ビニル、メタアクリル樹脂
等のプラスチック材料やガラスが用いられる。
示す。装置は、光源(1)、スリット1(2)、レンズ
1(3)、フィルター(4)、レンズ2(5)、スリッ
ト2(6)および受光器(7)からなる光学系とフィル
ター(4)を回転させるフィルターローター(8)から
構成されている。フィルターローター(8)には目的成
分を測定するための吸収波長とそれよりも長波長側の波
長の光を透過する2種類以上のフィルターが設けてあ
る。
(9)は、レンズ2(5)と受光器(7)との間の、レ
ンズ2(5)の焦点の位置にくるように配置する。この
ときに、測定精度を高めるために多孔性材料(9)を透
明板(10、11)で両側を挟み多孔性材料(9)の表
面反射を抑えたり、受光器(7)を多孔性材料(9)に
近づけて、多孔性材料(9)からの散乱光を捉えること
が好ましい。
プ、水銀ランプ等が用いられ、フィルター(4)は一般
的には干渉フィルターが用いられる。フィルターの透過
波長の1つは多孔性材料の粗密を補正するために700
〜800nmが好ましく、他の波長は試薬に応じて40
0〜700nmの範囲で選択される。干渉フィルターに
代えて、色ガラスフィルターを使用することもできる。
なお、干渉フィルターを使用する場合は、フィルターに
対して直角に光を照射することにより波長の精度を保つ
ことができる。
合は所望の波長の光を出す2種類以上の発光ダイオード
を用い、多孔性材料に照射することにより、複雑な光学
系を省略することができる。
のである。図1に示した光学系ではスリット1(2)は
光源(1)に隣接して設けて光学系への迷光を防止して
いる。スリット2(6)は多孔性材料に照射される光束
を規制する。
光はレンズ1(3)で平行光となり、フィルター(4)
で特定波長のみが透過した後、レンズ2(5)で再び集
光され、スリット2(6)を通って多孔性材料(9)に
照射される。透過した光は受光器(7)で検出される。
回転と同期された信号のみが取り出され、透過散乱光量
を測定波長よりも長波長の透過散乱光量により補正さ
れ、多孔性材料(9)の測定値となる。
かじめ、目的成分を含まない液体を多孔性材料に含浸さ
せ、測定波長と測定波長より長波長の透過光量の関係を
求めておく。ついで、測定目的成分を多孔性材料に含浸
させて、測定波長と測定波長より長波長で透過光量を測
定し、前に求めた関係式より測定波長の値を補正する。
具体例を実施例に示す。
体例について説明する。 (実施例1) ニトロセルロースフィルターの透過光量
測定 溝を有する透明板と平面の透明板の2枚を張り合わせて
形成した、幅4mm、厚さ0.12mmの流路に精製水
を満たし、630nmの波長で透過光量を測定した。光
学系は図1に示したものを使用した。光源にタングステ
ンランプ、受光器にホトトランジスタを使用し、受光器
の出力を増幅させて電圧計で読み取った。次に、流路の
一部に平均孔径8μmのニトロセルロースフィルター
(ミリポア社製)を挟み込み、精製水を満たし、630
nm、750nmの2波長で透過光量を測定した。 測定結果:流路内に精製水のみを満たしたときの測定値
(カウント数)は8562.0であった。流路内にニト
ロセルロースフィルターを挟み込み、精製水を満たした
ときの630nmでの測定値と750nmでの測定値
(カウント数)を表1に示す。
数)、Y軸に750nmの測定値(カウント数)をとっ
てグラフにしたものであり、ほぼ直線関係にある。この
グラフはY=1.2624X+94.775(r=0.
9959)で表される。この式を補正に用いる。
と補正値 実施例1と同様にして、流路の一部に平均孔径8μmの
ニトロセルロースフィルター(ミリポア社製)を挟み込
み、そこに青色色素含有液を流し込んだ。ニトロセルロ
ースフィルターが青色色素含有液を含浸したところで流
すのを停止し、ニトロセルロースフィルターの630n
mと750nmの2波長においての透過光量を測定し
た。測定方法は実施例1と同様に行った。ニトロセルロ
ースに含浸させる青色色素含有液は、食用色素青色1号
を濃度が0.5,1.0,1.5,2.0,3.0%と
なるように精製水に溶解させたものである。それぞれの
濃度にたいして10回の測定を行った。測定結果を表2
に示す。
波長での測定値(カウント数)である2296.2(実
施例1で求めたニトロセルロースフィルターに精製水を
満たしたときの630nmでの測定値の平均値)をそれ
ぞれの色素濃度の630nmの波長での測定値(カウン
ト数)で割ったものを対数変換したものである。また、
表2の630/750の欄の値はそれぞれの色素濃度の
750nmの波長での測定値(カウント数)から、実施
例1で得た式より相当する630nmでの精製水のカウ
ント数を求め、その値を青色色素含有液の630nmの
測定値(カウント数)で割って対数変換したものであ
る。すなわち、750nmの波長での測定値(カウント
数)より630nmの測定値(カウント数)を補正し対
数変換したものである。表2の標準偏差や変動係数よ
り、750nmでの測定値による補正を行うことにより
再現性が向上していることがわかる。これは多孔性材料
の粗密なムラによる測定値のバラツキを補正したことに
よる効果を表している。図3は表2をグラフに示したも
のである。補正する前のものを実線で、補正したものを
点線で示している。また、図3の濃度3%付近でも曲線
はその勾配を保っている。一方、3%青色水溶液の透過
光量をカウント数に変換すると2296.2×10
-1.469=77.8カウントであって、精製水の場合のカ
ウント数8562.0の約1%の光透過量に相当する。
すなわち、本発明の測定方法によれば、図3の曲線の勾
配を考慮すると、約1%程度の透過光量でも測定可能で
あることを示している。
させた液体に吸収される波長と吸収されない波長の光を
照射し、それぞれの透過光量を測定して吸収されない波
長での測定値から吸収される波長での測定値を補正する
ことにより、従来の問題であった多孔性材料の粗密なム
ラによる影響を低減させ、測定値の再現性の低さを解決
することができた。
Claims (6)
- 【請求項1】 多孔性材料中における目的成分を含む液
体の光学特性を測定する方法において、前記液体中の目
的成分に吸収される波長の光とその波長よりも長波長の
光とを前記多孔性材料に照射し、前記長波長の光の透過
光量により、目的成分に吸収される波長の光の透過光量
を補正する多孔性材料中の液体の光学的測定法であっ
て、 前記補正が、 予め、目的成分を含まない液体を多孔性材料に含浸さ
せ、この多孔性材料に前記目的成分に吸収される波長の
光と前記長波長の光とを照射し、前記目的成分に吸収さ
れる波長の透過光量と前記長波長の透過光量との相関関
係を求めておき、ついで、前記目的成分を含む液体を含
浸させた多孔性材料に、前記目的成分に吸収される波長
の光と前記長波長の光とを照射して透過光量を測定し、
前記長波長の光の透過光量と前記相関関係とにより、目
的成分に吸収される波長の光の透過光量を補正すること
である 光学的測定法。 - 【請求項2】 前記目的成分に吸収される波長の光が、
400〜700nmの範囲であって、前記長波長の光
が、700〜800nmの範囲である請求項1記載の光
学的測定法。 - 【請求項3】 多孔性材料がニトロセルロース、アセチ
ルセルロース、ガラス繊維、濾紙またはポリアミドから
選ばれる請求項1または2記載の光学的測定法。 - 【請求項4】 検体を多孔性材料に担持させた試薬と反
応させ、生じた光学的吸収を有する目的成分を測定する
請求項1、2または3記載の光学的測定法。 - 【請求項5】 多孔性材料中に特異的結合対の一方を固
定化させて、標識物を直接または間接的に結合させた他
方の結合対を固定化された結合対の一方と結合させ、捕
捉した標識物が生じる光学的吸収を測定する請求項1な
いし4のいずれかに記載の光学的測定法。 - 【請求項6】 多孔性材料を透明板に挟んで測定する請
求項1ないし5のいずれかに記載の光学的測定法。
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