JP3357494B2 - 生化学分析装置 - Google Patents

生化学分析装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反応セルにサンプルと
試薬を分注して反応させ時間の経過にしたがって複数の
吸光度を測定し単位時間当たりの吸光度の変化量を求め
る生化学分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】臨床や化学、製薬等の分野で使用され、
血清や尿等のサンプルの分析を行う生化学分析装置で
は、透明な反応セルの中に血清等の検体と所定の試薬と
を混合して発色反応を行わせ、光源から白色光を照射し
てその透過光を分光器で分光し、その色素による吸光度
を求めてから、吸光度に基づき測定すべき物質の濃度を
求めている。
【0003】測定対象の物質の濃度を求める方法として
は、従来よりエンドポイント法EPA(End Point
Assay) とリアクションレート法RRA(Reaction R
ateAssay) の2種類の方法が採用されている。そのう
ち、EPAは、発色反応により生成される色素の量が反
応時間の経過に伴って飽和する場合に用いられる方法で
あり、検体と試薬とを充分反応させた後の最終吸光度を
測定し測定対象物質の濃度を求める。これに対してRR
Aは、検体中の酵素活性を測定する場合のように発色反
応により生成される色素の量が反応時間の経過と共に増
大していく場合に用いられる方法であり、この場合には
反応中に測定した吸光度yに対して、最小二乗法により
一次関数y=a+btを近似し、その結果として求めら
れる係数bの値、つまり単位時間当たりの吸光度の変化
量に基づいて測定対象物質の濃度を求める。
【0004】図4は各測定点の吸光度と湾曲部の除去を
説明するための図、図5はRRAを採用した生化学分析
装置の従来例を示す図である。RRAでは、図4に示す
ように反応セルに第1試薬R1と検体Sを分注して測定
点における吸光度の測定を行い、さらに第2試薬R2
を分注した後、反応時間tの経過と共に所定の時間間隔
で測定点〜○10の測定点における吸光度の測定を行
う。このとき、従来は、ある吸光度を越えると反応が飽
和する現象が生じるため、この湾曲部を上記係数bを求
める際のデータから除去するための処理を行っている。
これが限界吸光度Aであり、限界吸光度Aを越える測定
点の吸光度を自動的に削除して、残りの測定点の吸光度
により最小二乗法による単位時間当たりの吸光度の変化
量bを算出している。図4(a)の例は、吸光度を縦
軸、時間に対応する各測定点を横軸に示し、検体イ〜ニ
の各測定点における吸光度を示したものであり、湾曲部
の測定点の吸光度を除去するため限界吸光度Aを用いる
と、検体イ、ロが測定点〜○10の8点、検体ハが測定
点〜の6点、検体ニが測定点〜の3点の吸光度
により最小二乗法による単位時間当たりの吸光度の変化
量bを算出する。また、検体ごとに濁りがあってそれぞ
れの吸光度が異なるので、図4(b)に示すように限界
吸光度Aに検体ブランクの吸光度as を上乗せ限界吸光
度A′を用いるようにしている。このような限界吸光度
A→A′の調整によって、高濃度域の検体の測定領域を
測定点まで拡大することができ、正確度の高い測定を
可能にしている。なお、検体ブランクの吸光度as は、
図4(b)に示すように予め測定され既知の第1試薬ブ
ランクの吸光度を測定点の吸光度より差し引くことに
よって求められる。
【0005】RRAを採用した生化学分析装置の従来例
を示したのが図5であり、分光器を備えた検出部31か
らの測定データを測定データ32に格納すると、有効デ
ータ抽出部33で限界吸光度34と比較して限界吸光度
を越える測定点の吸光度を削除して、残りの測定点の吸
光度を有効データ格納部35に格納する。そして、吸光
度演算部36で最小二乗法による単位時間当たりの吸光
度の変化量bを算出して、濃度演算部37で濃度に換算
している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6は従来の生化学分
析装置の問題を説明するための図であり、41は反応セ
ル、42は光源、43は検出器、44は検体、R1は第
1試薬、R2は第2試薬を示す。先に述べたように測定
点では、検体と第1の試薬を分注した時点での吸光度
を測定するため、そのときに既に測定液量が規定量以
上、例えば240μリットル以上必要とされる。しか
し、例えばラテックス免疫測定用の試薬の場合には、測
定液量が規定量以下、例えば180μリットル以下のた
め、図6(a)の光源42と検出器43との間の2本の
点線で示す測定領域が検体44と第1の試薬R1で満た
されず、図6(b)に示すように第2の試薬を分注して
初めて光源42と検出器43との間の測定領域が測定液
量で満たされる。そのため、測定点においては、検体
と第1の試薬の正確な吸光度、つまり検体ブランクの吸
光度の測定ができず、上記のように検体ごとに限界吸光
度の調整を行うことができない。その結果、高濃度域の
検体について、測定領域を拡大することができず、測定
の精度を上げることができないという問題が生じる。
【0007】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、ラテックス免疫測定用の試薬のように測定液量が
少ない測定の場合にも、正確な測定が可能な生化学分析
装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、反
応セルに検体と試薬を分注して反応させ時間の経過にし
たがって複数の測定点で吸光度を測定し単位時間当たり
の吸光度の変化量を求める生化学分析装置において、測
定した吸光度の抽出を行うための吸光度の閾値を設定す
る閾値設定手段と、基準の測定点を設定し該基準の測定
点の吸光度と各測定点の吸光度との差が吸光度の閾値の
範囲内にある測定点の吸光度を抽出する抽出手段又は測
定点の吸光度が吸光度の閾値の範囲内にある測定点の吸
光度を抽出する抽出手段と、該抽出手段で抽出された測
定点の吸光度により最小二乗法による単位時間当たりの
吸光度の変化量を算出する演算手段とを備えたことを特
徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明の生化学分析装置では、測定した吸光度
の抽出を行うための吸光度の閾値を設定する閾値設定手
段と、基準の測定点を設定し該基準の測定点の吸光度と
各測定点の吸光度との差が吸光度の閾値の範囲内にある
測定点の吸光度を抽出する抽出手段又は測定点の吸光度
が吸光度の閾値の範囲内にある測定点の吸光度を抽出す
る抽出手段と、該抽出手段で抽出された測定点の吸光度
により最小二乗法による単位時間当たりの吸光度の変化
量を算出する演算手段とを備えたので、ラテックス試薬
等のように検体自身の吸光度の測定ができない場合であ
っても、測定領域の拡大が可能となり、正確度の高い測
定が可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は本発明に係る生化学分析装置の1実施例
を示す図であり、1は検出部、2は測定データ格納部、
3は有効データ抽出部、4は閾値格納部、5は有効デー
タ格納部、6は吸光度演算部、7は濃度演算部を示す。
検出部1は、反応セルにサンプルと試薬を分注して反応
させ時間の経過にしたがって複数の検出タイミングで吸
光度を測定し、その測定データをデジタル信号に変換し
て出力するものであり、測定データ格納部2は、複数の
検出タイミングで測定された検出部1からの吸光度の測
定データを格納するものである。閾値格納部4は、単位
時間当たりの吸光度の変化量を演算する際に対象となる
吸光度データを抽出するための閾値を格納するものであ
り、閾値は、試薬のロットごとに異なるため、試薬ロッ
トに合わせて予め設定され、試薬のロットが更新される
と書き換えられる有効データ抽出部3は、基準として設
定した測定点の吸光度とそれ以降の各測定点の吸光度の
差を閾値と比較し、その差が閾値を超えた場合にその測
定点以降を削除し、残った測定点のデータを単位時間当
たりの吸光度の変化量を求めるための有効データとして
抽出するものであり、その有効データを格納するのが有
効データ格納部5である。吸光度演算部6は、有効デー
タ格納部5に格納された有効データを使って最小二乗法
で単位時間当たりの吸光度の変化量を求めるものであ
り、求めた吸光度の変化量に基づいて濃度の換算を行う
のが濃度演算部7である。
【0011】次に、動作を説明する。図2は本発明に係
る生化学分析装置の動作を説明するための図である。検
出部1からの測定データを測定データ格納部2に格納
し、スタートがかかると、まず、分析条件より閾値を決
定する(ステップS11)。次に測定データ格納部2か
ら測定データを順次読み出して基準測定点、例えばの
吸光度と測定点〜○10の吸光度との差を算出する(ス
テップS12)。続いて吸光度の差と閾値とを比較し
(ステップS13)、吸光度の差が閾値より大きくなけ
れば、演算対象の有効データとして有効データ格納部5
に格納し(ステップS14)、ステップS12に戻り次
の測定点の吸光度について同様の処理を繰り返し行う。
そして吸光度の差が閾値より大きくなれば、有効データ
格納部5に格納した有効データに基づき最小二乗法で単
位時間当たりの吸光度の変化量を算出し(ステップS1
5)、その吸光度の変化量に基づいて濃度の換算を行う
(ステップS16)。
【0012】図3は本発明に係る生化学分析装置のシス
テム構成概要を示す図であり、11はカップ搬送部、1
2はサンプルピペット、13はサンプリングバルブ、1
4は切り換えバルブ、15は保冷庫、16は試薬ポン
プ、17は試薬切り換えバルブ、18は回転反応器、1
9は検出部、20は分析器、21はデータ処理部を示
す。
【0013】図3において、回転反応器18は、その円
周上に30〜40個の反応セルを設置し、例えば1ステ
ップ12秒で回転させながら反応セルの洗浄、セルブラ
ンクの測定を行うものである。回転反応器18の各反応
セルに対しては、カップ搬送部11からサンプルピペッ
ト12を通して一定量(1μリットル〜10μリットル
程度)の血清や尿等のサンプル(検体)を秤量してサン
プリングバルブ13に導き、ここから第1試薬とサンプ
ルを分注し、さらに第2試薬の分注も行う。このように
して回転反応器18を使って透明な反応セルの中に血清
等の検体と所定の試薬とを混合して発色反応を行わせる
と、検出部19で光源から白色光を照射してその透過光
を分光器で分光する。検出部19の測定データは、分析
部20でアナログ信号からデジタル信号に変換され、デ
ータ処理部21で処理されそのデータがメモリへ記憶さ
れ、CRTに表示され、或いはプリンタから出力され
る。このデータ処理部21が図1に示すように構成さ
れ、先に説明したようにデータ処理部21では、まず閾
値を用いて有効データを抽出した後、その色素による吸
光度の単位時間当たりの変化量を求めてから、その吸光
度の変化量に基づき測定すべき物質の濃度を求めてい
る。
【0014】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、吸光度の差を閾値と比較して判断し逐一
有効データをメモリに格納したが、吸光度の差を閾値と
比較して有効データの範囲を検出し、その範囲の有効デ
ータを吸光度の変化量を算出する際にメモリから順次読
みだすようにしてもよい。また、基準測定点の吸光度と
各測定点の吸光度との差を求めて閾値と比較したが、基
準測定点の吸光度に閾値を加えて各測定点の吸光度との
比較を行うようにしてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基準計測点の吸光度から閾値の範囲内の測定
点の吸光度を採るようにしたので、第1試薬量が規定量
に達せずに測定点で検体の吸光度の測定ができないよ
うな、例えばラテックス試薬等でも測定領域の拡大がで
きる。しかも、基準測定点と閾値で設定するので、検体
の吸光度が測定できなくても、正確度の高い測定と測定
領域の拡大ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る生化学分析装置の1実施例を示
す図である。
【図2】 本発明に係る生化学分析装置の動作を説明す
るための図である。
【図3】 本発明に係る生化学分析装置のシステム構成
概要を示す図である。
【図4】 測定点の吸光度と湾曲部の除去を説明するた
めの図である。
【図5】 RRAを採用した生化学分析装置の従来例を
示す図である。
【図6】 従来の生化学分析装置の問題を説明するため
の図である。
【符号の説明】
1…検出部、2…測定データ格納部、3…有効データ抽
出部、4…閾値格納部、5…有効データ格納部、6…吸
光度演算部、7…濃度演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−68642(JP,A) 特開 昭64−88234(JP,A) 特開 平6−194313(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/27 G01N 21/75

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応セルに検体と試薬を分注して反応さ
    せ時間の経過にしたがって複数の測定点で吸光度を測定
    し単位時間当たりの吸光度の変化量を求める生化学分析
    装置において、測定した吸光度の抽出を行うための吸光
    度の閾値を設定する閾値設定手段と、基準の測定点を設
    定し該基準の測定点の吸光度と各測定点の吸光度との差
    が吸光度の閾値の範囲内にある測定点の吸光度を抽出す
    る抽出手段と、該抽出手段で抽出された測定点の吸光度
    により最小二乗法による単位時間当たりの吸光度の変化
    量を算出する演算手段とを備えたことを特徴とする生化
    学分析装置。
  2. 【請求項2】 反応セルに検体と試薬を分注して反応さ
    せ時間の経過にしたがって複数の測定点で吸光度を測定
    し単位時間当たりの吸光度の変化量を求める生化学分析
    装置において、測定した吸光度の抽出を行うための吸光
    度の閾値を設定する閾値設定手段と、測定点の吸光度が
    吸光度の閾値の範囲内にある測定点の吸光度を抽出する
    抽出手段と、該抽出手段で抽出された測定点の吸光度に
    より最小二乗法による単位時間当たりの吸光度の変化量
    を算出する演算手段とを備えたことを特徴とする生化学
    分析装置。
  3. 【請求項3】 閾値設定手段は、試薬のロットの変更に
    ともない吸光度の閾値を設定し直しすることを特徴とす
    る請求項1又は2記載の生化学分析装置。
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