JP4331789B2 - 測定デバイス、測定装置及び測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、尿を含む検体試料に含まれる被検物質の測定を行うための測定デバイス、測定装置及び測定方法に関する。

従来から、ＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ）機器は、患者の目の前で迅速かつ正確な診断及び治療を行うために必要となる測定機器として、臨床検査の分野において使用されている。

ＰＯＣＴ機器としては、例えば、血糖センサ、妊娠診断装置、排卵検査装置、ＨｂＡ１ｃ／微量アルブミン・クレアチニン測定装置（例えば、バイエルメディカル株式会社製ＤＣＡ２０００システム）等の測定機器が挙げられる。これらのＰＯＣＴ機器は、ある病態において特異的なマーカー物質にフォーカスして、このマーカー物質を簡易かつ迅速に測定することができるため、被検者のスクリーニング及びモニタリングに対して非常に効果的である。又、これらのＰＯＣＴ機器は、比較的小型であるため、携帯性に優れていると共に、低コストで導入することができる。更に、これらのＰＯＣＴ機器は、その操作性において特に専門性を必要とはしないため、誰にでも容易に使用することができるという利点を有している。

ここで、ＰＯＣＴ機器とは、通常、病院の検査室や検査センターを除く医療現場において臨床検査の際に用いられる測定機器を示している。一方、ＰＯＣＴ機器は、その優れた携帯性、経済性、操作性に起因して、近年では、在宅医療の現場においても広く使用されている。そのため、近年では、ＰＯＣＴ機器とは、病院の検査室や検査センターを除く医療現場での臨床検査において用いられる測定機器を示すと共に、在宅医療の現場において用いられる測定機器をも示している（例えば、特許文献１，２参照）。

ところで、現在、臨床検査においては、患者の疾病の正確な診断及び治療のために、数多くの測定項目が設けられている。例えば、臨床検査では、糖尿病の正確な診断及び治療のために、ＨｂＡ１ｃ、アルブミン、インスリン、Ｃペプチド、ケトン体等が被検物質として設定されている。これらの被検物質の測定を行うための測定方式としては、尿等の体液を検体試料とする場合、主に光学測定方式と電気化学測定方式とが挙げられる。これらの何れかの測定方式が用いられることにより、ＰＯＣＴ機器や、従来の大規模自動化測定機器では、検体試料に含まれる被検物質の測定が行われる。

しかしながら、従来の光学測定方式は、検体試料に含まれる被検物質の測定を光学的な変化に基づき行う測定方式であるため、被検物質の含有量が極微量である場合には、被検物質の測定を正確に行うことができない場合があった。又、従来の光学測定方式を用いる場合には、検体試料に含まれる極微量の被検物質を正確に測定するための格別の構成を設ける必要があるため、測定機器を安価に提供することができない場合があった。

そこで、検体試料に含まれる被検物質を、格別の構成を設けることなく、正確に測定可能な光学測定方式として、検体試料において被検物質を含む凝集体を生成させ、この凝集体による検体試料の濁り具合に基づき被検物質の測定を行う光学測定方式が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

この開示された光学測定方式では、臨床検査が行われる際、被検物質としてのアルブミン（抗原）を含む検体試料としての尿と、抗アルブミン抗体（抗体）及び凝集促進剤であるポリエチレングリコールの混合物とを混合する。これにより、検体試料としての尿において、被検物質としてのアルブミンと抗アルブミン抗体との凝集体（即ち、抗原−抗体凝集体）を生成させる。そして、この光学測定方式では、４７０ｎｍの波長の光を用いる比濁測定により、抗原−抗体凝集体による検体試料の濁り具合を測定することで、検体試料としての尿に含まれる被検物質としてのアルブミンの測定（定量）を行う。
特開平０７−２４８３１０号公報 特開平０３−０４６５６６号公報 特表２００２−５０９２４７号公報

しかしながら、本願の発明者らは、上記開示された光学測定方式では、検体試料としての尿において生成する抗原−抗体凝集体の生成量が、その尿に含まれる尿素の濃度に依存して変化するという問題点を見出した。つまり、本願の発明者らは、上記開示された光学測定方式を用いても、尿に含まれる尿素の濃度に依存して検体試料の濁り具合が変化するので、検体試料に含まれる被検物質を正確に測定することが可能なＰＯＣＴ機器を安価に提供することは依然として不可能であることを見出した。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成を有しながら、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減して、被検物質の測定を正確に行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る測定デバイスは、尿素及び被検物質を含む検体試料を保持するための試料保持部と該試料保持部に前記検体試料を供給するための試料供給口とを構成する基体を備え、前記基体は前記試料保持部が保持する前記検体試料の光学測定を行うための光学測定部と試薬保持部とを備え、前記試薬保持部が、前記被検物質に対応する抗体及び前記尿素を加水分解するウレアーゼを保持している。

かかる構成とすると、試薬保持部が検体試料に含まれる尿素を加水分解するウレアーゼを保持しているので、検体試料において生成する抗原−抗体凝集体の生成量が尿素の濃度に依存して変化するという問題を解決することが可能になる。従って、簡易な構成を有しながら、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減して、被検物質の測定を正確に行うことが可能な測定デバイスを提供することが可能になる。

この場合、前記試料保持部は、前記基体の内部に前記試料供給口に連通するように形成された空間であり、前記試薬保持部が、前記空間の内面に、該空間に前記抗体及び前記ウレアーゼが露出するように形成されている。

かかる構成とすると、試料保持部が基体の内部に試料供給口に連通するように形成された空間であるので、試料供給口から供給した検体試料を試料保持部に確実に保持することが可能になる。又、試料保持部としての空間の内面に、その空間に抗体及びウレアーゼが露出するように試薬保持部が形成されているので、検体試料に抗体及びウレアーゼを確実に溶解させることが可能になる。

又、上記の場合、前記試薬保持部が、前記抗体及び前記ウレアーゼを、前記抗体及び前記ウレアーゼの複合体の態様で保持している。

かかる構成とすると、試料保持部において、試薬保持部が抗体及びウレアーゼをその複合体の態様で保持しているので、検体試料において生成する抗原−抗体凝集体の生成量が尿素の濃度に依存して変化するという問題を確実に解決することが可能になる。

又、上記の場合、前記試薬保持部が、前記抗体及び前記ウレアーゼを各々の単体の態様で保持している。

かかる構成とすると、試料保持部において、試薬保持部が抗体及びウレアーゼを各々の単体の態様で保持しているので、抗体及びウレアーゼの複合体を準備することなく、検体試料において生成する抗原−抗体凝集体の生成量が尿素の濃度に依存して変化するという問題を確実に解決することが可能になる。

又、上記の場合、前記光学測定部が、前記試料保持部の外部から該試料保持部の内部に光を入射させるための光入射部と、前記試料保持部の内部から該試料保持部の外部に光を出射させるための光出射部と、を備えている。

かかる構成とすると、光学測定部が光入射部と光出射部とを備えているので、試料保持部が保持する検体試料の光学測定（比濁測定）を容易に行うことが可能になる。

一方、本発明に係る測定装置は、上記本発明に係る特徴的な測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部と、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの光学測定部に入射する光を出射するための光源と、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの光学測定部から出射する光を受光するための受光部と、前記受光部により受光された前記出射する光に基づき前記検体試料に含まれる前記被検物質を検出又は定量するための演算部と、を備えている。

かかる構成とすると、試薬保持部が抗体及びウレアーゼを保持する測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部を備えているので、簡易な構成を有しながら、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減して、被検物質の測定を正確に行うことが可能な測定装置を提供することが可能になる。

この場合、前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記測定デバイスの前記試料保持部に前記検体試料を吸引するための吸引部を更に備えている。

かかる構成とすると、吸引部を更に備えているので、測定デバイス取付け部に取付けられた測定デバイスの試料保持部に検体試料を容易に吸引することが可能になる。

そして、本発明に係る測定方法は、尿素及び被検物質を含む検体試料を保持するための試料保持部と該試料保持部が保持する前記検体試料の光学測定を行うための光学測定部と試薬保持部とを備え、該試薬保持部が前記被検物質に対応する抗体及び前記尿素を加水分解するウレアーゼを保持している測定デバイスを用いた測定方法であって、（Ａ）前記測定デバイスの試料保持部に前記検体試料を導入し、それにより、前記検体試料が含む尿素を前記ウレアーゼにより加水分解すると共に前記検体試料が含む被検物質と前記抗体との凝集体を生成する工程と、（Ｂ）前記測定デバイスの光学測定部に光源が出射した光を入射させて前記測定デバイスの光学測定部から出射した光を受光素子に入射させる工程と、（Ｃ）前記工程（Ｂ）において前記受光素子により受光された光に基づき前記検体試料に含まれる前記被検物質を検出又は定量する工程と、を含む。

かかる構成とすると、測定デバイスを用いた測定方法が、工程（Ａ）〜工程（Ｃ）を含んでいるので、検体試料において生成する抗原−抗体凝集体の生成量が尿素の濃度に依存して変化するという問題を解決することが可能になる。これにより、簡易な構成を有しながら、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減して、被検物質の測定を正確に行うことが可能な測定方法を提供することが可能になる。

この場合、前記工程（Ａ）が、（Ｄ）前記測定デバイスを前記検体試料に浸漬する工程と、（Ｅ）前記測定デバイスの試料保持部に前記検体試料を吸引する工程と、を含む。

かかる構成とすると、工程（Ａ）が測定デバイスを検体試料に浸漬する工程（Ｄ）と測定デバイスの試料保持部に検体試料を吸引する工程（Ｅ）とを含んでいるので、測定デバイスの試料保持部に検体試料を容易に導入することが可能になる。

本発明に係る上記特徴的な構成によれば、簡易な構成を有しながら、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減して、被検物質の測定を正確に行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法を提供することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、検体試料が尿であり、かつ被検物質がヒトアルブミンである場合について説明する。

先ず、本発明の実施の形態１に係る測定デバイスの構成について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る測定デバイスの構成を模式的に示す斜視図である。又、図２は、図１に示す測定デバイスのＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に示す断面図である。

本実施の形態において、測定デバイス１００ａを構成する基体１０１の構成は、従来から用いられている測定デバイスの基体の構成と同様である。

即ち、図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る測定デバイス１００ａは、透明のポリスチレン製である中空の基体１０１を備えている。そして、この基体１０１の両端部は横断されて外部に開放され、この基体１０１の内部には空間が設けられており、この空間が測定デバイス１００ａにおける試料保持部１０２として機能する。

又、試料保持部１０２として機能する空間における一方の開放端部が試料供給口１０３として機能し、その空間における他方の開放端部が吸引口１０４として機能する。より具体的には、基体１０１は中空四角柱部分１０１ａと中空四角錐部分１０１ｂとを有し、中空四角柱部分１０１ａの一方の端部には吸引口１０４が設けられ、中空四角柱部分１０１ａの他方の端部には中空四角錐部分１０１ｂが一体化されている。そして、中空四角錐部分１０１ｂの、中空四角柱部分１０１ａとは反対側の端部には、試料供給口１０３が設けられている。尚、本実施の形態では、後述するように、測定デバイス１００ａの一部を例えば容器内に採取された尿に浸漬した後、測定装置３００のピストン機構４０４により吸引口１０４から試料保持部１０２の内部の空気を吸引することで、試料保持部１０２に尿を供給する。

ここで、本実施の形態においては、中空四角柱部分１０１ａの外面を構成する４つの面の内、第１の面１０５と第４の面１０６とにより挟まれる位置に存在する第２の面１０７が、光入射部（以下、「光入射部１０７」とも表記する）として機能する。一方、本実施の形態においては、中空四角柱部分１０１ａの外面を構成する４つの面の内、第１の面１０５と第４の面１０６とにより挟まれる位置に存在する、第２の面１０７と対向する第３の面１０８が、光出射部（以下、「光出射部１０８」とも表記する）として機能する。そして、本実施の形態においては、これらの第２の面（光入射部）１０７と第３の面（光出射部）１０８とにより、試料保持部１０２が保持する検体試料の光学測定を行うための光学測定部１１２が構成されている。

そして、図２に示すように、本実施の形態に係る測定デバイス１００ａでは、試料保持部１０２を囲む内壁面の内、中空四角柱部分１０１ａの第４の面１０６の内壁面に、第１の試薬保持部１０９及び第２の試薬保持部１１０が設けられている。ここで、これらの第１の試薬保持部１０９及び第２の試薬保持部１１０は、試料保持部１０２としての空間において露出する部分を有するように設けられている。

このように、本実施の形態に係る測定デバイス１００ａは、中空の基体１０１を備え、この基体１０１の内部に、尿素及び被検物質を含む検体試料を保持するための試料保持部１０２が形成されている。又、この測定デバイス１００ａは、試料保持部１０２に連通する試料供給口１０３及び吸引口１０４と、検体試料の光学測定を行うための光学測定部１１２とを備えている。そして、この測定デバイス１００ａは、基体１０１の内壁面における所定の位置に、被検物質に対する抗体及びウレアーゼを保持するための試薬保持部１１１を備えている。

このような構成とすることにより、１つの測定デバイス１００ａを用いて、試料保持部１０２に検体試料を１回供給するだけで、抗原−抗体反応による凝集体の生成と、ウレアーゼによる尿素の加水分解とを実現することができる。つまり、試薬保持部１１１に保持されたウレアーゼが検体試料に溶解することにより、化学式１に示すように、ウレアーゼによる尿素の加水分解反応が進行するので、検体試料に含まれる尿素の濃度が減少する。そして、測定デバイス１００ａの光学測定部１１２に光を入射して、測定デバイス１００ａの光学測定部１１２から出射された散乱光や透過光を測定することにより、凝集体の生成量を正確に測定することができる。従って、このような簡易な構成により、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減して、被検物質である抗原の測定を正確に行うことが可能になる。

又、本実施の形態に係る測定デバイス１００ａにおいては、光学測定部１１２が、試料保持部１０２の外部からその試料保持部１０２の内部に光を入射させるための光入射部１０７と、試料保持部１０２の内部からその試料保持部１０２の外部に光を出射させるための光出射部１０８とを備えている。

ここで、光入射部１０７及び光出射部１０８は、光学的に透明な材料、又は、可視光を実質的に吸収しない材料により形成されていることが好ましい。その材料としては、例えば、石英、ガラス、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。特に、測定デバイス１００ａを使い捨てタイプの測定デバイスとする場合には、コストの観点から、光入射部１０７及び光出射部１０８をポリスチレンにより形成することが好ましい。

又、本実施の形態に係る測定デバイス１００ａでは、試薬保持部１１１が第１の試薬保持部１０９及び第２の試薬保持部１１０を備えている。そして、第１の試薬保持部１０９が抗体を保持し、第２の試薬保持部１１０がウレアーゼを保持している形態が好ましい。これにより、抗体とウレアーゼとを混合・乾燥させて同一の試薬保持部に保持させた場合と比べて、抗体及びウレアーゼの検体試料への溶解がより一層円滑になるため、検体試料の光学測定を安定して行うことが可能になる。

本実施の形態に係る測定デバイス１００ａでは、抗体及びウレアーゼ等の試薬は、試料保持部１０２の内部において乾燥状態で備えられ、試料保持部１０２の内部に検体試料が供給された際に、その検体試料に容易に溶解するように配置されていることが好ましい。例えば、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後、それを乾燥させることにより、抗体及びウレアーゼ等の試薬を担体に担持させる。そして、この試薬を担持する担体を、試料保持部１０２の内部に設ければよい。又は、試料保持部１０２を構成する内壁面の一部に試薬の溶液を直接塗布した後、それを十分に乾燥させることにより、抗体及びウレアーゼ等の試薬を試料保持部１０２の内部に配置してもよい。或いは、試料保持部１０２の外部で試薬を凍結乾燥させ、その凍結乾燥させた試薬を試料保持部１０２の内部に配置してもよい。

ここで、試薬に含まれる抗体としては、アルブミンやＣＲＰ等の尿に含まれる蛋白に対する抗体や、ｈＣＧ、ＬＨ等の尿に含まれるホルモンに対する抗体等が挙げられる。これらの抗体は、公知の方法により産生させることができるので、試薬を作製し易いという観点において有利である。例えば、アルブミンやＣＲＰ等の蛋白や、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモンを抗原として、マウス・ウサギ等に免疫することにより、前記抗原に対する抗体を容易に得ることができる。

本実施の形態では、抗原と抗体とによる凝集体の生成反応を促進させるために、試薬保持部１１１に凝集促進剤を更に保持させてもよい。この凝集促進剤の化学構造の主鎖としては、例えば、ポリエチレングリコール等の化合物を用いることができる。尚、凝集促進剤の分子量や側鎖の化学構造は、凝集反応の種類に応じて、適宜、適切な分子量及び化学構造を適用することができる。例えば、凝集促進剤の分子量を５００〜１００００とすることにより、抗原と抗体とによる凝集体の生成反応を十分に促進することが可能になる。又、試薬保持部１１１に凝集促進剤を更に保持させる場合には、その凝集促進剤を測定デバイス１００ａの試料保持部１０２における抗体の近傍に共存させることが好ましい。これにより、抗原と抗体とによる凝集体の生成反応をより一層促進することが可能になる。

尚、本実施の形態において、測定デバイス１００ａは、後述する測定装置３００の測定デバイス取付け部３０１に着脱可能な状態で取付けられることが好ましい。又、この測定デバイス１００ａは、検体試料に含まれる被検物質の正確な測定を実現するために、使い捨てとすることが好ましい。

次に、本発明の実施の形態１に係る測定デバイスの作製方法について、図３を参照しながら詳細に説明する。

図３は、本発明の実施の形態１に係る測定デバイスを分解した状態を模式的に示す分解斜視図である。

図３に示すように、本実施の形態に係る測定デバイス１００ａは、第１の部材２０１及び第２の部材２０２を備えている。ここで、測定デバイス１００ａを構成する第１の部材２０１及び第２の部材２０２は、それぞれ透明のポリスチレン製であり、かつそれぞれ凹部を有している。そして、これらの第１の部材２０１と第２の部材２０２とが、凹部が対向するように互いに組み合わされることにより、中空四角柱部分１０１ａ及び中空四角錐部分１０１ｂを有する基体１０１が構成される。

ここで、第１の部材２０１及び第２の部材２０２は、金型を用いる成型加工により得ることが可能である。この成型加工としては、公知の樹脂成型技術を用いればよい。尚、第１の部材２０１及び第２の部材２０２の各寸法は、測定デバイス１００ａの仕様等に応じて適宜調整することが可能であるが、本実施の形態においては、幅Ａが１０ｍｍであり、長さＢが８４ｍｍであり、長さＣが６ｍｍであり、壁部の厚みを１ｍｍとしている。

測定デバイス１００ａを作製する際には、先ず、第２の部材２０２の凹部の底面、即ち第４の面１０６の内壁面に、第１の試薬保持部１０９及び第２の試薬保持部１１０を形成する。

第１の試薬保持部１０９の形成方法としては、光学測定のための試薬であるヒトアルブミンに対する抗体の水溶液を、マイクロシリンジ等を用いて、第２の部材２０２の凹部の底面に一定量滴下することにより塗布し、これを室温〜３０℃程度の環境に静置して水分を蒸発させて形成する方法が挙げられる。この形成方法により、抗ヒトアルブミン抗体を乾燥状態で担持する第１の試薬保持部１０９を形成することができる。例えば、濃度が８ｍｇ／ｄＬの上記抗体の水溶液を用い、これを０．７ｍＬの滴下量で面積が５平方センチメートルである滴下部分に滴下することで、第１の試薬保持部１０９を形成することができる。

一方、第２の試薬保持部１１０の形成方法としては、ウレアーゼの水溶液を、マイクロシリンジ等を用いて、第２の部材２０２の凹部の底面における第１の試薬保持部１０９とは異なる位置に一定量滴下することにより塗布し、これを室温〜３０℃程度の環境に静置して水分を蒸発させて形成する方法が挙げられる。この形成方法により、ウレアーゼを乾燥状態で担持する第２の試薬保持部１１０を形成することができる。例えば、濃度が４７６Ｕ／ｍＬのウレアーゼの水溶液を用い、これを０．７ｍＬの滴下量で面積が５平方センチメートルである滴下部分に滴下することで、第２の試薬保持部１１０を形成することができる。尚、ウレアーゼの典型的な活性は６００Ｕ／ｍｇ（例えば、Ｓｉｇｍａ株式会社製ウレアーゼの場合）であるので、濃度が４７６Ｕ／ｍＬは約０．７９ｍｇ／ｍＬに相当する。

ここで、本実施の形態では、図２及び図３に示すように、第２の試薬保持部１１０を第１の試薬保持部１０９よりも試料供給口１０３に近い位置に形成しているが、このような形態に限定されることはない。例えば、この形態とは反対に、第１の試薬保持部１０９を第２の試薬保持部１１０よりも試料供給口１０３に近い位置に形成してもよい。

又、本実施の形態では、第１の試薬保持部１０９と第２の試薬保持部１１０とを互いに異なる位置に形成しているが、このような形態に限定されることはなく、抗体とウレアーゼとを含む１つの試薬保持部を形成してもよい。例えば、滴下後乾燥された抗体の上にウレアーゼの水溶液を滴下することにより、抗体とウレアーゼとを混合状態で含む試薬保持部を形成することができる。又、抗体とウレアーゼとの混合水溶液を滴下後、それを乾燥することにより、１つの試薬保持部を形成することができる。

又、塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び滴下量は、測定デバイス１００ａに要求される特性や、第２の部材２０２における形成位置の空間的な制限に応じて、適切に選択することができる。更には、第２の部材２０２における試薬保持部１０１の形成位置や形成面積は、試薬の検体試料に対する溶解性や光学測定部１１２の位置等を鑑みて、適宜、適切に選択することができる。

尚、上述したように、ヒトアルブミンに対する抗体は、公知の方法により得ることができる。例えば、ヒトアルブミンを免疫したウサギの抗血清を、プロテインＡカラムクロマトグラフィーにより精製した後、透析チューブを用いて透析することにより、抗ヒトアルブミン抗体を得ることができる。

次いで、上記のようにして得られた第１の部材２０１と第２の部材２０２とを、図３に記した一点鎖線により示す位置関係をもって接合することにより、測定デバイス１００ａを組み立てる。この際、第１の部材２０１と第２の部材２０２との接合部分に、例えばエポキシ樹脂等の接着剤を塗布する。そして、その後、第１の部材２０１と第２の部材２０２とを張り合わせ、その接合体を静置して乾燥させることにより、測定デバイス１００ａを組み立てる。尚、接着剤を塗布せずに第１の部材２０１と第２の部材２０２とを組み合わせた後、市販の溶着機を用いて第１の部材２０１と第２の部材２０２との接合部分を熱又は超音波により溶着させることにより、測定デバイス１００ａを組み立ててもよい。

以上のようにして、図１及び図２に示す、本実施の形態に係る特徴的な測定デバイス１００ａを得ることができる。

次に、本発明の実施の形態１に係る測定装置の構成について、図４及び図５を参照しながら説明する。尚、本実施の形態に係る測定装置自体の構成は、従来から用いられている公知の測定装置の構成と同様である。従って、以下の説明では、測定装置の構成の詳細な説明は省略する。

図４は、本発明の実施の形態１に係る測定装置の構成を模式的に示す斜視図である。一方、図５は、本発明の実施の形態１に係る測定装置の内部構成を模式的に示すブロック図である。

図４に示すように、本実施の形態に係る測定装置３００は、測定装置３００に測定デバイス１００ａを取付けるための測定デバイス取付け部３０１を備えている。この測定デバイス取付け部３０１には、測定デバイス１００ａの吸引口１０４に着脱可能に接合するためのデバイス装着口（図４では図示せず）が設けられている。又、測定装置３００の主面側には、測定結果が表示されるディスプレイである表示部３０２と、試料吸引開始ボタン３０３と、測定デバイス取外しボタン３０４とが設けられている。

測定装置３００では、デバイス装着口の内側には凸部が設けられており、測定デバイス１００ａが取り付けられる際に、その凸部が吸引口１０４に挿入される。ここで、デバイス装着口の内部に設けられている凸部の周囲には、それらの接合部における空気の漏れが発生しないように、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂やイソプレンゴム等の弾性を有する樹脂製のリング状の封止材等を設け、凸部と吸引口１０４との密着性を高めることが好ましい。又、上述した凸部そのものがテフロン（登録商標）やイソプレンゴム等の弾性を有する樹脂により構成されていてもよい。

一方、図５に示すように、本実施の形態に係る測定装置３００の内部には、測定デバイス取付け部３０１に取り付けられた測定デバイス１００ａの光学測定部１１２に入射させるための光を出射する光源４０７と、その光学測定部１１２から出射した光を受光するための受光部である受光器４０８とが設けられている。ここで、本実施の形態では、光源４０７としては、例えば、６２０ｎｍの波長の光を出射する半導体レーザーを用いることができる。尚、光源４０７としては、半導体レーザーに代えて、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）等の半導体デバイスを用いてもよい。又、本実施の形態では、受光器４０８としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。尚、受光器４０８としては、フォトダイオードに代えて、電荷結合型素子（ＣＣＤ）、或いは、フォトマルチメーター等を用いてもよい。

尚、本実施の形態では、免疫比濁法を適用することにより被検物質の測定を行うことを想定して、６２０ｎｍの照射及び受光波長を選択するが、この照射及び受光波長は測定法や測定対象に応じて適宜選択することができる。例えば、照射及び受光波長は、測定対象が尿である場合、可視吸収により黄色を呈しているので、そのような吸収域の波長を避けるように選択することが好ましい。

又、この測定装置３００の内部には、従来の測定装置の構成と同様にして、測定デバイス１００ａの試料保持部１０２に試料を吸引するための吸引部であるピストン機構４０４と、測定デバイス１００ａを測定装置３００から脱離するための測定デバイス取外し機構４１０と、受光器４０８により受光された出射光に基づき検体試料に含まれる被検物質を検出又は定量するための演算部を備えるコントローラ４０１と、被検物質であるヒトアルブミンの濃度と受光器４０８により受光される出射光の強度との相関関係を表す検量線に関するデータを格納する記憶部としてのメモリ４０９と、測定結果を記録するための記録部４１１と、測定結果を外部に送信するための送信部４１２と、外部から分析結果を受信するための受信部４１３と、経過時間を計測するための計時部４０６と、が設けられている。尚、本実施の形態において、ピストン機構４０４は、ピストンをリニア型のステップモーターにより進退動作させる構成を備えている。

このように、本実施の形態に係る測定装置３００は、測定デバイス１００ａを取付けるための測定デバイス取付け部３０１と、測定デバイス１００ａの光学測定部１１２に入射する光を出射するための光源４０７と、光学測定部１１２から出射した光を受光するための受光部４０８と、受光部４０８により受光された光の強度に基づき測定デバイス１００ａの試料保持部１０２が保持する検体試料に含まれる被検物質を検出又は定量するためのコントローラ４０１とを備えている。

又、上述したように、測定装置３００は、測定デバイス取付け部３０１に取付けられた測定デバイス１００ａの試料保持部１０２に吸引により検体試料を供給するための吸引部を備えていることが好ましい。つまり、検体試料に含まれる被検物質の測定を容易に実施するためには、測定デバイス１００ａが試料供給口１０３及び吸引口１０４を備え、かつ測定装置３００が吸引部としてのピストン機構４０４を備え、ピストン機構４０４を駆動させて測定デバイス１００ａの試料保持部１０２から空気を吸引することで、検体試料を測定デバイス１００ａの試料供給口１０３を通して試料保持部１０２に導入する形態を採ることが好ましい。このような構成とすると、測定デバイス取付け部３０１に測定デバイス１００ａの吸引口１０４を接続して、測定装置３００のピストン機構４０４を駆動するという単純な構成により、測定デバイス１００ａの試料保持部１０２に試料供給口１０３を通して検体試料を容易に供給することが可能になる。

尚、本実施の形態に係る測定装置３００は、リニア型のステップモーターによりピストンを進退動作させるピストン機構４０４を備えているが、このような形態に限定されることはない。例えば、リニア型のステップモーターによりピストンを進退動作させる形態に代えて、手動によりピストンを進退動作させる形態としてもよい。ここで、手動によりピストンを進退動作させるための機構としては、従来のシリンジ、ディスペンサー等と同様のピストン機構が挙げられる。但し、ピストンを進退動作させるための形態としては、手動であっても自動であってもよいが、作業者の負担を軽減することができるという観点から、ピストンを自動的に進退動作させる形態が好ましい。

又、ピストン機構４０４においてピストンを進退動作させる動力源としては、必ずしもリニア型のステップモーターを用いる必要はなく、ステップモーターや直流モーター等の一般的な動力源を用いてもよい。

ステップモーターは、入力された１パルスの信号に応じて特定の回転角度だけ回転子が回転するモーターであり、入力するパルス数により回転子の回転角度を決定することができるため、位置決めのためのエンコーダーを必要とはしない。つまり、ステップモーターとは、入力するパルス数によりピストンの動作距離を適宜制御することが可能なモーターである。ここで、ステップモーターによるピストンの進退動作は、ステップモーターの回転子の回転運動を歯車機構と雄ネジ及び雌ネジを組み合わせた直進機構等により直進運動に変換することにより可能となる。尚、直流モーターを用いてピストンを進退動作させるためには、回転子の回転運動を直進運動に変換する直進機構等が必要になると共に、ピストンの動作距離を適切に制御するために、回転子の回転位置を検出するためのエンコーダーが必要になる。

尚、リニア型のステップモーターは、その内部に雄ネジと雌ネジとを組み合わせた直進機構が組み入れられており、入力するパルス数に依存して、棒状の可動部が直進運動するように構成されている。このため、この棒状の可動部にピストンを直接連結することでピストン機構４０４を構成することができるので、ピストン機構４０４の構成を比較的単純な構成とすることが可能になる。

次に、本発明の実施の形態１に係る測定デバイス及び測定装置を用いた検体試料に含まれる被検物質の測定方法について、図４〜図６を参照しながら説明する。

図６は、本発明の実施の形態１に係る測定装置の特徴的な動作を模式的に示すフローチャートである。尚、図６では、便宜上、測定装置の動作に付随する作業者の操作及びそれに伴い進行する化学反応等についても図示している。

作業者は、先ず、測定デバイス１００ａの吸引口１０４を測定装置３００の測定デバイス取付け部３０１の内部にあるデバイス装着口（図示せず）に接合して、測定デバイス取付け部３０１に測定デバイス１００ａを取付ける（ステップＳ１）。

測定デバイス１００ａが取付けられると、測定装置３００では、測定デバイス取付け部３０１の内部に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチ（図示せず）が作動して、制御部として機能するコントローラ４０１が測定デバイス１００ａの挿入を検知する。これにより、測定装置３００の電源がＯＮ状態とされる（ステップＳ２）。

次に、作業者は、例えば、便器の内部に設けられた受尿容器又は紙コップ等の運搬可能な容器に採取された尿に、測定デバイス１００ａを少なくともその試料供給口１０３が浸漬する位置まで浸漬させる（ステップＳ３）。

続いて、作業者は、測定装置３００が備える試料吸引開始ボタン３０３を押下することにより、ピストン機構４０４を作動させる。これにより、ピストン機構４０４の内部に設けられたピストンが動き、測定デバイス１００ａの試料供給口１０３から試料保持部１０２に所定量（例えば、３ｍＬ）の尿が導入される（ステップＳ４）。

測定デバイス１００ａの試料保持部１０２に検体試料が導入されることに伴い、試料保持部１０２が保持する検体試料と、試薬保持部１１１が保持する抗体及びウレアーゼとが混合される（ステップＳ５）。これにより、試料保持部１０２に供給された尿は、第１の試薬保持部１０９及び第２の試薬保持部１１０に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体及びウレアーゼを溶解する。

すると、測定デバイス１００ａの試料保持部１０２では、尿に含まれる抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行すると同時に、ウレアーゼによる尿に含まれる尿素の加水分解が進行する（ステップＳ６）。尚、作業者は、測定デバイス１００ａが装着された測定装置３００を揺動等することにより、検体試料と抗体及びウレアーゼとを混合してもよい。

一方、ステップＳ４において測定デバイス１００ａの試料保持部１０２に検体試料が導入されると、測定装置３００のコントローラ４０１は、計時部４０６としてのタイマーを作動させることにより、試料保持部１０２に検体試料が導入されてからの経過時間の測定を開始させる（ステップＳ７）。

次いで、測定装置３００のコントローラ４０１は、計時部４０６の出力信号により試料保持部１０２への検体試料の供給完了からの経過時間Ｔｄが所定の経過時間Ｔｐｄ（例えば、２分間）に到達したと判定すると（ステップＳ８でＹＥＳ）、測定デバイス１００ａの試料保持部１０２が保持する検体試料の光学測定を開始させる（ステップＳ９）。

この検体試料の光学測定が行われる際、測定装置３００のコントローラ４０１は、光源４０７による測定デバイス１００ａの光学測定部１１２への光の照射が行われるよう制御する。具体的には、コントローラ４０１は、光源４０７から出射して、測定デバイス１００ａの光入射部１０７を通して試料保持部１０２に入射し、検体試料としての尿を透過及び散乱し、光出射部１０８から出射した光を、所定の時間（例えば、３分間）、測定装置３００に設けられた受光器４０８により受光するように制御する。

尚、測定装置３００のコントローラ４０１は、計時部４０６の出力信号により試料保持部１０２への検体試料の供給完了からの経過時間Ｔｄが所定の経過時間Ｔｐｄに到達してはいないと判定すると（ステップＳ８でＮＯ）、経過時間Ｔｄの測定を継続するように制御する。

そして、測定装置３００のコントローラ４０１は、メモリ４０９に格納されている出射光強度とヒトアルブミン濃度との相関関係を示す検量線を読み出し、この検量線を参照することにより、受光器４０８により受光された出射光の強度をヒトアルブミン濃度に換算する。これにより、測定装置３００は、検体試料としての尿に含まれる被検物質としてのヒトアルブミンの定量を行う（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０において被検物質としてのヒトアルブミンの定量が行われると、その定量動作により得られたヒトアルブミン濃度は、測定装置３００の表示部３０２に表示される。これにより、測定装置３００のユーザーは、尿に含まれるヒトアルブミン濃度の測定の完了を知ることができる。この際、好ましくは、定量動作により得られたヒトアルブミン濃度は、計時部４０６により計時された時刻と共に、メモリ４０９に保存される。

本実施の形態に係る測定装置３００の構成によれば、定量動作により得られたヒトアルブミン濃度に関するデータを、記録部４１１によりＳＤカード等の取り外し可能な記憶媒体に記録することができる。これにより、測定結果を測定装置３００から容易に取り出すことができるので、記憶媒体を分析専門業者に持参若しくは郵送して、その詳細な分析を依頼することが可能になる。

又、本実施の形態に係る測定装置３００の構成によれば、定量動作により得られたヒトアルブミン濃度に関するデータを、送信部４１２により測定装置３００の外部に送信することができる。これにより、測定結果を病院内の分析関連部門又は分析関連業者等に送信し、それを分析関連部門又は分析関連業者等において分析することができるので、測定から分析までの所要時間を短縮することが可能になる。

更に、本実施の形態に係る測定装置３００の構成によれば、分析関連部門又は分析関連業者等において分析した結果を受信するための受信部４１３が設けられているので、分析結果をユーザーに向けて迅速にフィードバックすることが可能になる。

最後に、作業者により測定装置３００の測定デバイス取外しボタン３０４が押下されると、測定デバイス取外し機構４１０が作動して、ピストン機構４０４の内部のピストンが移動されることにより、測定デバイス１００ａの試料保持部１０２が保持する尿が試料供給口１０３から便器内や紙コップ等の容器内に排出され、測定デバイス１００ａが測定装置３００から自動的に取り外される（ステップＳ１１）。

測定デバイス１００ａが取り外されると、測定装置３００では、測定デバイス取付け部３０１の内部に設けられたマイクロスイッチからなる測定デバイス挿入検知スイッチが作動して、コントローラ４０１が測定デバイス１００ａの脱離を検知する。これにより、測定装置３００の電源がＯＦＦ状態とされる（ステップＳ１２）。

尚、本実施の形態では、測定装置３００が測定デバイス１００ａから検体試料を排出させかつそれを自動的に脱離させる構成を備えている形態を示しているが、このような形態に限定されることはない。例えば、測定デバイス１００ａの取外し及び検体試料排出の機構を設けることなく、ユーザーが手動により測定デバイス１００ａを測定デバイス取付け部３０１から取り外す形態としてもよい。

本発明によれば、以上に説明した簡易な構成により、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減し、迅速かつ正確に測定対象物質である被検物質（抗原）の測定を行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法を提供することが可能になる。

尚、本実施の形態における検体試料としては、血清、血漿、尿、間質液、リンパ液等の体液、培地の上清液等の液体の検体試料が挙げられる。特に、尿素を含む検体試料としての尿は、非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うことができるので好ましい。又、上記体液中の特定の成分と反応する試薬、例えば、酵素、抗体、若しくは色素等を体液と混合したものを、検体試料として測定デバイス１００ａに供給してもよい。

又、健康管理の最初の段階で行われる尿の定性検査、腎機能検査、妊娠検査・排卵検査等を鑑みると、蛋白や、微量アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ等のホルモン等に関しての測定の要望があり、その測定には抗原−抗体反応に基づいた光学測定が適している。従って、本発明における被検物質としては、例えば、アルブミン、ｈＣＧ、ＬＨ、ＣＲＰ、ＩｇＧ、内臓脂肪関連のホルモン等が挙げられる。又、光学測定方法としては、免疫比ろう法、免疫比濁法、ラテックス免疫凝集法等の、抗原−抗体反応に基づいて検体試料に生じた濁り具合を測定する方法が挙げられる。

ここで、以上に記載した説明においては、本発明に係る実施の形態の一例について説明したが、測定デバイス１００ａの形状は、本発明の構成要件を満たし、かつ本発明の効果を得られる形状であれば、本実施の形態において述べた形状に限定されることはない。

以下、本実施の形態に係る測定デバイスの変形例の構成について、図７及び図８を参照しながら説明する。

図７は、本発明の実施の形態１に係る測定デバイスの変形例の構成を模式的に示す斜視図である。又、図８は、図７に示す測定デバイスの変形例のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面構成を模式的に示す断面図である。尚、図７及び図８では、図１及び図２に示す構成要素と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、本実施の形態に係る測定デバイス１００ａの変形例としての測定デバイス１００ｂは、その内部に試料保持部１０２として機能する空間を有する有底中空直方体形状の基体１０１を備えている。そして、この基体１０１の第１の面１０５における所定の位置には、試料供給口１０３が設けられている。

又、図７及び図８に示すように、本変形例としての基体１０１は、第１の面１０５、第２の面１０７、第３の面１０８及び底部を有する部材（第１の部材２０１）と、第４の面１０６を有する背面板（第２の部材２０２）とにより構成されている。

この測定デバイス１００ｂでは、上述した測定デバイス１００ａの場合と同様、光学測定のための試薬を含む水溶液を第４の面１０６の内側に塗布及び乾燥することにより、第１の試薬保持部１０９及び第２の試薬保持部１１０を形成することができるが、これに代えて、ガラス繊維や濾紙等からなる多孔性の担体に試薬の溶液を含浸させた後、乾燥又は凍結乾燥させることにより試薬を担持させ、その多孔性の担体を第２の部材２０２の凹部の底面に貼付するという形態を採ってもよい。

尚、その他の点については、測定デバイス１００ａを用いる場合と同様である。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る測定デバイスの他の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

本実施の形態では、実施の形態１において用いた抗体とウレアーゼとを予め結合させることによりウレアーゼ−抗体複合体を得て、このウレアーゼ−抗体複合体を試薬保持部へ配置する形態について述べる。

図９は、本発明の実施の形態２において用いるウレアーゼ−抗体複合体の構造を模式的に示す概念図である。

図９に示すように、本実施の形態に係るウレアーゼ−抗体複合体５００は、ウレアーゼ５００ａと、グルタルアルデヒド５００ｂと、抗体５００ｃとを備えている。

ウレアーゼ−抗体複合体５００の調製は、以下のようにして行う。

即ち、１μＭの抗体水溶液（例えば、ヒトアルブミンに対する抗体の水溶液）と１μＭのウレアーゼ水溶液とを等量混合し、そこに終濃度が０．２５μＭとなるよう、グルタルアルデヒド水溶液を添加する（モル比２：２：１）。この溶液を室温中で１時間撹拌することにより、抗体表面及びウレアーゼ表面のアミノ残基（例えば、リジン）がグルタルアルデヒドによって架橋結合されて、ウレアーゼ−抗体複合体５００が得られる。

本実施の形態では、調製されたウレアーゼ−抗体複合体５００の水溶液を、マイクロシリンジ等を用いて、実施の形態１の場合と同様、第２の部材２０２の凹部の底面に一定量滴下することにより塗布する。そして、これを室温〜３０℃程度の環境に静置して水分を蒸発させることにより、抗ヒトアルブミン抗体を乾燥状態で担持する第１の試薬保持部１０９を形成する。例えば、０．７ｍＬの滴下量でウレアーゼ−抗体複合体５００の水溶液を面積が５平方センチメートルの滴下部分に滴下する。尚、その後、実施の形態１の場合と同様にして、測定デバイスを組み立て、測定デバイスを完成させる。

以上のようにして得られる測定デバイス１００ａ（測定デバイス１００ｂ）及び実施の形態１の場合と同様の測定装置３００と測定方法を用いて、抗原であるヒトアルブミンを含む所定量（例えば、３ｍＬ）の尿を測定デバイス１００ａの試料供給口１０３から試料保持部１０２に吸引させる。すると、測定デバイス１００ａの試料保持部１０２に供給された尿は、第１の試薬保持部１０９に担持された乾燥状態の試薬である抗ヒトアルブミン抗体−ウレアーゼ複合体を溶解し、実施の形態１の場合と同様にして、尿に含まれる抗原であるヒトアルブミンと抗ヒトアルブミン抗体との免疫反応が進行すると同時に、ウレアーゼによる尿に含まれる尿素の加水分解が進行する。

ここで、本実施の形態における測定デバイス１００ａのウレアーゼ担持量は、実施の形態１における担持量の約１／４である。それにも関わらず、上記実施の形態１で述べた方法を用いて得られるヒトアルブミン濃度の定量値は、尿に含まれる尿素の濃度変化に対しての変化が実施の形態１のそれよりも小さくなる。これは、ウレアーゼが抗体と結合しているため、抗体近傍に接近する尿素のみを効率よく加水分解することができるためであると考えられる。以上のように、ウレアーゼが結合した抗体を用いることにより、本発明の効果をより一層効率的に得ることができる。

尚、本実施の形態では、抗体とウレアーゼの架橋結合による複合体の調製において、グルタルアルデヒドを架橋剤として用いる例について述べたが、これに限定されることはなく、他の架橋剤、例えば、エポキシド基や活性化エステル基を分子量末端に持つ化合物を使用してもよい。これらの基は、アミノ基と反応して共有結合を形成する。これらの化合物の例としては、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルやビス（Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミジル）アルキル等を挙げることができる。又、チオール基と反応するマレイミド基を分子両端に備える化合物であっても、上記と同様に、抗体とウレアーゼとを架橋することができる。或いは、アミノ基及びチオール基と反応する官能基をそれぞれ分子末端に１つずつ有する化合物であっても良い。

以下、本発明に係る実施例について、比較例と比較しながら具体的に説明する。

先ず、比較例について説明する。

（比較例１）
本比較例においては、抗アルブミン抗体を用いた免疫凝集反応によるアルブミンの測定を行った一例について説明する。

本比較例では、２．６６μＭ（約４ｍｇ／ｍＬ）のヒトアルブミンに対する抗体（抗アルブミン抗体）の水溶液０．１ｍＬをポリスチレン樹脂製のセル容器に注入した。尚、本比較例において用いたセル容器の形状は、その外寸が３×１×１ｃｍの直方体であり、中空部は２．７５×０．５×０．５ｃｍの直方体であった。即ち、セル容器を形成する樹脂の厚みは０．２５ｃｍであり、セル容器外観における直方体の１つの面は中空部と連通して開口している。そして、抗体の水溶液が入ったセル容器に、アルブミン濃度が１０ｍｇ／ｄＬとなり、尿素の濃度が種々の所定の濃度となるように、濃度が２０ｍｇ／ｄＬのアルブミンと既知の濃度の尿素を含む水溶液を０．１ｍＬ添加した。

その後、市販の振動撹拌器（ＶＯＲＴＥＸ）を用いてセル容器に振動を与えることにより、セル容器内の混合溶液を５秒間強く撹拌した。そして、その撹拌後、４０秒間セル容器を静置して、アルブミンと抗体との結合・凝集反応を進行させた。その間、セル容器の一面から、波長が６３０ｎｍの光を、電力が１ｍＷである半導体レーザーを用いて入射した。すると、セル容器に入射された光はそのセル容器の壁面を通過して、反応溶液中のアルブミンと抗体との結合・凝集により生じる凝集体により散乱され、この散乱光は入射面及び他の面を含むセル容器の壁面から出射された。この際、用いた光入射面と９０度の関係に位置するセル容器の壁面より出射された散乱光を、フォトダイオードを用いて測定した。

図１０は、散乱光強度に対する尿素濃度の影響について実験を行った結果を模式的に示すグラフである。尚、図１０において、曲線ａはウレアーゼ−抗体複合体を用いた場合における散乱光強度と尿素濃度との関係を示し、曲線ｂはウレアーゼのみを用いた場合における散乱光強度と尿素濃度との関係を示し、曲線ｃはウレアーゼを用いなかった場合における散乱光強度と尿素濃度との関係を示している。又、尿に含まれる尿素の一般的な濃度は２〜８％程度であることが知られている。

ここで、図１０の曲線ｃにより示すデータは、アルブミンと抗体との混合から４５秒後に得られた散乱光の強度と、用いた尿素濃度との関係を示す測定結果である。

この曲線ｃから明らかなように、ウレアーゼを用いなかった場合には、尿素の濃度の上昇に伴い、散乱光の強度が大きく低下する。従って、従来法である本比較例におけるアルブミンの測定方法では、検体試料に含まれる尿素の影響を受け、その濃度測定の結果は尿素の濃度に応じて大きな測定誤差を生じてしまうことが明らかである。

このように、アルブミンの測定が尿素の影響を受ける現象は、尿素により抗体が変性を受け、抗体の抗原（アルブミン）に対する結合力が低下することに起因するものと考察される。又、このような結合力の低下により、抗体−抗原からなる凝集体の大きさが低下することに起因するものと考察される。ここで、この結合力の低下は、尿素の濃度の上昇に伴い大きくなるものと考えられる。このようにして、散乱光の強度は尿素の濃度の上昇に伴い低下したものと考えられる。或いは、抗体−抗原からなる凝集体の形成が尿素の存在によって阻害され、その結果、散乱光の強度が尿素の濃度の上昇に伴い低下したものと考えられる。

（実施例１）
次に、実施例１について説明する。

本実施例においては、抗アルブミン抗体を用いた免疫凝集反応によるアルブミンの測定において、ウレアーゼを溶解させて反応液に共存させた一例について説明する。

本実施例においては、共存させたウレアーゼによる尿素の加水分解が期待された。

本実施例では、２．６６μＭ（約４ｍｇ／ｍＬ）のヒトアルブミンに対する抗体（抗アルブミン抗体）と２．６６μＭのウレアーゼとを含む水溶液０．１ｍＬをポリスチレン樹脂製のセル容器に注入した。ここで、本実施例において用いたセル容器の形状は、その外寸が３×１×１ｃｍの直方体であり、中空部は２．７５×０．５×０．５ｃｍの直方体である。即ち、セル容器を形成する樹脂の厚みは０．２５ｃｍであり、セル容器の外観の直方体の１つの面は中空部と連通して開口している。そして、抗体の水溶液が入ったセル容器に、アルブミン濃度が１０ｍｇ／ｄＬとなり、尿素の濃度が種々の所定の濃度となるように、濃度２０ｍｇ／ｄＬのアルブミンと既知の濃度の尿素とを含む水溶液を０．１ｍＬ添加した。

その後、市販の振動撹拌器（ＶＯＲＴＥＸ）を用いてセル容器に振動を与えることにより、セル容器内の混合溶液を５秒間強く撹拌した。そして、その撹拌後、４０秒間セル容器を静置して、アルブミンと抗体との結合・凝集反応と、ウレアーゼによる尿素の加水分解反応とを進行させた。その間、セル容器の一面から、波長が６３０ｎｍの光を、電力が１ｍＷである半導体レーザーを用いて入射した。すると、セル容器に入射された光はそのセル容器の壁面を通過して、反応溶液中のアルブミンと抗体との結合・凝集により生じる凝集体により散乱され、この散乱光は入射面及び他の面を含むセル容器の壁面から出射された。この際、用いた光入射面と９０度の関係に位置するセル容器の壁面より出射された散乱光を、フォトダイオードを用いて測定した。

図１０の曲線ｂにより示すデータは、アルブミンと抗体及びウレアーゼとの混合から４５秒後に得られた散乱光の強度と、用いた尿素濃度との関係を示す測定結果である。

曲線ｃと曲線ｂとの比較から明らかなように、尿素の濃度の上昇に伴う散乱光の強度の低下は、ウレアーゼの共存により軽減された。このように、散乱光の強度の測定結果が尿素の濃度の影響を大きく受けない理由は、共存させたウレアーゼにより尿素が加水分解され、抗体が受ける変性の度合が、ウレアーゼが共存しない場合と比較して小さくなったためであると理解される。又、抗体の抗原（アルブミン）に対する結合力の低下が比較的抑えられ、これにより、結合力の低下による抗体−抗原凝集体の大きさの低下が抑制されたためであると考察される。このようにして、散乱光の強度の尿素濃度の上昇に伴う低下が比較例１の場合よりも抑制されたものと考えられる。或いは、尿素による抗体−抗原凝集体の形成に対する阻害がウレアーゼによる加水分解により軽減され、その結果として、尿素の濃度の上昇に伴う散乱光の強度の低下が比較例１の場合よりも抑制されたものと考えられる。

（実施例２）
次に、実施例２について説明する。

本実施例においては、抗アルブミン抗体−ウレアーゼ複合体を用いた免疫凝集反応によるアルブミンの測定を行った一例について説明する。

本実施例においては、抗体に結合・複合したウレアーゼによる尿素の効果的な加水分解が期待された。

本実施例では、ウレアーゼ−抗体複合体の調製は、以下のようにして行った。

即ち、２．６６μＭ（約４ｍｇ／ｍＬ）のヒトアルブミンに対する抗体（抗アルブミン抗体）の水溶液と２．６６μＭのウレアーゼ水溶液とを０．２ｍＬずつ等量混合して、そこに終濃度が１．３３μＭとなるように、１ｍＭのグルタルアルデヒド水溶液を少量添加した（モル比２：２：１）。この混合溶液を室温中で１時間撹拌することにより、抗体表面及びウレアーゼ表面のアミノ残基（例えば、リジン）がグルタルアルデヒドにより架橋結合され、ウレアーゼ−抗体複合体が得られる。そして、本実施例では、得られたウレアーゼ−抗体複合体の水溶液０．１ｍＬをポリスチレン樹脂製のセル容器に注入した。

ここで、本実施例において用いたセル容器の形状は、その外寸が３×１×１ｃｍの直方体であり、中空部は２．７５×０．５×０．５ｃｍの直方体である。即ち、セル容器を形成する樹脂の厚みは０．２５ｃｍであり、セル容器の外観の直方体の１つの面は中空部と連通して開口している。そして、ウレアーゼ−抗体複合体の水溶液が入ったセル容器に、アルブミン濃度が１０ｍｇ／ｄＬとなり、尿素の濃度が種々の所定の濃度となるように、濃度２０ｍｇ／ｄＬのアルブミンと既知の濃度の尿素とを含む水溶液を０．１ｍＬ添加した。

その後、市販の振動撹拌器（ＶＯＲＴＥＸ）を用いてセル容器に振動を与えることにより、セル容器内の混合溶液を５秒間強く撹拌した。そして、その撹拌後、４０秒間セル容器を静置して、アルブミンと抗体との結合・凝集反応と、ウレアーゼによる尿素の加水分解反応とを進行させた。その間、セル容器の一面から、波長が６３０ｎｍの光を、電力が１ｍＷである半導体レーザーを用いて入射した。すると、セル容器に入射された光はそのセル容器の壁面を通過して、反応溶液中のアルブミン−抗体の凝集体により散乱され、この散乱光は入射面及び他の面を含むセル容器の壁面から出射された。この際、用いた光入射面と９０度の関係に位置するセル容器の壁面より出射された散乱光を、フォトダイオードを用いて測定した。

図１０の曲線ａにより示すデータは、アルブミンとウレアーゼ−抗体複合体との混合から４５秒後に得られた散乱光の強度と、用いた尿素濃度との関係を示す測定結果である。

曲線ａと曲線ｂと曲線ｃとの比較から明らかなように、尿素の濃度の上昇に伴う散乱光の強度の低下は、ウレアーゼが不在である一例（比較例１）、及び、ウレアーゼが溶解共存する一例（実施例１）の各々場合と比較して、より一層軽減された。このように、散乱光の強度の測定結果が尿素の濃度の影響を殆ど受けない理由は、抗体と結合させたウレアーゼにより抗体の周辺の尿素が効率良く加水分解され、抗体が受ける変性の度合が、ウレアーゼが共存しない場合、及びウレアーゼが溶解して共存する場合と比較して、更に小さくなったためであると理解される。又、抗体の抗原（アルブミン）に対する結合力の低下がより一層効率よく抑えられ、結合力の低下による抗体−抗原凝集体の大きさの低下がより一層強く抑制されたためであると考察される。このようにして、散乱光の強度の尿素濃度の上昇に伴う低下が、比較例１及び実施例１の場合よりもより強く抑制されたものと考えられる。或いは、尿素による抗体−抗原凝集体の形成に対する阻害が抗体に結合したウレアーゼによる加水分解により軽減され、その結果として、尿素の濃度の上昇に伴う散乱光の強度の低下が比較例１及び実施例１の場合よりも更に抑制されたものと考えられる。

以上、比較例１、実施例１及び実施例２により、本発明が尿素を含む検体試料に含まれる被検物質の測定に対して有効であることが確認された。

本発明に係る測定デバイス、測定装置及び測定方法は、簡易な構成を有しながら、検体試料に含まれる尿素による測定誤差を軽減して、被検物質の測定を正確に行うことが可能な測定デバイス、測定装置及び測定方法として、産業上の利用可能性を有している。そのため、本発明に係る測定デバイス、測定装置及び測定方法は、医療及び医療関連の検査分野で、特に尿を検体試料として測定を行う場合において有用である。

図１は、本発明の実施の形態１に係る測定デバイスの構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示す測定デバイスのＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る測定デバイスを分解した状態を模式的に示す分解斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る測定装置の構成を模式的に示す斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る測定装置の内部構成を模式的に示すブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係る測定装置の特徴的な動作を模式的に示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態１に係る測定デバイスの変形例の構成を模式的に示す斜視図である。 図８は、図７に示す測定デバイスの変形例のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面構成を模式的に示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態２において用いるウレアーゼ−抗体複合体の構造を模式的に示す概念図である。 図１０は、散乱光強度に対する尿素濃度の影響について実験を行った結果を模式的に示すグラフである。

１００ａ，ｂ 測定デバイス
１０１ 基体
１０１ａ 中空四角柱部分
１０１ｂ 中空四角錐部分
１０２ 試料保持部
１０３ 試料供給口
１０４ 吸引口
１０５ 第１の面
１０６ 第４の面
１０７ 第２の面（光入射部）
１０８ 第３の面（光出射部）
１０９ 第１の試薬保持部
１１０ 第２の試薬保持部
１１１ 試薬保持部
１１２ 光学測定部
２０１ 第１の部材
２０２ 第２の部材
３００ 測定装置
３０１ 測定デバイス取付け部
３０２ 表示部
３０３ 試料吸引開始ボタン
３０４ 測定デバイス取外しボタン
４０１ コントローラ
４０４ ピストン機構
４０６ 計時部
４０７ 光源
４０８ 受光器
４０９ メモリ
４１０ 測定デバイス取外し機構
４１１ 記録部
４１２ 送信部
４１３ 受信部
５００ ウレアーゼ−抗体複合体
５００ａ ウレアーゼ
５００ｂ グルタルアルデヒド
５００ｃ 抗体

Claims (5)

1. 尿素及び被検物質を含む検体試料を保持するための試料保持部と該試料保持部に前記検体試料を供給するための試料供給口とを構成する基体を備え、
   前記基体は前記試料保持部が保持する前記検体試料の光学測定を行うための光学測定部と試薬保持部とを備え、
   前記試薬保持部が、前記被検物質に対応する抗体及び前記尿素を加水分解するウレアーゼを前記抗体及び前記ウレアーゼの複合体の態様で保持している、測定デバイス。
2. 前記試料保持部は、前記基体の内部に前記試料供給口に連通するように形成された空間であり、
   前記試薬保持部が、前記空間の内面に、該空間に前記抗体及び前記ウレアーゼの複合体が露出するように形成されている、請求項１記載の測定デバイス。
3. 前記光学測定部が、前記試料保持部の外部から該試料保持部の内部に光を入射させるための光入射部と、前記試料保持部の内部から該試料保持部の外部に光を出射させるための光出射部と、を備えている、請求項２記載の測定デバイス。
4. 尿素及び被検物質を含む検体試料を保持するための試料保持部と該試料保持部が保持する前記検体試料の光学測定を行うための光学測定部と試薬保持部とを備え、該試薬保持部が前記被検物質に対応する抗体及び前記尿素を加水分解するウレアーゼを前記抗体及び前記ウレアーゼの複合体の態様で保持している測定デバイスを用いた測定方法であって、
   （Ａ）前記測定デバイスの試料保持部に前記検体試料を導入し、それにより、前記検体試料が含む尿素を前記ウレアーゼにより加水分解すると共に前記検体試料が含む被検物質と前記抗体との凝集体を生成する工程と、
   （Ｂ）前記測定デバイスの光学測定部に光源が出射した光を入射させて前記測定デバイスの光学測定部から出射した光を受光素子に入射させる工程と、
   （Ｃ）前記工程（Ｂ）において前記受光素子により受光された光に基づき前記検体試料に含まれる前記被検物質を検出又は定量する工程と、を含む、測定デバイスを用いた測定方法。
5. 前記工程（Ａ）が、（Ｄ）前記測定デバイスを前記検体試料に浸漬する工程と、（Ｅ）前記測定デバイスの試料保持部に前記検体試料を吸引する工程と、を含む、請求項４記載の測定デバイスを用いた測定方法。

Images