JP5172467B2 - Quantitative spectroscopic analysis of blood components - Google Patents

Quantitative spectroscopic analysis of blood components Download PDF

Info

Publication number
JP5172467B2
JP5172467B2 JP2008134441A JP2008134441A JP5172467B2 JP 5172467 B2 JP5172467 B2 JP 5172467B2 JP 2008134441 A JP2008134441 A JP 2008134441A JP 2008134441 A JP2008134441 A JP 2008134441A JP 5172467 B2 JP5172467 B2 JP 5172467B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
blood
inorganic salt
frozen
target substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008134441A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009281876A (en
Inventor
祐子 上野
克裕 味戸
勇一 岡部
直哉 久々津
恒之 芳賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2008134441A priority Critical patent/JP5172467B2/en
Publication of JP2009281876A publication Critical patent/JP2009281876A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5172467B2 publication Critical patent/JP5172467B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、血液中成分の定量分光分析法に関する。   The present invention relates to a quantitative spectroscopic analysis method for components in blood.

採血した血液から分離した血清、血漿、血球、血餅等の試料血液中における糖やアミノ酸、蛋白質等の標的物質の定量分析は、病気の診療や治療に有用な情報が得られることから広く利用されている。   Quantitative analysis of target substances such as sugars, amino acids, and proteins in blood samples such as serum, plasma, blood cells, and clots separated from collected blood is widely used because it provides useful information for medical care and treatment of diseases Has been.

溶液中の標的物質の定量分析法としては、例えば、水素結合、ファンデルワールス結合、π電子相互作用、静電相互作用等の弱い相互作用のエネルギーに共鳴する周波数の電磁波(例えば、テラヘルツ波)による吸収特性スペクトルを用いたテラヘルツ時間領域分光法が知られている(非特許文献1)。
テラヘルツ時間領域分光法は、標的物質固有のエネルギーに由来する吸収特性スペクトルを得ることで直接的に定性定量分析を行う方法である。
Y.Ueno,R.Rungsawang,I.Tomita,and K.Ajito,Anal.Chem.2006,78,5424−5428.
As a quantitative analysis method of a target substance in a solution, for example, an electromagnetic wave having a frequency resonating with energy of weak interaction such as hydrogen bond, van der Waals bond, π electron interaction, electrostatic interaction (for example, terahertz wave) A terahertz time domain spectroscopy using an absorption characteristic spectrum of the above is known (Non-Patent Document 1).
Terahertz time-domain spectroscopy is a method for directly performing qualitative quantitative analysis by obtaining an absorption characteristic spectrum derived from energy specific to a target substance.
Y. Ueno, R.M. Rungsavan, I.D. Tomita, and K.K. Ajito, Anal. Chem. 2006, 78, 5424-5428.

しかし、非特許文献1のような分光法は、標的物質固有の吸収強度が弱いことからその定量限界が数10%程度と高く、高感度な定量分析に対応できなかった。そのため、前述のような弱い相互作用のエネルギーに共鳴する電磁波を用いて試料血液中の標的物質の濃度を定量するには、感度を向上させることが望まれている。
そこで本発明では、弱い相互作用のエネルギーに共鳴する電磁波を用いて、試料血液中の標的物質の濃度を高感度に定量することができる血液中成分の定量分光分析法を目的とする。
However, the spectroscopic method as described in Non-Patent Document 1 has a low limit of quantification of about several tens of percent because of the low absorption intensity inherent in the target substance, and cannot cope with highly sensitive quantitative analysis. Therefore, in order to quantify the concentration of the target substance in the sample blood using the electromagnetic wave that resonates with the energy of the weak interaction as described above, it is desired to improve the sensitivity.
Therefore, an object of the present invention is to provide a quantitative spectroscopic analysis method for components in blood that can quantitate the concentration of a target substance in a sample blood with high sensitivity using an electromagnetic wave that resonates with weak interaction energy.

本発明の血液中成分の定量分光分析法は、血清、血漿、血球または血餅のいずれかの試料血液に含まれる標的物質の濃度を定量する方法であって、前記試料血液を、該試料血液がそのままもしくは希釈され、かつ無機塩が添加された状態で凍結させて凍結試料を得た後、前記凍結試料に、前記試料血液中に予め含まれている無機塩成分、前記添加された無機塩、もしくは前記添加された無機塩から生じるイオンと前記標的物質との間、または前記イオンと前記標的物質とそれらの周囲の水分子との間に形成される弱い相互作用のエネルギーに共鳴する周波数を含む電磁波を照射し、前記凍結試料を透過した電磁波を測定することにより得られる吸収特性スペクトルから前記標的物質の濃度を定量する方法である。   The quantitative spectroscopic analysis of blood components according to the present invention is a method for quantifying the concentration of a target substance contained in a sample blood of serum, plasma, blood cells, or blood clot, wherein the sample blood is treated with the sample blood. Is frozen as it is or diluted and an inorganic salt is added to obtain a frozen sample, and then the frozen sample is mixed with an inorganic salt component previously contained in the sample blood, and the added inorganic salt Or a frequency that resonates with the energy of a weak interaction formed between an ion generated from the added inorganic salt and the target substance, or between the ion, the target substance, and water molecules around them. In this method, the concentration of the target substance is quantified from an absorption characteristic spectrum obtained by irradiating the electromagnetic wave containing the electromagnetic wave and measuring the electromagnetic wave transmitted through the frozen sample.

また、本発明の血液中成分の定量分光分析法は、前記添加された無機塩が、前記試料血液中で、亜鉛、カリウム、カルシウム、クロム、セレン、鉄、銅、ナトリウム、マグネシウム、マンガン、リン、バナジウム、ストロンチウムもしくはアンモニウムのいずれかの陽イオン、またはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、水酸、亜硫酸、炭酸、硝酸、リン酸もしくはホウ酸のいずれかの陰イオンを生じる塩であることが好ましい。
また、前記相互作用を形成する前記標的物質が、糖、有機酸、有機酸の塩、アミノ酸、アミノ酸の塩、ポリペプチド、蛋白質のいずれかを主成分とする物質であることが好ましい。
The quantitative spectroscopic analysis of blood components according to the present invention is such that the added inorganic salt is zinc, potassium, calcium, chromium, selenium, iron, copper, sodium, magnesium, manganese, phosphorus in the sample blood. , Vanadium, strontium or ammonium cation, or a salt that produces any one of fluorine, chlorine, bromine, iodine, hydroxy acid, sulfurous acid, carbonic acid, nitric acid, phosphoric acid or boric acid anion .
Moreover, it is preferable that the target substance that forms the interaction is a substance mainly composed of any of sugar, organic acid, organic acid salt, amino acid, amino acid salt, polypeptide, and protein.

本発明の血液中成分の定量分光分析法は、弱い相互作用のエネルギーに共鳴する電磁波を用いて、試料血液中の標的物質の濃度を高感度に定量することができる。   The quantitative spectroscopic analysis method for blood components of the present invention can quantitate the concentration of a target substance in sample blood with high sensitivity using electromagnetic waves that resonate with weak interaction energy.

本発明の血液中成分の定量分光分析法は、試料血液を凍結させた凍結試料の吸収特性スペクトルから試料血液中の標的物質の濃度を定量する方法である。以下、本発明の定量分光分析法の一実施形態例について詳細に説明する。   The quantitative spectroscopic analysis of blood components according to the present invention is a method for quantifying the concentration of a target substance in sample blood from the absorption characteristic spectrum of a frozen sample obtained by freezing sample blood. Hereinafter, an embodiment of the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention will be described in detail.

[分光分析装置]
図1は、本発明の定量分光分析法に用いることのできる分析装置の一例を示した模式図である。本実施形態の分光分析装置10は、図1に示すように、周波数0.1〜10THzの周波数領域の電磁波を励起する励起光40を発生する光源12と、励起光40により電磁波42を発生させて凍結試料30に照射するパルス発生器22および凍結試料30を透過した電磁波を検出する検出器24を有する分光器14と、無機塩が添加された試料血液を凍結させて凍結試料30を得る低温チャンバ16と、凍結試料の厚さを測定する厚さ測定手段18と、分光器14、低温チャンバ16および厚さ測定手段18を制御し、かつスペクトル計算を行って吸収特性スペクトルを得る制御・計算手段20とを備えている。
凍結試料30は、前記試料血液を、該試料血液がそのままもしくは希釈され、かつ無機塩が添加された状態で凍結させた試料である。
[Spectroscopic analyzer]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an analyzer that can be used in the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention. As shown in FIG. 1, the spectroscopic analyzer 10 according to the present embodiment generates a light source 12 that generates excitation light 40 that excites an electromagnetic wave in a frequency range of 0.1 to 10 THz, and an electromagnetic wave 42 using the excitation light 40. A cryogen 14 having a pulse generator 22 for irradiating the frozen sample 30 and a detector 24 for detecting the electromagnetic wave transmitted through the frozen sample 30, and a sample blood to which an inorganic salt is added is frozen to obtain a frozen sample 30 at a low temperature. Control and calculation to obtain the absorption characteristic spectrum by controlling the chamber 16, the thickness measuring means 18 for measuring the thickness of the frozen sample, the spectroscope 14, the low temperature chamber 16 and the thickness measuring means 18 and performing spectrum calculation. Means 20.
The frozen sample 30 is a sample obtained by freezing the sample blood in a state where the sample blood is directly or diluted and an inorganic salt is added.

光源12は、0.1〜10THzの周波数領域の電磁波(テラヘルツ波)を励起する励起光40を発生させることができれば特に限定されず、例えば、フェムト秒レーザ励起光を発生するパルスレーザやチタンサファイアレーザ等が挙げられる。   The light source 12 is not particularly limited as long as it can generate the excitation light 40 that excites electromagnetic waves (terahertz waves) in the frequency range of 0.1 to 10 THz. For example, a pulse laser or titanium sapphire that generates femtosecond laser excitation light. A laser etc. are mentioned.

分光器14は、励起光40により電磁波42を発生させて凍結試料30に照射するパルス発生器22と、凍結試料30を透過した電磁波を検出する検出器24とを有している。
パルス発生器22は、光源12からの励起光40を受け、電磁波42(テラヘルツ波)を発生することができるものであれば特に限定されず、例えば、非線形光学結晶、光伝導アンテナ、半導体、量子井戸、高温伝導薄膜等が挙げられる。
検出器24は、凍結試料30を透過した電磁波を検出できるものであれば特に限定されず、例えば、光伝導アンテナ等が挙げられる。
The spectroscope 14 includes a pulse generator 22 that generates an electromagnetic wave 42 by the excitation light 40 and irradiates the frozen sample 30, and a detector 24 that detects the electromagnetic wave transmitted through the frozen sample 30.
The pulse generator 22 is not particularly limited as long as it can receive the excitation light 40 from the light source 12 and generate the electromagnetic wave 42 (terahertz wave). For example, the non-linear optical crystal, photoconductive antenna, semiconductor, quantum Wells, high-temperature conductive thin films, and the like.
The detector 24 is not particularly limited as long as it can detect the electromagnetic wave that has passed through the frozen sample 30, and examples thereof include a photoconductive antenna.

低温チャンバ16は、凍結機能を有するものであれば特に限定されず、チャンバ内の温度を−190℃〜室温の範囲で任意の温度に調節維持できるものであることが好ましい。また、凍結機能は、無機塩の析出を抑えることが容易になる点から、凍結速度が10℃/分以上であることが好ましく、30℃/分以上であることがより好ましい。このような低温チャンバ16としては、例えば、日本サーマル社製のチャンバ等が挙げられる。   The low temperature chamber 16 is not particularly limited as long as it has a freezing function, and it is preferable that the temperature in the chamber can be adjusted and maintained at an arbitrary temperature in the range of −190 ° C. to room temperature. In addition, the freezing function is such that the freezing rate is preferably 10 ° C./min or more, and more preferably 30 ° C./min or more from the viewpoint that it is easy to suppress the precipitation of inorganic salts. An example of such a low temperature chamber 16 is a chamber manufactured by Nippon Thermal Co., Ltd.

厚さ測定手段18は、凍結試料30の厚さを測定できるものであれば特に限定されず、例えば、ミツトヨ製ノギス等が挙げられる。   The thickness measuring means 18 is not particularly limited as long as it can measure the thickness of the frozen sample 30, and examples thereof include Mitutoyo calipers.

制御・計算手段20は、分光器14、低温チャンバ16および厚さ測定手段18を制御し、かつスペクトル計算を行って吸収特性スペクトルを得る手段である。
制御・計算手段20における制御としては、例えば、低温チャンバ16を制御して凍結試料30の調製および測定時の温度を制御し、分光器14および厚さ測定手段18の制御により測定を制御するもの等が挙げられる。また、制御・計算手段20における計算としては、検出器24における検出値からスペクトル計算を行い、吸収特性スペクトルを得るものが挙げられる。スペクトル計算としては、検出値からフーリエ変換により連続スペクトルを得て、その連続スペクトルを厚さ測定手段18から送られる凍結試料30の厚さ情報を基に単位厚さあたりに正規化するもの等が挙げられる。
制御・計算手段20としては、このような制御および計算が行えるものであれば特に限定されない。
The control / calculation means 20 is a means for controlling the spectroscope 14, the low temperature chamber 16, and the thickness measurement means 18, and performing spectrum calculation to obtain an absorption characteristic spectrum.
As the control in the control / calculation means 20, for example, the cryogenic chamber 16 is controlled to control the temperature during preparation and measurement of the frozen sample 30, and the measurement is controlled by the control of the spectrometer 14 and the thickness measuring means 18. Etc. Further, as the calculation in the control / calculation means 20, there is a method in which spectrum calculation is performed from the detection value in the detector 24 to obtain an absorption characteristic spectrum. The spectrum calculation includes obtaining a continuous spectrum from the detected value by Fourier transform and normalizing the continuous spectrum per unit thickness based on the thickness information of the frozen sample 30 sent from the thickness measuring means 18. Can be mentioned.
The control / calculation means 20 is not particularly limited as long as such control and calculation can be performed.

[定量分光分析法]
以下、本発明の定量分光分析法の実施形態の一例として前述の分光分析装置10を用いた標的物質の濃度の定量方法について説明する。
本発明の定量分光分析法における試料血液は、血清、血漿、血球または血餅のいずれかの血液検査の対象となる試料である。
また、本発明における標的物質は、試料血液中に含まれ、該試料血液中で弱い相互作用を形成する物質であり、例えば、糖(グルコース等)、有機酸(コハク酸、リンゴ酸、クエン酸等)、有機酸の塩、アミノ酸(メチオニン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、グリシン、セリン、トレオニン、チロシン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファン、システイン)、アミノ酸の塩、ポリペプチド、蛋白質のいずれかを主成分とする物質である。ここで、弱い相互作用とは、水素結合、ファンデルワールス結合、π電子相互作用、静電相互作用等の相互作用のことである。
また、試料血液中には、ナトリウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、カリウム、カルシウム等の無機塩成分が予め含まれている。
[Quantitative spectroscopy]
Hereinafter, a method for quantifying the concentration of a target substance using the above-described spectroscopic analyzer 10 will be described as an example of an embodiment of a quantitative spectroscopic analysis method of the present invention.
The sample blood in the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention is a sample to be subjected to a blood test of serum, plasma, blood cells, or blood clot.
The target substance in the present invention is a substance that is contained in the sample blood and forms a weak interaction in the sample blood. For example, sugar (glucose, etc.), organic acid (succinic acid, malic acid, citric acid) Etc.), salts of organic acids, amino acids (methionine, alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, glycine, serine, threonine, tyrosine, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, histidine, tryptophan, cysteine ), A substance mainly comprising any one of an amino acid salt, a polypeptide and a protein. Here, the weak interaction is an interaction such as a hydrogen bond, van der Waals bond, π-electron interaction, or electrostatic interaction.
In addition, the sample blood contains in advance inorganic salt components such as sodium, zinc, magnesium, iron, potassium, and calcium.

本発明の定量分光分析法では、前記試料血液を、該試料血液がそのままもしくは希釈され、かつ無機塩が添加された状態で凍結させることにより凍結試料30を得る。試料血液を希釈する場合は、試料血液を希釈する前に無機塩を添加してもよく、無機塩を添加した後に試料血液を希釈してもよい。また、無機塩を溶解した水溶液により行ってもよい。試料血液の希釈は、水により行うことが好ましく、純水で行うことが特に好ましい。
また、無機塩は、例えば攪拌器等を用いて溶解させることができる。
In the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention, the frozen sample 30 is obtained by freezing the sample blood in a state where the sample blood is intact or diluted and an inorganic salt is added. When diluting the sample blood, an inorganic salt may be added before diluting the sample blood, or the sample blood may be diluted after adding the inorganic salt. Alternatively, an aqueous solution in which an inorganic salt is dissolved may be used. Dilution of the sample blood is preferably performed with water, particularly preferably with pure water.
The inorganic salt can be dissolved using, for example, a stirrer.

本発明において添加される無機塩は、前記試料血液中で、無機塩もしくは該無機塩から生じるイオンと標的物質との間、または該イオンと標的物質とそれらの周囲の水分子との間に弱い相互作用を形成するものであれば特に限定されない。
無機塩としては、標的物質の濃度の定量に優れる点から、前記試料血液中で、亜鉛、カリウム、カルシウム、クロム、セレン、鉄、銅、ナトリウム、マグネシウム、マンガン、リン、バナジウム、ストロンチウムもしくはアンモニウムのいずれかの陽イオン、またはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、水酸、亜硫酸、炭酸、硝酸、リン酸もしくはホウ酸のいずれかの陰イオンを生じる塩であることが好ましい。
無機塩は1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The inorganic salt added in the present invention is weak in the sample blood between the inorganic salt or an ion generated from the inorganic salt and the target substance, or between the ion and the target substance and water molecules around them. There is no particular limitation as long as it forms an interaction.
As an inorganic salt, zinc, potassium, calcium, chromium, selenium, iron, copper, sodium, magnesium, manganese, phosphorus, vanadium, strontium or ammonium is used in the blood sample because it is excellent in determining the concentration of the target substance. Preference is given to any cation or a salt that produces any anion of fluorine, chlorine, bromine, iodine, hydroxy acid, sulfurous acid, carbonic acid, nitric acid, phosphoric acid or boric acid.
Only one inorganic salt may be used alone, or two or more inorganic salts may be used in combination.

前記試料血液中に添加する無機塩の添加量は、1質量%〜飽和濃度とすればよく、図2に示すように無機塩の種類によっても異なるが、無機塩が添加された試料血液の全質量100質量%に対して、無機塩の濃度が1〜50質量%となるようにすることが好ましい。前記濃度が20質量%以上であれば、無機塩の種類によらず得られる吸収特性スペクトルが顕著になることで標的物質の濃度の定量が容易になる。また、前記濃度が10質量%以下であれば、無機塩の種類によらず試料血液に無機塩を溶解させることが容易になる。   The amount of the inorganic salt added to the sample blood may be 1% by mass to the saturated concentration, and varies depending on the type of the inorganic salt as shown in FIG. It is preferable that the concentration of the inorganic salt is 1 to 50% by mass with respect to 100% by mass. If the concentration is 20% by mass or more, the absorption characteristic spectrum obtained regardless of the type of inorganic salt becomes remarkable, and the concentration of the target substance can be easily determined. Moreover, if the said density | concentration is 10 mass% or less, it will become easy to dissolve inorganic salt in sample blood irrespective of the kind of inorganic salt.

無機塩を添加した試料血液を凍結して凍結試料30を得る方法としては、例えば、無機塩を添加した前記試料血液を試料ホルダ等に滴下し、それを低温チャンバ16内に設置して、低温チャンバ16内の温度を低下させて凍結させる方法等が挙げられる。
前記試料血液を凍結する速度は、該試料血液を急速に凍結できる速度であればよく、10℃/分以上であることが好ましく、30℃/分以上であることがより好ましい。前記試料血液を凍結する速度が10℃/分以上であれば、凍結の際に無機塩が析出することを抑制しやすいため、標的物質の濃度の定量が容易になる。
As a method of obtaining the frozen sample 30 by freezing the sample blood to which the inorganic salt has been added, for example, the sample blood to which the inorganic salt has been added is dropped on a sample holder or the like and placed in the low temperature chamber 16 so that the low temperature is reduced. A method of freezing by lowering the temperature in the chamber 16 may be used.
The rate of freezing the sample blood is not particularly limited as long as the sample blood can be rapidly frozen, and is preferably 10 ° C./min or more, and more preferably 30 ° C./min or more. If the speed at which the sample blood is frozen is 10 ° C./min or more, it is easy to suppress the precipitation of inorganic salts during freezing, so that the concentration of the target substance can be easily determined.

凍結試料30の厚さは特に限定されず、分光器14や厚さ測定手段18の性能、大きさ等に応じて決定することができる。ただし、凍結試料30の厚さが薄すぎると、標的物質および無機塩の量が少なくなりすぎて得られる吸収特性スペクトル中の吸収強度が弱くなることで、標的物質の濃度の定量が難しくなるおそれがある。また、凍結試料30の厚さが厚すぎると、電磁波42が凍結試料30を透過し難くなる。加えて、電磁波42と凍結試料30の厚さとの干渉とを考慮すると、凍結試料30の厚さは1〜3mmとすることが好ましい。   The thickness of the frozen sample 30 is not particularly limited, and can be determined according to the performance and size of the spectroscope 14 and the thickness measuring means 18. However, if the thickness of the frozen sample 30 is too thin, the amount of the target substance and inorganic salt becomes too small, and the absorption intensity in the absorption characteristic spectrum obtained becomes weak, which may make it difficult to determine the concentration of the target substance. There is. If the frozen sample 30 is too thick, the electromagnetic wave 42 is difficult to pass through the frozen sample 30. In addition, considering the interference between the electromagnetic wave 42 and the thickness of the frozen sample 30, the thickness of the frozen sample 30 is preferably 1 to 3 mm.

ついで、凍結試料30に電磁波を照射し、凍結試料30を透過した電磁波を測定することにより吸収特性スペクトルを得る。
凍結試料30に照射する電磁波は、前記試料血液中に予め含まれている無機塩成分、前記添加された無機塩もしくは前記添加された無機塩から生じるイオンと前記標的物質との間、または前記イオンと前記標的物質とそれらの周囲の水分子との間に形成される弱い相互作用のエネルギーに共鳴する周波数を含む電磁波である。すなわち、前記試料血液中に予め含まれている無機塩成分と前記標的物質との間、または前記添加された無機塩と前記標的物質との間、または前記添加された無機塩から生じるイオンと前記標的物質との間、または前記イオンと前記標的物質とそれらの周囲の水分子との間に形成される弱い相互作用のエネルギーに共鳴する周波数を含む電磁波である。
弱い相互作用としては、水素結合、ファンデルワールス結合、π電子相互作用、静電相互作用等の相互作用が挙げられる。これら弱い相互作用のエネルギーに共鳴する周波数を含む電磁波42の具体例としては、例えば、0.1〜10THzの周波数領域の電磁波(テラヘルツ波)が挙げられる。
Next, the absorption characteristic spectrum is obtained by irradiating the frozen sample 30 with electromagnetic waves and measuring the electromagnetic waves transmitted through the frozen sample 30.
The electromagnetic wave irradiated to the frozen sample 30 is an inorganic salt component previously contained in the sample blood, the added inorganic salt or an ion generated from the added inorganic salt and the target substance, or the ion And an electromagnetic wave including a frequency that resonates with the energy of a weak interaction formed between the target substance and water molecules around them. That is, between the inorganic salt component preliminarily contained in the sample blood and the target substance, or between the added inorganic salt and the target substance, or ions generated from the added inorganic salt and the It is an electromagnetic wave including a frequency that resonates with the energy of a weak interaction formed between the target substance or between the ions, the target substance, and water molecules around them.
Examples of weak interactions include interactions such as hydrogen bonds, van der Waals bonds, π-electron interactions, and electrostatic interactions. Specific examples of the electromagnetic wave 42 including a frequency that resonates with the energy of these weak interactions include, for example, an electromagnetic wave (terahertz wave) in a frequency range of 0.1 to 10 THz.

凍結試料30に照射された電磁波42は、試料血液中に予め含まれている無機塩成分、無機塩もしくは無機塩から生じるイオンと標的物質との間、または該イオンと標的物質とそれらの周囲の水分子の間に生じる弱い相互作用のエネルギーと共鳴する。そして、凍結試料30を透過した電磁波が検出器24により検出される。また同時に、検出器24には励起光40の一部を照射して、サンプリング検出する。
そして、検出器24から、標的物質を透過した電磁波を検出した検出値と前記サンプリング検出の検出値とがデータとして制御・計算手段20に送られ、フーリエ変換により電磁波42の周波数成分の連続スペクトルに変換される。併せて、低温チャンバ16内の温度および厚さ測定手段18から制御・計算手段20に送られた凍結試料30の厚さの値を基に、得られた連続スペクトルを分析実施温度における単位厚さあたりに正規化して吸収特性スペクトルを得る。前記正規化は、凍結試料30の厚さと吸収特性スペクトルの吸収強度との比例関係を利用する。具体的には、厚さ測定手段18で測定された凍結試料30の厚さで、その吸収特性スペクトルを除算したものである。
また、純水を凍結させた氷を調製して参照試料とし、該参照試料に対して前述の検知工程と同様の測定を行って吸収特性スペクトルを得て、前記正規化した吸収特性スペクトルから参照試料の吸収特性スペクトルを減算することで、凍結試料30の吸収特性スペクトルを得る。
The electromagnetic wave 42 irradiated to the frozen sample 30 is an inorganic salt component, an inorganic salt or an ion generated from the inorganic salt previously contained in the sample blood and the target substance, or the ions, the target substance, and their surroundings. Resonates with the energy of the weak interaction that occurs between water molecules. Then, the electromagnetic wave transmitted through the frozen sample 30 is detected by the detector 24. At the same time, the detector 24 is irradiated with a part of the excitation light 40 for sampling detection.
Then, the detection value obtained by detecting the electromagnetic wave transmitted through the target substance and the detection value obtained by the sampling detection are sent as data from the detector 24 to the control / calculation means 20 and converted into a continuous spectrum of the frequency component of the electromagnetic wave 42 by Fourier transformation. Converted. At the same time, based on the temperature in the cryogenic chamber 16 and the thickness value of the frozen sample 30 sent from the thickness measurement means 18 to the control / calculation means 20, the obtained continuous spectrum is converted into a unit thickness at the analysis execution temperature. Normalization is performed to obtain an absorption characteristic spectrum. The normalization uses a proportional relationship between the thickness of the frozen sample 30 and the absorption intensity of the absorption characteristic spectrum. Specifically, the absorption characteristic spectrum is divided by the thickness of the frozen sample 30 measured by the thickness measuring means 18.
Further, ice prepared by freezing pure water is prepared as a reference sample, and an absorption characteristic spectrum is obtained for the reference sample by performing the same measurement as in the above-described detection step, and is referenced from the normalized absorption characteristic spectrum. The absorption characteristic spectrum of the frozen sample 30 is obtained by subtracting the absorption characteristic spectrum of the sample.

分析中の低温チャンバ16内の温度は、凍結試料30が解凍されない条件であれば特に限定されない。ただし、測定温度が低いほど熱的ゆらぎが少なく、シャープなスペクトルが得られる。また、温度に応じて吸収特性スペクトルが変化することがあるため、複数の温度条件で吸収特性スペクトルを得ることが好ましい。
分析中の低温チャンバ16内の温度は、4〜300Kであることが好ましい。
The temperature in the low temperature chamber 16 during analysis is not particularly limited as long as the frozen sample 30 is not thawed. However, the lower the measurement temperature, the less the thermal fluctuation and the sharper spectrum can be obtained. Moreover, since an absorption characteristic spectrum may change according to temperature, it is preferable to obtain an absorption characteristic spectrum on several temperature conditions.
The temperature in the low temperature chamber 16 during analysis is preferably 4 to 300K.

以上のように、凍結試料30を透過した電磁波から吸収特性スペクトルが得られる。得られた吸収特性スペクトルには、試料血液中に予め含まれている無機塩成分、無機塩もしくは無機塩から生じたイオンと標的物質との間、または該イオンと標的物質とそれらの周囲の水分子との間に形成される弱い相互作用のエネルギーとの共鳴によるピークが得られる。このピークを用いることで、試料血液中の標的物質の濃度を定量することができる。   As described above, an absorption characteristic spectrum is obtained from the electromagnetic wave transmitted through the frozen sample 30. The obtained absorption characteristic spectrum includes an inorganic salt component, an ion generated from an inorganic salt or an inorganic salt, and a target substance, or water around the ion, the target substance, and their surroundings. A peak due to resonance with the energy of the weak interaction formed between the molecules is obtained. By using this peak, the concentration of the target substance in the sample blood can be quantified.

本発明の定量分光分析法により標的物質の濃度を定量する方法としては、標的物質を溶解して既知濃度とした試料血液を標準試料とし、それにより得られた吸収特性スペクトルにおける前記ピークから検量線を作成してそれと比較する方法(1)や、前記標準試料から得られた吸収特性スペクトルから標準吸収スペクトルを得て、該標準吸収スペクトルと対象の試料血液の吸収特性スペクトルとを比較する方法(2)が挙げられる。   As a method for quantifying the concentration of a target substance by the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention, a sample blood having a known concentration by dissolving the target substance is used as a standard sample, and a calibration curve is obtained from the peak in the absorption characteristic spectrum obtained thereby. (1) and a method for obtaining a standard absorption spectrum from the absorption characteristic spectrum obtained from the standard sample and comparing the standard absorption spectrum with the absorption characteristic spectrum of the target sample blood ( 2).

標準試料の吸収特性スペクトルを得る方法は、前述の試料血液の吸収特性スペクトルを得る方法と同じ方法を用いることができ、好ましい態様も同じである。
方法(1)の検量線を用いる場合は、吸収特性スペクトル中における前記相互作用のエネルギーとの共鳴によるピークが生じた周波数において、その周波数における標準試料の濃度(既知)と吸収強度から検量線を作成する。これにより、対象となる試料血液の吸収特性スペクトルの同一の周波数の吸収強度から標的物質の濃度の定量を行うことができる。
The method for obtaining the absorption characteristic spectrum of the standard sample can be the same as the method for obtaining the absorption characteristic spectrum of the sample blood described above, and the preferred embodiment is also the same.
When using the calibration curve of method (1), the calibration curve is calculated from the concentration (known) and absorption intensity of the standard sample at the frequency at which the peak due to resonance with the energy of the interaction occurs in the absorption characteristic spectrum. create. Thereby, the concentration of the target substance can be quantified from the absorption intensity of the same frequency in the absorption characteristic spectrum of the sample blood to be processed.

方法(2)の場合は、標準試料の吸収特性スペクトルを該標準試料中の標的物質の濃度で除算することにより標準吸収スペクトルを求める。ついで、対象となる試料血液の吸収特性スペクトルと標準吸収スペクトルとを比較して、標準吸収スペクトルと係数との積から得られる理論吸収特性スペクトルと前記吸収特性スペクトルとの誤差が最小となるような係数を算出することにより、標的物質の濃度を定量することができる。   In the case of method (2), the standard absorption spectrum is obtained by dividing the absorption characteristic spectrum of the standard sample by the concentration of the target substance in the standard sample. Next, the absorption characteristic spectrum of the target sample blood is compared with the standard absorption spectrum, and the error between the theoretical absorption characteristic spectrum obtained from the product of the standard absorption spectrum and the coefficient and the absorption characteristic spectrum is minimized. By calculating the coefficient, the concentration of the target substance can be quantified.

方法(1)および方法(2)における対象の試料血液の吸収特性スペクトルを用いた比較は、同一の温度条件で測定した標準試料の吸収特性スペクトルによる検量線もしくは標準吸収スペクトルとの間で行う。比較に用いる吸収特性スペクトルおよび標準吸収スペクトルの温度条件は特に限定されず、単一の温度条件であってもよい。ただし、分析時の温度により吸収特性スペクトルが変化することがあるため、複数の温度条件において比較を行うことが好ましい。
また、方法(1)では、各温度において得られた標的物質の濃度の平均値と標準偏差を算出することが好ましい。また、方法(2)では、各温度において得られた前記係数の平均値と標準偏差を算出することが好ましい。
The comparison using the absorption characteristic spectrum of the target sample blood in the method (1) and the method (2) is performed between a calibration curve based on the absorption characteristic spectrum of the standard sample measured under the same temperature condition or a standard absorption spectrum. The temperature conditions of the absorption characteristic spectrum and the standard absorption spectrum used for comparison are not particularly limited, and may be a single temperature condition. However, since the absorption characteristic spectrum may change depending on the temperature at the time of analysis, it is preferable to perform comparison under a plurality of temperature conditions.
In the method (1), it is preferable to calculate an average value and a standard deviation of the concentration of the target substance obtained at each temperature. In the method (2), it is preferable to calculate an average value and a standard deviation of the coefficients obtained at each temperature.

また、試料血液中の複数の標的物質を対象とする場合は、それら全ての標的物質に対する標準試料による検量線もしくは標準吸収スペクトルを準備しておくことにより、試料血液中の全ての標的物質の濃度を定量することができる。
すなわち、方法(1)においては、対象の試料血液の吸収特性スペクトルの各ピークについて、同一ピークを有する標準試料の吸収特性スペクトルから得られた検量線を用いることで、試料血液中の各標的物質の濃度を定量することができる。
方法(2)においても、対象の試料血液の吸収特性スペクトルの各ピークについて、同一ピークを有する標準吸収スペクトルを抽出し、それらのピーク同士の誤差を最小にする係数を算出していくことにより、試料血液中の各標的物質の濃度を定量することができる。
When targeting multiple target substances in the sample blood, prepare a standard curve or standard absorption spectrum for all the target substances to obtain the concentration of all target substances in the sample blood. Can be quantified.
That is, in the method (1), each target substance in the sample blood is obtained by using a calibration curve obtained from the absorption characteristic spectrum of the standard sample having the same peak for each peak of the absorption characteristic spectrum of the target sample blood. The concentration of can be quantified.
Also in the method (2), by extracting a standard absorption spectrum having the same peak for each peak of the absorption characteristic spectrum of the target sample blood, and calculating a coefficient that minimizes the error between the peaks, The concentration of each target substance in the sample blood can be quantified.

また、本発明の定量分光分析法は、凍結試料30に照射する電磁波42は、以下の理由により、0.5THz未満および2.0THzを超える周波数領域の吸収特性スペクトルのデータを除去して分析することもできる。0.5THz未満の周波数領域は、凍結試料30の界面で起こる多重反射等の影響による誤差が大きくなる傾向がある。一方、2.0THzを超える周波数領域は、高周波側ほど、吸収強度が強くなるのに応じてノイズレベルが大きくなる傾向がある。そのため、場合によってはそれらの吸収特性スペクトルにおける前述の周波数領域の誤差が大きくなりすぎて、標的物質の濃度を定量し難くなるおそれがある。
したがって、本発明の定量分光分析法に不適当な周波数領域のスペクトルデータを除去して測定を行ってもよい。ここで、分析に不適当な周波数領域とは、例えば方法(2)の場合、該周波数領域が除かれた結果、標的物質の各々の濃度条件における標準吸収スペクトルの誤差が10%未満になる領域である。具体的には、0.5〜2.0THzの周波数領域の電磁波を用いて測定を行う方法が挙げられる。
Further, according to the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention, the electromagnetic wave 42 irradiated on the frozen sample 30 is analyzed by removing the data of the absorption characteristic spectrum in the frequency region below 0.5 THz and above 2.0 THz for the following reason. You can also. In the frequency region below 0.5 THz, there is a tendency that an error due to the influence of multiple reflection or the like occurring at the interface of the frozen sample 30 becomes large. On the other hand, in the frequency region exceeding 2.0 THz, the noise level tends to increase as the absorption intensity increases toward the high frequency side. Therefore, in some cases, the error in the above-described frequency region in the absorption characteristic spectrum becomes too large, and it may be difficult to quantify the concentration of the target substance.
Therefore, measurement may be performed by removing spectral data in a frequency region that is inappropriate for the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention. Here, the frequency region inappropriate for analysis is, for example, in the case of method (2), a region in which the error of the standard absorption spectrum in each concentration condition of the target substance becomes less than 10% as a result of the removal of the frequency region. It is. Specifically, a method of performing measurement using electromagnetic waves in a frequency region of 0.5 to 2.0 THz can be mentioned.

また、試料血液の吸収特性スペクトルは、装置のレーザの出力安定性や光学部品の熱作用等により、そのベースラインが変化することがある。そのため、誤差の大きい周波数領域で、定数もしくは該周波数に対して一定の関係を有する値を加算または減算することによりベースラインの補正を行うことが好ましい。これにより、試料血液中の標的物質の濃度の定量をより正確に行うことができる。   Further, the baseline of the absorption characteristic spectrum of the sample blood may change due to the output stability of the laser of the apparatus or the thermal action of the optical component. For this reason, it is preferable to perform baseline correction by adding or subtracting a constant or a value having a certain relationship to the frequency in a frequency region with a large error. Thereby, the concentration of the target substance in the sample blood can be quantified more accurately.

以上説明した本発明の血液中成分の定量分光分析法は、弱い相互作用のエネルギーに共鳴する電磁波を用いて、試料血液中の標的物質の濃度を高感度に定量することができる。
これは、本発明の定量分光分析法では、無機塩を用い、該無機塩もしくは該無機塩から生じるイオンと標的物質との間、または前記イオンと標的物質とそれらの周囲の水分子との間に形成される弱い相互作用のエネルギーを利用しているため、標的物質が有する固有のエネルギーを直接測定する既存の技術に比べて吸収特性スペクトルの吸収強度が強くなるためである。
The above-described quantitative spectroscopic analysis of blood components according to the present invention can quantitate the concentration of a target substance in sample blood with high sensitivity using electromagnetic waves that resonate with weak interaction energy.
This is because, in the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention, an inorganic salt is used, and between the inorganic salt or an ion generated from the inorganic salt and the target substance, or between the ion and the target substance and water molecules around them. This is because the absorption intensity of the absorption characteristic spectrum becomes stronger than that of the existing technology that directly measures the intrinsic energy of the target substance.

以下、実施例および比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
図1に例示した分光分析装置10を用いて、試料血液中の標的物質の濃度の定量を行った。分光分析装置10は、光源12としてチタンサファイアレーザであるvitesse(100フェムト秒型、コヒレント社製)を用い、パルス発生器22(光伝導アンテナ、浜松ホトニクス社製)、検出器24(光伝導性アンテナ、浜松ホトニクス社製)を備えた分光器14に低温チャンバ16(瞬間冷却器付き低温チャンバ、日本サーマル社製)および厚さ測定手段18を取り付けたものを用いた。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by the following description.
Using the spectroscopic analyzer 10 illustrated in FIG. 1, the concentration of the target substance in the sample blood was quantified. The spectroscopic analyzer 10 uses a vitasse (100 femtosecond type, manufactured by Coherent) as a light source 12, a pulse generator 22 (photoconductive antenna, manufactured by Hamamatsu Photonics), and a detector 24 (photoconductive). A spectroscope 14 equipped with an antenna (manufactured by Hamamatsu Photonics) and a low temperature chamber 16 (low temperature chamber with instantaneous cooler, manufactured by Nippon Thermal) and thickness measuring means 18 were used.

[凍結試料の調製]
標的物質は血清中のグルコースとした。血清を試料血液として、これを純水で2倍に希釈して50%血清水溶液とし、希釈した試料血液に無機塩である塩化ナトリウムを濃度が20質量%となるように添加した。また、標的物質であるグルコースを濃度が0.2質量%となるように添加して試料血液Aとした。また、グルコースを添加していない以外は試料血液Aと同様に調製したものを試料血液Bとした。さらに、20質量%の塩化ナトリウム水溶液(試料C)を調製した。
[Preparation of frozen sample]
The target substance was glucose in serum. Serum was used as sample blood, which was diluted twice with pure water to obtain a 50% serum aqueous solution, and sodium chloride, an inorganic salt, was added to the diluted sample blood so that the concentration was 20% by mass. In addition, sample blood A was prepared by adding glucose as a target substance so that the concentration was 0.2% by mass. Sample blood B was prepared in the same manner as sample blood A except that glucose was not added. Furthermore, a 20 mass% sodium chloride aqueous solution (sample C) was prepared.

これら3種類の試料血液A、Bおよび試料Cを、それぞれ直径6mmの試料ホルダに滴下し、低温チャンバ16により室温から毎分−30℃の割合で−190℃まで冷却し、厚さ2mmの凍結試料A〜Cを得た。
また、同量の純水を用いて氷を作製し、吸収特性スペクトル測定時の参照試料とした。
These three types of sample blood A, B and sample C are dropped onto a sample holder having a diameter of 6 mm, cooled from room temperature to −190 ° C. at a rate of −30 ° C. per minute by the low temperature chamber 16, and frozen at a thickness of 2 mm. Samples A to C were obtained.
In addition, ice was prepared using the same amount of pure water and used as a reference sample when measuring the absorption characteristic spectrum.

[実験例1]
前述の試料調製により得た凍結試料Aを厚さ測定手段18に設置し、0.1〜10.0THzの周波数領域の電磁波により測定を行い、測定により得られた連続スペクトルを単位試料厚さあたりに正規化した後、同様の測定により得た前記参照試料の吸収強度を差し引き、凍結試料Aの吸収特性スペクトルを得た。また、凍結試料BおよびCについても、凍結試料Aと同様の方法でそれぞれの凍結試料の吸収特性スペクトルを得た。
凍結試料A〜Cの吸収特性スペクトルを図3に示す。
[Experimental Example 1]
The frozen sample A obtained by the sample preparation described above is placed in the thickness measuring means 18 and measured with an electromagnetic wave in the frequency range of 0.1 to 10.0 THz, and the continuous spectrum obtained by the measurement is obtained per unit sample thickness. Then, the absorption intensity spectrum of the frozen sample A was obtained by subtracting the absorption intensity of the reference sample obtained by the same measurement. For frozen samples B and C, absorption characteristic spectra of the frozen samples were obtained in the same manner as frozen sample A.
The absorption characteristic spectra of the frozen samples A to C are shown in FIG.

図3に示すように、凍結試料Aの吸収特性スペクトルには特徴的なピークが得られた(特に1.8THz付近)。このピークは、凍結試料BおよびCの吸収特性スペクトルでは得られなかった。また、同様の濃度条件としたグルコース水溶液のみ、もしくは血清のみで測定を行っても、凍結試料Aのような吸収特性スペクトルが得られないことから、これらのピーク(1.8THz)は、グルコースまたは血清中の化学成分の固有のエネルギーに対応しているピークではなく、グルコースまたは血清中の化学成分と無機塩から生じるイオンとの間に形成される弱い相互作用のエネルギーに対応したピークであることがわかった。   As shown in FIG. 3, a characteristic peak was obtained in the absorption characteristic spectrum of the frozen sample A (particularly around 1.8 THz). This peak was not obtained in the absorption characteristic spectra of the frozen samples B and C. In addition, even if measurement is performed only with an aqueous glucose solution or serum only under the same concentration conditions, an absorption characteristic spectrum like that of the frozen sample A cannot be obtained. Therefore, these peaks (1.8 THz) It is not a peak corresponding to the intrinsic energy of chemical components in serum, but a peak corresponding to the energy of weak interactions formed between glucose or chemical components in serum and ions derived from inorganic salts. I understood.

ついで、血清中のグルコースの定量を行った。
[実施例1]
血清を試料血液として、これを純水で2倍に希釈して50%血清水溶液とし、これに濃度がそれぞれ0.05質量%、0.1質量%、0.2質量%となるようにグルコースを添加し、さらに無機塩である塩化ナトリウムを濃度が20質量%となるように添加した3種類の試料血液D〜Fを調製した。
ついで、試料血液D〜Fについて、実験例1と同様の方法で凍結試料D〜Fを調製し、それぞれの凍結試料について吸収特性スペクトルを測定した。
凍結試料D〜Fの吸収特性スペクトルを図4に示す。
Subsequently, glucose in serum was quantified.
[Example 1]
Serum is used as sample blood, and this is diluted twice with pure water to obtain a 50% serum aqueous solution, and glucose is added so that the concentrations thereof are 0.05 mass%, 0.1 mass%, and 0.2 mass%, respectively. And three types of blood samples D to F were prepared by adding sodium chloride, which is an inorganic salt, to a concentration of 20% by mass.
Next, with respect to the sample blood D to F, frozen samples D to F were prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and the absorption characteristic spectrum of each frozen sample was measured.
The absorption characteristic spectra of the frozen samples D to F are shown in FIG.

図4に示すように、凍結試料D〜Fの吸収スペクトルには特徴的なピークが得られた(特に1.8THz付近)。また、凍結試料D〜Fの吸収スペクトルの比較から、吸収特性スペクトルのピークの吸収強度とグルコースの濃度には相関関係が見られており、この吸収特性スペクトルにおけるピークはグルコースと無機塩から生じるイオンとの間に形成される弱い相互作用のエネルギーに対応したピークであることがわかった。
また、1.8THzのピークの吸収強度とグルコースの濃度との関係をプロットした結果を図5に示す。図5に示すように、1.8THzのピークの吸収強度とグルコースの濃度との間には良好な直線関係が得られた。これにより、このピークの吸収強度を用いることでグルコースの定量が行えることが示された。
また、本実施例により0.05質量%のグルコースを定量できることが示されたことから、標的物質固有の吸収強度から定量を行う従来の直接的な定性定量分析法に比べて、検出限界は少なくとも100倍以上高くできることが期待でき、非常に高感度な定量分析が行えることがわかった。
As shown in FIG. 4, characteristic peaks were obtained in the absorption spectra of the frozen samples D to F (particularly around 1.8 THz). Further, from the comparison of the absorption spectra of the frozen samples D to F, there is a correlation between the absorption intensity at the peak of the absorption characteristic spectrum and the concentration of glucose, and the peak in the absorption characteristic spectrum is an ion generated from glucose and an inorganic salt. It was found that the peak corresponds to the energy of the weak interaction formed between the two.
Moreover, the result of having plotted the relationship between the absorption intensity of the peak of 1.8 THz and the density | concentration of glucose is shown in FIG. As shown in FIG. 5, a good linear relationship was obtained between the absorption intensity at the peak of 1.8 THz and the glucose concentration. Thus, it was shown that glucose can be quantified by using the absorption intensity of this peak.
Moreover, since it was shown that 0.05 mass% glucose can be quantified by this example, the detection limit is at least as compared with the conventional direct qualitative quantitative analysis method that performs quantification from the absorption intensity specific to the target substance. It can be expected that it can be increased by 100 times or more, and it has been found that quantitative analysis can be performed with extremely high sensitivity.

本発明の定量分光分析法によれば、水素結合、ファンデルワールス結合、π電子相互作用、静電相互作用等の弱い相互作用のエネルギーに共鳴する周波数を含む電磁波を用いて、試料血液中の標的試料の濃度を高感度に定量することができる。そのため、血清、血漿、血球、血餅等の血液検査の対象となる試料血液中の標的物質の濃度の定量に好適に用いることができる。   According to the quantitative spectroscopic analysis method of the present invention, an electromagnetic wave including a frequency resonating with energy of weak interaction such as hydrogen bond, van der Waals bond, π electron interaction, electrostatic interaction, or the like is used. The concentration of the target sample can be quantified with high sensitivity. Therefore, it can be suitably used for quantifying the concentration of a target substance in a sample blood to be subjected to blood tests such as serum, plasma, blood cells, and blood clots.

本発明の定量分光分析法に使用できる分光分析装置の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the spectroscopic analyzer which can be used for the quantitative spectroscopic analysis of this invention. 水100gに対する各種無機塩の溶解度曲線を示した図である。It is the figure which showed the solubility curve of various inorganic salt with respect to 100 g of water. 凍結試料A〜Cの吸収特性スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the absorption characteristic spectrum of frozen sample AC. 凍結試料D〜Fの吸収特性スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the absorption characteristic spectrum of frozen samples D-F. 図4の1.8THzのピークの吸収強度とグルコース濃度との関係をプロットした図である。It is the figure which plotted the relationship between the absorption intensity of the peak of 1.8 THz of FIG. 4, and glucose concentration.

符号の説明Explanation of symbols

10 分光分析装置 12 光源 14 分光器 16 低温チャンバ 18 厚さ測定手段   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spectroscopic analyzer 12 Light source 14 Spectrometer 16 Low temperature chamber 18 Thickness measurement means

Claims (3)

血清、血漿、血球または血餅のいずれかの試料血液に含まれる標的物質の濃度を定量する方法であって、
前記試料血液を、該試料血液がそのままもしくは希釈され、かつ無機塩が添加された状態で凍結させて凍結試料を得た後、
前記凍結試料に、前記試料血液中に予め含まれている無機塩成分、前記添加された無機塩、もしくは前記添加された無機塩から生じるイオンと前記標的物質との間、または前記イオンと前記標的物質とそれらの周囲の水分子との間に形成される弱い相互作用のエネルギーに共鳴する周波数を含む電磁波を照射し、前記凍結試料を透過した電磁波を測定することにより得られる吸収特性スペクトルから前記標的物質の濃度を定量する血液中成分の定量分光分析法。
A method for quantifying the concentration of a target substance contained in a blood sample of any one of serum, plasma, blood cells or clots,
The sample blood is frozen with the sample blood as it is or diluted and an inorganic salt is added to obtain a frozen sample,
In the frozen sample, an inorganic salt component previously contained in the sample blood, the added inorganic salt, or an ion generated from the added inorganic salt and the target substance, or the ion and the target From the absorption characteristic spectrum obtained by irradiating an electromagnetic wave containing a frequency resonating with the energy of weak interaction formed between substances and water molecules around them, and measuring the electromagnetic wave transmitted through the frozen sample Quantitative spectroscopic analysis of blood components to quantify the concentration of target substances.
前記添加された無機塩が、前記試料血液中で、亜鉛、カリウム、カルシウム、クロム、セレン、鉄、銅、ナトリウム、マグネシウム、マンガン、リン、バナジウム、ストロンチウムもしくはアンモニウムのいずれかの陽イオン、またはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、水酸、亜硫酸、炭酸、硝酸、リン酸もしくはホウ酸のいずれかの陰イオンを生じる塩である、請求項1に記載の血液中成分の定量分光分析法。   The added inorganic salt is a cation of zinc, potassium, calcium, chromium, selenium, iron, copper, sodium, magnesium, manganese, phosphorus, vanadium, strontium or ammonium, or fluorine in the sample blood. 2. The quantitative spectroscopic analysis of blood components according to claim 1, wherein the salt produces an anion of any one of chlorine, bromine, iodine, hydroxy acid, sulfurous acid, carbonic acid, nitric acid, phosphoric acid or boric acid. 前記相互作用を形成する前記標的物質が、糖、有機酸、有機酸の塩、アミノ酸、アミノ酸の塩、ポリペプチド、蛋白質のいずれかを主成分とする物質である、請求項1または2に記載の血液中成分の定量分光分析法。   The target substance that forms the interaction is a substance mainly comprising any one of a sugar, an organic acid, an organic acid salt, an amino acid, an amino acid salt, a polypeptide, and a protein. Quantitative spectroscopic analysis of blood components.
JP2008134441A 2008-05-22 2008-05-22 Quantitative spectroscopic analysis of blood components Expired - Fee Related JP5172467B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008134441A JP5172467B2 (en) 2008-05-22 2008-05-22 Quantitative spectroscopic analysis of blood components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008134441A JP5172467B2 (en) 2008-05-22 2008-05-22 Quantitative spectroscopic analysis of blood components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009281876A JP2009281876A (en) 2009-12-03
JP5172467B2 true JP5172467B2 (en) 2013-03-27

Family

ID=41452477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008134441A Expired - Fee Related JP5172467B2 (en) 2008-05-22 2008-05-22 Quantitative spectroscopic analysis of blood components

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5172467B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5565581B2 (en) * 2010-10-20 2014-08-06 三浦工業株式会社 Individual determination of hypochlorite and hypobromite
CN111811998B (en) * 2020-09-01 2020-12-01 中国人民解放军国防科技大学 Method for determining strongly-absorbable biological particle component under target waveband
CN113588591B (en) * 2021-08-11 2023-05-26 江门市华讯方舟科技有限公司 Method for rapidly detecting methionine content

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04110752A (en) * 1990-08-31 1992-04-13 Hitachi Ltd Biochemical analyzing device
US5227307A (en) * 1991-07-26 1993-07-13 Diagnostic Markers, Inc. Test for the rapid evaluation of ischemic state
ES2129654T3 (en) * 1993-07-14 1999-06-16 Res Corp Technologies Inc DIRECT DOSAGE OF CHOLESTEROL.
JPH08327533A (en) * 1995-06-05 1996-12-13 Hitachi Ltd Biochemical analysis device
JP4898472B2 (en) * 2006-04-11 2012-03-14 キヤノン株式会社 Inspection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009281876A (en) 2009-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4870636B2 (en) Qualitative quantitative analysis method of inorganic salt and analyzer
JP2008151760A (en) Method and apparatus for qualitatively and quantitatively analyzing substance having weak interaction
Jin et al. Determination of malachite green in environmental water using cloud point extraction coupled with surface-enhanced Raman scattering
WO2018121146A1 (en) Method for improving carbon detection sensitivity of laser probe
Dong et al. Rapid and real-time analysis of volatile compounds released from food using infrared and laser spectroscopy
Ren et al. Comparison of multivariate calibration models for glucose, urea, and lactate from near-infrared and Raman spectra
JP5172467B2 (en) Quantitative spectroscopic analysis of blood components
JP5522584B2 (en) ICP emission spectroscopy method
Xie et al. Accuracy improvement of quantitative LIBS analysis using wavelet threshold de-noising
Ganser et al. Online monitoring of biogenic nitric oxide with a QC laser-based Faraday modulation technique
Zhou et al. Determination of trace ions of cobalt and copper by UV–vis spectrometry in purification process of zinc hydrometallurgy
WO2019128878A1 (en) Test object safety inspection method and test object safety inspection device
JP2005214863A (en) Method of measuring water and aqueous solution by ultraviolet ray
JP5147540B2 (en) Organic matter analysis method and organic matter analyzer
Ma et al. A SERS study of oxidation of glutathione under plasma irradiation
Mürtz et al. Ultra sensitive trace gas detection for biomedical applications
US8913240B2 (en) Fluorescence spectrophotometer
Kang et al. Quantitative analysis of mixed hydrofluoric and nitric acids using Raman spectroscopy with partial least squares regression
Wang et al. Direct quantification of total sulfur dioxide in wine using triple quadrupole ICP-MS
Xie et al. Quantitative investigation of the dynamic interaction of human serum albumin with procaine using a multi-way calibration method coupled with three-dimensional fluorescence spectroscopy
Xu et al. A single-beam-splitting technique combined with a calibration-free method for field-deployable applications using laser-induced breakdown spectroscopy
Fowler et al. Raman spectroscopy for predicting meat quality traits
Sakudo et al. Comparison of the vibration mode of metals in HNO3 by a partial least-squares regression analysis of near-infrared spectra
Skřínský et al. Allan variance for optimal signal averaging—monitoring by diode–laser and CO2 laser photo-acoustic spectroscopy
JP3465539B2 (en) Method and apparatus for evaluating oxygen concentration in semiconductor silicon crystal

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100819

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120403

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121226

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5172467

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160111

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees