JPH01182740A

JPH01182740A - 化学分析における反応速度分析方法

Info

Publication number: JPH01182740A
Application number: JP63007960A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Imai; 敏明今井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-01-16
Filing date: 1988-01-16
Publication date: 1989-07-20
Also published as: DE3901106A1; DE3901106C2; US5025389A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野） □本発明は、□例えば医療検査の分野で用いられる化学
分析に係る反応速度分析方法の改良に関するものである
。

（従来の技術）最近の医療診断においては、血液や尿等で代表される体
液の検査が欠かせない要素の一つとなっているが、これ
らの検査に際しては、恒温に保持された反応槽内を移動
する反応セル内に検査対象である試料と試薬とを分注し
、反応後の被測定液に測定光を入射せしめてそれに係る
吸光度を検出し、例えば血清内の酵素活性量等を測定す
るという方法を用いる。この場合、従来の反応速度測定
法による分析方法では、試料と測定に必要な全試薬とを
混合した後、所定時間の反応経過時間をおいてから反応
液の吸光度を検出するようにしている。そして、この所
定時間のことを一般にラグ時間と呼ぶが、このラグ時間
は、 ■試薬を加えた時に生じる温度変化が納まるまでの時間
の違い。

例えば、酵素反応を測定する場合には温度を一定にする
必要があるため、反応時間中の反応セル内の温度を常に
一定の値に保持するようにする。

しかし、最後に添加する試薬の温度がこの一定温度と異
なる場合には、当然のことながら添加時に反応セル内の
温度が変化するので、普通にはこの温度変化が納まるま
での時間を見込んで測定する。

■攪拌後に反応液が安定するに要する時間の違い。

例えば最後の試薬を添加した後、この試薬と試料との攪
拌を充分行うが、その際反応液中に気泡が浮遊している
など、吸光度測定に不都合な状態がしばらく続く。その
ため、このような反応液内の気泡の存在など攪拌による
反応液の不安定状態がなくなる時間を待つ必要がある。

■反応のラグ時間の違い。

例えば、血清中のグルタミン酸オキザロ酢酸トランスア
ミナーゼ（ＧＯＴ）の分析は、次式のように表わされる
。

し−アスパラギン酸＋α−ケトグルタル酸↓ オキザロ酢酸子グルタミン酸・・・（１１式オキザロ酢酸＋ＨＡＤＨ＋Ｈ÷ ↓　ＭＤＨリンゴ酸＋ＮＡＤ” ・・・（２）式（注）ＭＤ）−１＝リンゴ酸脱水素酵素ＨＡＤＨ＝還元
型ニコチンアミドジヌクレオチドＮＡＤ”＝ニコチンアミドジヌクレオチド酵素反応の測
定は、その反応に直接的または間接的に補酵素ＮＡＤＨ
の脱水素反応を含むものであれば、３４０止付近におい
て行われる。ここでは、第１の反応は光学的に検出でき
ないが、生成物オキザロ酢酸を第２の反応に結び付ける
ことにより光学的に測定可能となる。

この場合、還元型補酵素（ＮＡＤＨ＞は紫外線領域に吸
収を持ち、（２）式の反応によりＮＡＤＨがＮＡＤＨに
変化する際の吸光度変化を前記ＧＯＴの酵素活性量測定
に利用するが、この反応を測定する場合、第２の反応は
第１の反応が進行するのを待たなければならない。即ち
、最初の（２）式の反応は、（１）式の反応においてＮ
ＡＤＨをＮＡＤＨに変換する際の最大速度に達するのに
充分なオキザロ酢酸を生成するまで待つ必要がある。普
通、この待ち時間を含めて前記最大速度を得るまでの遅
れ時間を反応のラグ時間と呼ぶ。

等の種々の要因により異なってくる。従って、測定の正
確さを求めようとする限り、全ての要因に関し反応の正
常な進行を期待し得るだけのラグ時間を確保することが
必要になる。

そのため、従来の反応速度測定法では、測定に必要な全
試薬を添加した後における前述したラグ時間を１．予め
各々の反応が所定通りに行われ得るような最長時間に設
定し、この間における吸光度の測定値はこれを本来の吸
光度の測定計算に使用しないようにしていた。

（発明が解決しようとする課題）しかして、活性値の高い試料の測定等ではその反応進行
が速いため、前述のような考え方に基づいてラグ時間を
設定した場合には、測定計算に必要な測定を行った時点
で既に反応進行に必要なＮＡＤＨが無くなって吸光度の
変化が起らず、そのため、低活性値の試料の場合と同じ
分析値しか得られないという結果になってしまう。従っ
て、従来の反応速度測定法では、反応限界レベルを吸光
度の単位で設定し、ＮＡＤＨＡ度があるレベルより下が
った時には、当該試料が高単位で測定不能であるとの警
報乃至情報を表示するようにしていた。この場合、測定
方法については、試料内に存在する内因性物質に起因す
る反応液の吸光度の上屏を補正するような形で行われる
が、それでもラグ時間の経過を待って測定値を計算する
という従来方法では、どうしても測定値に限界が生じて
、高単位試料の測定ができないという欠点があった。

本発明は、この事情に鑑みてなされたもので、反応測定
に要する時間領域帯を複数帯設定することにより測定限
界を広くなし得る新規な化学分析における反応速度分析
方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この目的を達成するための本発明の構成の第１は、試料
と試薬とを混合して反応させ、その反応速度を測定する
ことにより、測定対象試料に係る濃度や活性値等の特性
値を測定し分析する化学分析における反応速度分析方法
において、反応速度を測定する時間領域帯を時系列的に
異なる複数帯設定すると共に、その一方の時間額−帯を
ラグ時間を含む領域帯として設定したことにある。

また、本発明の構成の第２は、試料と試薬とを混合して
反応させ、その反応速度を測定することにより、測定対
象試料に係る濃度や活性値等の特性値を測定し分析する
化学分析における反応速度分析方法において、反応速度
を測定する時間領域帯を時系列的に異なる複数帯設定す
ると共に、その一方の時間領域帯をラグ時間を含む領域
帯として設定し、前記測定対象試料に係る特性値の測定
に際しては、ラグ時間経過後の時間帯に設定した時間領
域帯を使用する測定モードにより測定してその特性値を
分析し、該測定モードによりｊｑられる有効測定値の数
が予定値に満たないときには、その満たない状態を判別
基準として前記ラグ時間を含む時間領域帯を使用した測
定値による測定モードに基づいて自動的に分析するよう
になしたことにある。

（作　用）この構成に基づく本発明の作用は、高活性値試料の測定
の場合には、低活性値試料の測定領域帯よりも時系列的
に前方に設定した測定領域帯で測定した吸光度測定デー
タを活用するようになしたことにある。

（実施例）以下、図示の実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
が、それに先立って、本発明の反応速度分析方法を実施
するための自動化学分析装置を第２図を用いて説明する
。

全体を１で示す自動化学分析装置は、それ自体公知の構
造を持つ例えば円形の恒温槽１０と、該恒温槽１０内を
一定の原則に従って矢印方向へ回動する例えば５１個の
反応セルＳｎ　　（但しｎ＝１乃至５１）から成る反応
ライン２０と、前記恒温槽１０の周囲の所定位置Ａ乃至
Ｆにそれぞれ配置された第１試薬分注装置２１．サンプ
ル分注装置２２．第２試薬分注装置２３．第１撹拌装置
２４、第２撹拌装置２５．適宜の反応セル洗浄装置２６
と、前記反応ライン２０を挟んで設置された光源ランプ
部３１と測光部３２とから成る適宜の吸光度測定装置３
０とから構成される。この場合、前記第１試薬分注装置
２１乃至反応セル洗浄装置２６及び吸光度測定装置３０
のそれぞれは、それ自体公知の型式２機能、構造を有す
る装置として構成される。

そして、反応ライン２０が停止している状態において、
Ａ位置に対向している反応セルＳｎには第１試薬分注装
＠２１により第１試薬が分注され、Ｂ位置に対向してい
る反応セルＳｎにはサンプル分注装置２２により測定対
象のサンプルが分注され、Ｃ位置に対向している反応セ
ルＳｎには第２試薬分注装置２３により第２試薬分注さ
れる。また、Ｄ位置に対向している反応セルＳｎに対し
ては、第１ｆｊ！＃装置２４によってサンプルと第１試
薬との撹拌動作が行われ、Ｅ位置に対向している反応セ
ルＳｎに対しては、第２撹拌装置２５によって第２試薬
分注後の撹拌動作が実施される。そして、これらの動作
が終了した後には、前記反応ライン２０は１周半と１／
２ピッチ回転して次の位置へと移動する。

このよう゛にして、各反応セルＳｎが恒温槽１０内を１
周する間に、前記吸光度測定位置３０の働きにより、各
反応セルＳｎ内に入っている試薬またはサンプルと試薬
との混合液に対する吸光度の測定が行われる。従って、
各反応セルＳｎが例えば１８秒毎に恒温槽１０内を１周
するものと仮定すると、各反応セルＳｎ内のサンプルと
試薬との混合液からは、１８秒毎に１回ずつその吸光度
データが得られることになる。

次に、この構成から成る自動化学分析装置１を用いると
共に、第１図の時間−吸光度変化図を参照して本発明の
反応速度分析方法を説明する。

先ず、第１試薬分注位置（Ａ位置）にて反応セルＳｎ内
に第１試薬が分注された後（時刻ｔｘ　）に吸光度Ｑ１
を測定する。次いで反応セルＳｎが前記第１試薬分注位
置の次の位置に進んだ後の反応ラインの回転時（時刻ｊ
ｚ）に吸光度Ｑ２を測定すると共に、その次の時刻ｔ３
の時にも吸光度Ｑ３を測定する。以下サンプル分注位置
（Ｂ位置）でサンプル分注が行われた後（時刻ｉａ）に
吸光度Ｑ４を測定する共に、第１撹拌位置（Ｄ位置）に
て撹拌が実施された後（時刻ｊｓ＞にも吸光度Ｑ５を測
定し、更に、反応セルＳｎが回転する度毎（時刻ｔ６乃
至ｔ１９）に、反応セルＳｎ内にある溶液の吸光度Ｑ６
乃至（ｈｓを測定する。

そして、第２試薬分注位置（Ｃ位置）にて第２試薬の分
注が行われた後（時刻１２０　）にその吸光度Ｑ２０を
測定すると共に、第２の撹拌位置（Ｅ位置）で撹拌が行
われた後（時刻ｔ２１）にも吸光度Ｑ２１を測定し、更
に、反応セルＳｎが回転する度毎（時刻ｔ２２乃至ｔ３
８）に、反応セルＳｎ内にある溶液の吸光度Ｑ２２乃至
０３Ｂを測定する。そして、これらの各時点で測定され
た全ての吸光度測定データは、例えばコンピュータ等の
適宜の記憶、再生手段（図示せず）に記憶しておくもの
とする。

このような吸光度の測定条件下において、反応セルＳｎ
内に第２試薬が分注された時刻ｔ２０から時刻ｔ２３ま
でをラグ時間として設定し、活性値の低い試料に対する
吸光度変化を計算する測定領域帯Ｘを、時刻ｔ２４から
時刻ｔ３Ｂまでの領域帯に設定する。また、活性値の高
い試料に対する吸光度変化を計算する測定領域帯Ｘ′は
、時刻ｔ２１から時刻ｔ３８までの領域帯に設定するよ
うにする。換言すれば、それぞれの反応速度は、低活性
値の試料にあっては、時刻ｔ２４で測定される吸光度Ｑ
２４から時刻ｔ３Ｂで測定される吸光度Ｑ３３までの全
吸光度によって計算し得るように、また、高活性値の試
料においては、時刻ｔ２１の吸光度Ｑ２１から時刻１．
の吸光度Ｑ３８までの全吸光度によって計算し得るよう
に、予めそれぞれの測定時間領域帯Ｘ。

Ｘ′を設定しておく。尚、第１図におけるＷは、予め設
定された吸光度の測定範囲であり、Ｑｕはその上限値を
ＱＬはその下限値を示するしかして、低活性値の試料の
場合には、時刻ｔ２４から時刻ｔ３Ｂまでの測定領域帯
Ｘにおける時間に対する吸光度の変化状態がほぼ一定（
直線的）となるため、その間の吸光度測定値が前述の吸
光度測定範囲Ｗ内に入ることになって測定効果が現ねれ
るが、高活性値の試料の場合には、前述のラグ時間ｔ２
３を過ぎた時点で既に大部分のＮＡＤＨが消費されてし
まうため、時刻ｔ２１３以降の測定に係る吸光度の値は
、前述の下限値ＱＬを下回ることになって正確な測定値
を計算することができないものとなる。即ち、データエ
ラーを伴うものとなってしまう。

しかしながら、時刻ｔ２１以降に測定された吸光度測定
データの中には、前述の下限値ＱＬを上回る有効なデー
タがあり且つそれが前述の記憶、再生手段内に残ってい
るので、高活性値の試料の測定に際してこの有効な測定
データを使用すれば、充分に正確な測定計算を行い得る
ことになる。

本発明はこの点に着目して成されたもので、本発明の第
１は、高活性値試料の測定の際には、低活性値試料の測
定領域帯Ｘよりも時系列的に前方に設定した測定領域帯
Ｘ′で測定した吸光度測定データを活用するように構成
したことにある。

この場合、吸光度の測定作業は、先ずラグ時間を持つ低
活性値試料の場合の測定領域帯Ｘをイ卑用する測定モー
ドにより開始し、測定の最中に前述の下限値ＱＬを下回
った吸光度測定値が多くなり始めて、下限値ＱＬを上回
る有効な吸光度測定値（吸光度データ）の数が、例えば
２個（時刻ｔ２４゜ｔ２５における吸光度データＱ２４
．Ｑ２５）だけの状態で測定計算をしなければならなく
なった場合には、適宜の手段を用いてその状態を電気信
号に変換し、それを適宜の判別用のカウンタ手段または
比較手段に入力することにより、自動的に測定領域帯を
時系列的に前方にある領域帯Ｘ′へと広げ（または移動
し）、ラグ時間に含まれる時刻ｔ２３における吸光度デ
ータＱ２３を活用する測定モードにより測定演算を行う
ようにする。

この際、吸光度データＱ２３が下限値ＱＬを下回る場合
には、その前の時刻ｔ２２における吸光度データＱ２２
を前述の記憶、再生手段の記憶値の中から取り込み、最
終的には少なくともｔ２０．ｔ２１゜ｔ２２の３個の吸
光度データＱ２０．　Ｑ２１．　Ｑ２２を使用し得る領
域にまで、測定領域帯を広げまたは移動するようにする
。本発明の第２はこのように構成したことにある。即ち
、この測定モードによる時は、最初に設定したラグ時間
内の吸光度データを成る基準に基づいて順次に取込むこ
とにより、反応の初期測定データを使用して測定値を演
算することができる。

そして、この場合の取り込み基準としては、図示実施例
では有効な吸光度データが３個以上になるように順次に
取り込んだが、その取り込みの方法としては、例えば、
時刻ｔ２４及び時刻ｔ２５における吸光度データＱ２４
とＱ２５との吸光度変化量が成る一定値を越えた時に、
ラグ時間に含まれる時刻ｔ２２における吸光度データＱ
２２と時刻ｔ２３における吸光度データＱ２３との間の
吸光度変化量と、時系列的に後に位置する吸光度データ
Ｑ２５とＱ２６との間の吸光度変化量とを比較して、そ
の比較結果が一定比率以下の時にラグ時間内の吸光度デ
ータを活用するようにする等、種々の取り込み方法が考
えられる。

例えば、上記例では吸光度データＱｚｏ、Ｑ２ｔ。

Ｑ２２を最終的な組合せとしているがこれに限らずＲ終
試薬の入っていない時の吸光度０１９等を含む吸光度デ
ータ（ｈｓ、　Ｑ２０．　（ｈｔの組合せであっても良
い。

また、図示例では、計算に使用する吸光度Ｑｎの数を３
個ということで説明したが最低２個でも可能である。以
上数実施例について説明Ｃたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、その要旨を変更せざる範囲内で、種
々に変形実施することが可能である。例えば図示実施例
では、低活性値試料の場合の測定領域帯Ｘと高活性値試
料の場合の測定領域帯Ｘ′との時間幅が異なるような形
に設定しであるが、両者の時間幅を同じか或いは狭く設
定すると共に、高活性値試料の測定領域帯Ｘ′を低活性
値試料の測定領域帯Ｘよりも時系列的に前方に移動する
形で設定しても良い。また、本発明の反応速度分析方法
を適用する自動化学分析装置の形式、構造についても、
図示実施例に限らず適宜形式、構造のものを使用し得る
ものであることを付記する。

［発明の効果］以上述べた通り本発明を用いる時は、反応測定に要する
時間領域帯を複数帯設定することによって、測定限界を
広くなし得る新規な化学分析における反応速度分析方法
を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の反応速度分析方法に係る一実施例を説
明するための時間−吸光度変化図、第２図は本発明の反
応速度分析方法を実施するための自動化学分析装置に係
る作用説明図である。１・・・自動化学分析装置、１０・・・恒温槽、２０・
・・反応ライン、Ｓｌ乃至Ｓ５１・・・反応セル、２１
・・・第１試薬分注装置、２２・・・サンプル分注装置、２３・・・第２試薬分注装置、２４・・・第１撹拌装置、２５・・・第２撹拌装置、２
６・・・反応セル洗浄装置、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試料と試薬とを混合して反応させ、その反応速度
を測定することにより、測定対象試料に係る濃度や活性
値等の特性値を測定し分析する化学分析における反応速
度分析方法において、前記反応速度を測定する時間領域
帯を時系列的に異なる複数帯設定すると共に、その一方
の時間領域帯をラグ時間を含む領域帯として設定して成
ることを特徴とする化学分析における反応速度分析方法
。
（２）前記複数の時間領域帯に係る使用領域帯の選択は
、マニュアル操作により決定されるものである請求項１
記載の化学分析における反応速度分析方法。
（３）試料と試薬とを混合して反応させ、その反応速度
を測定することにより、測定対象試料に係る濃度や活性
値等の特性値を測定し分析する化学分析における反応速
度分析方法において、前記反応速度を測定する時間領域
帯を時系列的に異なる複数帯設定すると共に、その一方
の時間領域帯をラグ時間を含む領域帯として設定し、前
記測定対象試料に係る特性値の測定に際しては、ラグ時
間経過後の時間帯に設定した時間領域帯を使用する測定
モードにより測定してその特性値を分析し、該測定モー
ドにより得られる有効測定値の数が予定値に満たないと
きには、その満たない状態を判別基準として前記ラグ時
間を含む時間領域帯を使用した測定値による測定モード
に基づいて自動的に分析するように構成して成ることを
特徴とする化学分析における反応速度分析方法。