JPH01242964A - ヘモグロビン濃度測定法 - Google Patents

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】 本発明は、全血サンプル中のヘモグロビン濃度を測定す
る簡便な方法に関する。更には、比較的熟練していない
人でも素早く行なうことのできる測定方法に関する。

全血に対して通常測定されている対象は、ヘマトクリッ
トとヘモグロビンの２つである。ヘマトクリットは、全
血の遠心サンプル中に占める赤血球の容積比のことであ
り、ヘモグロビンはとは全血の単位容積当りのヘモグロ
ビン重量のことである。ヘマトクリットに対するヘモグ
ロビンの数比は、平均血球ヘモグロビンＩＩＩ（ＭＣＨ
Ｃ）と言われており、正常人の場合には３３．９％に近
い値を示す。しかしながら、ある病気にかかっている時
には、この比は約３８％から約２６％に変動することが
ある。従って、ヘマトクリットとヘモグロビンの両者を
測定することは６血あるいは他の血液疾患を発見しまた
診断する上で重要である。

大きな試験所などにおいては、ヘマトクリットとヘモグ
ロビンの測定は、通常自動分析器で一度に行なわれてい
る。しかしながら、小さな病院あるいは診療所では、へ
７トクリツトとヘモグロビンの測定はそれぞれ別の方法
によって別々に行なわれている。現在ではヘマトクリツ
トの測定は、小さな突のあいたガラスチューブに抗凝固
処理された全血を入れ、チューブの一方の末端をシール
し、チューブを遠心して赤血球を押し固めることによっ
て行なわれている。小さな遠心機で約３−５分局遠心し
て赤血球を押し固めた後、押し固められた赤血球の占め
るチューブの長さと全血が占めるチューブの長さとを測
定し、それらの値からヘマトクリットを算出している。

この測定法では、チューブを調製しまた測定を行なうに
際してはほとんど熟練を必要としないと考えられている
。

Ｕ、Ｓ、　Ｐａｔｅｎｔ　Ｎ１３．０２７．６６０　（
１９７７年６月７日にＳ、Ｃ，Ｗａｒｄｌａｗ　ａｔ　
ａｔに付与された）。

Ｕ、Ｓ、Ｐａｔｅｎｔ　　ｍ４．１８１．６０９　（１
９８０年１月１日にＳ、ＣｙＨａｒｄｌａｗ　ｆ３ｔ　
ａｌに付与された）、Ｕ、Ｓ、Ｐａｔｅｎｔ　　ｋ４．
１５６．５７０　（１９７８年５月にＳ、ＣｏＷａｒｄ
ｌａｗに付与された）　、　Ｕ、Ｓ、ＰａｔｅｎｔＮα
４．５５８．９４７　（１９８５年１２月１７日にＳ、
　Ｃ，ＷａｒｄｌａＷに付与された）及び他の特許には
、抗凝固処理した全血サンプルをキャピラリーチューブ
に吸い込み、チューブにフロートを入れ、次いで遠心し
てフロートを血液サンプルのバフィーコート層と赤血球
層にわたって固定化させる方法が記載されている。この
先行技術において、血液成分が占めるチューブの全長を
計算する時に血液サンプルの占めるチューブの長さのフ
ロートによる延長を考慮し、そして観察されるチューブ
のこれらの長さをフロートが存在することを考えて一定
割合いで縮少することによって、この先行技術をヘマト
クリットの測定に用いることもできる。

他方、ヘモグロビン濃度の測定はがなり複雑である。即
ちこの測定を行なうためには小さな病院あるいは診療所
では、血液サンプルを、用いる装置に応じて、１：２５
０又は１：５００に正確に希釈しなければならない。こ
の希釈は、ゎずがの血液サンプルをピペットで取り、赤
血球を溶解する試薬とヘモグロビンを容易に測定可能な
形態に変換するシアニドとを含む容器に移すことにょっ
て行なわれる。得られる混合物を３−１０分間放置し、
次いで光度計中に置いて５６０ｎｉ（録）の光を照射し
て光の減少度を標準用液と比較し、この比較データより
ヘモグロビン濃度を算出することができる。このような
方法の変法が多く報告されているが、現在までに報告さ
れている全ての方法は光の減少度を正確に測定する必要
があるものである。更には、少量のサンプルを正確に取
り扱う必要があるためヘマトクリツトの測定よりもより
高レベルの技術が要求される。また反面、これらが分析
誤差の原因ともなるものである。

本発明者らは、現在ヘマトクリツトを測定するために用
いられている道具あるいは装置を基本的に使用して血液
中のヘモグロビンを測定する方法を見出した。この方法
は、赤血球のヘモグロビン濃度は、前記先行技術におい
て測定に用いられているフロートが鼻血Ｍ層に沈み込む
深さに逆比例するという本発明者らによって見出された
知見に基づいている。測定装置のマイクロプロセッサ−
によって、赤血球層に沈み込むフロートの深さの測定値
がヘモグロビン濃度に変換されるようにプログラムされ
ている。本発明の方法を実施するために用いる工程は次
の通りである。全面サンプルを遠心チューブ好ましくは
キャピラリーチューブに吸い込み、抗凝固処理し、次い
でフロートをチューブ中に置く。チューブの底をふさぎ
、次いで遠心して血液サンプルを赤血球層、バフィーコ
ート層及びプラズマ層に分離する。遠心中にフロートは
赤血球層に固定化される。次いでヘマトクリットを、先
行技術の場合と同様にして一般的な方法で測定する。

ヘモグロビン濃度は以下のようにして測定する。

前記したように、赤血球のＭＣＨＣは赤血球中のヘモグ
ロビン濃度であって通常は３４０ｇ／ｌである。それぞ
れの赤血球の約１７３はヘモグロビンであり、残りは水
、低濃度の塩及び比較的一定濃度のマイナーな蛋白質で
ある。従って、個々の患者の赤血球の比重の相違は、事
実上は個々の患者のヘモグロビン濃度の相違に依るもの
と言える。

それ故、赤血球の比重はＭＣＨＣに比例しており、ＭＣ
ＨＣ値が正確に得られれば、ヘモグロビン量は以下の式
から算出できる。

ヘモグロビン−ヘマトクリツトＸＭＣＨＣ本発明の装置
は、一定の直径の突を有する透明なチューブを含むもの
であり、このチューブ内には樹脂製のフロートが置かれ
る。抗凝固処理された血液を、毛Ｓ管作用又は弱いサク
ションによってチューブに吸引する。フロートを浮かす
に十分な量であれば、吸引量の正確さは重要ではない。

チューブの一端をシールし、次いで約１０．０００Ｇで
約５分間遠心する。これは、標準的なヘマトクリット測
定法に現在用いている方法と同様である。遠心が完了し
た時には、プラズマの比重と赤血球の比重との中周の比
重を有するフロートは赤血球によってその一部が浮び上
がるようになる。

チューブ中の血液サンプルの長さく押し固められた赤血
球、バフィーコート及びプラズマ層の全長）と押し固め
られた赤血球層のみの長さとの比からヘマトクリットが
得られる。もちろん、ヘマトクリットを得る際にはフロ
ート自身の体積も考慮に入れなければならない。フＤ−
トが赤血球層に沈む深さは、押し固められた赤血球の比
重に逆比例することから、以下のようにして赤血球の比
重は算出されまたヘモグロビン量に換算することができ
る。

本発明で使用するフロートのように、平衡状態に達して
いる浮遊物のトータル浮力はゼロである。

本発明のように、円柱状のプラスチック製フロート、赤
血球及びプラズマの３相からなる系におけるトータル浮
力は以下のように表現することができる。

（Ｄ　　−Ｄｆ）ｘす＋（Ｄｇ　−〇、）×Ｌｒ。

一〇 式中、Ｄｒは赤血球の比重：Ｄ「はプラスチック製フロ
ートの比重；Ｌｇは赤血球層中に沈んでいるフロート部
分の長さ；Ｄｆはプラズマの比重；Ｌｇはプラズマ層中
にあるフロート部分の長さを表わす。

上記の式において、赤血球の比重は未知である。

プラスチック製フａ−トの比重及び長さは既知であり、
従ってマイクロプロセッサ−メモリーにインプットされ
る。同様にプラズマの比重も既知であるのでマイクロプ
ロセッサ−メモリーにインプットされる。赤血球層中に
沈んでいるフロート部分の長さを測定してマイクロプロ
セッサ−にインプットする。最後に、マイクロプロセッ
サ−により、フロートの全長から赤血球層中に沈んでい
るフロート部分の長さを差し引くことによってプラズマ
層中にあるフロート部分の長さを算出する。

かくして、マイクロプロセッサ−により、上記式から赤
血球の比重（Ｄｇ）が得られる。

Ｄｆが算出されると、以下の式に基づきＭＣＨＣがマイ
クロプロセッサ−によって算出される。

ＭＣＨＣ−（Ｄ　　ＸＫ、）＋Ｋｏ ＭＣＨＣ定数、即ちＫ　とＫ。は、多くの異なるサンプ
ルの赤血球の比重を測定し慣用的方法で測定したＭＣＨ
Ｃでこの比重を修正することによって経験的に求めるこ
とができる。次いで、患適な修正式の傾き定数（ＫＳ）
とオフセット定数（Ｋ、）を用いて赤血球の比重からＭ
ＣＨＣが算出できる。−旦計算に使用したら、８置の道
具の重要なパラメーター、例えばフロートの比重などが
変更しない限り、Ｋｓ及びＫ。は変える必要がない。

ＭＣＨＣより、前記した如く以下の式がらヘモグロビン
濃度が求まる。

ヘモグロビン−ヘマトクリツトＸＭＣＨＣしかして、本
発明の目的は、全血サンプル中のヘモグロビン量を測定
する改良方法を提供することにある。

更に本発明の他の目的は、チューブ中の遠心した血液サ
ンプルの押し固められた赤血球層中にフロートが沈む程
度に基づいてヘモグロビン口を測定することを特徴とす
る方法を提供することにある。

更に本発明の他の目的は、自動コンピューター装置を使
用することなく、素早く且つ容易にヘマトクリットとヘ
モグロビン測定を行うことが可能であるという特徴を有
する方法を提供することにある。

本発明のこれらの利点及び目的並びに他の利点及び目的
は、以下の詳細な記載及び図面から一層明らかなものと
なろう。

第１図は、遠心した血液サンプル、及び該血液サンプル
の赤血球層中に一部沈んだフロートを含むガラスチュー
ブの側止面図を示す。

第２図は、第１図の２−２で示す線で切った時のチュー
ブの断面図を示す。

図面のチューブ２は、好ましくは、その内側の突の壁面
が抗凝固剤でコートされたガラスキャピラリーチューブ
である。チューブ２の底は、チューブ２に血液サンプル
を吸引後にチューブ２の末端をｍじることのできるクレ
ープラグ又はプラスチック製キャップ４で閉じられてい
る。フロート６はチューブ２内に置かれており、チュー
ブ２内の血液サンプルを遠心した時には、フロート６は
、８で示される赤血球層中で固定化される。フロート６
の上はプラズマ層１０である。フロート６の軸長りは既
知であり、赤血球層８に沈んでいる部分のフロートの長
さしｒは測定者によって測定される。

図面に示したフロートは、長く丸いたてみぞを有する輪
郭を持っている。この輪郭のためにフロート６の断面積
はより小さなものとなっており、このために遠心した血
液サンプル特にバフイコートの軸長が有意に延長されて
観察されないようになっている。また、フロート６の長
く丸いたてみぞのために、チューブ２に対してフロート
６が同軸の関係にあるように維持されている。前記した
所から明らかなように、長く丸いたてみぞを有する輪郭
を持つフロートがヘマトクリット及びヘモグロビン測定
を実施する上で必須であるということではない。この態
様においては、フロートの断面積は、好ましく、チュー
ブの突の断面積の約２７３以下になっている。

テストに用いる血液は、赤血球とプラズマが分離するよ
うに抗凝固処理されていなければならない。この処理は
、血液サンプルをチューブに入れる前にヘパリンなどの
抗凝固剤を含む容器に血液サンプルを一度入れるか、又
は透明なデユープ自体の内部に抗凝固剤を入れることに
よって行なうことができる。これによって、突から直接
チューブに血液サンプルを充たすことが可能となる。

本発明の方法は、ヘマトクリットのみを測定する場合に
比べてより多くの時間を必要することもなく、またより
多くの技術も必要としない。Ｕ、Ｓ。

Ｐａｔｅｎｔ　　Ｎ１３，１５６．５７０　（１９７８
年５月にＳ、Ｃ，Ｗａｒｄｌａｗに付与された）あるい
はＵ、　Ｓ。

Ｐａｔｅｎｔ　　ｋ４，５５８．９４７　（１９８５年
１２月１７日にＳ、Ｃ，Ｗａｒｄｌａｗに付与されり）
ニ記載すれたオプティカルスキャナーは、チューブの長
さを読みその結果を自動的にコンピューター処理するの
に使用することができる。これら両者の特許の記載は本
明細書中に引用する。本発明の方法は２つの測定（長さ
及び比重）に依存するものであり、従ってスタンダード
化を必要としない。

本発明方法を実施するのに使用する道具には２つの一般
的態様がある。その第１は、上記しそして図面で示した
ものであり、第２は、Ｕ、　Ｓ、　ＰａｔｅｎｔＮα４
，０７７．３９６　（１９７８年３月７日にＳ、ＣＪａ
ｒｄｌａｗに付与された）に記載された装置であり、こ
こではバフィーコート層を延長させるようなフロートを
使用している。この特許の記載は本明細書中に引用づる
。後者の場合には、延長されたバフィーコート層の浮力
効果を考慮に入れなければならない。しかしながらデー
タの読みは、以下に記載するようにあらかじめ適当にプ
ログラムされたマイクロプロセッサ−によりコンピュー
ターで行なうことができる。

上記した一ａｒｄｌａｗらに付与されたＵ、　Ｓ、　Ｐ
ａｔｅｎｔに記載されているように、フロートがバフィ
ーコートの測定を行なうことができる程度に十分に大き
い時には、延長されたバフィーコート層がフロートに対
して及ぼす浮力効果を以下のようにして考慮すφことが
できる。このようなフロートを使用する時には、バフィ
ーコートの更に３つの細胞成分がプラスチック製フロー
トに及ぼす浮力効果に更に影響を与える。従って、赤血
球の比重を計算する時にはこれらを考慮に入れなければ
ならず、そのため以下の式を使用することができる。

（Ｄ　　−Ｄｆ）ｘＬ　　＋（Ｄｇ−Ｄ「）×Ｌｒ。

ｒｒ ＋　（０１，−Ｄ「）　Ｘ　Ｌｌ、＋　（ＤｇＩ　　Ｄ
ｆ）　×Ｌｒ、１＋　（Ｄｐ−Ｄｆ）×Ｌｒ＝０式中、
Ｄ　　、Ｄ　　、Ｄｆ、Ｌ　　、Ｌｇ及びり、はｐ　　
　　ｒ　　　　　　　　　　ｐ 前記定義に同じであり；Ｌ６．は血液サンプルの血小板
層中のフロート部分の長さ；Ｌｌｌは血液サンプルの単
核細胞／リンパ球層中のフロート部分の長さ；Ｌｇは血
液サンプルの顆粒球層中のフロート部分の長さ：Ｄｇは
顆粒球層の比重；０１ｍはリンパ球／単核細胞層の比重
；Ｄｐｌは血小板層の比重を示す。

測定に用いる装置は、前記した先行技術に記載されてい
るように、白血球成分の計測にも適用することができる
。上記した情報がマイクロプロセッサ−にインプットさ
れ、また顆粒球、単核細胞／リンパ球及び血小板比重も
インプットされる。

顆粒球、単核Ｉｔ胞／リンパ球及び血小板層中のフロー
ト部分の長さも測定されてマイクロプロセッサ−にイン
プットされる。Ｌｇ値は、フロートの全長から、赤血球
、顆粒球、単核細胞／リンパ球及び血小板層中のフロー
ト部分の長さの合計値を差し引いた値としてマイクロプ
ロセッサ−により篩用される。次いで、Ｄｆがマイクロ
プロセッサ−により計算される。Ｄｒが一旦計算される
と、ヘモグロビン値が最初の例で述べたようにして求ま
る。

本発明の方法は、１００人の患者のヘモグロビンとヘマ
トクリツトの測定によってテストされた。

これらのテストによって得られる結果は、自動分析器を
用いた病院での結果と実際上一致したく相対標準誤差−
２，７％）。

本発明の方法により、抗凝固処理された全血サンプルの
ヘマトクリツトとヘモグロビン測定を素早く且つ容易に
行なうことができる。本発明の方法は、比較的熟練して
いない人でも実施することができ、また単一の血液サン
プルでも実施できる。

また本発明の方法は、小さな病院あるいは診療所で使用
することができ、もちろん大きな病院または試験所でも
使用することができる。

本明細書に記載した態様に基づき、本発明の思想内で多
くの変換及び変更を行なうことができ、従って本明細書
の特許請求の範囲に記載された発明に限定されるもので
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、遠心した血液サンプル、及び該血液サンプル
の赤血球層中に一部沈んだフロートを含むガラスチュー
ブの側止面図を示す。 第２図は、第１図の２−２で示す線で切った時のチュー
ブの断面図を示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）、抗凝固処理された全血サンプルの赤血球のヘモ
   グロビン濃度を測定する、以下の工程からなる方法： （ａ）キャピラリーチューブを用意し； （ｂ）該キャピラリーチューブに血液サンプルを吸引し
   ； （ｃ）キャピラリーチューブ内の血液サンプル中にフロ
   ートを置き、該フロートは、血液サンプルとフロートを
   含むキャピラリーチューブを遠心した時に血液サンプル
   中の赤血球層中に浮くような材料で出来ており； （ｄ）血液サンプル及びフロートを含むチューブを遠心
   して、赤血球層、白血球層及びプラズマ層をそれぞれの
   比重に応じて形成せしめ； 次いで（ｅ）赤血球層の上面下に沈んでいるフロート部
   分の長さを関数としてヘモグロビン濃度を計算する。
2. （２）、赤血球層の全長を測定して血液サンプルのヘマ
   トクリツトを算出し、得られるヘマトクリツトに血液サ
   ンプルの平均血球ヘモグロビン濃度を掛けて全血のヘモ
   グロビン濃度を算出する請求項１の方法。
3. （３）、血液サンプルの平均血球ヘモグロビン濃度を以
   下の式から求める請求項２の方法： （Ｄ＿ｒ−Ｄ＿ｆ）×Ｌ＿ｒ＋（Ｄ＿ｐ−Ｄ＿ｆ）×Ｌ
   ＿ｐ＝Ｏ ＭＣＨＣ＝（Ｄ＿ｒ×Ｋ＿ｓ）＋Ｋ＿０ （式中、Ｄ＿ｒは赤血球の比重；Ｄ＿ｆはフロートの比
   重；Ｄ＿ｐはプラズマの比重：Ｌ＿ｆは赤血球層中に沈
   んだフロート部分の長さ；Ｌ＿ｐはプラズマ層中にある
   フロート部分の長さ；ＭＣＨＣは平均血球ヘモグロビン
   濃度；Ｋ＿０及びＫ＿ｓは経験的に求まる定数を示す）
   。
4. （４）、フロートは軸方向に延びており、且つフロート
   が赤血球層中に固定化されることによつて生じる赤血球
   層の延びを最少にするためにフロートは軸方向に一定の
   最少断面積を有している請求項１の方法。
5. （５）、フロートは、赤血球層の延長を最少にし且つフ
   ロートがキャピラリーチューブと同軸の関係にあること
   を可能にする長く丸いたてみぞを有する輪郭を持つもの
   である請求項４の方法。
6. （６）、全ての計算を、あらかじめプログラムされたマ
   イクロプロセッサーにて実施する請求項１の方法。
7. （７）、抗凝固処理された全血サンプルの赤血球のヘモ
   グロビン濃度を測定する、以下の工程からなる方法： （ａ）キャピラリーチューブに血液サンプルを吸収し； （ｂ）キャピラリーチューブ内の血液サンプル中にフロ
   ートを置き、該フロートは、血液サンプルとフロートを
   含むキャピラリーチューブを遠心した時に血液サンプル
   中の赤血球層中に浮くような材料で出来ており、且つ該
   フロートは、白血球層と血小板層を定量できるに十分な
   程度に遠心した血液サンプルのバフイーコート層を延長
   させることができるように作用するものであり； （ｃ）血液サンプル及びフロートを含むチューブを遠心
   して、赤血球層、白血球層、血小板層及びプラズマ層を
   それぞれの比重に応じて形成せしめ； （ｄ）赤血球層の上面下に沈んでいるフロート部分の長
   さを測定し； （ｅ）バフイーコートの顆粒球層中にあるフロート部分
   の長さを測定し； （ｆ）バフイーコートの単核細胞／リンパ球層中にある
   フロート部分の長さを測定し； （ｇ）バフイーコートの血小板層中にあるフロート部分
   の長さを測定し；次いで （ｈ）赤血球層の上面下に沈んでいるフロート部分の長
   さであつて、延長したバフイーコートがフロートに及ぼ
   す浮力効果で修正した長さを関数としてヘモグロビン濃
   度を計算する。
8. （８）、赤血球層の全長を測定して血液サンプルのヘマ
   トクリツトを算出し、得られるヘマトクリツトに血液サ
   ンプルの平均血球ヘモグロビン濃度を掛けて全血のヘモ
   グロビン濃度を算出する請求項７の方法。
9. （９）、平均血球ヘモグロビン濃度を以下の式から求め
   る請求項８の方法； （ａ）（Ｄ＿ｒ−Ｄ＿ｆ）×Ｌ＿ｒ＋（Ｄ＿ｇ−Ｄ＿ｆ
   ）×Ｌ＿ｇ＋（Ｄ＿１＿ｍ−Ｄ＿ｆ）×Ｌ＿１＿ｍ＋（
   Ｄ＿ｐ＿１−Ｄ＿ｆ）×Ｌ＿ｐ＿１＋（Ｄ＿ｐ−Ｄ＿ｆ
   ）×Ｌ＿ｐ＝Ｏ（式中、Ｄ＿ｒは赤血球の比重；Ｄ＿ｆ
   はフロートの比重；Ｄｇは顆粒球の比重；Ｄ＿１＿ｍは
   単核細胞／リンパ球の比重；Ｄ＿ｐ＿１は血小板の比重
   ；Ｄ＿ｐはプラズマの比重；Ｌ＿ｇは赤血球層中にある
   フロート部分の長さ；Ｌ＿ｐ＿１は顆粒球層中にあるフ
   ロート部分の長さ；Ｌ＿ｐは単核細胞／リンパ球層中に
   あるフロート部分の長さ；Ｌ＿ｐ＿１は血小板層中にあ
   るフロート部分の長さ；Ｌ＿ｐはプラズマ層中にあるフ
   ロート部分の長さを示す） （ｂ）ＭＣＨＣ＝（Ｄ＿ｒ×Ｋ＿ｓ）＋Ｋ＿ｏ（式中、
   ＭＣＨＣは平均血球ヘモグロビン濃度；Ｋ＿ｏ及びＫ＿
   ｓは経験的に求まる定数を示す）。