JPH02112754A - 液体試料中の尿素濃度を測定するための方法及び装置 - Google Patents
液体試料中の尿素濃度を測定するための方法及び装置Info
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- JPH02112754A JPH02112754A JP1192457A JP19245789A JPH02112754A JP H02112754 A JPH02112754 A JP H02112754A JP 1192457 A JP1192457 A JP 1192457A JP 19245789 A JP19245789 A JP 19245789A JP H02112754 A JPH02112754 A JP H02112754A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/58—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving urea or urease
-
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は液体試料中の尿素濃度の測定に関する。
（従来の技術）
尿素分解酵素層とアンモニウム嗜イオン感応電極とを備
えた尿素センサは公知となっている（例えばニイヤマら
［旧ｉｙａｓ＋ａ ｅｔ ａｌ．］のヨーロッパ特許出
願第８４１１３４７７．８号を参照されたい）、この種
のセンナを液体試料に接触させると尿素分解酵素が試料
中の尿素をアンモニアに転化し、このアンモニアは水溶
液中ではアンモニウム・イオンを形成する．このアンモ
ニウム・イオンが電極と接触することによって、アンモ
ニウム・イオンの濃度に比例したｍＶ出力（ミリボルト
出力）が発生する。
えた尿素センサは公知となっている（例えばニイヤマら
［旧ｉｙａｓ＋ａ ｅｔ ａｌ．］のヨーロッパ特許出
願第８４１１３４７７．８号を参照されたい）、この種
のセンナを液体試料に接触させると尿素分解酵素が試料
中の尿素をアンモニアに転化し、このアンモニアは水溶
液中ではアンモニウム・イオンを形成する．このアンモ
ニウム・イオンが電極と接触することによって、アンモ
ニウム・イオンの濃度に比例したｍＶ出力（ミリボルト
出力）が発生する。
（発明の概要）
概略的に説明すると、本発明は、その−局面においては
、例えば全血等の液体試料中の尿素濃度の正確な測定値
を得る方法を提供するものである。この方法に拠れば、
液体試料は、アンモニウム・イオンに応じた出力を発生
するように構成された電極と組み合わされた尿素分解酵
素の層に接触させられる。この尿素分解酵素層は試料中
の尿素の一部をアンモニウム・イオンに転化し、このイ
オンが電極に接触することによって出力が発生し、この
出力は試料中の尿素濃度に関連した出力ではあるが、尿
素濃度が異なることによって生じる。尿素分解酵素によ
りアンモニウム・イオンに転化される尿素の割合の相違
に対処するための調節は加えられていない出力である０
次に、この出力に対してこの相違に対処するための調整
が加えられ、それによって尿素濃度の正確な測定が行な
われる。
、例えば全血等の液体試料中の尿素濃度の正確な測定値
を得る方法を提供するものである。この方法に拠れば、
液体試料は、アンモニウム・イオンに応じた出力を発生
するように構成された電極と組み合わされた尿素分解酵
素の層に接触させられる。この尿素分解酵素層は試料中
の尿素の一部をアンモニウム・イオンに転化し、このイ
オンが電極に接触することによって出力が発生し、この
出力は試料中の尿素濃度に関連した出力ではあるが、尿
素濃度が異なることによって生じる。尿素分解酵素によ
りアンモニウム・イオンに転化される尿素の割合の相違
に対処するための調節は加えられていない出力である０
次に、この出力に対してこの相違に対処するための調整
が加えられ、それによって尿素濃度の正確な測定が行な
われる。
ある種の好適実施例においては、以上の方法は更に、尿
素濃度が異なることによるアンモニウム・イオンに転化
される試料中の尿素の分量の相違を考慮した尿素転化量
修正勾配を求めることと、前記出力を該勾配に従って調
節することとを更に含んでいる。
素濃度が異なることによるアンモニウム・イオンに転化
される試料中の尿素の分量の相違を考慮した尿素転化量
修正勾配を求めることと、前記出力を該勾配に従って調
節することとを更に含んでいる。
別のある好適実施例においては、前記出力に対して更に
、液体試料中のカリウム・イオンとナトリウムのイオン
に対処するための調整が加えられる。これらのイオンを
考慮することによって、より正確なアンモニウム・イオ
ン濃度の測定が行なえるようになる。
、液体試料中のカリウム・イオンとナトリウムのイオン
に対処するための調整が加えられる。これらのイオンを
考慮することによって、より正確なアンモニウム・イオ
ン濃度の測定が行なえるようになる。
この方法は、液体試料の尿素濃度を測定するための分析
装置を用いて実行することができる。この分析装置は尿
素センサと、電極からの出力を受取り、且つその出力に
対して、尿素濃度が異なることによる尿素分解酵素によ
りアンモニウム・イオンに転化される尿素の割合の相違
に対処するための７Ａｍを加えるように構成されたマイ
クロプロセッサとを含んでいる。
装置を用いて実行することができる。この分析装置は尿
素センサと、電極からの出力を受取り、且つその出力に
対して、尿素濃度が異なることによる尿素分解酵素によ
りアンモニウム・イオンに転化される尿素の割合の相違
に対処するための７Ａｍを加えるように構成されたマイ
クロプロセッサとを含んでいる。
ある種の好適実施例においては、この分析装置は更に、
マイクロプロセッサに接続された、この分析装置の操作
者に測定値を提供するためのデータ出力ポートを含んで
いる。
マイクロプロセッサに接続された、この分析装置の操作
者に測定値を提供するためのデータ出力ポートを含んで
いる。
別の好適実施例においては、マイクロプロセッサは更に
、尿素濃度が異なることによるアンモニウム−イオンに
転化される試料中の尿素の分量の相違を考慮した、転化
量修正勾配を求めるように構成されている。
、尿素濃度が異なることによるアンモニウム−イオンに
転化される試料中の尿素の分量の相違を考慮した、転化
量修正勾配を求めるように構成されている。
所与の尿素分解酵素層によってアンモニウム・イオンに
転化される尿素の割合は、尿素濃度が異なれば異なった
ものとなる。しかしながら、試料中の尿素の濃度と転化
される尿素の割合との間には線形の関数関係がある０本
発明は、この線形の関数関係を利用して、試料中の尿素
濃度の正確な測定値を提供する。
転化される尿素の割合は、尿素濃度が異なれば異なった
ものとなる。しかしながら、試料中の尿素の濃度と転化
される尿素の割合との間には線形の関数関係がある０本
発明は、この線形の関数関係を利用して、試料中の尿素
濃度の正確な測定値を提供する。
本発明の別の局面に拠れば、アンモニウム・イオン感応
電極と、それに近接した工ないし５０ミクロン（好まし
くは４ないし１０ミクロン）の厚さの尿素分解酵素層と
を含む尿素センサが提供される。この尿素分解酵素層は
、細孔の大きさが０．１ないし１０ミクロン（好ましく
は０．８ないし２ミクロン）の重合体（例えばポリエス
テル等）のメンブレンと、この重合体メンブレン上に固
定された尿素分解酵素とを含ん１いる。好ましくは、尿
素分解酵素は、このメンブレンの液体試料と接触する側
の面にではなく、アンモニウム・イオン電極のある側の
メンブレンの面に固定するのが良い、このセンサは耐久
性があり、ばらつきのない測定値を提供し、また応答時
間も良好である。細孔の大きさが限られた寸法とされて
いるため、大きな干渉物質が通過することはできず、し
かもこのメンブレンを通過する尿素の通過量が調節され
ている。更にこの好適実施例においては、尿素分解酵素
がメンプランの液体試料接触面に設けられていないため
に、液体試料の無関係な大寸法の成分によってこの酵素
が汚染されることが防止されている。
電極と、それに近接した工ないし５０ミクロン（好まし
くは４ないし１０ミクロン）の厚さの尿素分解酵素層と
を含む尿素センサが提供される。この尿素分解酵素層は
、細孔の大きさが０．１ないし１０ミクロン（好ましく
は０．８ないし２ミクロン）の重合体（例えばポリエス
テル等）のメンブレンと、この重合体メンブレン上に固
定された尿素分解酵素とを含ん１いる。好ましくは、尿
素分解酵素は、このメンブレンの液体試料と接触する側
の面にではなく、アンモニウム・イオン電極のある側の
メンブレンの面に固定するのが良い、このセンサは耐久
性があり、ばらつきのない測定値を提供し、また応答時
間も良好である。細孔の大きさが限られた寸法とされて
いるため、大きな干渉物質が通過することはできず、し
かもこのメンブレンを通過する尿素の通過量が調節され
ている。更にこの好適実施例においては、尿素分解酵素
がメンプランの液体試料接触面に設けられていないため
に、液体試料の無関係な大寸法の成分によってこの酵素
が汚染されることが防止されている。
本発明の七の他の特徴並びに利点は、以下の本発明の好
適実施例の説明によって明らかとなろう。
適実施例の説明によって明らかとなろう。
（実施例）
図面に関し、尿素センサ１０は、流れ室１ｚ、電極体１
４、及び尿素分解酵素メンブレン・キャップ１６を含ん
でいる。
４、及び尿素分解酵素メンブレン・キャップ１６を含ん
でいる。
流れ室１２は適当な液体不浸透性の材質（例えばポリス
チレン、ポリメタクリレート等）で製作されており、液
体流入口１８、チャンバ２０．並びに液体流出口２２を
有している。
チレン、ポリメタクリレート等）で製作されており、液
体流入口１８、チャンバ２０．並びに液体流出口２２を
有している。
電極体１４（外径寸法の例は０．３３インチ、内径寸法
の例は０．２１インチ、高さ寸法の例は１．４１インチ
である）は、アンモニウム中イオン感応電極２８（例え
ば標準的なノナクチン拳ベースのアンモニウム・イオン
選択性メンブレン電極等）を含んでいる。電極体１４は
更に、適当な基準溶液を充填したチャンバ３ｏと、内部
基準電極（例えばＡｇ／ＡｇＣ１のワイヤ等）３２と、
シリコーン製の栓とを含んでいる。電極体１４の壁部は
適当な材料（例えばＰｖｃ等）で製作すれば良い。
の例は０．２１インチ、高さ寸法の例は１．４１インチ
である）は、アンモニウム中イオン感応電極２８（例え
ば標準的なノナクチン拳ベースのアンモニウム・イオン
選択性メンブレン電極等）を含んでいる。電極体１４は
更に、適当な基準溶液を充填したチャンバ３ｏと、内部
基準電極（例えばＡｇ／ＡｇＣ１のワイヤ等）３２と、
シリコーン製の栓とを含んでいる。電極体１４の壁部は
適当な材料（例えばＰｖｃ等）で製作すれば良い。
尿素分解酵素メンブレン・キャップ１６（例えばデルリ
ン製である）は、電極体１４の試料接触端に被せられて
おり、このキャップ１６は尿素分解酵素層２４を含んで
いる。この尿素分解酵素層２４は、厚さが４ないし１０
ミクロン（より好ましくは５ミクロン）で、細孔の大き
さが０．１ないし１０ミクロン（より好ましくは０．８
ないし２．０ミクロン、最も好ましくは０．８ミクロン
）のポリエステル製メンブレンから構成されている。尿
素分解酵素はこのメンブレンの内面２５にのみ、即ち電
極２８のある側の面にのみ固定されている。尿素分解酵
素はこのポリエステル製メンブレン上に例えばグルタル
アルデヒド架橋法等の一般的な方法で固定されている。
ン製である）は、電極体１４の試料接触端に被せられて
おり、このキャップ１６は尿素分解酵素層２４を含んで
いる。この尿素分解酵素層２４は、厚さが４ないし１０
ミクロン（より好ましくは５ミクロン）で、細孔の大き
さが０．１ないし１０ミクロン（より好ましくは０．８
ないし２．０ミクロン、最も好ましくは０．８ミクロン
）のポリエステル製メンブレンから構成されている。尿
素分解酵素はこのメンブレンの内面２５にのみ、即ち電
極２８のある側の面にのみ固定されている。尿素分解酵
素はこのポリエステル製メンブレン上に例えばグルタル
アルデヒド架橋法等の一般的な方法で固定されている。
尿素分解酵素を内面２５のみに固定した結果、尿素それ
自体のように小さな分子だけが拡散により細孔を通過す
ることが回旋となっているため、この酵素が大量の試料
溶液に直接露出されることが防止されている。従って、
赤血球やタンパク質等の大きな物質は尿素分解酵素に接
触することを阻止されており、それによって尿素分解酵
素層の機能寿命が長くなっている。
自体のように小さな分子だけが拡散により細孔を通過す
ることが回旋となっているため、この酵素が大量の試料
溶液に直接露出されることが防止されている。従って、
赤血球やタンパク質等の大きな物質は尿素分解酵素に接
触することを阻止されており、それによって尿素分解酵
素層の機能寿命が長くなっている。
ポリエステル製メンブレンの厚さが上に述べたようにな
っている結果、このセンサの応答時間が短縮されている
。更には、厚さがそのようになっているために、このセ
ンサの洗浄時間も良好なものとなっている。
っている結果、このセンサの応答時間が短縮されている
。更には、厚さがそのようになっているために、このセ
ンサの洗浄時間も良好なものとなっている。
細孔の大きさが上に述べたように限られているため、大
きな物質はこのメンブレンを容易に通過することができ
ないようになっていることに加えて、このメンブレンを
通過して尿素分解酵素と接触する尿素のその通過量が調
節されている。これは酵素が尿素で飽和することを防止
するのに役立ち、またそれによって、ばらつきのないセ
ンサ応答が得られる。
きな物質はこのメンブレンを容易に通過することができ
ないようになっていることに加えて、このメンブレンを
通過して尿素分解酵素と接触する尿素のその通過量が調
節されている。これは酵素が尿素で飽和することを防止
するのに役立ち、またそれによって、ばらつきのないセ
ンサ応答が得られる。
リード線３６がこのセンサを増幅器に接続しており、こ
の増幅器は更にコンピュータ４ｏに接続されている。コ
ンピュータ４０は例えば。
の増幅器は更にコンピュータ４ｏに接続されている。コ
ンピュータ４０は例えば。
８０８０Ａ−ＣＰＵ型マイクロプロセッサを含んでいる
インテル社の５ＢＧ−８０／ＩＯＢ型コンピユータ等で
ある。このコンピュータ４０に備えられているデータ出
力ポート４２は、データを操作者が読取れる形で出力す
る。このコンピュータ４０には更に、標準的な外部基準
電極３８が接続されている。
インテル社の５ＢＧ−８０／ＩＯＢ型コンピユータ等で
ある。このコンピュータ４０に備えられているデータ出
力ポート４２は、データを操作者が読取れる形で出力す
る。このコンピュータ４０には更に、標準的な外部基準
電極３８が接続されている。
使用法について説明すると、液体試料（例えば血清や全
血などの希釈されていない臨床試料等）が液体流入口１
８を通ってチャンバ２ｏへ流入する。この液体試料中の
尿素は尿素分解酵素層２４の中の尿素分解酵素と接触し
、そしてその尿素の−ｓ ｂ＜アンモニアに転化され、
このアンモニアは溶液中にアンモニウム・イオンを形成
する０発生したこのアンモニウム・イオンは電極２８に
接触して電気信号（即ち出力）を発生する。この信号は
リード線３６を介してコンピュータ４ｏへ送られ、また
、この信号は溶液中のアンモニウム會イオンの濃度に比
例しており、従って液体試料中の、アンモニアに転化さ
れた尿素の分量に比例している。マイクロプロセッサは
、これに関する諸計算を実行するようにプログラムされ
ており、その計算の結果は、出力ポート４２を介して読
取り回部な形で操作者へ伝達される。
血などの希釈されていない臨床試料等）が液体流入口１
８を通ってチャンバ２ｏへ流入する。この液体試料中の
尿素は尿素分解酵素層２４の中の尿素分解酵素と接触し
、そしてその尿素の−ｓ ｂ＜アンモニアに転化され、
このアンモニアは溶液中にアンモニウム・イオンを形成
する０発生したこのアンモニウム・イオンは電極２８に
接触して電気信号（即ち出力）を発生する。この信号は
リード線３６を介してコンピュータ４ｏへ送られ、また
、この信号は溶液中のアンモニウム會イオンの濃度に比
例しており、従って液体試料中の、アンモニアに転化さ
れた尿素の分量に比例している。マイクロプロセッサは
、これに関する諸計算を実行するようにプログラムされ
ており、その計算の結果は、出力ポート４２を介して読
取り回部な形で操作者へ伝達される。
仮に、いかなる尿素濃度においても、尿素分解酵素層２
４が同じ割合の分量の尿素をアンモニアに転化するもの
と仮定すれば（更に、しばらくの間はに゛及びＮａ・が
測定値に及ぼす影響も無視することにする）、未知の試
料の尿素濃度は以下のようにして求めることができるこ
とになる。即ち、先ず既知の尿素濃度を持つ２種類の標
準試料についてセンサ１０のミリボルト出力を測定し、
次にこのミリポルト出力をアンモニウム・イオン濃度に
関係付けるネルンストン勾配（Ｎｅｒｎｓｔｉａｎｓｌ
ｏｐｅ）を求め、被験試料のミリポルト出力を測定し、
そしてネルンストの式を用いてこの被験試料の尿素濃度
を算出することによって、尿素濃度を求めることができ
ることになる。しかしながら尿素分解酵素層２４による
尿素の転化率は、液体試料中の尿素濃度によって異なっ
ている。
４が同じ割合の分量の尿素をアンモニアに転化するもの
と仮定すれば（更に、しばらくの間はに゛及びＮａ・が
測定値に及ぼす影響も無視することにする）、未知の試
料の尿素濃度は以下のようにして求めることができるこ
とになる。即ち、先ず既知の尿素濃度を持つ２種類の標
準試料についてセンサ１０のミリボルト出力を測定し、
次にこのミリポルト出力をアンモニウム・イオン濃度に
関係付けるネルンストン勾配（Ｎｅｒｎｓｔｉａｎｓｌ
ｏｐｅ）を求め、被験試料のミリポルト出力を測定し、
そしてネルンストの式を用いてこの被験試料の尿素濃度
を算出することによって、尿素濃度を求めることができ
ることになる。しかしながら尿素分解酵素層２４による
尿素の転化率は、液体試料中の尿素濃度によって異なっ
ている。
所与の尿素分解酵素層に関しては、尿素濃度と転化率と
の間に線形の関数関係が存在する０本発明の方法は、こ
の関数関係を考慮に入れることによって、被験試料中の
尿素濃度の正確な測定値を得るというものである。
の間に線形の関数関係が存在する０本発明の方法は、こ
の関数関係を考慮に入れることによって、被験試料中の
尿素濃度の正確な測定値を得るというものである。
特に好適な方法においては、更に被験試料中のＫ・及び
Ｎａｏに起因するアンモニウム・イオン感応電極２８か
らの出力も考慮に入れられる。
Ｎａｏに起因するアンモニウム・イオン感応電極２８か
らの出力も考慮に入れられる。
この特に好適な方法は、以下の４つのステップを含んで
いる。
いる。
（１）２種類の標準試料を使用してアンモニウムイオン
に関する尿素センサｌＯの校正を行なうステップ。
に関する尿素センサｌＯの校正を行なうステップ。
（２）２種類の尿素標準試料を使用して尿素に関する尿
素センサ１０の校正を行なうステップ。
素センサ１０の校正を行なうステップ。
（３）尿素濃度が異なることによる、特定の尿素分解酵
素層によって転化される試料中の尿素の分量の相違を考
慮した、尿素転化量修正勾配を求めるステップ。
素層によって転化される試料中の尿素の分量の相違を考
慮した、尿素転化量修正勾配を求めるステップ。
（０ステツプ（１） 、 （２）及び（３）を実行する
間に得られた情報を用いて被験試料中の尿素濃度の正確
な測定値を得るステップ。
間に得られた情報を用いて被験試料中の尿素濃度の正確
な測定値を得るステップ。
これらの４つのステップについて以下に更に詳しく説明
する。
する。
ステップ（１）においては、既知の濃度のＮＨ４°（Ｇ
Ａ、Ｃａ）、Ｋ”（Ｏｒ）、及びＮａｏ（ＣＮａ・）を
含有する２種類の標準試料（Ａ、Ｂ）を使用してセンサ
１０のアンモニウムに関するネルンストン勾配（Ｓ）が
求められる。アンモニウム・イオン電極２９のＨａ”に
対する感度（３５０： ｌ程度と見積もられる）とに゛
に対する感度（７：１程度と見積もられる）とは限られ
たものであるため、Ｈａ”標準試料及びに°標準試料は
不要である。標準試料ＡとＢとについて求められるミリ
ポルト出力は、一般的なネルンストの形式で（夫々、式
（１）と式（２）で）表わすことができる。
Ａ、Ｃａ）、Ｋ”（Ｏｒ）、及びＮａｏ（ＣＮａ・）を
含有する２種類の標準試料（Ａ、Ｂ）を使用してセンサ
１０のアンモニウムに関するネルンストン勾配（Ｓ）が
求められる。アンモニウム・イオン電極２９のＨａ”に
対する感度（３５０： ｌ程度と見積もられる）とに゛
に対する感度（７：１程度と見積もられる）とは限られ
たものであるため、Ｈａ”標準試料及びに°標準試料は
不要である。標準試料ＡとＢとについて求められるミリ
ポルト出力は、一般的なネルンストの形式で（夫々、式
（１）と式（２）で）表わすことができる。
式（２）から式（１）を減じることにより式（３）が得
この式（３）において、唯一の未知数は勾配Ｓであるが
、これはＥＡとＥｅ （標準試料について測定された
ミリボルト出力）並びに種々の濃度の値が既知であるた
め、容易に算出することができる。
この式（３）において、唯一の未知数は勾配Ｓであるが
、これはＥＡとＥｅ （標準試料について測定された
ミリボルト出力）並びに種々の濃度の値が既知であるた
め、容易に算出することができる。
ステップ（２）においては、尿素濃度（Ｃｃ、 Ｇｏ）
とナトリウム・イオン濃度（試料ＣではＣＮａ、試料り
ではＣＷａ・）とカリウム・イオン濃度（試料ＣではＣ
に、試料りではＣに・）とが既知となっている２種類の
標準試料（Ｃ，Ｄ）を用いて、尿素転化係数（ｒｅ及び
ｆｏ） −一これは特定の尿素濃度において実際にアン
モニウム・イオンに転化される部分（分量）の割合であ
るｍ−が算出される。標準試料ＣとＤとについて得られ
るミリボルト出力は、一般的なネルンストの形式で（夫
々、式（４）と式（５）で）表わすことができる。
とナトリウム・イオン濃度（試料ＣではＣＮａ、試料り
ではＣＷａ・）とカリウム・イオン濃度（試料ＣではＣ
に、試料りではＣに・）とが既知となっている２種類の
標準試料（Ｃ，Ｄ）を用いて、尿素転化係数（ｒｅ及び
ｆｏ） −一これは特定の尿素濃度において実際にアン
モニウム・イオンに転化される部分（分量）の割合であ
るｍ−が算出される。標準試料ＣとＤとについて得られ
るミリボルト出力は、一般的なネルンストの形式で（夫
々、式（４）と式（５）で）表わすことができる。
られる。
式（４）から式（１）を減じることにより式（６）が得
ちれる。
ちれる。
いずれも既知の量である。従って、夫々、式（６）と式
（７）とから、 ｆＣと ｆＤとを求めることができる
。
（７）とから、 ｆＣと ｆＤとを求めることができる
。
尿素濃度と所与の尿素分解酵素による尿素転化率との間
には線形の関数関係があるため、式（６）と式（７）で
得られる値は、一般的なｙ ｘ ｍｘ ＋ ｂの形で（
夫々、式（８）と式（９）とで）表わすことができる。
には線形の関数関係があるため、式（６）と式（７）で
得られる値は、一般的なｙ ｘ ｍｘ ＋ ｂの形で（
夫々、式（８）と式（９）とで）表わすことができる。
式（５）から式（２）を減じることにより式（７）が得
ちれる。
ちれる。
ｌｏｇ Ｃｃ ｆｃ ＝ ｍ ｌｏｇ Ｃｃ＋ ｂ
（８）ｌｏｇ Ｇｏ ｔｏ −ｍ ｌｏｇ
ＧＤ＋ ｂ （９）ＥＡ、ＥＣ及びＥｏ ：
Ｃｃ及びＣｏ ； ＣＮａ・、ＣＨａ’及びｃＮａ
： ｃＫ−１Ｃに゛及びＣＫ；それにＳ は、ステッ
プ（３）においては、尿素転化係数正のためのこれらの
勾配ｍと定数すとが、式（８）と式（９）をそれらの値
について解くことによって、求められる。
（８）ｌｏｇ Ｇｏ ｔｏ −ｍ ｌｏｇ
ＧＤ＋ ｂ （９）ＥＡ、ＥＣ及びＥｏ ：
Ｃｃ及びＣｏ ； ＣＮａ・、ＣＨａ’及びｃＮａ
： ｃＫ−１Ｃに゛及びＣＫ；それにＳ は、ステッ
プ（３）においては、尿素転化係数正のためのこれらの
勾配ｍと定数すとが、式（８）と式（９）をそれらの値
について解くことによって、求められる。
ステップ（０においては、被験試料（Ｘ）の中の尿素濃
度の正確な測定値が求められる。先ず最初に被験試料の
Ｎａ・とＫ・の濃度（ＣＮａｘ、 ＣＫＸ ）が、標準
カリウム・センサと標準ナトリウムφセンサを使用して
測定される０次に、この被験試料のＣＸｆＸの値（ここ
で、 ＣＸは被験試料の尿素濃度、 ｆｘはその濃
度に該当する尿素転化係数である）が、式（０から一般
的なネルンストの式（ｌＯ）を減じて式（１１）を導き
、更にＥＸ （この被験試料によるミリボルト出力）
、 ！ｃ％Ｓ、 Ｃｃ、 ｆｃ、 ＣＮａＸ、ｃｇｘ
、 ＣｊＨ＆及びＣにの既知の値を代入することによっ
て求められる。
度の正確な測定値が求められる。先ず最初に被験試料の
Ｎａ・とＫ・の濃度（ＣＮａｘ、 ＣＫＸ ）が、標準
カリウム・センサと標準ナトリウムφセンサを使用して
測定される０次に、この被験試料のＣＸｆＸの値（ここ
で、 ＣＸは被験試料の尿素濃度、 ｆｘはその濃
度に該当する尿素転化係数である）が、式（０から一般
的なネルンストの式（ｌＯ）を減じて式（１１）を導き
、更にＥＸ （この被験試料によるミリボルト出力）
、 ！ｃ％Ｓ、 Ｃｃ、 ｆｃ、 ＣＮａＸ、ｃｇｘ
、 ＣｊＨ＆及びＣにの既知の値を代入することによっ
て求められる。
最後に、この試料の尿素濃度ａＸが、式（Ｘ２）を用い
て（この尿素分解酵素層についてのｍとｂとはステップ
（３）で既に求められている）求められる。
て（この尿素分解酵素層についてのｍとｂとはステップ
（３）で既に求められている）求められる。
ｌｏｇ Ｇｘｆｘ ｗｍ ｍ ｌｏｇ
（ｌｘ ＋ｂ
（１２）本出願の目的に鑑みて説明を加えておくと、Ｅ
Ｘは、尿素濃度が異なることによって生じるアンモニウ
ム・イオンに転化される尿素の割合の相違に対処するた
めの調節を加えていない、尿素濃度に関連した出力であ
る。 ｃｘｒｘを求めるステップと、それに続いて式
（１２）を用いてＯＸを求めるステップとは、この出力
に対して濃度によるこの相違に対処するための調整を加
え、それによって尿素の正確な測定値を得るための、好
適な手甲である。
（ｌｘ ＋ｂ
（１２）本出願の目的に鑑みて説明を加えておくと、Ｅ
Ｘは、尿素濃度が異なることによって生じるアンモニウ
ム・イオンに転化される尿素の割合の相違に対処するた
めの調節を加えていない、尿素濃度に関連した出力であ
る。 ｃｘｒｘを求めるステップと、それに続いて式
（１２）を用いてＯＸを求めるステップとは、この出力
に対して濃度によるこの相違に対処するための調整を加
え、それによって尿素の正確な測定値を得るための、好
適な手甲である。
他の被験試料の尿素濃度を測定するためには、センサ１
０を用いて単にステップ（０を反復するだけで良い。
０を用いて単にステップ（０を反復するだけで良い。
以上の計算を８０８ＯＡ−ＣＰＵ型マイクロプロセッサ
で実行するための、アセンブリ言語で書かれたプログラ
ムを以下の表に示す。
で実行するための、アセンブリ言語で書かれたプログラ
ムを以下の表に示す。
；Ｓ３（＊
踵■１聞Ａ
ニー七別鰭を算１１ｊするための数学的処理その１）
ＡＡ（’３１
ＲＣｌ、Ｎ
「口憫
ＡＡ＞
ＩＮＭ
澗１に
Ｎｌ’Ｊ］に
（ＸＪ？ＱＡ
Ｂｌにに八
ＭＡα）ＲＲＲ１１１１
ＡＬＣＲ
口１追Ａ
８１皿１
；Ｎａ濃度値を読み込む
：Ｎａ修正係数Ｔ−割る除算を行う
；Ｋａの寄与分を減にる
一将来の３１算に備えて格納する
（ａｔ＞＝Ｏであればげに置かれ、
■に置かれる。
くｒ訂〉−１であ幻４ば
；■ｍを算…−４゛るための数学的処理の第２スデツゾ
ＭＢＩＪ蒲創 ＰＩＪＢＬＩＣ ＭＢＵＳＩ４Ａ ＡＡα 積ＷＮ ＩＮＸ ＩＶＮ 鴇Ｎ ＡＡｔ″３Ｉ Ｃ１１ 順ルに 円ＬＳＩ ）ＩＵＬＭ 態浦 Ｃ１ｊＣ ＩＶＩＩ ＡＣＩＩＩ ｉｄ ［ＸＲｃＡ Ｂ［Ｊ吋 Ａ、ＭＶＢＬＩ 乳ＯＰ罰 α務払 （ＪＬ（３１ Ｎ１ｉＣＡＲＤ ＢＵＭｔＬ ＲＯ Ｎ）ＩＣ’Ｎ八部 口へ誘 １冨訊 Ｂｌ匪 ［Ｒｒｆｆｉ ＡＬＣＲ １Ｒ鵡 １ｇり丹 ＰＵＢＩ、ＩＣ ＩＣ 剛弼９θ ： ｙａＶノサンプノ１直を読み込む ；ＦＪ印Ｊ−Ｅ＋ｉＢＵ ；Ｎ１４勾配で割る除算を行う 一指数をとる １、１０ ； ＳＴＩ’ｌ−Ａ転化率値を読み込む；汀−Ａ定数を
乗じる ；Ｓ司−Ａ定数を加える 一乗算を行う １．２０ ＡＣＩＩ ｆＸｌｌ ＦＰＭ ９頂 ＡＬＣＲ ８１紹ｕ 、Ｂｌの現在計算値を読み込む・・１
０ ； ｐｏｓ、ならばエラー表示しない、、
Ｃａ１ｅ ｅｒｒｏｙ ：エラ・−表示するＩＦＩ
Ｉ旧］ 、、２０ ＬＡＮ則 ＣＡＬα ；負数の対数はとらない ：自然対数をとる ＳＴｌ？ｊｌ 罷用東 ＩＮＢＵ ；将来の計算に備えて格納する ；に濃度値を読み込む ；に修正（ｆｔ数で割る除算を行う 、、ｃａｌｅ ｅｖｒ［１Ｆ ；エラーを出して負数の対数が要求、’；Ｊｔ、ｔ−こ
とを；表示する ；Ｋ（７）寄与分を減じる ）［ＶＩ ＣＡＩ、Ｌ ＲＲ丁 Ｖ山Ｐ肛 ８１四冊砿 ＲｘｃＲ 、ＢＵＮを算出ｊるための数学的処理の最終スデ７ゾＰ
ｕｔ日１．ＩＣ ＭＢｕｓ）ｌｅ ＭＢＩＪ蒲Ｃ Ｐに℃ ＡＡ開 ＲＣＩ、Ｉｌｌ ＩＮＩ ＤＩ〜１（ ＸＰＮ ＰＩ、Ｓ％ 口ＩＶＮ ＩＶＭ Ｓ賀舅 ［Ｎ ＰＬ蒲 ＢＣＤ圓 ＣＸ ＭＩＮ’Ｎ ＣＡ１．口 ＢＩＮＢＩＪ 、ＢＩＪ）ｌの現在計算値を読み
込むＮＨＣＩＮＴ ； インタセプト計算値を減
じる乳ＰＮＨＣ；Ｍｌ（ｓ勾配で割る除算を行うＣＡＬ
床 ：指数をどる Ｂ［ＩＡＤロ ＲＯ ＢＩＪＤＩＶ Ｒ１１ｌ ＢＵＯＦＴ） ；８ＯＮ１１オフセット値で除す
ＢＩＮ１３Ｕ ；将来の計算に備えて格納するＮ
ＱＩＩＮＵＬ ＲＯ，ＦＳＥＴ ； ：ｌｉ−／しさ
れたらｍＱ％を：を乗じる ｍＲＯ，ｍ ；ラウンド・オフ係数を加；える 島Ｉｆｆ 、デイスプレィ用に変換するＡＣＣＡ ＥＺＢｔＪ ； Ｅ−Ｚｅｙｏのレンジをチエ
ツクす；る １、１０ １．２０ ．６３０ ８．４０ ＩＦＰに ６．１Ｏ ＣＨＳＮＤＡＣＣＡ ＩＮＸ ＩＦＮＩη講 量に Ｆ２乳８０ Ｒ１１１１； Ｅ−ＺＥＲＯのドリフトを
チエツク；する ６、２０ Ｂ聞Ｅ沈Ｒ； ドリフトが有れば工引＝−リ１／；−チ
ンをコールする ＡｃＨ ＣＬＭ 踵ＩＮＭ ＩＦＮＦ（頂 蒲舅 θＧ恒Δ ＢＩＮＢ［Ｉ ；濃度値を読み込むＢｔＪ）ＩＡ
ＸＲＯ、アウト餡オブ０レンジｅエラ；−が無いかをチ
エツクする 。、３０ 、、ＢｔＪ’Ｎ ＴＯＯＩ（ＩＧＨ ＡＡ（頂 ＲＣＩ、Ｍ ＷＩＮ）Ｉ ＩＦｒ’Ｎ 蒲に ＫＲＧＡ ＢＩＮＢＩＪ ＢＩＪＭ Ｉ Ｎ閣 ６．４０ 、、ＢｔｌＮ直ｔ、ＯＷ ニアウドｅオブφレンジ・
；エラーが有ればエラー〇 一ルーチンをコールする １１ｌＥＮ開 、、ＢＵｌｌｌ−ＥＺＤＲ、Ｅ−π朗ドリフトのエラー
・コード；を置くためのサブルーチン ＭＶＩ Ｂ、ＥＲＥＺＩＩＵ ＣＡＬＬ ＥＲＭＧＲ ＥＴ 、、ＢＵＮ ＴＯＯＨＩ口 ＭＶＩ ＡＬＬ ＥＴ 、、ＢＵＮ ＴＯＯＬＯＷ ＭＶＩ ＡＬＬ ＥＴ ；オーバー・レンジのエラー・コー ： ドを置くためのサブルーチン Ｂ、腑ＢＩＪＲＨ ＥＲＮ［？Ｒ ；アンタ一番レンジのエラー・コー ； ドを置くためのサブルーチン Ｂ、 ＥＲＢＵＲＬ ＥＲＭ（ｍ ＥＮＤＰＲＯＣ
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乗じる ；Ｓ司−Ａ定数を加える 一乗算を行う １．２０ ＡＣＩＩ ｆＸｌｌ ＦＰＭ ９頂 ＡＬＣＲ ８１紹ｕ 、Ｂｌの現在計算値を読み込む・・１
０ ； ｐｏｓ、ならばエラー表示しない、、
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Ｉ旧］ 、、２０ ＬＡＮ則 ＣＡＬα ；負数の対数はとらない ：自然対数をとる ＳＴｌ？ｊｌ 罷用東 ＩＮＢＵ ；将来の計算に備えて格納する ；に濃度値を読み込む ；に修正（ｆｔ数で割る除算を行う 、、ｃａｌｅ ｅｖｒ［１Ｆ ；エラーを出して負数の対数が要求、’；Ｊｔ、ｔ−こ
とを；表示する ；Ｋ（７）寄与分を減じる ）［ＶＩ ＣＡＩ、Ｌ ＲＲ丁 Ｖ山Ｐ肛 ８１四冊砿 ＲｘｃＲ 、ＢＵＮを算出ｊるための数学的処理の最終スデ７ゾＰ
ｕｔ日１．ＩＣ ＭＢｕｓ）ｌｅ ＭＢＩＪ蒲Ｃ Ｐに℃ ＡＡ開 ＲＣＩ、Ｉｌｌ ＩＮＩ ＤＩ〜１（ ＸＰＮ ＰＩ、Ｓ％ 口ＩＶＮ ＩＶＭ Ｓ賀舅 ［Ｎ ＰＬ蒲 ＢＣＤ圓 ＣＸ ＭＩＮ’Ｎ ＣＡ１．口 ＢＩＮＢＩＪ 、ＢＩＪ）ｌの現在計算値を読み
込むＮＨＣＩＮＴ ； インタセプト計算値を減
じる乳ＰＮＨＣ；Ｍｌ（ｓ勾配で割る除算を行うＣＡＬ
床 ：指数をどる Ｂ［ＩＡＤロ ＲＯ ＢＩＪＤＩＶ Ｒ１１ｌ ＢＵＯＦＴ） ；８ＯＮ１１オフセット値で除す
ＢＩＮ１３Ｕ ；将来の計算に備えて格納するＮ
ＱＩＩＮＵＬ ＲＯ，ＦＳＥＴ ； ：ｌｉ−／しさ
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ツクす；る １、１０ １．２０ ．６３０ ８．４０ ＩＦＰに ６．１Ｏ ＣＨＳＮＤＡＣＣＡ ＩＮＸ ＩＦＮＩη講 量に Ｆ２乳８０ Ｒ１１１１； Ｅ−ＺＥＲＯのドリフトを
チエツク；する ６、２０ Ｂ聞Ｅ沈Ｒ； ドリフトが有れば工引＝−リ１／；−チ
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；エラーが有ればエラー〇 一ルーチンをコールする １１ｌＥＮ開 、、ＢＵｌｌｌ−ＥＺＤＲ、Ｅ−π朗ドリフトのエラー
・コード；を置くためのサブルーチン ＭＶＩ Ｂ、ＥＲＥＺＩＩＵ ＣＡＬＬ ＥＲＭＧＲ ＥＴ 、、ＢＵＮ ＴＯＯＨＩ口 ＭＶＩ ＡＬＬ ＥＴ 、、ＢＵＮ ＴＯＯＬＯＷ ＭＶＩ ＡＬＬ ＥＴ ；オーバー・レンジのエラー・コー ： ドを置くためのサブルーチン Ｂ、腑ＢＩＪＲＨ ＥＲＮ［？Ｒ ；アンタ一番レンジのエラー・コー ； ドを置くためのサブルーチン Ｂ、 ＥＲＢＵＲＬ ＥＲＭ（ｍ ＥＮＤＰＲＯＣ
添付図面は、本発明に係る尿素分析装置の断面図である
。 尚、図中、 １０・・・尿素センサ、 １２・・・流れ室、 １４・・・電極体、 １６・・・尿素分解酵素メンブレン・キャップ、２４・
・・尿素分解酵素層、 ２５…メンブレンの内面、 ２８・・・アンモニウム・イオン感応電極、３２・・・
内部基準電極、 ３６・・・リード線、 ３８・・・外部基準電極、 ４０・・・コンピュータ、 ４２・・・データ出力ポート。
。 尚、図中、 １０・・・尿素センサ、 １２・・・流れ室、 １４・・・電極体、 １６・・・尿素分解酵素メンブレン・キャップ、２４・
・・尿素分解酵素層、 ２５…メンブレンの内面、 ２８・・・アンモニウム・イオン感応電極、３２・・・
内部基準電極、 ３６・・・リード線、 ３８・・・外部基準電極、 ４０・・・コンピュータ、 ４２・・・データ出力ポート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アンモニウム・イオンに応じた出力を発生するよう
に構成された電極と組み合わされた尿素分解酵素を含む
尿素センサを用いて液体試料中の尿素の濃度を測定する
ための方法であって、前記センサを前記液体試料に接触
させ、それによって前記液体試料中の尿素の少なくとも
一部分が前記尿素分解酵素によりアンモニウム・イオン
に転化されるようにするステップであって、前記アンモ
ニウム・イオンは前記電極と接触することによって出力
を発生し、該出力は前記尿素濃度に関連した出力ではあ
るが尿素濃度が異なることによる前記尿素分解酵素によ
りアンモニウム、イオンに転化される尿素の割合の相違
に対処するための調節は加えられていない出力である、
ステップ前記出力に対し、尿素濃度が異なることによる
前記尿素分解酵素によりアンモニア・イオンに転化され
る尿素の割合の相違に対処するための調節を加えるステ
ップと、 を含むことを特徴とする方法。 ２、尿素濃度が異なることによるアンモニウム・イオン
に転化される試料中の尿素の分量の相違を考慮した尿素
転化量修正勾配を求めることと、前記出力を該勾配に従
って調節することとを更に含むことを特徴とする請求項
１記載の方法。 ３、前記液体試料が臨床試料から成ることを特徴とする
前記請求項のいずれか記載の方法。 ４、前記臨床試料が血清であることを特徴とする請求項
３記載の方法。 ５、前記臨床試料が全血であることを特徴とする請求項
３記載の方法。 ６、前記全血が希釈されていない全血であることを特徴
とする請求項５記載の方法。 ７、前記出力に対し前記液体試料中のカリウム・イオン
に対処するための調節を加えることを特徴とする前記請
求項のいずれか記載の方法。 ８、前記液体試料のカリウム・イオン濃度値を求めるこ
とと、該カリウム・イオン濃度値を用いて前記出力に対
し前記液体試料中のカリウム、イオンに対処するための
調節を加えることとを特徴とする請求項７記載の方法。 ９、前記出力に対し前記液体試料中のナトリウム、イオ
ンに対処するための調節を加えることを特徴とする前記
請求項のいずれか記載の方法。 １０、前記液体試料のナトリウム・イオン濃度値を求め
ることと、該ナトリウム・イオン濃度値を用いて前記出
力に対し前記液体試料中のナトリウム・イオンに対処す
るための調節を加えることとを特徴とする請求項９記載
の方法。 １１、液体試料の尿素濃度を測定するための分析装置で
あって、 液体試料中の尿素の少なくとも一部分をアンモニウム・
イオンに転化する尿素分解酵素層と、該尿素分解酵素層
に組み合わされた前記アンモニウム・イオンに応じた出
力を発生するように構成されている電極とを含む尿素セ
ンサと、 前記出力を受取り且つ該出力に対しアンモニウム・イオ
ン濃度が異なることによる前記尿素分解酵素によりアン
モニウム・イオンに転化される尿素の割合の相違に対処
するための調節を加えることによって、前記尿素濃度の
測定値を提供するように構成されたマイクロプロセッサ
と、 を含む分析装置。 １２、前記測定値を前記分析装置の操作者に提供するた
めのデータ出力ポートが前記マイクロプイロセッサに接
続されていることを特徴とする請求項１１記載の分析装
置。 １３、前記プロセッサが、尿素濃度が異なることによる
アンモニウム・イオンに転化される試料中の尿素の分量
の相違を考慮した転化量修正勾配を求めるように構成さ
れていることを特徴とする請求項１２記載の分析装置。 １４、液体試料中の尿素の濃度を測定するためのセンサ
であって、 アンモニウム・イオン感応電極と、 厚さが１ないし５０ミクロンの尿素分解酵素層であって
、前記液体試料と接触することによって該液体試料中の
尿素が該尿素分解酵素層の中へ移動できるようにしてい
る第１面と前記アンモニウム・イオン感応電極に隣接す
る第２面とを有し、細孔の大きさが０．１ないし１０ミ
クロンの重合体メンブレンから成り、尿素分解酵素が該
重合体メンブレン上に固定されている、尿素分解酵素層
と、 を含むセンサ。 １５、前記重合体メンブレンがポリエステルからなるこ
とを特徴とする請求項１４記載のセンサ。 １６、前記尿素分解酵素層が４ないし１０ミクロンの厚
さであることを特徴とする請求項１４または１５記載の
センサ。 １７、前記重合体メンブレンの細孔の大きさが０．８な
いし２．０ミクロンであることを特徴とする請求項１４
から１６までのいずれか記載のセンサ。 １８、前記尿素分解酵素が前記重合体メンブレンの前記
第２面上に固定されており前記第１面には固定されてい
ないことを特徴とする請求項１４から１７までのいずれ
か記載のセンサ。
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| US22405588A | 1988-07-25 | 1988-07-25 | |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112754A true JPH02112754A (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=26918387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192457A Pending JPH02112754A (ja) | 1988-07-25 | 1989-07-25 | 液体試料中の尿素濃度を測定するための方法及び装置 |
Country Status (4)
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|---|---|
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| JP (1) | JPH02112754A (ja) |
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- 1989-07-25 JP JP1192457A patent/JPH02112754A/ja active Pending
Also Published As
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|---|---|
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