JPH0375823B2 - - Google Patents

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JPH0375823B2
JPH0375823B2 JP57087044A JP8704482A JPH0375823B2 JP H0375823 B2 JPH0375823 B2 JP H0375823B2 JP 57087044 A JP57087044 A JP 57087044A JP 8704482 A JP8704482 A JP 8704482A JP H0375823 B2 JPH0375823 B2 JP H0375823B2
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JP
Japan
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measuring section
electrolyte
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section
measuring
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JP57087044A
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JPS58202865A (ja
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Yoshuki Fujita
Tsuneyuki Suzuki
Hiromichi Kobata
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49Blood
    • G01N33/492Determining multiple analytes

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、血液等の体液中に含まれる化学成
分、特に尿素窒素、クレアチニン(CRE)及び
グルコース(GLU)等の非電解質およびNa+
K+、Cl-等の電解質を1つの分析計によつて測定
できる様にした多項目分析計に関するものであ
る。
臨床検査の有用性については最近益々喧騒され
るところであり、例えば人工腎による透析療法を
受ける患者では、血液を検体とし、血中尿素窒素
(BUN)、CRE、GLU、Na+、K+、Cl-などの臨
床検査を行なうことは極めて重要なこととされて
いる。従来これら多項目の分析は用手法に基づい
てなされていたが、最近多項目自動分析機器の開
発が進み、既に幾つかは商品化されている。しか
し商品化されたものは、装置自体が高価であるだ
けでなく、試薬或は溶液状酵素を利用するもので
あるからランニングコストが高くつくという欠点
があつた。又人工腎による透析療法中のモニタリ
ングやベツドサイド乃至採血直後の測定を行なう
場合、全血測定を必要とするが、全血測定では従
来の比色法が利用できないので、固定化酵素ビー
ズをカラムに充填して測定することもある。しか
しこの方式では全血の為に目詰りを起こし易いと
いう難点が指摘される。
本発明はこの様な事情に着目してなされたもの
であつて、全血を被検液としても測定が可能で、
しかもBUN、CRE、GLU等の非電解質、Na+
K+、Cl-等の電解質の多項目についていずれも低
ランニングコストで且つすみやかに測定できる様
な分析計を提供しようとするものである。
すなわち本発明は体液を治ンプルとし、少なく
とも1種の非電解質および少なくとも1種の電解
質を測定する多項目分析計であつて、制御部、測
定部および計測演算部からなる多項目分析計にお
いて、測定部を非電解質系および電解質系の2系
列とし、非電解質の測定部には固定化酵素膜、電
極およびセルを配設し、電解質の測定部にはイオ
ン選択電極およびセルを配設し、非電解質系およ
び電極質系の各測定部が複数の場合には直列に配
置し、パイプラインで連結してなることを特徴と
する多項目分析計である。
本発明は、上記の様なBUN、CRE、GLU等の
非電解質の測定部を個別に形成すると共に、夫々
の測定部には固定化酵素膜、電極およびセルを配
設し、これらをラインパイプによつて直列的に連
結し、Na+、K+、Cl-等の電解質の測定部を個別
に形成すると共に、夫々の測定部にはイオン選択
電極およびセルを配設し、これらをラインパイプ
によつて直列的に連結し、非電解質系および電解
質の2系列とする点に要旨が存在する。
尚、固定化酵素膜としては、特開昭52−55691
号公報や同54−102193号公報等に記載されたもの
が利用できる。
次に非電解質として、BUN、CREおよびGLU
を測定し、電解質としてNa+、K+および必要に
よりCl-を測定する多項目分析計について詳述す
る。
尿素窒素を酵素学的に測定するには、通常ウレ
アーゼが用いられ、分解生成物であるアンモニア
を測定するが、本発明においては、ウレアーゼを
適当なフイルム又はシートに担持させてなる固定
化酵素膜を利用してウレアーゼと基質の反応を行
なわせる様な構成を採用する。即ち酵素は固体状
で保持されるので、失活することがない限り継続
して使うことができるという利点があり、基質が
上記の固定化酵素膜に接触すると該基質に特異な
酵素反応が生起し種々の分解生成物が発生する。
この分解生成物は、物理化学的手法、化学的手法
及び生化学的手法から選ばれる任意の方法で測定
すればよいが、ウレアーゼによるBUNの分解産
物であるアンモニアについては、ウレアーゼの固
定化酵素膜を装着したアンモニア電極を利用する
方法又は生成したアンモニウムイオンの量を導電
率で測る方法が推奨される。アンモニア電極は所
謂アンモニウム電極法における酵素電極の一部で
あり、イオン電極の表面を覆つた酵素薄膜に、静
止状態又は流動状態で基質が接触し、生成したイ
オンの濃度を測定して基質(この場合BUN)の
濃度を求める。静止状態で接触させ、例えば0.5
秒毎に10秒間ずつ測定することを数回繰り返し、
最小2乗法に基づいて直線回帰の係数を演算して
濃度を求める方法はレート法と称され、他方流動
状態で接触させて酵素反応を行なわせその結果を
連続的に測定して濃度を求める方法はフロースル
ー法と称されるが、これら手法のいずれを採用す
るかは本発明を実施する者の自由である。尚アン
モニア電極による測定において、PH11以上のアル
カリ性条件を形成するとアンモニアの大部分は気
体状となり、該電極のガス透過膜を通過し易くな
るが、高PH条件下ではウレアーゼの失活を招く恐
れが強いので若干アルカリ側に寄つた程度の条件
で測定を行なうのが良い。
CREの測定に当つては、酵素としてクレアチ
ニンアミドヒドロラーゼを用い、生成したクレア
チンを今度はクレアチンアミジノヒドロラーゼの
作用によつてザルコシンと尿素に分解し、更にザ
ルコシンをザルコシンオキシダーゼによつてグリ
シン、ホルムアルデヒド及び過酸化水素に分解す
る。そしてこの過酸化水素を、アンペロメトリー
型の過酸化水素電極によつて測定する。
体液中の真のCREを測定するに当つて、クレ
アチンアミジノヒドロラーゼおよびザルコシンオ
キシダーゼを用いて、体液中のクレアチンを同様
にして測定し、体液中CREから生成したクレア
チンおよび体液中に存在していたクレアチンの総
量から後者を差し引くことによつて求める。体液
中のクレアチンの測定はCREの測定系と並行し
た補償系で行なうことが好ましい。尚これらの分
解過程において生成する尿素がBUN測定段階の
サンプル中に混入していると、BUNの測定値が
高めに現われることになり、測定精度が低下す
る。従つて本発明の様に直列方式のパイプライン
を組んで測定を行なう場合には、BUNの測定を
先に済ませ、その後でOREの測定を行なう様に
配列することが推奨される。
GLUの測定に当つては、酵素としてグルコー
スオキシダーゼを用い、生成したグルコン酸と過
酸化水素のうち後者に注目し、CREの場合と同
様過酸化水素電極を用いて測定する。尚GLUは、
元来BUNやOREに比べてかなり多く含まれてい
るものであるから、これらの測定を通じてサンプ
ルの希釈が進み、或は不純物特に過酸化水素の混
入があつても特に重大な不都合とは考えられな
い。従つて最終段階で測定を行なう様な組入れ方
をしても差しつかえは無い。尚過酸化水素につい
てはORE測定時の値を差し引いて補正すること
もできる。Na+、K+、および必要によりCl-を測
定するに当つては各々のイオンを電流として測定
するイオン選択電極を用いる。
次に本発明の代表例に従つて分析装置の構成及
び作用効果を説明する。
第1,2図は本発明で用いるサンプル定量化6
方弁V1及びV2及びV3の作動説明図を示す。図
中、Bは非電解質測定系、Cは非電解質補償系、
Dは電解質測定系、Aはサンプル注入系を示す。
第1図は洗浄工程のサンプリングバルブの流路で
ある。第3図は装置全体の概念図、第4図は測定
のタイムスケジユールを示す説明図である。第4
図では全部スローフロー方式の場合、全測定項目
を、同時に測定し、各項目のピーク値を検出し、
各項目或は全項目の出力が、それぞれの検出器に
定められた濃度まで低下した事を検知して、次の
測定に移ることを示す。
尚第3図において6方弁V1に接続される上側
のラインL1は非電解質の測定ライン、中段のラ
インL2は非電解質の補償ライン、下側のライン
L3は電解質の測定ラインを示す。補償ラインを
設けた理由は次の通りである。即ち血中には微量
ながらもNH4 +が存在しており、BUNの測定に
おけるアンモニアの定量に際して上記のNH4 +
一緒に検知されてしまう。従つて補償ラインL2
においてNH4 +のみを測定し、測定ラインL1にお
ける測定値からこの値を差し引いて正しいBUN
を求める。又血中には無視し得ない量のクレアチ
ンが存在するので、CREの測定に当つては、こ
の混入クレアチンも一緒に検知され、CREの測
定値が高めに現われる。そこで補償ラインL2
おいてクレアチンのみを測定し、測定ラインL1
における測定値からこの値を差し引いて正しい
CREを求める。尚GLUについては上記の様な補
正を必要とする不純混在物が無いので、補償ライ
ンL2において特別の測定をする必要はない。
<洗浄工程> 第2図に従つて洗浄液、好ましくは緩衝液が矢
印A′1に沿う様に導入され、6方弁V1,V2,V3
を夫々→の順に流れさせ、矢印A′2に沿つて
放出させておく。尚この流れはポンプP3の吸入
によつて行なう。他方ポンプP1,P2を作動させ
て貯留槽9内の緩衝液を吸入し、第2図の矢印
B′1→B′2及びC′1→C′2及びD′1→D′2に沿つて流し

第2図の矢印B′1→B′2及びC′1→C′2及びD′1→D′2
に沿つて流れ、分析計の測定ラインL1及び補償
ラインL2及び測定ラインL3内に緩衝液を通して
おく。尚6方弁V1及びV2及びV3内における緩衝
液の流れは→→→である。
<サンプルの注入> 洗浄が十分に行なわれると、ポンプP3を停止
すると共に6方弁V1,V2,V3を第1図の様に切
り換える。ポンプP1,P2,P4は引続き作動させ
ており、緩衝液は6方弁を通つてB1→B2及びC1
→C2及びD1→D2に流しておく。そして矢印A1
沿つてサンプルの注入を開始し、サンプルは各6
方弁を→→→の順に流す。サンプルは血
液であるからその先端がホトセンサーPs位置に
到達した段階でホトセンサーPsによつて険知さ
れる。この段階で回路→→→内はサンプ
ルで充満されたことになり、一定量のサンプルが
定量保持される。尚血液以外の体液を対象とする
時はホトセンサーを省略し、ポンプP1,P2,P4
をパルスモータとし、パルスを検出しながら一定
数に到達したことをもつてサンプルの到達を推定
しても良い。尚以下述べるホトセンサーについて
も全て同様に考えることができる。
<測定開始> 6方弁V1,V2,V3を切り換えて再び第2図の
状態に戻し、矢印B′1及びC′1及びD′1に沿つて導
入されている緩衝液により上記定量サンプルを矢
印B′2及びC′2及びD′2方向に追い出すと共にポン
プP3を停止する。ポンプP3の停止は、ホトセン
サーPsによる検知と同様に行なつてもよいが、
適当なタイマーを利用し、検知後一定時間を置い
てから停止させる方法であれば、回路→→
→内の緩衝液をサンプルによつて完全に放出し
且つ置換する為の時間的余裕が得られるので、測
定精度の安定化という点で極めて好都合である。
<ミキシング> 以後の具体的測定を行なうに当つては、サンプ
ルと緩衝液を完全に混合して好適PH等を整えてお
く必要があり、ミキキシングコイルM1,M2
M3に送られる。尚第3図の鎖線領域内は温度調
整域であり、温度指示調整器TICによつて酵素反
応に好適な温度を保持する様に調整されている。
従つてミキシングコイルM1,M2,M3内のサン
プルは緩衝液による希釈を受けると同時に一定温
度迄昇温される。尚ポンプP1,P2,P3は一点鎖
線で示す様に運動されており、測定ラインL1
び補償ラインL2及び測定ラインL3を流れるサン
プルの流速は、マイクロコンピユーターMC及び
駆動インターフエースMIによつて同一の且つ任
意の速度が与えられる様に調整される。
<BUNの測定> ミキシングコイルを出たサンプルと緩衝液の混
合物(以下被験液という)の先端がホトセンサー
Ps1及びPs2によつて検知されると、ポンプP1
及びP2が制御され、BUN測定にとつて最適の被
験液速度(通常1ml/min前後)に調整される。
即ちフロースルー方式によるBUN値の測定が電
極1で行なわれ、又NH4 +の測定が電極4で行な
われ、それらの結果が、アナログ・デジタル・コ
ンバーターシステム(以下ADCシステム)7に
インプツトされ、演算によつて正しいBUN値が
与えられる。そしてBUNの最大値に対して90%
以下の値が再出現した段階をBUN測定の終了点
と判断する。尚BUNの応答速度は一般に遅いの
で、90%以下の値が出る前に次記のホトセンサー
Ps3,Ps4によつてBUN測定の終了を判断する
こともできる。
<CREの測定> 続いて被験液の先端がホトセンサーPs3及び
Ps4を検知する。そして被験液の流れ状態BUN
測定電極1における応答性等から推定される最高
濃度部分がCRE測定電極2及びクレアチン測定
電極5に到達するタイミングを見計つてポンプ
P1及びP2を停止する。ここではレート法を採用
し、例えば0.5秒毎に10秒間ずつCRE濃度を測定
し、最小2乗法に従つて直線回帰の係数を演算す
る。尚クレアチンの測定を電極5で行ない、
ADCシステム7に投入して正しいCRE測定値を
求めることはBUNの場合と同じである。
<GLUの測定> CREの測定が完了すると、ポンプP1,P2を作
動させ、GLUの測定にとつて好適な流速(通常
1.6ml/min前後)によつて被験液を流し、ホト
センサーPs5によつてその先端を検知する。尚
ホトセンサーPs6及び電極6は補償ラインL2
流路条件を測定ラインL1にそれに合わせる為の
ものであり、GLUの測定に当つては特別の機能
を発揮させる必要がなく、他の手段に変更しても
よい。GLU測定電極3で測定された値はADCシ
ステム7に投入され、GLU値として表示される。
尚GLU測定の終了点は、BUNの場合と同じく最
大値の90%が再出現した時点とする。
<電解質の測定> ガラス電極7,8,9(Na+、K+、Cl-)を用
いて、測定する。
測定方式はBUNと同様に行うことが出来る。
ホトセンサーPs9によつて、被験液の先端を検
知することにより、最適の被験液速度に調整さ
れ、ADCシステムにより演算され、3つの出力
が各個の最大値の90%が再出現した時点のAND
(積)をもつて測定の終了と判断する。Cl-を測定
しない場合は電極9を省略してもよい。
<洗浄再開> GLUの測定が終了すると6方弁V1,V2,V3
切り換えて第1図の状態とし、流速を高めて緩衝
液を測定ラインL1及び補償ラインL2及び測定ラ
インL3に送り込み被験液を放出する。被験液の
存在がなくなつたことはホトセンサーPs7及び
Ps8及びPs12で検知し、洗浄工程の終了を判
断する。他方ポンプP3も再作動させ、6方弁V1
V2,V3内を洗浄し、次回のサンプル注入に備え
る。
以上の測定例ではBUNとGLUをフロースル一
方式とし、CREをレート法としたが、勿論これ
らを種々組み合わせて実施することも可能であ
る。例えば多項目の全てをレート法で測定する場
合には、全ホトセンサーPs1〜Ps12の検知が
一定レベル以上になつた段階でポンプP1,P2
P4を停止し、例えば0.5秒毎に10秒間ずつの測定
を行ない、最小2乗法による演算で夫々の係数を
求める。
本発明の装置は上記の如く構成されているから
BUN、CRE、GLU、Na+、K+および必要によ
りCl-の多項目が連続的又は同時に1つの装置内
で測定され、しかも非電解質の各測定部には固定
化酵素膜を用いているから、装置の取り扱いが容
易であると共に、ランニングコストの低減を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1,2図は定量化6方弁の作動説明図、第3
図は本発明装置の全体概念図、第4図は測定のタ
イムスケジユールを示す説明図である。 P……ポンプ、Ps……ホトセンサー、V……
サンプル定量化6方弁、L1……測定ライン、L2
……補償ライン、L3……測定ライン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 体液をサンプルとし、少なくとも1種の非電
    解質および少なくとも1種の電解質を測定する多
    項目分析計であつて、制御部、測定部および計測
    演算部からなる多項目分析計において、測定部を
    非電解質系および非電解質の補償系および電解質
    系の3系列とし、非電解質の測定部には固定化酵
    素膜、電極およびセルを配設し、電解質の測定部
    にはイオン選択電極およびセルを配設し、非電解
    質系および電解質系の各測定部が複数の場合には
    直列に配置し、パイプラインで連結してなるこ
    と、非電解質測定系が尿素窒素測定部N、クレア
    チニン測定部Cおよびグルコース測定部Gを有
    し、非電解質補償系が、前記Nに対応したアンモ
    ニアイオン測定部または電気伝導度測定部N′と
    前記Cに対応したクレアチン測定部C′を有し、か
    つ前記3系列が並列に配され、かつ前記3系列の
    各々のヘツド部には各々6方弁が配され、該6方
    弁はサンプル注入ラインと緩衝液(または洗浄
    液)注入ラインとを切りかえる機構と、各系列に
    個々の緩衝液を注入しうる機構とを有することを
    特徴とする多項目分析計。 2 特許請求の範囲第1項において、非電解質測
    定系が尿素窒素測定部、クレアチニン測定部及び
    グルコース測定部の順にならべた多項目分析計。 3 特許請求の範囲第1項において、電解質測定
    系がNa+測定部、K+測定部および必要によりCl-
    測定部からなる多項目分析計。 4 特許請求の範囲第1項において、非電解質の
    測定部はフロースルー方式による酵素電極で測定
    する様にした多項目分析計。 5 特許請求の範囲第1項において、ラインパイ
    プ内を流す被実験液の流速調整装置を配備したも
    のである多項目分析計。 6 特許請求の範囲第1項において、非電解質の
    測定部を結ぶパイプラインと平行に補償流路を形
    成し、尿素窒素の測定部に対応させて、アンモニ
    アイオン測定部或は、電気伝導測定部を設けると
    共に、クレアチニン測定部に対応させて、クレア
    チン測定部を設け、又、グルコース測定部には、
    流路圧損の平衡をとるために、ダミーを設け、各
    測定部の修正演算部を併設したものである多項目
    分析計。
JP57087044A 1982-05-21 1982-05-21 多項目分析計 Granted JPS58202865A (ja)

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JPS58202865A JPS58202865A (ja) 1983-11-26
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5663259A (en) * 1979-10-26 1981-05-29 Hitachi Ltd Measuring device for blood emergent test item
JPS6353502A (ja) * 1986-08-25 1988-03-07 Hitachi Cable Ltd 送電線鉄塔への光フアイバケ−ブル布設方法

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