JPH0377049A - 生化学分析方法における点着異常判定方法 - Google Patents

生化学分析方法における点着異常判定方法

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JPH0377049A
JPH0377049A JP1214463A JP21446389A JPH0377049A JP H0377049 A JPH0377049 A JP H0377049A JP 1214463 A JP1214463 A JP 1214463A JP 21446389 A JP21446389 A JP 21446389A JP H0377049 A JPH0377049 A JP H0377049A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、試料液中の特定成分を化学的に分析する生化
学分析装置、特に詳細には試料液と呈色反応する試薬を
含む化学分析スライドやテストフィルム等の検査体を用
い、呈色反応したそれらの光学濃度を測定するようにし
た生化学分析方法において、上記検査体への試料液の点
着に異常が有ったか否かを判定する方法に関するもので
ある。
(従来の技術) 試料液の中の特定の化学成分を定性的もしくは定量的に
分析することが、様々な分野において広く行なわれてい
る。特に血液や尿等、生物体液中の化学成分または有形
成分を定量分析することは、臨床生化学分野において極
めて重要である。
近年、試料液の小滴を点着供給するだけでこの試料液中
に含まれている特定の化学成分または有形成分の物質濃
度を測定できるドライタイプの化学分析スライドが開発
され(特公昭53−21877号特開昭55−1843
58号等)実用化されている。これらの化学分析スライ
ドを用いると、従来の湿式分析法に比べてより簡単かつ
迅速に試料液を分析できるので、この化学分析スライド
は、数多くの試料液を分析する必要のある医療機関、研
究所等において特に好適に利用されつつある。
このような化学分析スライドを用いて試料液中の特定成
分の物質濃度を求めるには、試料液を化学分析スライド
に計量点着させた後、これをインキュベータ(恒温機)
内で所定時間恒温保持(インキュベーション)して呈色
反応(色素生成反応)させ、次いで試料液中の成分と化
学分析スライドの試薬層に含まれる試薬との組合わせに
より予め選定された波長を含む測定光をこの化学分析ス
ライドに照射して、その反射光量を測定し、その測光値
に基づいて検査体の光学濃度を求める。
また自動的かつ連続的に試料液の分析を行なうため、上
記スライドの代りに試薬を含有させた長尺テープ状のテ
ストフィルムを収容しておき、このテストフィルムを順
次引き出して試料液の点着、インキュベーション、測定
を行なう装置も提案されている(例えば米国特許第3.
52[i、480号明細書参照)。
上述の化学分析スライドやテストフィルム等を検査体と
して用いる生化学分析装置においては一般に、点着ピペ
ットを用いて試料液を検査体に点着するようにしている
。この点着ピペットは、容器に収容された試料液の中に
進入して、エア吸引により該液の少量を吸収保持し、次
いで検査体の上方に移動して、吸収保持している試料液
を所定量滴下させるものである。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上述の点着ピペットが誤作動したり、容器中
の試料液量が不足していると、検査体に対して試料液が
全く点着されなかったり、あるいは点着されても量が所
定量に満たない、という事態が起こりつる。
化学分析スライド等を利用する従来の生化学分析装置に
おいては、このような点着異常が有ったか否かを正確に
判定することは行なわれていなかった。したがって、特
性成分の定量分析結果が疑わしいはとに低い値となって
も、その結果が本当に正しいのか、あるいは点着異常の
ために低いのかを判断することは不可能であった。
そこで本発明は、上記点着異常の有無を正確に判定する
ことができる方法を提供することを目的とするものであ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明の生化学分析方法における点着異常判定方法は、
前述したようI、:化学分析スライド等の検査体に試料
液を点着して恒温保持し、呈色反応した該検査体の部分
の光学濃度を測定する生化学分析方法において、 上記光学濃度を時間経過にともなって複数回測定し、 この光学濃度の最大値と最小値との差を求め、この差と
予め定めたしきい値とを比較し、該差がこのしきい値を
下回る場合は、試料液の点着が異常であると判定するこ
とを特徴とするものである。
(作  用) 一般に呈色反応による検査体の光学濃度は、点着後の時
間経過にともなって次第に増大し、またその増大の程度
は、分析対象である特定成分の総量が多いほど大である
。したがって、光学濃度の最大値と最小値との差が適当
なしきい値を下回っている場合は、試料液の点着量が不
足している、あるいは試料液が全く点着されていないと
判定できることになる。
(実 施 例) 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
第2図は本発明の方法を実施する生化学分析装置の一例
を示す斜視図である。本体lOの内部にはインキュベー
タ、スライド搬送手段、スライド挿入手段等が配されて
おり、それらはカバー11によって覆われている。この
生化学分析装置の外部には、測定データ等の表示を行な
うデイスプレィ部13、この表示されたデータがプリン
トアウトされたシート12Aを送り出す送出口12、こ
の表示等の操作のための操作キー14が設けられている
。さらに、右側のスライド特機部15には未使用の化学
分析スライドを保持するスライドガイド15aが形成さ
れており、このスライドガイド1.5aに未使用の化学
分析スライドが通常複数枚重ねて保持される。
なお、このスライドガイド15aに化学分析スライドを
複数枚重ねて収納保持したカートリッジを取り付けるよ
うにしてもよい。このスライド特機部15の奥側には、
化学分析スライドの試薬層上に所定の試料液を点着する
ための点着手段20が配設されている。点着手段20は
、前方に突出し後端を中心に上下に回動する点着アーム
21と、点着アーム21の前端から下方に延びた点着ピ
ペット22と、点着アーム21の上下動および点着ピペ
ット22への試料液の吸引・点着を行なわせるための操
作ボタン23とからなる。この点着手段20により点着
を行なうときには操作ボタン23を操作することにより
、点着アーム21を上方へ回動させて点着ピペット22
を持ち上げ、容器に入れた試料液中に点着ピペット22
の先端を進入させて、点着ピペット22内に所定量の試
料液を吸引させ、次いで点着アーム2tを再び下方へ回
動させて、点着ピペット22からその下方に位置する化
学分析スライドの試薬層上へ所定量の試料液を点着する
第3図は、第2図に示す生化学分析装置の主要部をカバ
ーを取り外して示すものであり、第4図は第3図のI−
I線に沿った部分の断面図である。
以下、両図を参照してこの生化学分析装置の内部構造に
ついて説明する。
生化学分析装置の内部には、上記点着手段20により試
料液が点着供給された化学分析スライド1を恒温保持す
るインキュベータ30と、この恒温保持された化学分析
スライド1の呈色度合(光学反射濃度)を測定する測定
手段40とが配され、さらに、化学分析スライド1をス
ライド特機部(5からインキュベータ30の各収納室3
3内まで搬送するスライド搬送系を有している。このス
ライド搬送系については、後に第6図を参照して詳述す
る。なお、上記手段に加えて、バッテリー16、制御回
路用プリント配線板17、測定手段40用の光源18a
および磁気ディスクドライブ機構18b等が配されてい
るが、これらの詳細説明は省略する。また、以後の説明
においては、矢印Fで示す方向を前方、矢印Rで示す方
向を後方、第3図における右方および左方をそれぞれ右
方および左方と称する。
インキュベータ30は、左右方向に延びる状態とされ、
その内部には複数の収納室33.33.・・・33が左
右方向に並んで形成されている。これらの収納室33.
33.・・・33はそれぞれ入口開口および出口開口を
有し、入口開口は収納室33の後方に左右に並んで形成
され、出口開口は収納室33の前方に左右に並んで形成
されている。化学分析スライド1は人口開口から収納室
33内に挿入され、出口開口から排出されるように構成
されており、出口開口から排出された化学分析スライド
1はインキュベータ30の前方側に設置された廃却箱8
0内に廃却される。
また、収納室33は化学分析スライド1が!i置される
下部部材32と、この下部部材32に載置された化学分
析スライド1を上から押さえる上部部材31とを有し、
両部材31.32によって化学分析スライド1が恒温保
持される。
上記の下部部材32はその下方に、収納室33内に収納
された化学分析スライド1の反射光学濃度を測定するた
めの測定ヘッド41を受容して左右方向に延びる長溝3
2b1および測定ヘッド41により上記反射光学濃度を
測定するための開口32cを有している。
上記測定ヘッド41は、これを保持する保持台42に連
結されたワイヤ44が駆動モータ45により牽弓される
ことにより、ガイドロッド43a、43bにガイドされ
て上記長溝82b内を左右に移動し、収納室33内に収
納された各化学分析スライド1の反射光学濃度を測定す
る。以下、第7図を参照して、この測定ヘッド41を詳
しく説明する。測定ヘッド41には、光ファイバ89の
一端が固定されている。この光ファイバ89の他端は、
光源18aに対向する位置に固定されている。光源18
aが発した光92aはコリメータレンズ96によって平
行光化され、フィルタ板90を介して集光レンズ97に
通され、該集光レンズ97によって集光された上で光フ
ァイバ89の他端に照射される。フィルタ板90は第8
図に示すように、−例として7つの干渉フィルタ90a
、90b。
90c、90d、90e、90f、90gが取り付けら
れたものであり、パルスモータ91によって回転される
ことにより、上記干渉フィルタ90a〜90gのうちの
1つを上記光92aの光路に選択的に配置する。各干渉
フィルタ90a〜90gは、化学分析スライド1の試薬
と試料液との組合せに応じた固有の波長の光を透過させ
る。
干渉フィルタ90a〜90gのうちの1つに通されて所
定の波長とされた測定光92は、上述のようにして光フ
アイバ89内に入射せしめられ、測定ヘッド41内にお
いて、光ファイバ89の一端から出射する。この測定光
92は集光レンズ98によって集光された上で、化学分
析スライド1に照射される。このとき化学分析スライド
1で反射した反射光92Rは、集光レンズ99によって
集光されて光検出器94に受光され、その光量が該光検
出器94によって検出される。この光量を示す光検出器
94の出力Qは測光回路95に入力され、そこで増幅、
ディジタル化等の処理を受け、反射光量データとして出
力される。
またこの測定ヘッド41は、濃度基準板である白板2a
と黒板2bの下方にも移動し、較正のためにこれらの濃
度基準板2a、2bからの反射光量も測定する。さらに
この測定ヘッド41は、供給台19の下方にも移動し、
スライド特機部15の化学分析スライド1が後述する供
給レバー52により移送される途中で、該化学分析スラ
イド1の反射光学濃度(カブリ)を測定する。なお、ス
ライド特機部15から供給台t9までのスライド移送経
路の下方にバーコードリーダ25が備えられており、化
学分析スライド1がそこを通過する際、化学分析スライ
ド1のマウントに記載された試薬の種類、ロット番号等
を表わすバーコードが読み取られる。
第5図は、インキュベータ30の内部を恒温保持するた
めのヒータの配置を示した、インキュベータ30の正面
図である。以下、第3図、第4図およびこの第5図を参
照して、インキュベータ30のヒータの配置について説
明する。
インキュベータ30の下部部材32の溝32bを挾んで
下方に延びる部分(第4図参照)の、左右方向の両端部
付近に縦にヒータ82d、32e;32f、32gが配
されている。ヒータ82dのさらに左側には温度センサ
32hが配置されており、該温度センサ32hが常に一
定温度を示すように左側のヒータ32d、32eの電流
が制御される。ヒータ32fのさらに右側には温度セン
サ821が配置されており、該温度センサ321が常に
一定温度を示すように右側のヒータ32f、32gの電
流が制御される。
インキュベータ30の上部部材31には3つのヒータ3
1a、31b、3Lcが横に配されている。またヒータ
31aの左方には温度センサ31dが配置されている。
これらのヒータ31a、31b、31cはインキュベー
タ30を上方からほぼ均一に熱するためのものであり、
温度センサ31dが常に一定温度を示すようにこれらの
ヒータ31a、31b、31cに流れる電流が制御され
る。
次に第6図を参照して、スライド搬送系について説明す
る。前後方向に延びる2本のガイドロッド50には、そ
れに沿って移動自在にブロック51が保持されており、
このブロック51にはスライド供給レバー52が取り付
けられている。該ブロック51は、供給レバー駆動モー
タ53によって前後動する。
前述したスライド特機部15の後方には供給台19が配
され、そのさらに後方には、左右方向に移動するシャト
ル(左右移動台)54が位置するようになっている。こ
のシャトル54は保持台55の上部に固定されており、
該保持台55は2本のガイドロッド56に沿って移動自
在とされている。そしてこの保持台55にはエンドレス
状に張架されたワイヤ57(第4図参照)の一部が係止
され、このワイヤ57がシャトル駆動モータ58によっ
て移動されることにより、保持台55すなわちシャトル
54が左右方向に移動する。シャトル54の上方位置に
は、前後動自在に保持されたスライド挿入バー59が保
持されている。またこのスライド挿入バー59は、イン
キュベータ30の各収納室33の入口開口に対向する位
置に挿入爪60を有している。このスライド挿入バー5
9は、挿入バー駆動モータ61により、上記の方向に移
動される。
以下、上記構成のスライド搬送系の作動を説明する。ま
ずブロック51は第6図図示の位置、つまりスライド供
給レバー52がスライド特機部15の前方に位置する状
態とされる。この状態からレバー駆動モータ53が作動
し、ブロック51が後方側に移動されると、スライド特
機部15上において例えばカートリッジに収納して重ね
られている化学分析スライド1の最下位のものが、スラ
イド供給レバー52に押されて供給台19上に移載され
る。供給台19には開口19aが設けられており、この
開口19aを通して前記測定ヘッド41により、化学分
析スライド1のカブリ濃度が測定される。
その後化学分析スライド1には前記点着ピペット22に
より、所定量の試料液が点着される。次いでスライド供
給レバー52がさらに後方に移動されることにより、化
学分析スライド1はシャトル54上に移載される。化学
分析スライド1がこの位置まで送られると、レバー駆動
モータ53が逆転され、ブロック51は第6図図示の位
置に戻される。なおこうしてブロック51が原位置に戻
る際、スライド供給レバー52がスライド特機部15上
のスライド1を動かすことがないように、スライド供給
レバー52は先端が後方を向く方向には揺動自在とされ
ている。
上記のようにしてシャトル54上に化学分析スライド1
が移載されると、シャトル駆動モータ58が作動し、シ
ャトル54は所定の収納室33に対向する位置まで移動
される。そして次に挿入バー駆動モータ61が作動し、
スライド挿入バー59が第6図図示の位置から前方側に
所定距離移動される。それによりシャトル54上の化学
分析スライド1が、スライド挿入バー59の挿入爪60
によって前方に押され、前記入口開口を通って収納室3
3内に収められる。なおこのとき収納室33内に光学濃
度測定済みのスライド1゛が有れば、そのスライド1は
新たに挿入されるスライド1に押されて、廃却箱80中
に落とされる。
以上のようにして収納室33内に収納された化学分析ス
ライド1は、前述のようにして恒温保持され、試料液と
反応して呈色した部分の光学濃度が測定ヘッド41によ
り測定される。
なお本実施例では、一連の生化学分析において最後に各
収納室33に収められた化学分析スライド1を廃却でき
るように、シャトル54上でスライド1の左右側端をガ
イドする部材の一方は、スライド廃却レバーとしても作
用するように構成されている。すなわちこのスライド廃
却レバー62は内側に当接突起B3を備えた上で、シャ
トル54上で前後方向に移動自在とされ、図示しない付
勢手段により後方側に付勢されている。そして上記最後
の化学分析スライド1を廃却する際、シャトル54はこ
のスライド廃却レバーB2が収納室83の中央部分に対
向する位置で停止される。この状態でスライド挿入バー
59が前述のように前方に移動すると、その挿入爪60
が上記当接突起63に当接してスライド廃却レバー62
を押す。それにより該レバー62は上記付勢の力に抗し
て前方に移動し、収納室33内のスライド1を廃却箱8
0中に落とし込む。
第1図は、第3.4図に示す制御部66によって制御さ
れる物質濃度りの測定処理の流れを示している。以下こ
の第1図を参照して、1つの項目に関する測定処理につ
いて詳しく説明する。なお第1図においては、先に詳し
く説明したスライド1の搬送の制御については省略しで
ある。
ステップP1で処理がスタートすると、まずステップP
2において、測定順序を示す番号iが「1」に設定され
、次にステップP3において、前記点着ピペット22に
よる試料液点着がなされる。
次にステップP4において、前記測定ヘッド41による
反射光量の測定が行なわれる。このとき測光回路95が
出力したスライド1、基準白板2aおよび基準黒板2b
についての反射光量測定データSSWおよびBは演算部
65に入力される。次にステップP5において、演算部
65により上記の測定データS%W、Bから、スライド
1の反射光学濃度ODが演算される。この演算は下記の
式 ただし W:基準白板2aの測光データB:基準黒板2
bの   〃 Sニスライド1の   /l ODw:濃度基準機による白板2aのOD値ODb:濃
度基準機による黒板2bのOD値によりなされる。こう
して求められた光学濃度値OD、は、演算部65の内部
メモリに記憶される(ステップP6)。
次にステップP7において、測定項目毎に固有の所定の
分析時間T(例えば5〜6分)が経過したか否かが判定
される。当初は勿論法分析時間Tが経過していないので
、処理の流れはステップP4に戻る。この際、測定順序
を示す番号iが「1」から「2」に1つ繰り上げられる
。以上のようにして1つのスライド1について、反射光
学濃度の測定が、例えば10〜15秒おきに5〜6分間
行なわれる。こうして反射光学濃度ODの測定が何回か
(nとする)行なわれると、分析時間Tが経過するので
、処理の流れはステップP7からステップP9に移り、
反射光学濃度ODの測定はそこで打ち切られる。
次にステップP9において、演算部65は上記メモリに
記憶していた光学濃度値ODI 、OD2、OD、・・
・ODnを読み出し、次にステップP1.0においてそ
れらの最大値0DO1axと最小値ODa+inとの差
Sを求める。次いで演算部65はステップP11におい
て、上記の差Sと、予め定められた所定のしきい値Th
との大小を比較する。このときもしS≧Thであれば試
料液点着正常とみな1され、処理の流れはステップPI
2の物質濃度りの演算に移る。一方、S<Thであれば
試料液点着異常とみなされ、処理の流れはステップP1
4の異常表示および記録に移る。
ここで第9図を参照して、上記点着異常の判定の根拠を
説明する。この第9図は一例として、人体血液のグルコ
ース濃度を測定した場合の、反月・1光学濃度値ODの
変化の様子を示している。この場合の生化学分析装置の
グルコース濃度測定保証範囲はlO〜f300mg/d
lであるが、その範囲において光学濃度値ODは時間経
過にともなって単調増加する。また上記範囲から外れた
グルコース濃度1mg/diの場合でも、光学濃度値O
Dは単調増加の傾向を示し、その最大値ODmaxと最
小値0Diinとの差Sは0,1近くに達する。
それに対して試料液未点着の場合の測定例を2つ(■お
よび■)示すが、その場合光学濃度値ODは単調増加の
傾向を示さず、はとんど一定である。したがってそれら
の場合の光学濃度値ODの変化は、測定バラツキによる
ものとなり、その最大値0D11axと最小値0DIl
inとの差Sは、■の例では0.0003、■の例では
0.0007となっている。
以上のことを考慮すると、このグルコース濃度測定の場
合、前記第1図のステップpHにおいてしきい値Thを
例えば0.001等と設定すれば、S<Thで点着異常
(朱点着) 、5aThで点着正常と判定できることに
なる。
上述のようにして点着正常と判定したとき演算部65は
、前述のようにして求められた複数の反射光学濃度OD
、〜ODnの値から、例えば前記分析時間を経過した時
点の光学濃度値を求め、その光学濃度値から所定の検量
線に基づいて、分析対象の特定成分の物質濃度りを求め
る。
演算部65は、こうして求めた物質濃度りの値を示す信
号を制御部6Bに送る。制御部B6はステップP13に
おいて、この信号が示す物質濃度値をデイスプレィ部1
3において表示させ、また図示しないプリンタにおいて
記録シート12Aに記録させて、送出口12(第2図参
照)から排出させる。
一方演算部65が点着異常と判定したとき、制御部8B
は点着異常である旨をデイスプレィ部13において表示
させ、あるいは記録シート12Aに記録させる。この表
示あるいは記録は、例えば直接的に「テンチャフ イジ
ョウ」と出力したり、あるいは「測定値−xxxxx、
、1と出力することによってなされる。こうして正常な
物質濃度allJ定値、あるいは点着異常の旨が表示ま
たは記録されて、物質濃度測定処理が終了する(ステッ
プP(5)。
以上、試料液点着がなされたか否かを判定するようにし
た実施例について説明したが、本発明によれば、前記し
きい値Thの設定次第で、試料液点着はなされたがその
量が所定量に満たなかったことを判定することも可能で
ある。つまり第9図に示した例で説明すれば、点着正常
でグルコース濃度が保証範囲内最低値の10mg/di
であるとき、反射濃度最大値ODmaxと最小値0Dl
inとの差Sは、6分間でほぼ0.35となる。この差
Sが0.35よりも著しく小さい場合は、先にグルコー
ス濃度が1mg/diの例を挙げたように、実際にグル
コース濃度が低くてその通りに正しく測定された可能性
も有るが、一方、点着量が所定量に満たなかったという
可能性も否定できない。そこで、測定保証範囲がlO〜
800mg/diであることを考慮し、誤まっているか
も知れない10mg/di未満の値をあえて測定値とし
て出力するよりは信頼性を重視して、例えばしきい値T
hを0.2等に設定して、S<Thならば点着異常と判
定するようにしてもよい。
さらに本発明は、先に述べたようなテストフィルムを用
いる生化学分析方法においても適用可能である。
(発明の効果) 以上詳細に説明した通り、本発明による生化学分析方法
における点着異常判定方法においては、時間経過にとも
なって検査体の光学濃度を複数回測定し、その最大値と
最小値との差を所定のしきい値と比較することにより、
試料液の点着異常が有ったか否かを正確に判定可能とな
る。したがって本方法によれば、従来と比べて生化学分
析方法の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法による点着異常の有無判定を含む
物質濃度測定処理の流れを示すフローチャート、 第2図は、本発明の方法を実施する生化学分析装置の一
例を示す斜視図、 第3図は、第2図に示す生化学分析装置の主要部をカバ
ーを取り外して示す平面図、 第4図は、第3図の1−1線に沿った部分の断面形状を
示す断面図、 第5図は、ヒータの配置を示した、インキュベータの正
面図、 第6図は、上記生化学分析装置のスライド搬送系を示す
斜視図、 第7図は、上記生化学分析装置の測定ヘッドとその周囲
部分を示す概略正面図、 第8図は、上記測定ヘッドのフィルタ板を示す平面図、 第9図は、本発明に係わる検査体の光学濃度の変化の様
子を示すグラフである。 1・・・化学分析スライド 2a・・・基準白板2b 
 ・・・基準黒板    15・・・スライド特機部1
5a・・・スライドガイド 18a・・・光  源20
・・・点着手段     22・・・点着ピペット25
・・・バーコードリーダ 30・・・インキュベータ3
1・・・上部部材 31a、3Lb、31c、32d、32e、32f’、
82g −ヒータ31d、32h、321・・・温度セ
ンサ32・・・下部部材     33・・・収納室4
0・・・測定手段     41・・・測定ヘッド42
・・・保持台      52・・・スライド供給レバ
ー53・・・供給レバー駆動モータ 54・・・シャト
ル58・・・シャトル駆動モータ 59・・・スライド挿入バー 61・・・挿入バー駆動モータ 66・・・制御部 90a 、 90b 、 90c 、 90d s・・
・干渉フィルタ 60・・・挿入爪 65・・・演算部 90・・・フィルタ板 90e 、 901’ 、 90g 第 1 図 第 7 図 第 図 0今間 (分)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 試料液中の特定成分と化学反応する試薬を含む検査体に
    試料液を点着し、該検査体を恒温保持しつつその光学濃
    度を測定して、試料液中の特定成分の物質濃度を求める
    生化学分析方法において、前記光学濃度を時間経過にと
    もなって複数回測定し、 この光学濃度の最大値と最小値との差を求め、この差と
    予め定めたしきい値とを比較し、該差がこのしきい値を
    下回る場合は、試料液の点着が異常であると判定するこ
    とを特徴とする生化学分析方法における点着異常判定方
    法。
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