JPH04121655A - 希釈倍率自動設定方法及びこれを用いた分析装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は希釈倍率自動設定方法及びこれを用いた分析
装置に関し、詳しくは最近医療分野の臨床化学等におい
て需要が拡大されてきた特に血液中の電解質分析に用い
られる例えば電解質分析装置で希釈性測定の迅速・高精
度な測定対象物質（電解質）濃度測定を目的とする希釈
倍率自動設定法とこれを用いた分析装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 上記のような臨床検査用の特に電解質分析装置は、１９
８９年にＰｉｏｄａらによってＫ　（カリウムイオン）
に選択的に応答するパリノマイシン（大環状化合物）と
いう抗生物質を応用したイオン選択性電極（Ｉｏｎ　５
ｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　；以後ＩＳＥ
と省略する）が開発されてから急速に進展したものであ
ることは周知のことである。その後、１９７２年にはテ
クニコン社（米）によってＮａ、Ｋ”電極を用いた希釈
法による電解質分析装置が製品化され、１９８１年以降
ＩＳＥを用いた電解質分析装置がこの分野において、従
来の炎光光度法、電量滴定法に代る勢いで大いに普及す
るようになり、今日に至っている。

さらに、上記のような大環状化合物以外でも特定のイオ
ンを識別できる化合物がいろいろつくられており、イオ
ンセンサとしての応用か可能となってきている。

なお、ＩＳＥを用いた電解質分析装置は古くからのポテ
ンシオメトリ−（電位分析法）と呼ばれる範驕に属する
分析法による分析装置であり、技術そのものは周知の原
理に基づくものであるので説明は省略する。

さて、例えば血岐中に存在する電解質、特に現在広く測
定対象物質としているＮａ”、Ｋ”Ｃｇ−などは比較的
狭い濃度範囲内にある。−例として、血清Ｎａ＋値が１
５０　ｍ　ｓｏｎ　／ｉｔ以上の場合に高Ｎａ血症、１
３５　ｓ　ｍａｉｌ　／ｉｔ以下の場合に低Ｎａ血症と
されており、健常値１３９〜１４７　ｍ　５ｏｉｌ／ｐ
との差が２〜３％程度という具合であるのでその測定精
度の向上と１ｌｐＪ定の迅速性が要求されている。

前述の希釈法はこの要請に応える技術として開発された
手法であり、少量の被検体で高精度な分析法としてこれ
までも広く用いられていて、特に臨床検査では血清、血
漿中の電解質分析には必須の分析技術となっている。こ
の場合、従来から例えば希釈法を用いた電解質分析装置
において、稀釈倍率は設定した倍率で一定として希釈被
検液中の＃１定対象物質の濃度を算出している。そして
、装置特育の因子によって生ずる希釈誤差についてその
補正を行うということはなされていなかった。

Ｃ発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の希釈法を用いた電解質分析法では、
測定液の希釈倍率は一定として濃度計算を行うから、た
とえ校正液を用いて検量線を作成し、これを用いて被検
液中の測定対象物質（電解質）を分析しても、希釈誤差
を補正していないから、少くともその誤差分だけは真値
よりずれた測定値を提供することになる。つまり、測定
対象物濃度の測定出力には希釈誤差も含まれているとい
う間層がある。

この発明は上述のような課題を解決するためになされた
もので、より高精度な分析方法として検量線作成時に希
釈倍率を算出して補正することのできる希釈倍率自動設
定方法及びそれを用いた分析装置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］ この発明に係る希釈倍率自動設定方法は、測定対象物質
と同一の化学物質の濃度の異なる２つの校正液のうちの
１つの校正液を上記の化学物質の所定の濃度を有する希
釈液で希釈した第１希釈校正液の検出出力（電極電位と
もいう）と希釈液の検出出力との検出出力差と、もう１
つの校正液を希釈した第２希釈校正液の検出出力と希釈
液の検出出力との検出出力差を測定し、これら２つの検
出出力差にもとづいて直線性の傾きを求めて検量線を作
成し、検量線作成時に希釈倍率を算出するものである。

また、この希釈倍率設定方法の検出出力の測定にはイオ
ン選択性電極を用いるのが好ましい。

さらに、この発明に係る希釈倍率自動設定方法を用いた
分析装置は今のべた希釈倍率自動設定方法の希釈倍率算
出が分析装置のデータ処理装置によって自動的に実施で
きるようにした分析装置である。また、この分析装置は
、検出出力の測定電極にイオン選択性電極を用いた電解
質分析装置２するものである。

［作用］ この発明においては、希釈分析法で、希釈液苓所定濃度
のｎｊ定対象物質が含まれているものとしさらに、同じ
物質の濃度の異なる２つの校正液を用いることを特徴と
するものであり、第１の希訃校正液と希釈液の検出出力
の差と、第２の希釈校正液と希釈液の検出出力の差とし
て測定した２つの検出出力差を用いて検量線を作成する
から、それぞれの検出出力差はいずれも次にのべる数式
で表わすことができる。

すなわち、ｃｏを希釈液濃度、Ｃ１を第１校正成製度、
Ｃ２を第２校正成製度、Ｂを希釈倍率、αを直線性の傾
きとすれば、それぞれ上記の検出出力差は次式によって
表わされる。まず、第１の希釈校正液と希釈液の検出出
力の検出出力差ΔＥ１は となり、第２の希釈校正液と希釈液の検出出力の検出出
力差ΔＥ２は となる。ΔＥ１゜ ΔＥ２は実測によって求められ、 が同時に成立するα、Ｂを演算することにより、αによ
って検量線の傾きを決定すれば、同時に希釈倍率Ｂが求
められる。

この希釈倍率を自動的に算出する手段は分析装置の処理
装置によって行われるから、濃度校正時に希釈倍率を求
めることにより、被検液の？ＩＦＪ定における希釈倍率
の補正ができる。

［実施例］ 第１図はこの発明による希釈倍率自動設定方法を適用す
るために使用した希釈方式の分析装置とそれに付属する
フロー系システムを示す模式構成図である。なお、フロ
ー系システムとは被検液（試料液）、希釈液、校正液な
どを測定セルに供給、交換又は排出するための諸液のフ
ローを示す系統である。また、第２図は分析装置の本体
が例えば電解質分析装置である場合の第１図のＡで示し
た部分を示す測定セルの模式断面図である。

まず、第１図、第２図によって各構成部材の機能構成を
説明する。Ａで示した部分は分析装置の本体を構成する
測定セル１であり、その中に所定量の測定液２を充填し
、この測定液２に浸漬する測定電極３及び参照電極４を
設置したものである測定電極３は測定対象物質の特定電
解質に選択的に感応するイオン選択性電極が用いられる
。そして、測定液２中に測定対象の電解質（例えばＮａ
　　）が存在すると、両電極間にこの電解質の濃度（量
）に応じた電極電位による電位差が発生するから、これ
を電位計５で測定しその信号を図示しないデータ処理装
置に転送する。また、■１定セル１には希釈液６がバル
ブＶＤを介して分注器ＢＫによって供給され、また、ロ
ーラポンプ７によってバルブＶＫを介して測定液２を排
出できるようになっている。一方、被検液として測定対
象物質を含有する例えば血清などの試料液はターンテー
ブル８にセットされた複数個の試料セル９の中に分取さ
れて、分注器ＢＳによってノズル１０のＹ方向上下動及
びＸ方向左右動によりノズル１０から測定セル１の中に
注入される。また、検量線作成用の第１校正液１１，３
２校正液１２はそれぞれ分注器ＢＲＩ　。

ＢＲ２及びバルブＶＲＩ　、　ＶＲ２によって別個に試
薬セル１３に注入されたのち、ノズル１０によって測定
セル１に所定量が注入されるようになっている。排出セ
ル１４は余分の分取液や洗浄液の排出などに用いられる
。洗浄液１５はずバルブｖｖと分注器ＢＷを使用して適
時ノズル用配管１６などのクリーニングに使用される。

上記のようなフロー系システムを備えてこの発明を利用
できる分析装置には第１図に示したＡの部分の測定セル
１を例えば電解質分析装置とする電極法による希釈方式
電解質分析装置がある。

以下、この装置によって被検液（試料液）中のＮａ　　
濃度を測定する場合を例として、第３図の検量線線図を
追加使用して、この発明による希釈倍率自動設定方法を
説明する。

まず、測定電極３（第２図）にはＮａ＋に選択的に感応
するＮａ感応物質を固定化して形成［５たＮａ電極を用
いる。この場合Ｎａ＋に選択的に感応するガラス電極で
あってもよい。また、希釈液６には所定濃度Ｃｏ　（こ
こでは１麿ｍｏｌ／Ｉとする）のＮａ　　が含有する希
釈液を用意する。また第１校正液１１　ｇ−１例えばＮ
ａ＋濃度（Ｃ１）　１００　ｔａ＊ｏＮ　／Ｉ　、　’
ｉＪ　２校正液１２はＮａ＋濃度（Ｃ２）８００　ｍ　
ｓｏｎ　／　１のそれぞれ校正液を作成して使用する。

以下、この発明による希釈倍率自動設定方法に用いる横
１１Ｍ作成の生に動作手順を、（Ａ）〜（Ｊ）の項目に
よって順次説明する。

（Ａ）分注器ＢＲ２によって第２校正液１２を試薬セル
１３に注入する。

（Ｂ）分注器ＢＳを用いてノズル１０で試薬セル１３中
の第２校正液１２を吸引した状態で待機する。

（Ｃ）分注器Ｂにによって希釈液６を測定セル１に１　
ａｉｌ注入して、測定電極３の検出出力（電極電位）を
読み取る（読み取り値はデータ処理装置へ転送するが、
この操作は自動的に行われるので、以下能の場合の説明
は省略する）。ここで、この電位を希釈液電位という。

（Ｄ）上記（Ｂ）のノズルｌＯ中の第２校正液１２を測
定セル１に２０ｕＩを注入し第２希釈校正液とし、測定
電極３の検出出力（電極電位）を読み取り、第２希釈校
正液電位を得る。この第２希釈校正液電位から（Ｃ）項
の希釈液電位を差し引いた値が前記式（２）の検出出力
差ΔＥ２となる。このΔＥ２を第３図の検量線作成の校
正用データとする。

（Ｅ）　１ｌｌｌ定セル１中の第２希釈校正液をローラ
ポンプ７により排出したのち、分注器ＢＫによって希釈
液６をＡｌｌ定セル１に注入および排出する操作を行っ
て１ＩＦｊ定セル１の洗浄を行う。

（Ｐ）さらに、試薬セル１３中の第２校正液１２を同様
に排出したのち、分注器ＢＲＩによって第１校正液１１
を試薬セル１３に注入し排出・注入を行って共洗いした
のち、ノズルｌＯ中の第２校正液１２を分注器ＢＷによ
って排出セル１４に押し出す操作によりノズル１０内を
洗浄する。

（Ｇ）上記（＾）、（Ｂ）と同様にして試薬セル１３中
の第１校正液をノズルｌＯに吸引して待機。

（Ｈ）上記（Ｃ）と同様にして希釈液電位を測定する。

（１）上記（Ｇ）項の第１校正液１１を測定セル１に２
０μｐ注入して第１希釈校正液とし、第１希釈校正液電
位を測定する。この第１希釈校正液電位から（Ｈ）の希
釈液電位を差し引いて式（１）の検出出力差ΔＥ１を得
る。

以上、（Ａ）、（１）の手順によって求めた２つの検出
出力差ΔＥ　、ΔＥ　の実測値とＣ、Ｃ。

１　　２　　　　　０　　ｌ Ｃ２の既知濃度を前記式（１）　、　（２）に代入して
演算を行い、この２つの式が同時に成立するα、Ｂを計
算することにより、検量線の傾きａと希釈倍率Ｂが決定
される。ａを用いて第３図の線図に示した検量線が得ら
れ、同時に補正用の高精度の希釈倍率Ｂを得ることがで
きる。このようにして、フロー系システム付き希釈方式
電解分析装置による希釈倍率自動設定方法及びその分析
装置が達成される。

被検液（試料）のＮａ　　濃度は上記のようにして求め
た検量線を用いて算出する。その手順は、上記の（＋）
手順までによって得た検量線作成後、上記（Ｅ）　、　
（Ｐ）手順等により示したクリーニング操作と同様な各
部のクリーニング操作を適時挿入しなから行うが、この
クリーニング操作の説明を省略すれば、基本的には次の
ようにして行う。

（ａ）ターンテーブル８の試料セル９から分注器ＢＳを
用いて試料液ノズルＩＯに吸引して待機する。

（ｂ）希釈液６を測定セル１に１　　ｍｌ）注入し、測
定電極の電極電位（希釈液電位）を検出出力として測定
する。

（Ｃ）上記（ａ）工程の試料液をノズルｌＯから２０μ
ｐ測定セル１に注入して試料希釈液とし、この試料希釈
液電位を測定する。この試料希釈液電位から上記（ｂ）
の希釈液電位を差し引いた検出出力差がΔＥ　となる。

（ｄ）以上の（ａ）〜（Ｃ）の手順を、クリーニング操
作を挿入しながら、繰返し行い、複数個のΔＥ　を算出
する。

（ｅ）第４図に示す検量線（第３図と同じ）から、実測
平均値ΔＥ　（縦軸）を用いて試料液濃度（横軸）を求
める。

（ｆ）検量線作成時に求めた希釈倍率Ｂにより補正して
正しい試料液中のＮａ＋濃度（Ｃ）を算出する。

第５図は試料濃度とｆｌｌｌ定値とのずれの関係を示す
比較線図である。横軸は試料濃度、縦軸は測定値のずれ
を示すが、求めた希釈倍率Ｂで補正した値（Ｏ印）と補
正なしの値（×印）とを示した。

図かられかるように、すべての測定値で補正値の方が補
正なし値よりずれが少ない。つまり、希釈倍率Ｂによる
補正を行うことの効果が実証されている。なお、補正な
し値は希釈倍率を５５倍一定として算出した従来方式に
よる値であり、補正値はＢの算出値として得た８７．９
９倍で補正した結果である。

第６図はもう１つの検討結果として示した実験シュミレ
ーションによる結果を同様に試料濃度に対する測定値の
ずれとして算出した結果を示す線図である。図において
、上記実施例により得られた希釈倍率Ｂを５６倍とした
時の値を基準とし、この倍率を５１倍一定として計算し
たときの測定値とのずれ量を示している。濃度１００〜
４００１ＩｌｌＯΩ／ｇの範囲ではずれは比較的小さい
が、それ以外ではｆｌＦＪ定値のずれは比較的大きくな
っていて、希釈倍率による補正が有効であることを示し
た。

なお、上記実施例においては分析装置として電解質分析
装置に適用した場合を説明したが、この発明による希釈
倍率自動設定方法は希釈法を用いる他の分析装置に対し
ても有効であることはいうまでもない。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、希釈液にある所定濃度
の測定対象物を有するものとし、２つの濃度の異なる校
正液を用い、希釈液の検出出力（電極電位）と、この希
釈液で希釈した希釈校正液の検出出力（電極電位）の検
出出力差を校正基準値として得た検量線の作成時に補正
用の希釈倍率の真値を求める希釈倍率自動設定方法を発
現したから、この方法を用いて少量試料でかつ高精度の
希釈法を用いた分析装置を提供することができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による希釈倍率自動設定方法を適用す
るために使用した希釈方式分析装置とそれに付属するフ
ロー系システムを示す模式構成図、第２図は第１図の分
析装置を電解質分析装置とした場合の第１図のＡで示し
た部分を示す測定セルの模式断面図、第３図はこの発明
による検量線の作成方法を示す線図、第４図は第３図の
検量線による実試料の測定方法を示す線図、第５図は試
料濃度と測定値とのずれを示す関係線図、第６図は希釈
倍率の実験シュミレーションで得た試料濃度と測定値の
ずれとの関係線図である。 図において、１は測定セル、２は測定液、３は測定型、
極、４は参照電極、５は電位計、６は希釈液、７はロー
ラポンプ、８はターンテーブル、９は試料セル、１０は
ノズル、１１は第１校正液、１２は第２校正液、 １３は試薬セル、 １４は排出セル、 Ｉ５は 洗浄液、 １６はノズル用配管である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定対象物質と同一の化学物質を含有しその濃度
   の異なる２つの校正液のうちの１つの校正液を上記化学
   物質の所定の濃度を有する希釈液で希釈した第１希釈校
   正液の検出出力と上記希釈液の検出出力との検出出力差
   と、もう１つの上記校正液を上記希釈液で希釈した第２
   の希釈校正液の検出出力と上記希釈液の検出出力との検
   出出力差を測定し、上記２つの検出出力差にもとづいて
   直線性の傾きを求めて検量線を作成し、この検量線作成
   時に被検液に対する希釈倍率を算出することを特徴とす
   る分析装置の希釈倍率自動設定方法。
2. （２）測定対象物質と同一の化学物質の濃度の異なる２
   つの校正液と、所定濃度の上記化学物質を含有する希釈
   液とを使用し、希釈法により被検液中の上記測定対象物
   の分析に用いる検量線の作成時に、１つの上記校正液を
   上記希釈液で希釈した第１希釈校正液の検出出力と上記
   希釈液の検出出力との検出出力差と、もう１つの上記校
   正液を同様に希釈した第２希釈校正液の検出出力と上記
   希釈液の検出出力との検出出力差とから直線性の傾きを
   求めて検量線を作成し、この検量線作成時に上記被検液
   に対する希釈倍率を自動的に算出する希釈倍率自動設定
   方法を用いたことを特徴とする分析装置。
3. （３）検出出力の測定用にイオン選択性電極を用いて電
   極電位を測定することを特徴とする請求項１記載の希釈
   倍率自動設定方法。
4. （４）検出出力の測定に用いる電極をイオン選択性電極
   とする電解質分析装置であることを特徴とする請求項２
   記載の分析装置。