JPH04502510A - 全血試料におけるアナライト含有量の光学的インビトロ測定方法 - 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】 全血試料におけるアナライト含有量の測光的インビトロ測定方法本発明は、請求 項１の導入部分に示された全血試料におけるアナライト含有量の測光的インビト ロ測定方法に関するものである。

単一部分操作に使用されるだけで、単一試料と接触するだけの使捨て成分、並び に試料含有使捨て装置の受容および臨床化学分析の遂行に必要な追加成分の含有 に適合させた分析部分の組み合わせにより構成される臨床化学分析器は若干存在 する。

これらの分析器は全て、患者から採取された血液試料の使捨て装置への移動が、 個別試料採取装置、例えば注射器、毛細管または真空管試料採取装置により行な われるという点で共通している。

試料採取装置および使捨て装置が同一装置を構成している場合もある。すなわち 、国際特許出願ＷＯａ＋３，１０ｏ　１３８（シャンクス等）は、与えられた試 料が毛管現象により空洞へ吸い込まれるのに充分な程度小さい空洞を伴う装置を 開示している。

この装置の場合、空洞には電極構造および可能ならばこの装置による分析の遂行 に適合した材料のコーティングが施されている。空洞に与えられた電極構造は、 特にボテンシＢメトリック（ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｉｃ）イオン感受性電極 構造またはアンペロメトリック（ａｍｐｅｒｏｍｅＬｒｉｃ）電極構造であり得 る。後者は、試料中の過酸化水素および酸素の測定Ｉ：関連づけて記載されてい る。

また、特異的結合反応の生成物の光学式分析用装置の補足的用途も記載されてい る。

デンマーク国特許公開ＤＫ　１５０８０４（リルジャ、Ｊ、Ｅ、およびニルッソ ン、Ｓ、Ｅ、Ｌ、）の明細書からは、試料を採取し、試料を少なくとも１種の試 薬と混合し、試薬と混合された試料の個別光学式分析を直接行うための試料容器 が知られている。この試料容器は試薬により被覆された毛管状空洞を有し、試料 容器への引き入れは毛管現象により行なわれる。この試料容器は、非常に多種多 彩な分析に有用であり、ヘモグロビンの測定に特に有利であると述べられている 。

イギリス国特許出１［ＧＢ２０２５０６５（メイアッティーニ、Ｆ。

等）の明細書からは、血液試料回収用のプランジャー注射器が知うれている。血 液試料は、注射器プランジャーに組み込まれたセンサーにより分析される。それ によって、試料を試料ステーシヨンへ移す作業が回避される。センサーは、分析 データの記録、処理およびプリントアウトを行うため伝導体による分析器との連 結に適合化されている。上記イギリス国特許出１１［ＧＢ２０２５０６５の明細 書に記載されている特異的センサーは、血液気体および血液電解質用の電気化学 的センサーである。

出願者の意見では、本発明に最も近い先行技術を示している上述の出版物の中で 、全血中のアナライトの測光的測定に関する特別な問題を扱っているものは無い 。

全血における特定アナライトの測光的測定遂行時の深刻な問題は、試料中の残存 成分により誘発される光還元がアナライトに起因し得る光還元と比べて大規模で あることである。別の深刻な問題は、血液細胞のその含有量故に、全血が、試料 中の血液細胞含有量、すなわち試料へマドクリットにより異なる光還元を生じさ せることによリ、上記光還元が未知の因子を構成することである。また、ヘマト クリット以外の成分の様々な含有量も試料間で異なる光還元を誘発する。

本発明の対象は、分析手順中における試料採取装置の試料容器に入れられた全血 試料の測光的分析に伴う上述の問題が容易ｊ：排除される方法を提供することで ある。

これは、請求項１の特有の特性を特徴とする本発明方法により達成される。

「インビボ局所」は、この明細書では、局所が血液循環系と直接つながっている かまたは血液循環系自体における局所であることを意味する。血液試料が細い針 によって動脈から試料容器へ移される動脈穿刺および動脈カテーテルまたは毛細 管穿刺による試料採取は、血液試料がインビボ局所から試料容器へ直接移される 試料採取法である。

放射線源から放出される放射線は単色性放射線と同様に広域帯であり得、紫外線 範囲、可視範囲、赤外線範囲付近および／または赤外線範囲に属し得る。放射線 源は、各特定波長範囲での放射線を放出する１種または数種の成分を含み得る。

放射線検出器もまｌ；、特定波長範囲における放射線を検出する一構成成分また は各特定波長範囲における放射線を検出する数種の構成成分を含み得る。放射線 源の幾つかの成分は、一体化された装置または個別の装置として提供され得る。

同じことは放射線検出器にも当てはまる。

試料チャンバーの制御された変形は、測定チャンバーが完全まｔ；は局所的に血 液試料に関して排液（ドレーン）される程度に測定チャンバーの容量を減らす変 形である。「局所排液」は、放射線が透過する測定チャンバ一部分が血液試料に 関して排液されることと理解される。

本発明方法の好ましい態様では、分析器の試料容器ステーションに試料容器を置 くことにより光学連通が確立される。

別法として、光学連通は、試料容器および光ファイバーの接触手段により光学式 システムおよび試料容器間の光学連通を確立する１本または数本のケーブルによ り確立され得る。

本発明方法で使用される透明な本体（ｂｏｄｙ）は、均一構造を有する材料、特 に測光伝達分析での使用に適した材料とする均一表面を有する材料により作られ る。好ましくは、本体は、２枚の平面状平行表面および１ｍｍ未満、好ましくは ｌ　５００　ｐ　Ｊ特に５−２５０μｍおよび最も好ましくは８−２００μｍの 厚さを有するディスクまたはプレートとして形づくられる。

インジケーターを透明本体に固定させる場合、インジケーターは適当な固定化方 法、例えば吸収、吸着、イオン結合または共有結合により固定され得る。

考えられるところでは、個々の各アナライトが透明本体の伝達特性に対する影響 を有し、各アナライトが異なる形で伝達特性に影響を与える場合、−測定チャン バー内の血液試料中の幾つかのアナライトの含有量の測定が可能となる。

−測定チャンバー内における幾つかのアナライトの上記測定は、幾つかのインジ ケーターが固定された透明本体を用いて遂行され得る。

アナライトとの反応時に、本体の環境におけるアナライト濃度に関連して本体の 透過特性を変える反応産物を形成する試薬を含む透明本体の使用は、ある種のア ナライトの測定に適している。その場合、それは、本体の透過特性を変える反応 産物そのものまたは本体に固定され、反応産物による影響を受けるインジケータ ーであり得る。

特に、本発明方法は、例えば血液ガス、血液中のカチオン性およびアニオン性成 分（血液電解質）、代謝産物、ホルモン類、酵素、蛋白質、薬剤並びに血液中に 見出され（得）る他の種類の化学物質といったアナライトに照準を定めている。

上記アナライトの例とては、酸−１−＋　＋　＋十 素、二酸化炭素、Ｈ（またはｐＨ）、Ｌｌ　ｓ　Ｎａ　ＳＫ　ｓ　Ｃａ　ｓ＋＋ Ｍｇ　、Ｃｌ−１ＨＣＯ３−１尿素、グルコース、クレアチニン、ラクテート、 ビリルビン、コレステローノ呟　トリグリセリドおよび尿酸がある。これ以外に 、本発明は、特にモスバツノ＼、Ｋ９、「メソツズ・イン・エンザイモロジー、 インモビライズド・エンザイムズ・アンド・セルズ、バートＤ」、１３７（１９ ８８）４−７頁および同書４１１頁で挙げられたアナライトに照準を定めている 。

二酸化炭素含有量の測定について述べると、シリコーン・ゴムまたはＣＯ３に関 して高い溶解力を有する別の透明な均一材料でできた本体が好ましい。ＣＯ３測 定は、４．２μｍ放射線に対する本体の伝達特性の試験に基づいて行なわれる。

上記測定の基本原理は、イギリス国特許出願ＧＢ２１６０６４６の明細書および ヨーロッパ特許出＠ＥＰ２５３５５９の明細書に開示されている。

ｐＨの測定について述べると、固定化に利用可能な一〇Ｈ基を伴うポリマー材料 、例えばセルロースまたはセロファン材料でできた、そこに共有結合し得るｐＨ インジケーター、例えば反応性基−５ｏ２−　ＣＨ２ＣＨ２−○−５ｏ！Ｈを含 むインジケーターを有する本体が好ま゛しい。特にセロファンは、この目的に適 した物理特性、例えば充分に特定されＩ；厚さおよび均一構造を有する。

本発明はまた、少なくとも局所的に透明な向かい合った壁部分を有し、請求）３ ２１］の特徴を述べている部分に示された独特の特徴を有する測定チャンバーを 伴う試料容器を含む試料採取装置に関するものである。

好ましくは、局所的に透明な壁部分は、透明本体の平面状平行表面と平行に伸び ている平面状平行部分を含む。上記立体配置にを用いると、すなわち透明本体に 対して壁部分を押すことにより確実に測定チャンバーのドレナージ（排液）が容 易に達成される。透明本体は測定チャンバー中で緩く調節され得るか、またはそ れは壁部分に固定され得る。

本発明による試料採取装置の別の好ましい態様は、従属クレームに示された独特 の特徴を有する。

試料容器は、一つの測定チャンバーまたは連続もしくは平行して配置された幾つ かの測定チャンバーを含み得る。好ましくは、試料容器は、注入鋳造可能なポリ マー性ベース材料、例えばオランダ国アルンハイムのＡＫＺＯから商標名アーナ イト（商標）で販売されている材料でできている。

測定チャンバー中の血液試料に関するｐＨまたは二酸化炭素測定の遂行に関して 述べると、測定チャンバーの壁部分は、好ましくは二酸化炭素透過性が低く、上 述の測定に関連した波長の放射線に適した伝達特性を有するポリマー材料ででき ており、上記波長は別の頁で検討されている。適当な材料は、日本国大阪、クラ レ社により販売されているＥＶＡＬ−Ｅ（商標）型のエチレンビニルアルコール ・コポリマーである。

血液試料が毛細管穿刺により提供される場合、試料容器が毛管現象により満たさ れる程度に充分小さい寸法を有する試料容器の使用が好ましい。

動脈血試料が所望される場合、針またはカテーテルに試料容器を連結するための 連結手段、好ましくはルエア円錐体に位置した引き入れ孔を有する試料容器の使 用が好ましい。

さらに本発明は、本発明方法で使用される分析器であって、請求項２１の特徴を 記載している部分に示された独特の特徴を有する分析器を含む。

好ましい態様において、分析器は、記録された放射線データを処理してこれらか ら実際の試料中における実際のアナライト含有量を誘導するだめのデータ処理手 段を含む。別法として、分析器は、個別データ処理ユニットへの連結用に適合化 されている。

本発明によるシステムのさらに好ましい態様では、分析器は、アナライト含有量 の表示手段を含む。別法として、分析器は、例えばデータ・スクリーン、ディス プレー、プリンターまたはプロッターといった手段との連結用に適合化されてい る。

以下、図面および後記実施例により本発明の説明を行う。四面の説明は次の通り である。

図１は、分析器および試料容器の好ましい態様の透視図であり、それらは−緒に なって、血液試料中のアナライトの測光的インビトロ測定用の本発明システムを 構成する。

図２は、試料採取装置を伴う分析器の試料容器ステーションの上方からの拡大概 略図である。

図３、図４および図５は、本発明による試料採取装置の好ましい態様の概要であ る。

図６は、図１に示された分析器の電気ブロック図である。

図７は、ｐＨ測定用の測光的基礎を示す。

図８は、ｐＨ測定で使用される試料容器の透視図である。

図９は、ｐＨの測光的測定用の本発明分析器および本発明試料採取装置を含むシ ステムにおける光学式ユニットの部分断面図であり、光学式ユニットの部分品を 形成する構成成分の概略も示す。

異なる図面において、同じ参照番号は同じ部分を示す。

図１において概括的にｌＯと明示された分析システムは、小型の持ち運びできる 「独立型（スタンドアロン）」システムであり、離心場所での使用、すなわち一 定した実験室環境の外、例えば手術室または集中病棟での使用に適している。分 析システムｌＯは、使捨て用であり、分析器１１と連結して使用される血液試料 採取装置２を含む。試料採取装置２は、後記図３−５の記述と関連づけてさらに 明快に描かれている。試料容器２および分析器１１は、分析器１１が試料採取装 置２の受け入れに適合させた光学式セクション３を伴う試料容器ステーション１ を有する形で相互作用するように適合化されているため、測光分析に必要な試料 採取装置２および光学式二ニット３の光学式部品間の光学連通が達成される。

試料容器ステーション１はカバー８により閉鎖され得、このカバーは試料採取装 置２をステーションに入れた後に閉じられる。カバー８を閉じることにより、種 々の機構、例えば光学式セクション３において試料採取装置２を確保すると同時 に試料採取装置を所望の温度、好ましくは約３７℃にサーモスタットで制御する 、図示されていないクランプ機構が作動する。

さらに、カバー８を閉じることにより、シグナルが分析器の制御ユニットへ送ら れ、分析手順の開始が示される。操作者は、キーボード５およびディスプレイ６ により分析器の操作を制御することができる。また、分析器１１は、好ましくは 特に分析器により得られた分析結果のアウトプリント７を作成し得るプリンター を含む。

試料採取装置２を試料容器ステーションｌへ入れ、これのカバー８を閉じた後、 放射線源および放射線検出器を含む光学式部品が作動し、そこで分析器１１が放 射線検出器からのシグナルに基づいて一つまたは幾つかのパラメーターを計算す る。計算結果はディスプレイ６に表示され、プリンターによりペーパー・アウト フリント７上に印刷される。計算が終結し、結果が表示および／または印刷され ると、カバー８が開かれ、試料採取装置２は試料容器ステーション１から外され 、除去される。

図２は、上方から見た試料容器ステーション１の部分概略図を拡大尺度で示す。

示されている通り、光学式セクション３は、各々ｐＨ（ユニット３０）、二酸化 炭素（ユニット４０）、酸素（ユニット５０）並びにヘモグロビンおよび酸素飽 和度（ユニット６０）の測定に適合させた４つの光学式ユニット３０．４０．５ ｏおよび６０ｔ−含む。４つの測定チャンバーを有する試料採取装置の試料容器 は、光学式セクション３のスロット４に入れられる。

分析器１１は４つの光学式ユニットを含むものとして示されているが、それは、 原則として本発明方法で使用されるユニット以外の不定数および／または不定の 組み合わせのユニットを含み得る。

図３は、試料採取装置２およびこれの４つの部分の縦切断図を拡大尺度で示す。

試料採取装置は、少なくとも具体的に示された領域が関連した放射線にとって透 明な材料でできている本体２３を含む。

本体２３は、測定チャンバー３００．４００．５００および６００を形成すべく 局部的に拡張された連続導管２２を有する。測定経過中、現実の血液試料は、そ の引き入れ孔２１から測定チャンバーの後ろに設けられた疎水性フィルター２４ へと導管２２を満たす。引き入れ孔を囲む本体２３の断面はルエア円錐形を呈し ているため、採血に常用される型の針２０を据え付けるのに適している。引き入 れ孔から遠くへ向いている本体２３のセクション２５は、伝統的なプランジャー 注射器との連結に適合している。前記プランジャー注射器は、ある種の状況、例 えば血液ガスパラメーターを測定すべき患者が非常に低血圧である場合、試料採 取での補助手段として使用される。

試料採取装置２が試料容器ステージ３ン）Ｉこ正確に置かれると、測定チャンバ ー３００．４００．５００および６００は、光学式ユニット３０．４０．５０お よび６０と光学連通する。光学式ユニット３０と光学連通する測定チャンバー３ ００は、血液試料中のｐＨ測定用に適合化されており、ｐＨ吸収インジケーター が固定されたセロファン膜３１６を含む。このインジケーターが血液試料と化学 的平衡状態にある場合、インジケーターの酸性形態およびインジケーターの塩基 性形態間の割合は、血液試料のｐＨ値を反映する。ｐＨ測定に関する化学的およ び測光的基礎は、図７．８および９およびこれらの記載により明白である。光学 式ユニット３０の一態様は図９およびこれの記載から明らかである。

最後に、試料採取袋ｒ１２は一体化された針防御手段２６を有することが図３か ら明らかである。示された態様において、針防御手段２６は、ジャケットが針先 を露出させる第１位置およびジャケットが針先を包囲する第２位置間で試料容器 の軸方向に移動可能な管状ジャケットである。

図３は、第１位置での防御ジャケット２６を示し、上記ジャケットは試料採取の 瞬間にそこに位置する。

図４は、試料採取装置の縦断面を示す。この部分は、図３に示された部分に対し て垂直に位置する。

試料容器本体２３は二つの半片により構成されるが、図４ではその一方しか見え ない。

図５は結局図３と同じ部分を示すが、図５では、防御ジャケットは、それが針先 を包囲する第２位置へ動かされている。ジャケット２６は試料採取直後にこの第 ２位置へ動かされる。

図６は、分析器１１に関する電気ブロック図を示すもので、全てが明白にされて いる。

図７は、図８に関してさらｊ＝厳密に後述されているｐＨ吸収インジケーターＮ −９に関する吸収スペクトルを示す。このインジケーターは、同じく図８に関し て詳述されている方法によりセロファン膜上に固定されている。スペクトルは、 島津の分光光度計ＵＶ２５０型の分光光度計により記録される。吸収測定は、固 定されたインジケーターを伴うセロファン膜（６Ｘ１２Ｘ０．０２８ｍｍ）上で 行なわれた。セロファンは、キュベツトの寸法に適合させた寸法を有し、そこに 適合させたホルダー中の分光光度計のキュベツトに設置された。

異なるｐＨ値での吸収状態を測定するために、６．１４−１１．７４のｐＨ範囲 におけるｐＨ値を有する若干のｐＨ緩衝液を製造した。

各緩衝液は５００ｍ１の０．１モルＫＨｊＰＯ，により構成され、そこに必要量 の０．１モルＮａＯＨを加えた。各緩衝液のｐＨ値を、ガラス電極（ラジオメー ターＧＫ２４０２Ｃ）により電位差計（ラジオメーターＰＨＭ８０）で測定した 。

インジケーターの酸性形態は４５８ｎｍで吸収の頂点を有し、インジケーターの 塩基性形態は５９５ｎｍで吸収の頂点を有し、インジケーターはあまり突質的に は７５０ｎｍを越える波長の放射線を吸収しないことが、図７に示されたスペク トルから明らかである。

図８は、血液試料におけるｐＨの測定に使用される試料容器の一態様を示す。総 括的に３０００で示された試料容器は、図９に関して後でより厳密に記載された 一例のように光学ユニットを伴う分析器と相互作用することを意図したものであ る。試料容器は２つの半片３００１８よび３００２により構成される。これらの 半片は、透明なプラスチック材料、例えばデガラン（商標）ＳＺ７０型（スペル フォス、コペンハーゲン、デンマーク国）の軟化ポリメチルメタクリレートであ る。２つの半片は、半片３００１にあるビン３００５および３００６を半片３０ ０２の対応する図示されていない凹所とかみ合わせ、半片３００２の図示されて いないピンを半片３００１にある凹所３００７および３００８とかみ合わせるこ とにより組み立てられる。この後、２つの半片を超音波溶接により合わせて溶接 する。図に示されｔ；下方の半片３００１上に輪郭が描かれた材料のライン３０ ０９は、溶接後に溶接シームを形成する。材料のこのラインは縦導管３００４の 縁に沿って存在し、中心へ向かって横向きｌこ広がり、測定チャンバー３０１１ を形成する。図に示された上方半片３００２の壁部分３０１０は、弾力的に変形 可能でなくてはならないため、斂の厚さは半片の残りの部分と比べて非常に薄い 。図７に関して述べた通り、ｐＨインジケーターが固定されるセロファン膜３０ ０３は測定チャンバーに設置される。

固定されたｐＨインジケーターを伴うセロファン膜の製造。

ｐＨインジケーターは、西ドイツ国ダルムシュタットのメルクによりＮ−９とい う名称で送達され、反応性基−Ｓ　Ｏ＊　−ＣＨ２−ＣＨｘ　Ｏ−Ｓ　Ｏｓ　Ｈ を含むことが知られている。

膜へのインジケーターの固定は、上述の反応性基を水酸化ナトリウムによりビニ ルスルホン基に変換し、これが、０．１モルＮａＯＨ中で１５分間セロファンを コンディショニングすることにより先に活性化されたセロファンに結合され得る というプロセスで行なわれる。

インジケーターおよびセロファン膜間のカップリング反応を描く反応式は下記の 通りである。

Ｒ−３ｏｗ　ＣＨｘ　ＣＨ２Ｏ５０３Ｈ＋２ＮａＯＨＲ−５０１−ＣＨ＝ＣＨ２ ＋ＮａｘＳＯ４＋２ＨｚＯ（１）Ｒ−５ｏ、−ＣＨ−ＣＨ，＋ＨＯ−セロファン ＲＳ　Ｏｘ　ＣＨ２−ＣＨｚ　−０−セロファン　（２）（式中、Ｒは、アリー ル基を示す） 定量的固定化方法は次の通りである：１００ｍｇのセロファン（デンマーク国コ ペンハーゲン、シュトルエルスの１１３６５０−３６／３２型に属する）を、Ｎ ａｏＨによる上述のコンディショニング後、４０ｍ１のＨ２０中６＋ｎｇのＮ− ９，１０００ｍｇのＮａＣＬ　５００ｍｇのＮ　ａ２　ＣＯ３，２００μｍの８ モルＮａＯＨから成るインジケーター溶液により調製する。セロファンをインジ ケーター溶液中で３０分間放置する。この後、セロファンをインジケーター溶液 から除去し、脱イオン水で数回洗浄した後、少なくとも使用前夜中脱イオン水中 に放置する。次いで、製造された膜を使用時まで脱イオン水中に保つ。

図９は、血液試料におけるｐＨの測定に使用される光学ユニット３０の基本型を 示す。血液試料は、試料容器３０００中の測定チャンバー３０１１に入れられ、 定置部分３０５および移動部分３０６間に固定されている。ｐＨインジケーター が固定されている前述の膜は測定チャンバー中に設置されている。測定前に、測 定チャンバー３０１１の隣接壁に対して移動部分３０６を押すことにより、血液 を測定チャンバーから押し出す。測定チャンバーから血液試料を押し出しても、 血液試料自体は測定チャンバー内の透過条件に影響を及ぼさない。

光学式ユニット３０は次の要領で機能する。日本国東京のノーマイ・エレクトリ ック・ランプ・カンパニーＴＴＤ製のＬＮＳ−５Ｅ６−５６０型の内蔵レンズを 有するハロゲンランプ形態の放射線源３０１は、広帯域放射線の平行ビームを放 出する。この放射線は、西ドイツ国マインツ、ショット製のＫＧＳ型の熱吸収性 フィルター３０２へ伝えられる。このフィルターは、赤外線範囲からの放射線を 排除する。放射線は、フィルターから偏光解消装置３０３へ透過し、そこから測 定チャンバー３０１１へ到達する。西ドイツ国、ミュンヘン、シーメンス製の５ ＦＨ２１２型の珪素感光性半導体素子３０４は、光学式ユニット内の異なる表面 から反射された放射線を受け入れ、放射線源３０１に結合させ、これからの一定 した放射線強度を確保する。

測定チャンバー３０１１の通過後、放射線は、レンズ３０７（１１２ｍｍ、　ｆ 　１２ｍｍ１テルモープテイク・アーノルド・ゲゼルシャフト・ミツト・ベシュ レンクテル・ハフラング・アンド・カンパニー、バイルブルグ、西ドイツ国）に より３つの珪素感光性半導体素子３１０．３１３および３１５上の焦点に集めら れる。これらは５ＦＨ２１２型の全てであり、レンズ３０７の焦平面に位置する 。レンズ３０７から、放射線は、５６０ｍｍ未満の波長の放射線を反射し、それ より長い波長の放射線を通す二色鏡３０８へ透過する。この二色鏡は、デンマー ク国リングビー、テクニカル・ユニバージティー・オン・デンマーク、オプテイ スク・ラポラトリウムにより送達される。放射線の短波部分は帯域フィルター３ ０９（中央値４５８ｎｍ。

半帯幡５　、　ｌ　ｎｍ、フェロペルム、７エドーバエク、デンマーク国）を透 過し、帯域フィルター３０９から５ＦＨ２１２型の珪素感光性半導体素子３１０ へ達する。二色鏡３０８を通って達したレンズ３０７からの放射線の部分は、６ ９０ｎｍ未溝の波長の放射線を反射し、それより長い波長の放射線を通す別の二 色鏡３１１へ透過する。この二色鏡は、同じくデンマーク国リングビー、テクニ カル・ユニバージティー・オン・デンマーク、オプティスク・ラポラトリウムか ら入手される。反射された放射線は、帯域フィルター３１２（中央値５８９　ｎ ｍ、半帯幅１４．８ｎｍ、フェロペルム、７エドバエク、デンマーク国）を通っ て二色鏡３１１かも伝わり、そこから５ＦＨ２１２をの珪素感光性半導体素子３ １３へ透過する。二色鏡３１１を通っで伝わった。放射線は、ここから帯域フィ ルター３１４（中央値７５０　ｎｍ、　半帯幅１０　ｎｍ、フエロペルム、フエ ドバエク、デンマーク国）へ達し、そこから５ＦＨ２１２型の珪素感光性半導体 素子３１５へ達する。珪素感光性半導体素子３１０．３１３および３１５は、各 々４５８ｎｍ、　５８９ｎｍおよび７６０ｎｍ放射線の強度を表す電流シグナル を放出する。これらの放射線強度に基づいて、試料のｐＨ値が計算される。

より正確には、試料のｐＨ値は次の方法で計算される。試料容器中血液試料形態 での相異なる試料および後で述べる２種のｐＨ緩衝液により、測定された各波長 λ１、λ８、λ、について、固定化インジケーター（すなわち、透明セロファン 膜）および試料を伴わないセロファン膜を含む試料容器における対応する感光性 半導体素子において電流■　（バックグラウンド）、λが測定される。この電流 は、■。（参考、ランベルト・ベールの法則）に対応する。

個々の感光性半導体素子に関する増幅器の動的領域の知識によると、電流Ｉ　（ バックグラウンド）、λは、吸光度Ａ（バックグラウンド）、λに関して Ａ（バックグラウンド）、λ−に一１ｏｇＩ（バックグラウンド）、λ（式中、 ｋは定数である）という関係になり得る。

試料容器がｐＨインジケーターを用いて製造されたセロファン膜を含む測定状況 では、同じ＜Ａ（測定）ｔ、λに関する電流■　（測定）ｔ、λが測定され、そ の場合波長λでの「真の」吸光度は、Ａλ−Ａ（測定）ｔ、λ−Ａ（バックグラ ウンド）、λとして決定される（Ａ＝ｌｏｇＩ　−１ｏｇｌ　ｏ）。

光学式システム、不透明な試料容器または直接にはｐＨ測定とは関係ない他の変 形物におけるドリフトについてさらに補正するため、吸光度Ａ　Ａ　＋およびＡ λ２をＡλ、により補正し、「新たな」吸光度を八′λ、およびＡ′λ、と名付 ける。

以後、ランベルト・ベールの法則に対する関係は、下記の通りとなり： Ａ′λ、−Ａλ、−Ａλ３＝ｃＡ、、ＨＩｎ−ＣＨｌｎ−１＋ｔλ、、Ｉｎ−− ｃｌｎ−・ＩＡ′λ、諺Ａλ、−Ａλ、！１１１　ｔ　Ａ　２．Ｈｌｎ−ｃＨＩ ｎ−１＋　ｔλｚ、Ｉｎ−・ｃｌｎ−・１（式中、ＨｌｎはｐＨインジケーター の酸性形態を示し、Ｉｎ−はインジケーターの塩基性形態を示し、ｃ　Ｈｌｎお よびｃｌｎ−は、各々インジケーターの酸性および塩基性形態の濃度を示し、ε は接尾辞により特定された波長および化合物に関する消衰係数を示し、１は試料 を透過する放射線の経路の長さを示す） ｃ　ＨＩｎ＝に、、Ａ’λＩ十ｋ１２Ａ’λ２ｃ　１ｒｒ−に、、Ａ’λ１＋ｋ ＨＡ’λ、　（４）に変換され得る。

定数ｋｌｌ、ｋｌ！、ｋ２１およびに！、は、試料として既知ｐＨ値を有する２ 種のｐＨ緩衝液を用いてＡλ１、Ａλ、およびＡλ、を測定することにより決定 される。これらのｐＨ緩衝液の各々について、比率ｃ　Ｉｎ−／ｃＨＩｎハ、ヘ ンダーソン・ハツセルバルノ１等式：％式％（５） により決定される。

ざらにｃ　Ｉｎ−十ｃ　ＨＩｎ＝　１と仮定すると、２セツトのｃｌｎ−および ＣＨｌｎの関連値が計算され得る。補正された吸光度値を（４）記載の等式に入 れると、４つの未知量ｋｌｌ、ｋ＋ｚ、ｋ□およびに、、を伴う４つの等式が得 られ、続いてこれら４つの量が計算され得る。

未知の試料を測定することにより、以後、（４）記載の等式からＣＢｉｎおよび ｃ　Ｉｎ−１続いて等式（５）からｐＨの測定が可能となる。

試料採取装置の寸法について述べると、測定チャンバーは好ましくは１−５０μ ｌ、さらに好ましくは５−２５μｍ１および特に７−１２μｍの容量を有し、血 液試料に対する排液（ドレナージ）前の測定チャンバーの透明壁部分間の最初の 距離は、好ましくは１ｍｍ未満、特に２００−７００μｍであるものとする。さ らに、排液後の放射線透過経路領域における透明壁部分間の距離は、好ましくは ５−６００μ＋１１．特に８　３００μｍおよび最も好ましくは１０−２００μ ｍであるものとする。

Ｆ／（３，５ Ｆ１ａ、　７ 補正音の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成３年６月　２１　日習

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）全血試料におけるアナライトの含有量の測光的インビトロ測定方法であっ て、インビボ局所からの試料を、少なくとも局所的に透明な壁部分を伴う測定チ ャンバーを含む試料採取装置ヘ直接移し、試料含有試料容器を、放射線透過経路 において試料容器に対して下流に配置された放射線源および放射線検出器を含む 、アナライトに適合させた光学式システムと光学連通させる方法であって、測定 チャンバー内に透明な本体が設けられ、試料容器を透過する放射線に関するその 透過特性が本体の環境におけるアナライトの含有量により変動すること、 本体が試料と平衡状態にあること、 続いて、測定チャンバーが制御された形で変形されることにより、放射線透過経 路に位置する測定チャンバー部分からの血液試料の実質的に完全な排液が達成さ れること、および変形した測定チャンバーおよび透明本体を通って放射線源から 放射線検出器ヘした放射線の検出に基づいてアナライト含有量が測定されること を特徴とする方法。
2. （２）透明本体が透過方向に対して垂直に配置された２つの平面状平行表面を有 する試料採取装置が使用されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. （３）測定チャンバーの局所的に透明な壁部分が透明本体の平面状平行表面に平 行に伸びる平面状平行部分を含む、試料採取装置が使用されることを特徴とする 、請求項１記載の方法。
4. （４）アナライトが血液電解質であること、およびインジケーターが固定された 透明本体を有する試料採取装置が使用され、その吸収特性が試料中の特定アナラ イトの含有量により変化することを特徴とする、請求項１−３記載の方法。
5. （５）アナライトが、カチオン性血液成分、例えばＨ、＋Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋ 、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋であることを特徴とする、請求項４記載の方法。
6. （６）アナライトがＨ＋であること、およびインジケーターが、生理学的血液ｐ Ｈ値において優れたｐＨ感度を有するｐＨインジケーターであることを特徴とす る、請求項５記載の方法。
7. （７）ｐＨインジケーターが透明本体に共有結合していることを特徴とする、請 求項６記載の方法。
8. （８）透明本体が、固定化に利用可能な−ＯＨ基を含むポリマー材料、例えばセ ルロースまたはセロファン材料から製造されることを特徴とする、請求項７記載 の方法。
9. （９）ｐＨインジケーターが、官能基−ＳＯ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３Ｈ を含む化合物であることを特徴とする、請求項５−８記載の方法。
10. （１０）アナライトがＣＯ２であること、および透明本体が、ＣＯ２に対して高 い溶解力を有する透明材料、例えばシリコーン・ゴムから製造されることを特徴 とする、請求項１−３記載の方法。
11. （１１）少なくとも局所的に透明な向かい合った壁部分を有する測定チャンバー を伴う試料容器を含む試料採取装置であって、測定チャンバー内に透明本体が備 えられており、本体環境における特定アナライトの含有量によってその放射線透 過特性が変化すること、および 測定チャンバーが、制御された形で、それが実質的に試料に関して局所的に排液 され得るように変形され得ることを特徴とする試料採取装置。
12. （１２）透明本体が２つの平面状平行表面を有することを特徴とする、請求項１ １記載の試料採取装置。
13. （１３）測定チャンバーの局所的に透明な壁部分が、透明本体の平面状平行表面 に平行に伸びる平面状平行部分を含むことを特徴とする、請求項１２記載の試料 採取装置。
14. （１４）局所的に透明な壁部分の一つが、それが透明本体を伴うアバットメント ヘ引き込まれ得、かつ中間試料部分が全て排除されるように変形され得ることを 特徴とする、請求項１１−１３記載の試料採取装置。
15. （１５）両方の局所的に透明な壁部分が、それらが透明本体を伴うアバットメン トヘ引き込まれ得、かつ中間試料部分が全て排除されるように変形され得ること を特徴とする、請求項１４記載の試料採取装置。
16. （１６）局所的に透明な壁部分が、それが透明壁部分を伴うアバットメントヘ引 き込まれ得、かつ中間試料部分が全て排除されるように変形され得ること、およ び同時に透明本体が反対側の局所的に透明な壁部分を伴うアバットメントヘ引き 込まれ、かつ本体および後者の壁部分間に位置する試料部分が全て排除されるこ とを特徴とする、請求項１４記載の試料採取装置。
17. （１７）透明本体にインジケーターが固定されており、その放射線吸収特性が特 定アナライトの含有量により変化することを特徴とする、請求項１４−１６記載 の試料採取装置。
18. （１８）透明本体が、固定化に利用可能な−ＯＨ基を含むポリマー材料、例えば セルロースまたはセロファン材料から生成されることを特徴とする、請求夜１１ −１７記載の試料採取装置。
19. （１９）インジケーターが、生理学的血液ｐＨ値において優れたｐＨ感度を有す るｐＨ−インジケーターであることを特徴とする、請求項１１−１８記載の試料 採取装置。
20. （２０）透明本体が、ＣＯ２に関して高い溶解力を有する透明材料、例えばシリ コーン・ゴムから生成されることを特徴とする、請求項１１−１６記載の試料採 取装置。
21. （２１）放射線源、放射線検出器並びに、試料容器ステーション内に配置され、 局所的に透明な壁部分を伴う測定チャンバーを含む試料容器が放射線源から放射 線検出器ヘの放射線透過経路内に位置するように放射線源および放射線検出器に 対して配置された試料容器ステーションを含む分析器であって、分析器において 、作動時に試料容器ステーションに配置された試料容器の測定チャンバーを制御 された形で、放射線透過経路に位置する測定チャンバー部分が血液試料に関して 本質的に排液されるように変形させるのに適合化された手段が試料容器ステーシ ョンに設けられていることを特徴とする分析器。
22. （２２）分析器が透明本体を含む試料容器と共働すべく適合化されていること、 および 測定チャンバーの制御変形手段が、測定チャンバーの壁部分と共働し、壁部分が 、透明本体の表面を伴うアバットメントに引き込まれ、透明本体の反対側表面が 測定チャンバーの反対側壁部分を伴うアバットメントヘ引き込まれ、かつ中間血 液試料部分が全て放射線透過経路から排除されるように壁部分を転置および変形 させることを特徴とする、請求項２１記載の分析器。