JPH06201585A - Chemical emission detector and temperature correcting method at chemical emission reaction - Google Patents
Chemical emission detector and temperature correcting method at chemical emission reactionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、反応セル内において生
ずる化学発光の強度を光検出器によって検出するように
した化学発光検出装置および化学発光反応における温度
補正方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemiluminescence detecting device in which the intensity of chemiluminescence generated in a reaction cell is detected by a photodetector and a temperature correcting method in a chemiluminescence reaction.
【０００２】[0002]
【従来の技術】溶液の化学発光の強度を検出するのに、
従来は、ガラスまたはプラスチック製の筒状の反応セル
を積分球状のセルホルダに固定すると共に、シャッタを
介して光検出器としての光電子増倍管を発光セルに臨む
ようにして設け、反応セル内において生ずる化学発光量
を検出するようにしている。2. Description of the Related Art For detecting the intensity of chemiluminescence of a solution,
Conventionally, a cylindrical reaction cell made of glass or plastic is fixed to an integrating spherical cell holder, and a photomultiplier tube as a photodetector is provided so as to face the light emitting cell through a shutter, and a chemical reaction generated in the reaction cell is performed. The amount of light emission is detected.
【０００３】この場合、反応が行われる反応セルや反応
液を恒温状態に保ち、周囲温度変化の影響を受けないよ
うにすることが必要であり、そのため、反応液を分注す
るノズル部や、反応セルの温調したり、また、場合によ
っては、装置内全体を温調しなければならないことがあ
る。In this case, it is necessary to keep the reaction cell in which the reaction is carried out and the reaction liquid at a constant temperature so as not to be affected by changes in ambient temperature. Therefore, the nozzle portion for dispensing the reaction liquid, It may be necessary to control the temperature of the reaction cell or, in some cases, the temperature inside the apparatus.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、必要な
箇所または装置内全体を温調するようにした場合、装置
の構造が複雑になるばかりではなく、温調すべき部分が
熱的に大容量となるため、温調時のリップルに対して注
意を払う必要があり、それだけ温度コントロールが困難
となる。As described above, when the temperature is controlled in a necessary place or the inside of the device, not only the structure of the device becomes complicated, but also the portion to be temperature-controlled is thermally affected. Since the capacity is large, it is necessary to pay attention to the ripple during temperature control, which makes temperature control difficult.
【０００５】例えば酵素免疫測定（ＥＩＡ）で、酵素反
応に化学発光反応を用いた系では、反応セル内において
行われる発光反応時の発光量が周囲温度により変化し、
測定値に影響が現れる。これを、簡単に説明すると、次
の通りである。すなわち、免疫測定においては、まず、
下記の反応式（１）に示す反応によって過酸化水素（Ｈ
2 Ｏ2 ）が発生する。すなわち、免疫反応後、標識酵素
であるグルコースオキシターゼ（ＧＯＤ）に基質（グル
コース）を作用させて過酸化水素を発生させる。この場
合、反応が行われる部分は例えば３７℃前後に温調され
ている。For example, in an enzyme immunoassay (EIA), in a system using a chemiluminescent reaction for an enzymatic reaction, the amount of light emitted during a luminescent reaction carried out in a reaction cell changes with ambient temperature,
The measured value is affected. This will be briefly described as follows. That is, in the immunoassay, first,
By the reaction shown in the following reaction formula (1), hydrogen peroxide (H
2 O 2 ) is generated. That is, after the immune reaction, the substrate (glucose) is caused to act on glucose oxidase (GOD) which is a labeling enzyme to generate hydrogen peroxide. In this case, the temperature of the portion where the reaction is carried out is controlled to around 37 ° C.
【０００６】[0006]
【化１】 [Chemical 1]
【０００７】次いで、前記反応式（１）に示す反応によ
って生じた過酸化水素とルミノール／ミクロパーオキシ
ダーゼ（ｍＰＯＤ）とを、下記反応式（２）に示すよう
に反応させることにより、ｈνで表される発光が生ず
る。Then, hydrogen peroxide generated by the reaction shown in the reaction formula (1) and luminol / microperoxidase (mPOD) are reacted as shown in the following reaction formula (2) to express hν. The emitted light is emitted.
【０００８】[0008]
【化２】 [Chemical 2]
【０００９】ところで、前記酵素免疫測定においては、
その測定項目の如何に拘らず、共通の発光反応、つま
り、前記反応式（２）に示される反応が最終的に行われ
る。 従って、あらゆる項目における温度影響は、過酸化
水素に対する化学発光反応の温度影響であると考えられ
る。 また、発光反応が行われるセルがアルミブロックな
どで形成されるなど比較的熱容量が大きいこと、反応液
および発光試薬の分注ノズルは、内径が小さく長いた
め、これらの液の温度は周囲温度の変化に容易に追従
し、反応セル近傍の温度を計測することにより、反応液
の温度を計測していることになる。By the way, in the enzyme immunoassay,
Regardless of the measurement item, a common luminescence reaction, that is, the reaction represented by the reaction formula (2) is finally performed. Therefore, the temperature influence in all items is considered to be the temperature influence of the chemiluminescent reaction with respect to hydrogen peroxide. In addition, since the cell in which the luminescence reaction is performed is formed of an aluminum block, etc., the heat capacity is relatively large, and since the dispensing nozzles for the reaction solution and the luminescence reagent have small inner diameters and long lengths, the temperature of these solutions is different from the ambient temperature. The temperature of the reaction solution is measured by easily following the change and measuring the temperature in the vicinity of the reaction cell.
【００１０】従って、上記，のことより、過酸化水
素に対する発光反応の温度影響曲線を補正曲線として温
度センサーによって得られる温度に対して、その温度で
の補正係数を発光量に乗ずることにより、温度影響を補
正することができることになる。Therefore, from the above, by using the temperature effect curve of the luminescence reaction to hydrogen peroxide as the correction curve and multiplying the luminescence amount by the correction coefficient at that temperature, The effect can be corrected.
【００１１】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的は、周囲温度の影響を補正し、その温
度における発光量を正確に求めることができる化学発光
検出装置および化学発光反応における温度補正方法を提
供することにある。The present invention has been made in consideration of the above matters, and an object thereof is a chemiluminescence detection device and a chemiluminescence detecting device capable of correcting the influence of ambient temperature and accurately obtaining the luminescence amount at that temperature. It is to provide a temperature correction method in a reaction.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る化学発光検出装置は、反応セルの近傍
に温度センサーを設け、この温度センサーによって得ら
れた温度に基づいて反応セル内において生ずる化学発光
の強度を補正するようにしている。In order to achieve the above object, a chemiluminescence detecting device according to the present invention is provided with a temperature sensor in the vicinity of a reaction cell, and the inside of the reaction cell is based on the temperature obtained by this temperature sensor. The intensity of the chemiluminescence generated at is corrected.
【００１３】また、本発明に係る化学発光反応における
温度補正方法は、化学発光反応時における温度を測定
し、過酸化水素に対する発光反応の温度影響曲線を補正
曲線とし、前記温度センサーによって得られた温度にお
ける補正係数を、前記光検出器によって得られる発光量
に乗ずるようにしている。The temperature correction method in the chemiluminescence reaction according to the present invention is obtained by measuring the temperature during the chemiluminescence reaction and using the temperature influence curve of the luminescence reaction for hydrogen peroxide as the correction curve, by the temperature sensor. The correction coefficient at temperature is multiplied by the amount of light emission obtained by the photodetector.
【００１４】[0014]
【作用】本発明においては、反応セルや装置内全体を温
調をするのではなく、反応時の温度によって発光反応に
おいて生ずる発光量を補正するものであるから、装置の
構成が複雑化することがないと共に、精度の高い測定が
可能になる。In the present invention, the temperature of the reaction cell or the whole of the apparatus is not controlled, but the amount of luminescence generated in the luminescence reaction is corrected by the temperature during the reaction, which complicates the structure of the apparatus. In addition, it enables highly accurate measurement.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】まず、図１は本発明に係る化学発光検出装
置の構成の一例を示し、この図において、１は例えば真
鍮よりなるセルホルダで、その内部には積分球状の空間
２が形成されている。３はその先端部側が前記積分球２
内に位置するようにセルホルダ１の上方から垂直に挿入
され、支持部材４によって保持されるガラス製の反応セ
ルである。５は反応液や発光液などを注入するための分
注ノズルである。反応セル３の近傍には、図示してない
が、図１の紙面の表裏方向に干渉フィルタを介して高感
度の光電子増倍管と低感度の光電子増倍管とが反応セル
３を挟むようにして一直線状に配設されている。なお、
このような構成については、本願出願人が平成２年３月
１３日付けにて特許出願（特願平２−６２１９０号）し
ているところである。First, FIG. 1 shows an example of the structure of a chemiluminescence detection device according to the present invention. In this figure, 1 is a cell holder made of, for example, brass, and an integrating spherical space 2 is formed therein. . 3 is the integrating sphere 2 on the tip side thereof.
It is a glass reaction cell that is vertically inserted from above the cell holder 1 so as to be positioned inside and is held by a support member 4. Reference numeral 5 is a dispensing nozzle for injecting a reaction solution, a luminescent solution, or the like. Although not shown in the vicinity of the reaction cell 3, a high-sensitivity photomultiplier tube and a low-sensitivity photomultiplier tube sandwich the reaction cell 3 through an interference filter in the front-back direction of the paper surface of FIG. They are arranged in a straight line. In addition,
With respect to such a configuration, the applicant of the present application has filed a patent application (Japanese Patent Application No. 2-62190) dated March 13, 1990.
【００１７】そして、この実施例においては、上記従来
の構成に加えて、前記反応セル３の近傍に温度センサー
６を設け、この温度センサー６によって得られた温度に
基づいて、反応セル３内において行われる化学発光反応
時における化学発光量の強度を補正するようにしてい
る。すなわち、温度センサー６の出力は、アンプ７を介
してＡＤ変換器８に入力され、さらに、ＣＰＵ９に入力
されるように構成されている。なお、１０は温度センサ
ー６を、反応セル３に対してできるだけ近くなるように
保持するための支持部材である。In this embodiment, in addition to the above conventional structure, a temperature sensor 6 is provided in the vicinity of the reaction cell 3, and based on the temperature obtained by the temperature sensor 6, the temperature sensor 6 is provided in the reaction cell 3. The intensity of the chemiluminescence amount during the chemiluminescence reaction is corrected. That is, the output of the temperature sensor 6 is input to the AD converter 8 via the amplifier 7 and further to the CPU 9. Reference numeral 10 is a support member for holding the temperature sensor 6 as close to the reaction cell 3 as possible.
【００１８】ところで、前記反応セル３内における過酸
化水素に対する発光反応において発生する化学発光量
は、図２に示すようにして得ることができる。すなわ
ち、光電子増倍管の出力を下記（１）式によって積算す
るのである。The amount of chemiluminescence generated in the luminescence reaction with respect to hydrogen peroxide in the reaction cell 3 can be obtained as shown in FIG. That is, the outputs of the photomultiplier tubes are integrated by the following equation (1).
【００１８】[0018]
【数１】 [Equation 1]
【００１９】そして、前記発光反応において発生する化
学発光量に対する温度影響は、図３〜図５に示すよう
に、過酸化水素の広い濃度範囲にわたって同様の傾向が
あることが判る。すなわち、これらの図は、過酸化水素
として、その濃度がそれぞれ１×１０-4Ｍ（モル、以下
同じ）、５×１０-6Ｍ、１×１０-7Ｍを用い、上述の装
置の環境温度を種々変化させたときにおける温度影響を
調べたものである。これによれば、過酸化水素の濃度の
如何に拘らず、温度の変化に伴って発光量に大きく影響
が及ぼされていることが判る。As shown in FIGS. 3 to 5, it can be understood that the temperature influence on the chemiluminescence amount generated in the luminescence reaction has a similar tendency over a wide concentration range of hydrogen peroxide. That is, these figures show that the concentration of hydrogen peroxide is 1 × 10 −4 M (molar, the same applies hereinafter), 5 × 10 −6 M, and 1 × 10 −7 M, respectively. This is an examination of the temperature effect when various temperatures are changed. According to this, it is understood that the amount of light emission is greatly influenced by the change in temperature regardless of the concentration of hydrogen peroxide.
【００２０】そして、前記図３〜図５に示した各濃度に
おいて２５℃（標準温度）の化学発光量に対する各濃度
の化学発光量の比の変化を表すと、図６に示すようにな
る。この図において、曲線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ図３、
図４、図５に表した曲線に対応している。この図６に示
した曲線Ａ，Ｂ，Ｃを温度に対する関数ｆ（ｔ）（この
関数は例えば２次式で表現できる）で表し、この関数を
温度補正式として用いるのである。The change in the ratio of the chemiluminescence amount at each concentration to the chemiluminescence amount at 25 ° C. (standard temperature) at each concentration shown in FIGS. 3 to 5 is shown in FIG. In this figure, curves A, B and C are respectively shown in FIG.
It corresponds to the curves shown in FIGS. 4 and 5. The curves A, B, and C shown in FIG. 6 are expressed by a function f (t) with respect to temperature (this function can be expressed by, for example, a quadratic expression), and this function is used as a temperature correction expression.
【００２１】すなわち、各温度の化学発光量に対する２
５℃の化学発光量の比（Ｌt ／Ｌt=25 ）をＲとする
と、 Ｒ＝ｆ（ｔ） ……（２） と表される。That is, 2 for each amount of chemiluminescence at each temperature.
When the ratio of the chemiluminescence amount at 5 ° C. (L t / L t = 25 ) is R, R = f (t) (2)
【００２２】そして、各温度での化学発光量をＬとし、
前記（２）式で補正された発光量をＬ’とすると、 Ｌ’＝Ｌ／Ｒ ……（３） となる。The chemiluminescence amount at each temperature is L,
Letting L ′ be the light emission amount corrected by the equation (2), L ′ = L / R (3)
【００２３】このような補正は、図１に示したＣＰＵ９
において行われる。Such correction is performed by the CPU 9 shown in FIG.
Done in.
【００２４】上述した温度補正方法を用いて、装置環境
温度を変化させて化学発光量を測定した場合の温度補正
を行わなかったときと、行わなかったときのデータは、
例えば図７〜図１１に示す通りである。すなわち、図７
はＡＦＰ（アルファフェトプロテイン）、図８はＣＥＡ
（癌胎児性抗原）、図９はＬＨ（黄体ホルモン）、図１
０はＰＲＬ（プロラクチン）、図１１はｈＣＧ（人絨毛
腺ゴナドトロピン）における化学発光量を示すもので、
各図において、曲線Ａは補正を行わない場合を示し、曲
線Ｂは補正を行った場合を示す。これらの図から、上記
（３）式による補正を行った場合、温度影響を確実に除
去できることが判る。The data obtained when the chemiluminescence amount was measured by changing the environmental temperature of the apparatus using the above-mentioned temperature correction method and when the temperature correction was not performed are as follows.
For example, it is as shown in FIGS. That is, FIG.
Is AFP (alpha-fetoprotein), and FIG. 8 is CEA
(Carcinoembryonic antigen), FIG. 9 shows LH (luteinizing hormone), FIG.
0 shows PRL (prolactin), and FIG. 11 shows chemiluminescence in hCG (human villous gonadotropin).
In each figure, the curve A shows the case without correction, and the curve B shows the case with correction. From these figures, it can be seen that the effect of temperature can be surely removed by performing the correction according to the equation (3).
【００２５】本発明に係る温度補正方法は、化学発光反
応を用いた酵素免疫測定法のみならず、その原理上、比
色（呈色）反応を用いた免疫測定法や蛍光反応を用いた
酵素免疫測定法などにも適用できる。The temperature correction method according to the present invention is not limited to the enzyme immunoassay using the chemiluminescence reaction, but in principle, the immunoassay using the colorimetric (coloring) reaction or the enzyme using the fluorescence reaction. It can also be applied to immunoassays.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、反応セルや装置内全体を温調をするの
ではなく、反応時の温度によって発光反応において生ず
る発光量を補正するものであるから、装置の構成が複雑
化することがないと共に、精度の高い測定が可能にな
る。As described above, according to the invention described in claim 1, the temperature of the reaction cell or the whole of the apparatus is not controlled, but the luminescence amount generated in the luminescence reaction is corrected by the temperature during the reaction. Therefore, the structure of the device does not become complicated, and highly accurate measurement is possible.
【００２７】また、請求項２に記載した発明によれば、
化学発光反応を用いた酵素免疫測定などにおける測定精
度を高めることができる。According to the invention described in claim 2,
It is possible to improve measurement accuracy in enzyme immunoassay using chemiluminescence reaction.
【図１】本発明に係る化学発光検出装置の構成例を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a chemiluminescence detection device according to the present invention.
【図２】化学発光量の積算値を求める手法を説明するた
めのグラフである。FIG. 2 is a graph for explaining a method of obtaining an integrated value of chemiluminescence amount.
【図３】１×１０-4Ｍの過酸化水素を用いたときの化学
発光量における温度影響を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the influence of temperature on the chemiluminescence amount when 1 × 10 −4 M hydrogen peroxide was used.
【図４】５×１０-6Ｍの過酸化水素を用いたときの化学
発光量における温度影響を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the influence of temperature on the chemiluminescence amount when 5 × 10 −6 M hydrogen peroxide was used.
【図５】１×１０-7Ｍの過酸化水素を用いたときの化学
発光量における温度影響を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the influence of temperature on the chemiluminescence amount when 1 × 10 −7 M hydrogen peroxide was used.
【図６】濃度を変えたときにおける２５℃（標準温度）
の化学発光量に対する各濃度の化学発光量の比の変化を
表すグラフである。FIG. 6 25 ° C. (standard temperature) when the concentration is changed
5 is a graph showing changes in the ratio of the chemiluminescence amount of each concentration to the chemiluminescence amount of.
【図７】ＡＦＰ（アルファフェトプロテイン）における
化学発光量を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the chemiluminescence amount of AFP (alpha-fetoprotein).
【図８】ＣＥＡ（癌胎児性抗原）における化学発光量を
示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the amount of chemiluminescence in CEA (carcinoembryonic antigen).
【図９】ＬＨ（黄体ホルモン）における化学発光量を示
すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the amount of chemiluminescence in LH (luteinizing hormone).
【図１０】ＰＲＬ（プロラクチン）における化学発光量
を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the amount of chemiluminescence in PRL (prolactin).
【図１１】ｈＣＧ（人絨毛腺ゴナドトロピン）における
化学発光量を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the amount of chemiluminescence in hCG (human chorionic gonadotropin).
３…反応セル、６…温度センサー。 3 ... Reaction cell, 6 ... Temperature sensor.
Claims (2)
度を光検出器によって検出するようにした化学発光検出
装置において、前記反応セルの近傍に温度センサーを設
け、この温度センサーによって得られた温度に基づいて
前記化学発光の強度を補正するようにしたことを特徴と
する化学発光検出装置。1. A chemiluminescence detecting device in which the intensity of chemiluminescence generated in a reaction cell is detected by a photodetector, and a temperature sensor is provided in the vicinity of the reaction cell, and the temperature obtained by the temperature sensor is adjusted. The chemiluminescence detection device is characterized in that the intensity of the chemiluminescence is corrected based on the above.
過酸化水素に対する発光反応の温度影響曲線を補正曲線
とし、前記温度センサーによって得られた温度における
補正係数を、前記光検出器によって得られる発光量に乗
ずるようにしたことを特徴とする化学発光反応における
温度補正方法。2. The temperature during the chemiluminescent reaction is measured,
A chemiluminescent reaction characterized in that a temperature-influence curve of a luminescence reaction with respect to hydrogen peroxide is used as a correction curve, and a correction coefficient at a temperature obtained by the temperature sensor is multiplied by a luminescence amount obtained by the photodetector. Temperature correction method in.
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| Publication number | Publication date |
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| JP2811565B2 (en) | 1998-10-15 |
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