JPH06249856A - 生化学自動分析装置における測定方法 - Google Patents

生化学自動分析装置における測定方法

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JPH06249856A
JPH06249856A JP6285093A JP6285093A JPH06249856A JP H06249856 A JPH06249856 A JP H06249856A JP 6285093 A JP6285093 A JP 6285093A JP 6285093 A JP6285093 A JP 6285093A JP H06249856 A JPH06249856 A JP H06249856A
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JP
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absorbance
concentration
reaction time
sample
rate
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JP6285093A
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Kiyokazu Nakano
清和 中野
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00594Quality control, including calibration or testing of components of the analyser
    • G01N35/00603Reinspection of samples

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  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再検査を減らして検査を迅速化し、試料や試
薬の無駄を省き、自動分析装置の実処理能力の低下を防
止する。 【構成】 吸光度変化(率)から試料の被検成分の濃度
を再現性よく求めることのできる吸光度範囲の限界吸光
度を定めておき、濃度の異なる複数種の標準試料を用い
て反応過程にある被検液の吸光度変化率を複数の時刻で
測定し、各標準試料の吸光度で限界吸光度を満足するも
のについて予め定めた複数の反応時間の時刻ごとに吸光
度変化(率)を濃度に変換する濃度変換係数を求め、未
知試料の被検液の吸光度変化(率)を反応過程の複数の
時刻で測定し、予め定めた複数の反応時刻について反応
時間の長いものから短いものへとそれぞれの反応時刻に
おける吸光度を限界吸光度とを比較し、限界吸光度を満
足する反応時刻とそのときの吸光度変化(率)を採用
し、その採用した反応時刻における濃度変換係数及び試
薬ブランク値を用いて被検成分濃度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は血清、血漿、尿などの生
体液試料を分析する生化学自動分析装置において、吸光
度測定値から試料の被検成分濃度を求める方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に試料中の被検成分が高濃度になる
と、反応の進行とともに吸光度の反応タイムコースは直
線的な吸光度変化を示さず、検量線は非直線的な関係と
なる。そこで、被検成分が高濃度な試料では、次のよう
な方法で対処している。 (1)試料が高濃度であることを予測して、広い濃度範
囲をカバーできるような分析条件、例えば試料量(S)
/試薬量(R)比を小さくしておく。
【0003】(2)一度測定した後、その試料が高濃度
であることが分かれば試料を希釈して再検査する。 (3)再検査の際、初回よりも少ない試料量で再検査す
る。 (4)レート法(カイネティック・アッセイ)の場合、
反応タイムコースが直線的な吸光度変化を示す吸光度範
囲(限界吸光度AL)を定めておき、ALを満足する吸
光度測定値から単位時間当りの吸光度変化率(Abs/
分)を求め、定量している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の(1)の方法で
は測定可能な濃度範囲は基本的にS/R比で決まるた
め、高濃度な試料まで測定できるようにすることを優先
させることによって低濃度域での再現性不良を招いてい
た。
【0005】(2)と(3)の方法は、再検査を行なう
ため迅速性に欠ける。試料及び分析試薬を余分に必要と
する。さらに、生化学自動分析装置の実処理能力の低下
を招いていた。(4)の方法は、反応タイムコースが直
線的な吸光度変化を示す酵素活性測定にしか適用するこ
とができず、臨床的に重要な項目であるグルコース、ク
レアチニン、尿素窒素などの測定には適用することがで
きない。
【0006】本発明は再検査を減らして検査を迅速化
し、試料や試薬の無駄を省き、自動分析装置の処理能力
を上げることを目的とするものである。本発明はまた測
定濃度範囲を広げることも目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】エンドポイント法による
被検液の吸光度、又はレート法における被検液の吸光度
変化率から被検成分濃度を求めるための濃度変換係数
は、従来は1種類しか用意されていないのに対し、本発
明では予め設定された複数の測定時刻ごとに濃度変換係
数を用意しておく。そして未知試料の測定では、反応過
程にある被検液を複数の時刻で測定し、得られた吸光度
測定値を限界吸光度と比較し、限界吸光度を満たす吸光
度測定値のうちで最も反応時間の長い測定時刻での吸光
度又は吸光度変化率を採用し、その測定時刻に対応する
濃度変換係数及び試薬ブランク値を適用して被検成分濃
度を求める。
【0008】本発明をエンドポイント法に適用するとき
は、次のステップ(A)から(D)を含んでいる。
(A)吸光度から試料の被検成分の濃度を再現性よく求
めることのできる吸光度範囲の限界吸光度を定めておく
こと、(B)濃度の異なる複数種の標準試料を用いて反
応過程にある被検液の吸光度を複数の時刻で測定し、各
標準試料の吸光度で前記限界吸光度を満足するものにつ
いて予め定めた複数の反応時間の時刻ごとに吸光度を濃
度に変換する第1の濃度変換係数を求めること、(C)
未知試料の被検液の吸光度を反応過程の複数の時刻で測
定し、予め定めた前記複数の反応時刻について反応時間
の長いものから短いものへとそれぞれの反応時刻におけ
る吸光度を前記限界吸光度とを比較して前記限界吸光度
を満足する反応時刻とそのときの吸光度を採用するこ
と、及び(D)その採用した反応時刻における第1の濃
度変換係数及び試薬ブランク値を用いて被検成分濃度を
求めること。
【0009】本発明をレート法に適用するときは、次の
ステップ(a)から(d)を含んでいる。(a)吸光度
変化率から試料の被検成分の濃度を再現性よく求めるこ
とのできる吸光度範囲の限界吸光度を定めておくこと、
(b)濃度の異なる複数種の標準試料を用いて反応過程
にある被検液の吸光度変化率を複数の時刻で測定し、各
標準試料の吸光度で前記限界吸光度を満足するものにつ
いて予め定めた複数の反応時間の時刻ごとに吸光度変化
率を濃度に変換する第2の濃度変換係数を求めること、
(c)未知試料の被検液の吸光度変化率を反応過程の複
数の時刻で測定し、予め定めた前記複数の反応時刻につ
いて反応時間の長いものから短いものへとそれぞれの反
応時刻における吸光度を前記限界吸光度とを比較して前
記限界吸光度を満足する反応時刻とそのときの吸光度変
化率を採用すること、及び(d)その採用した反応時刻
における第2の濃度変換係数及び試薬ブランク値を用い
て被検成分濃度を求めること。
【0010】
【作用】図1を参照し、試料と試薬を反応させることに
よって吸光度が上昇する反応の場合について、レート法
を例にして説明する。濃度の異なる複数種の標準試料を
用い、あらかじめ設定した複数の測定時刻(測定区間
I,II,III)ごとの濃度変換係数K1,K2,K3と試薬
ブランク値変化ΔAb1,ΔAb2,ΔAb3を求めてお
く(ステップS1)。測定区間Iは反応開始直後の時刻
1からtmまでの区間、測定区間IIは反応開始直後の
時刻t1からtnまでの区間、測定区間IIIは反応開始直
後の時刻t1から最終測定時刻teまでの区間(tm<
tn<te)である。
【0011】未知試料の測定において、t1〜te間の
異なる複数の時刻で吸光度を測定して測定データとして
取り込み記憶させる(ステップS2)。記憶されたデー
タについて、最終の吸光度Aeを限界吸光度ALと比較
し、Ae<ALであれば、反応時間t1からteまでの
最も長い反応時間の区間IIIでの吸光度変化率(ΔA/
Δt)3を最小二乗法により計算する(ステップS
4)。その吸光度変化率と区間t1〜teにおける試薬
ブランク値変化ΔAb3とから濃度変換係数K3を用いて
濃度が算出され、出力される(ステップS5)。
【0012】最終吸光度AeがAL以上であるときは、
それより反応時間の短い予め定められた反応時刻tnに
おける吸光度Anが限界吸光度ALと比較され(ステッ
プS3,S6)、An<ALであればそのt1〜tnの
区間IIにおける吸光度変化率(ΔA/Δt)2が算出さ
れる(ステップS7)。得られた吸光度変化率(ΔA/
Δt)2と、t1〜tnの区間IIにおける濃度変換係数K
2及び試薬ブランク値変化ΔAb2を用いて濃度が算出さ
れ、出力される(ステップS5)。
【0013】さらに、AnがAL以上であれば、それよ
りも反応時間の短い予め定められた反応時刻tmにおけ
る吸光度Amが限界吸光度ALと比較され(ステップS
6,S8)、Am<ALであればそのt1〜tmの区間
Iにおける吸光度変化率(ΔA/Δt)1が算出される
(ステップS9)。得られた吸光度変化率(ΔA/Δ
t)1と、t1〜tmの区間Iにおける濃度変換係数K1
及び試薬ブランク値変化ΔAb1を用いて濃度が算出さ
れ、出力される(ステップS5)。
【0014】図1では試料と試薬を反応させることによ
って吸光度が上昇する反応の場合について説明している
が、反応が進むにつれて吸光度が下降する場合もある。
吸光度下降反応では、図1のステップS3,S6,S8
における不等号は逆方向となる。また、ステップS3,
S6,S8では共通の限界吸光度ALを用いているが、
それぞれの測定時刻tm,tn,teで異なる限界吸光
度を設定しておいてもよい。
【0015】また、吸光度変化率はt1から始まる測定
区間での勾配として計算しているが、特定の時間ti〜
tjについて勾配を求め、それぞれの区間ごとに濃度変
換係数と試薬ブランク値変化を求めておいてもよい。図
1はレート法の説明であるが、これをエンドポイント法
に適用するときは、吸光度変化率(ΔA/Δt)に代え
て特定の時刻での吸光度Ae,An又はAmを用い、試
薬ブランク値変化ΔAbを試薬ブランク値Abに置き換
えればよい。
【0016】2種類の分析試薬を使用して第2試薬添加
前に試料ブランク値を測定する場合は、次の式により試
料ブランク値(Asb)を算出して限界吸光度ALを修
正するようにしてもよい。 Asb=(As1−Ab1)(Vs+Vr1)/(Vs+Vr1
+Vr2) AL’=AL+Asb ここで、As1とAb1はそれぞれ第2試薬添加前の(試
料+第1試薬)液及び試薬ブランク液の吸光度、Vs,
Vr1,Vr2はそれぞれ試料、第1試薬、第2試薬の液
量である。
【0017】
【実施例】一例としてクレアチニンを測定した例を説明
する。クレアチニンの反応は次の式で表わされる。
【0018】第1試薬としてアルカリ液を試料に添加
し、人体の体温と同じ37℃に設定する。それに第2試
薬としてピクリン酸を添加すると、試料中のクレアチニ
ンは試薬中のピクリン酸と反応して500nm付近で吸
収を示すアルカリ性ピクレートを生成する。試料量を3
μl、第1試薬及び第2試薬の量をそれぞれ200μl
とし、510nmでアルカリ性ピクレートの吸光度を測
定すると、図2に示される反応タイムコースが得られ
た。複数の曲線は上方向に描かれているものほど高濃度
試料であることを示している。図2において縦軸のスケ
ールは吸光度2000mAbsとなっており、最も高濃
度試料は測光ポイント30付近からスケールアウトして
いる。実際には、2000mAbs以上まで反応は進行
している。
【0019】限界吸光度ALを3.0Absで一定と
し、その限界吸光度よりも小さい範囲で吸光度変化率を
求めると、t1を測定開始後12秒、tmを48秒、t
nを132秒、teを252秒として3つの反応区間
I,II,IIIについて図3に示されるようなクレアチニ
ン濃度に対する結果が得られる。例えば、反応区間III
の場合、200mg/dl以下しか直線性を示さない。
この3つの区間についてそれぞれ吸光度変化率をクレア
チニン濃度に換算する濃度換算係数K1,K2,K3が算
出される。
【0020】図2の測定結果に対し、従来のように1つ
のレート測定区間(12〜252秒間)内の限界吸光度
ALを満足する測定値から単位時間当りの吸光度変化率
を求めると、図4に示されるように、限界吸光度ALを
1.0、1.5、2.0Absのいずれに設定した場合で
も150mg/dl以上の濃度域では原点から伸長した
直線の上方に乖離する関係となっている。
【0021】一方、本発明で限界吸光度ALとして1.
5Abs(共通)を設定し、吸光度変化率を測定する
と、3つの測定区間I,II,IIIに対して図5に示され
るようにそれぞれ直線上に配列された測定値が得られ
る。各測定区間I,II,IIIの濃度変換係数K1,K2
3が図3のデータが予め求められるので、これらの区
間の各直線上に濃度変換係数K1,K2,K3をかける
と、図6に示されるように全て一直線上に配列される。
この直線関係は500mg/dlまで保持される。
【0022】図2から図6のデータは標準試料について
測定したものであるが、未知試料について図1のフロー
チャートに従って吸光度変化率を測定すれば、図5又は
図6の関係からクレアチニン濃度が求められる。なお図
2から図6はレート法に適用したものであるが、エンド
ポイント法でも同様に直線関係が得られる。
【0023】
【発明の効果】本発明では予め設定された複数の測定時
刻ごとに濃度変換係数を用意しておき、未知試料の測定
では、反応過程にある被検液を複数の時刻で測定し、得
られた吸光度測定値を限界吸光度と比較し、限界吸光度
を満たす吸光度測定値のうちで最も反応時間の長い測定
時刻での吸光度又は吸光度変化率を採用し、それにその
測定時刻での濃度変換係数を適用して被検成分濃度を求
めるようにしたので、再検査が減り、検査が迅速化され
るとともに、試料や試薬の無駄を省き、自動分析装置の
実処理能力の低下を防止することができる。本発明はま
た測定濃度範囲を広げることもできる。本発明では、目
的及び測定濃度範囲に対して厳密に考える必要がなくな
り、試料量を増加させることができ、分析精度を向上さ
せることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明をレート法に適用した場合を示すフロー
チャート図である。
【図2】クレアチニンの反応タイムコースを示す図であ
る。
【図3】図2のデータから予め設定された3つの測定区
間におけるクレアチニン濃度と吸光度変化率との関係を
示す図である。
【図4】図2の測定データを従来の方法により処理した
結果を示す図である。
【図5】図2のデータから本発明により採用された吸光
度を処理した図である。
【図6】図5の吸光度に濃度変換係数をかけた結果を示
す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生化学自動分析装置を用い、試料と試薬
    を反応させた被検液の吸光度から試料の被検成分の濃度
    を求めるエンドポイント法による測定方法において、 吸光度から試料の被検成分の濃度を再現性よく求めるこ
    とのできる吸光度範囲の限界吸光度を定めておくこと、 濃度の異なる複数種の標準試料を用いて反応過程にある
    被検液の吸光度を複数の時刻で測定し、各標準試料の吸
    光度で前記限界吸光度を満足するものについて予め定め
    た複数の反応時間の時刻ごとに吸光度を濃度に変換する
    第1の濃度変換係数を求めること、 未知試料の被検液の吸光度を反応過程の複数の時刻で測
    定し、予め定めた前記複数の反応時刻について反応時間
    の長いものから短いものへとそれぞれの反応時刻におけ
    る吸光度を前記限界吸光度とを比較して前記限界吸光度
    を満足する反応時刻とそのときの吸光度を採用するこ
    と、及びその採用した反応時刻における第1の濃度変換
    係数及び試薬ブランク値を用いて被検成分濃度を求める
    こと、を含む測定方法。
  2. 【請求項2】 生化学自動分析装置を用い、試料と試薬
    を反応させた被検液の吸光度変化率から試料の被検成分
    の濃度を求めるレート法による測定方法において、 吸光度変化率から試料の被検成分の濃度を再現性よく求
    めることのできる吸光度範囲の限界吸光度を定めておく
    こと、 濃度の異なる複数種の標準試料を用いて反応過程にある
    被検液の吸光度変化率を複数の時刻で測定し、各標準試
    料の吸光度で前記限界吸光度を満足するものについて予
    め定めた複数の反応時間の時刻ごとに吸光度変化率を濃
    度に変換する第2の濃度変換係数を求めること、 未知試料の被検液の吸光度変化率を反応過程の複数の時
    刻で測定し、予め定めた前記複数の反応時刻について反
    応時間の長いものから短いものへとそれぞれの反応時刻
    における吸光度を前記限界吸光度とを比較して前記限界
    吸光度を満足する反応時刻とそのときの吸光度変化率を
    採用すること、及びその採用した反応時刻における第2
    の濃度変換係数及び試薬ブランク値を用いて被検成分濃
    度を求めること、を含む測定方法。
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