JPH0643133A

JPH0643133A - 生化学分析装置

Info

Publication number: JPH0643133A
Application number: JP4196943A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Tokunaga; 博光徳永
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、検体に干渉物質が含有しているかど
うか判別することのできる生化学分析装置を提供するこ
とを目的とする。【構成】本発明による生化学分析装置は、測定対象イオ
ンに選択的に感応するイオン選択性電極８と基準電極７
とを用いて、所定の電解質濃度を有する内部標準液Ｂの
電極電位と検体Ａの電極電位を交互に測定し、これらの
比較結果を、電解質濃度の変化に対する電極電位の変化
を表す検量線に照合することにより検体Ａの電解質濃度
を分析する生化学分析装置であって、検体Ａの電極電位
の測定の前後に測定した内部標準液Ｂの電極電位の変動
程度を計算しその変動程度を所定レベルと比較する判別
装置１４と、この比較結果を出力する出力装置１５とを
具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体試料（検体）に含
有する電解質濃度を電極法により分析する生化学分析装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１本の電極が電解質溶液に浸されている
とき、電極と溶液とはそれぞれ一定の電位をもち、電極
相と溶液相の２相の間には電位差が存在する。電極法の
原理は、溶液相に対する電極相の電位（以下「電極電
位」という）が、当該溶液のイオン活動度に応じる性質
を利用して電解質分析を行うものである。実際には電極
相と溶液相の２相の電位を独立に求め電極電位を計算す
ることはできないので、他の電極（以下「基準電極」と
いう）と組み合わせて、全体で電池を構成させて、その
起電力から電極電位を測定する。また、この基準電極と
特定のイオンにのみ感応するイオン選択性電極とを組み
合わせることにより、検体に含有する様々なイオンの中
から測定対象とするイオン（以下「測定対象イオン」と
いう）の電極電位を選択的に測定をすることが可能であ
る。現在は、ナトリウムイオン選択性電極、カリウムイ
オン選択性電極、クロールイオン選択性電極等の様々な
イオン選択性電極が開発され、測定対象イオンの選択幅
が広がっている。この電極法は、従前の炎光光度法等の
測定方法に比べ、安全性が良好であること、設置空間が
少なくてすむこと、操作が簡便であること、微量でも測
定できること、生化学分析装置への応用が容易であるこ
と等の点で優位であるので、急速に普及している。

【０００３】ところで、この電極法は、キャリブレーシ
ョン法と呼ばれる測定方法を併用することが多い。キャ
リブレーション法とは、電解質濃度の変化に対する電極
電位の変化を実測したキャリブレーションライン（以下
「検量線」という）に、患者から採取した検体の電極電
位と電解質濃度を正常検体レベルに調整した電解質溶液
（以下「内部標準液」という）の電極電位との比較値を
照合することにより、当該検体内の電解質濃度の定量的
な測定を可能にする方法である。

【０００４】ところで、分析結果が、一般的な検体が取
り得る電解質濃度範囲を越えて、明らかな異常値（ただ
しこの異常値は異常検体の分析結果としての異常値では
ない）を示す場合がある。この異常値は、検体に含有す
ることのある測定対象イオンに影響する干渉物質、また
はそれ以外、例えばサンプリング機構の誤動作による検
体の過注入等の装置側の機能故障に起因して現象する。
測定者は、異常値が出力されたときには、その要因に応
じた対策、例えば当該検体を他の測定方法により分析す
る等の対策を講じなければならない。

【０００５】しかし、従来の生化学分析装置は、この異
常値が干渉物質に起因するのか、装置側の機能故障等の
他の要因に起因するのかを判別することができない。こ
のため、測定者はこの判別作業を課され、非常に負担で
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に対処すべくなされたもので、その目的は、検体に干
渉物質が含有しているかどうか判別することのできる生
化学分析装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による生化学分析
装置は、測定対象イオンに選択的に感応するイオン選択
性電極と基準電極とを用いて、所定の電解質濃度を有す
る内部標準液の電極電位と検体の電極電位を交互に測定
し、これらの比較結果を、電解質濃度の変化に対する電
極電位の変化を表す検量線に照合することにより前記検
体の電解質濃度を分析する生化学分析装置であって、前
記検体の電極電位の測定の前後に測定した前記内部標準
液の電極電位の変動程度を計算しその変動程度を所定レ
ベルと比較する手段と、前記比較手段の比較結果を出力
する出力手段とを具備することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明による生化学分析装置によれば、検体の
電極電位の測定の前後に測定した所定電解質濃度の内部
標準液の電極電位の変動程度と所定レベルとを比較する
ことによって、当該内部標準液の電極電位に影響する干
渉物質が当該検体に含有しているか否か判別することが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を説明する。

【００１０】まず、本実施例の説明に先立って、電極法
の原理について簡単に説明する。図３は、電極電位の一
般的な測定結果の変化について示す図である。なお、図
３において、「内」は内部標準液を示し、「検」は検体
を示す。また、括弧内は電極電位の測定値を示す。

【００１１】電極法による電解質濃度の定量分析は、キ
ャリブレーション法により行われる。このキャリブレー
ション法は、測定対象イオンの濃度を所定レベル、通
常、正常レベルに調整した電解質溶液（以下「内部標準
液」という）の電極電位に対する患者から採取した検体
の電極電位の比較結果を、予め測定対象イオンの濃度の
変化に対する電極電位の変化を実測したキャリブレーシ
ョンライン（以下「検量線」という）に照合することに
より、検体の電解質濃度を定量的に分析する方法であ
る。

【００１２】ところで、内部標準液の電解質濃度は予め
所定レベルに調整されているので、環境条件が一定であ
ればその電極電位は一定値に安定するはずである。しか
し、実際は、図３に示すように、その電極電位は序々に
変動する。これは、一般に、電位ドリフトと呼ばれる現
象であり、この電位ドリフトは電解質測定を繰り返す内
に、イオン選択性電極からイオン感応物質等が序々に溶
出することにより、そのイオン感応特性が序々に低下す
ることにより生じる。この電位ドリフトのため、検体の
電極電位をそのまま検量線に照合しても、正確な定量分
析をすることができない。

【００１３】また一方で、このイオン感応特性の低下速
度（以下「ドリフト係数」という）は、温度等の外的要
素に非常に影響されるため、一意的に決定されるもので
はない。

【００１４】そこで、内部標準液を検体と交互に測定
し、その内部標準液の電極電位を基準とした検体の電極
電位を計算し、この計算結果（以下「照合値」という）
を検量線に照合することが行われている。

【００１５】ところで、イオン感応物質に干渉する干渉
物質が検体に含有していることがある。この検体は、図
３では、「検3 」である。このとき、イオン感応物質が
当該干渉物質の影響受けてそのイオン感応特性が一時的
に劣化される。このため当該検体の電極電位は変動し、
その照合値は不適当に高値となり、当然その分析結果は
誤差が生じる。

【００１６】また、この干渉物質は、当該検体の測定後
の内部標準液の電極電位にまで影響する。これは、イオ
ン選択性電極のイオン感応特性が一時的な劣化から回復
するために、ある程度の時間を必要とするためである。
本実施例は、このことに着目して、検体の干渉物質の含
有の有無を判別するものである。図１は、本実施例のブ
ロック図である。図中Ａは検体を示し、Ｂは内部標準液
を示し、Ｃは検体または内部標準液の測定後の廃液を示
す。

【００１７】検体Ａを保持する検体容器１は、サンプラ
２上に複数配置されている。サンプラ２は、検体容器１
を所定のサンプリング位置に順次配送する。サンプリン
グ機構３は、サンプリング位置に配送されてきた検体容
器１の検体Ａを吸引し、測定槽４に所定微量づつ分注す
る。

【００１８】内部標準液タンク５は、電解質濃度を所定
レベル、通常は正常検体レベルに調整した内部標準液Ｂ
を貯蔵する。ディスペンサ６は、内部標準液タンク５に
貯蔵している内部標準液Ｂを吸引し、測定槽４に注入す
る。

【００１９】基準電極７およびイオン選択性電極８は、
測定槽４に注入された検体Ａまたは内部標準液Ｂと共に
一電池を構成する。当該電池の起電力は、後述する入力
装置１２で検出され、検体Ａまたは内部標準液Ｂの電極
電位が測定される。なお、イオン選択性電極８は、イオ
ン感応物質に応じてイオン選択性が決定されていて、ナ
トリウムイオン電極、カリウムイオン電極、クロールイ
オン電極等があり、測定対象イオンに応じて適宜選択的
に使用されるジッパ（排出機構）９は、測定後の検体Ａ
または内部標準液Ｂ、すなわち廃液Ｃを測定槽４から吸
引し、廃液タンク１０に排出する。

【００２０】サンプラ２、サンプリング機構３、ディス
ペンサ６およびジッパ９は、制御装置１１のシーケンス
制御下、所定のサイクル、すなわち内部標準液Ｂの測定
槽４への注入、廃液Ｃの排出、検体Ａの分注、廃液Ｃの
排出を繰り返す。

【００２１】入力装置１２は、増幅器とアナログ／デジ
タル変換器を有していて、基準電極７とイオン選択性電
極８間に生じる起電力を検出し、その起電力から電極電
位を測定し、デジタル信号として出力する。

【００２２】分析装置１３は、入力装置１２から、内部
標準液Ｂの電極電位と検体Ａの電極電位が入力され、そ
の内部標準液Ｂの電極電位から検体Ａの電極電位を差分
処理して照合値を計算し、その照合値を検量線に照合す
ることにより検体Ａに含有するナトリウムイオン、カリ
ウムイオンまたはクロールイオン等の測定対象イオンの
電解質濃度の定量値を分析する。

【００２３】判別装置１４は、入力装置１２から内部標
準液Ｂの電極電位が入力され、その電極電位の変動程度
に基づいて干渉物質の含有の有無を判別し、干渉物質が
検体に含有しているときはエラーコードを出力する。こ
の判別装置１４の判別機能は後述する。

【００２４】出力装置１５は、プリンタ、モニタ等の出
力機器を備え、分析装置１３の分析結果や、判別装置１
４の判別結果（エラーコード）を、プリントアウト、ま
たはモニタ表示する。次に以上のように構成された本実
施例の作用、特に判別装置の作用について、図２および
図３を参照して説明する。サンプラ２、サンプリング機
構３、ディスペンサ６およびジッパ９が、制御装置１１
に制御されて上記サイクルを繰り返す。

【００２５】これによって、内部標準液Ｂと検体Ａが交
互に測定槽４へ注入され、基準電極７とイオン選択性電
極８間に生じる起電力が入力装置１２で検出され、内部
標準液Ｂの電極電位（以下「内部標準液電極電位」とい
う）と検体Ａの電極電位（以下「検体電極電位」とい
う）が当該起電力にしたがって測定される。この内部標
準液電極電位と検体電極電位は、入力装置１２から分析
装置１３に供給され、照合値が内部標準液電極電位と検
体電極電位の差分処理（Ｅ11−Ｅ1 ，Ｅ12−Ｅ2，…）
により求められる。その照合値は所定の検量線に照合さ
れ、検体Ａに含有するナトリウムイオン、カリウムイオ
ンまたはクロールイオン等の測定対象イオンの電解質濃
度の定量値が分析され、その分析結果が分析装置１３か
ら出力装置１５に供給され、プリントアウト、またはモ
ニタ表示される。一方、内部標準液電極電位は、分析装
置１３と共に、判別装置１４にも供給される。

【００２６】図２は、判別装置１４による判別手順を説
明するための流れ図である。なお、図中、Ｅa ，Ｅb ，
Ｅc は、判別装置１４に供給される内部標準液電極電位
をその供給順に示したものである。

【００２７】上記サイクルの繰り返しにより順次測定さ
れる内部標準液電極電位Ｅa ，Ｅb，Ｅc が判別装置１
４に供給される（ステップＳ1 〜Ｓ3 ）。シフト電位△
Ｅb，△Ｅc が、これら内部標準液電極電位Ｅa ，Ｅb
，Ｅc を用いて次の式にしたがって計算される（ステ
ップＳ4 ）。 △Ｅb ＝Ｅb −Ｅa △Ｅc ＝Ｅc −Ｅb

【００２８】この式から分かるように、シフト電位△Ｅ
b ，△Ｅc は、前回の内部標準液電極電位に対する今回
の内部標準液電極電位の変動値である。この変動値を所
定レベルと比較し、この変動値が所定レベルを越える時
に、干渉物質含有と判断してエラーコードを出力するよ
うにしてもよいが、電位ドリフトのドリフト係数が温度
等の外的要素に影響されて十分大きくなる場合には常に
この変動値が所定レベルを越えてエラーコードが常に出
力されてしまう可能性がある。そこで、本実施例では、
このドリフト係数の外的要素の影響による変化を是正す
る意味で、シフト電位△Ｅc から△Ｅb を引き算し測定
レベルＶを求め（ステップＳ5 ）、この測定レベルＶを
予め設定した検知レベルＴと比較する（ステップＳ6
）。したがって、内部標準液電極電位Ｅa ，Ｅb ，Ｅc
の測定間に測定した検体Ａに干渉物質が含有していな
ければ、イオン選択性電極８のイオン感応特性は自然的
に低下し、ドリフト係数は安定し、この測定レベルＶは
０に近似し、また干渉物質が含有していればこの測定レ
ベルＶは干渉物質によるイオン感応特性の劣化の影響を
反映した値が得られる結果となり、上記可能性を回避す
ることができる。

【００２９】測定当初の段階でみると、Ｅa ＝Ｅ1 ，Ｅ
b ＝Ｅ2 ，Ｅc ＝Ｅ3 であり、△Ｅb ＝△Ｅ2 ＝Ｅ2 −
Ｅ1 ，△Ｅc ＝△Ｅ3 ＝Ｅ3 −Ｅ2 であり、Ｖ＝△Ｅ3
−△Ｅ2 、である。

【００３０】ここでは、内部標準液電極電位Ｅ1 ，Ｅ2
，Ｅ2 の測定間に測定した検体1 ，検体2 は干渉物質
を含有していないので、イオン感応特性の自然劣化の電
位ドリフトは安定して現象し、係数は安定していてる。
したがって測定レベルＶは０に近似し、検知レベルＴよ
り十分低い値であるため、次ステップＳ7 に進行し、Ｅ
b （Ｅ2 ）をＥa に、またＥc （Ｅ3 ）をＥb に置換し
て、ステップＳ3 に帰還して、次の内部標準液電位Ｅd
（ここでは、Ｅ4 ）が供給されるのを待機する。

【００３１】判別装置１４は次の内部標準液電位Ｅ4 を
入力すると（ステップＳ3 ）、シフト電位△Ｅb ＝△Ｅ
3 ＝Ｅ3 −Ｅ2 ，△Ｅc ＝△Ｅ4 ＝Ｅ4 −Ｅ3 を計算し
（ステップＳ4 ）、測定レベルＶ＝△Ｅc −△Ｅb ＝△
Ｅ4 −△Ｅ3 を計算する（ステップＳ5 ）。そして、こ
の測定レベルＶと検知レベルＴを比較する（ステップＳ
6 ）。ここでは検体3 が干渉物質を含有しているので、
測定レベルＶが検知レベルＴより大きくなり、当該検体
3 についてエラーコードが判別装置１４から出力装置１
５に出力される（ステップＳ8 ）。そして、ステップＳ
7 に戻り、ＥcをＥa に置換し、Ｅd をＥb に置換し
て、ステップＳ3 に帰還し、次の内部標準液電位Ｅe
（ここではＥ5 ）の供給を待機する。このように、ステ
ップＳ3 からステップＳ7 （ステップＳ8 を含む）まで
の動作はループを構成していて、このループは内部標準
液電位が供給される毎に干渉物質の含有の有無を判別し
ながら、繰り返される。

【００３２】以上のようにしてこの実施例によれば、順
次供給される内部標準液電位の変動（シフト電位）を計
算し、さらにこのシフト電位の変動（測定レベル）を計
算し、この測定レベルを所定の検知レベルに比較するこ
とによって、電位ドリフトのドリフト係数の安定性を検
知することと等価な判別をおこなうことができ、ドリフ
ト係数の温度等の外的要素に対する影響を回避して、検
体の干渉物質の含有の有無を好適に判別することができ
る。

【００３３】本発明は上述した実施例に限定されること
なく、種々変形して実施可能である。例えば、電極電位
の測定のために、検体や内部標準液の流通経路の周囲に
複数種類のイオン選択性電極と基準電極を一体化したい
わゆるマルチイオンセンサを採用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、内部標準
液の電極電位の変動の様子を監視することにより、検体
に干渉物質が含有しているかどうか判別することのでき
る生化学分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図。

【図２】判別装置の処理手順を示す流れ図。

【図３】一般的な電極電位の変動を示す図。

【符号の説明】

１…検体容器、２…サンプラ、３…サンプリング機構、
４…測定槽、５…内部標準液タンク、６…ディスペン
サ、７…基準電極、８…イオン選択性電極、９…ジッ
パ、１０…廃液タンク、１１…制御装置、１２…入力装
置、１３…分析装置、１４…判別装置、１５…出力装
置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象イオンに選択的に感応するイオン
選択性電極と基準電極とを用いて、所定の電解質濃度を
有する内部標準液の電極電位と検体の電極電位を交互に
測定し、これらの比較結果を、電解質濃度の変化に対す
る電極電位の変化を表す検量線に照合することにより前
記検体の電解質濃度を分析する生化学分析装置におい
て、前記検体の電極電位の測定の前後に測定した前記内部標
準液の電極電位の変動程度と所定レベルとを比較する手
段と、前記比較手段の比較結果を出力する出力手段とを具備す
ることを特徴とする生化学分析装置。