JPH08327533A - 生化学分析装置 - Google Patents
生化学分析装置Info
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- JPH08327533A JPH08327533A JP13763595A JP13763595A JPH08327533A JP H08327533 A JPH08327533 A JP H08327533A JP 13763595 A JP13763595 A JP 13763595A JP 13763595 A JP13763595 A JP 13763595A JP H08327533 A JPH08327533 A JP H08327533A
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- reflection prism
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Abstract
(57)【要約】
【構成】減衰全反射プリズム１上に基質を直接または間
接に固定化し、試料４の導入によって基質と試料中の酵
素との反応を開始させ、一試料につき反応時間の異なる
２個の赤外吸収スペクトルを得て、赤外吸収スペクトル
より試料４中の基質もしくは酵素反応生成物の単位時間
当たりの濃度変化を算出し、試料４中の酵素活性を測定
する。 【効果】減衰全反射プリズム上に基質を直接または間接
に固定化することにより、赤外分光法による酵素活性の
測定が可能になった。
接に固定化し、試料４の導入によって基質と試料中の酵
素との反応を開始させ、一試料につき反応時間の異なる
２個の赤外吸収スペクトルを得て、赤外吸収スペクトル
より試料４中の基質もしくは酵素反応生成物の単位時間
当たりの濃度変化を算出し、試料４中の酵素活性を測定
する。 【効果】減衰全反射プリズム上に基質を直接または間接
に固定化することにより、赤外分光法による酵素活性の
測定が可能になった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は赤外分光法と減衰全反射
法を用いた液体試料、特に血液に含有される酵素の活性
測定法に関する。
法を用いた液体試料、特に血液に含有される酵素の活性
測定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動分析計等で使用されている酵
素活性測定法のうち、例えば、アミラーゼの活性測定法
は、臨床検査法提要，金井泉原著（１９８３年），第７
７４頁から第７７７頁において述べられている。ここで
は血清中に基質である澱粉を加え、ある一定時間恒温で
反応させ、残った基質もしくは酵素−基質反応で生成し
た還元糖の量を比色法によって測定し、アミラーゼ活性
を算出する方法について述べられている。
素活性測定法のうち、例えば、アミラーゼの活性測定法
は、臨床検査法提要，金井泉原著（１９８３年），第７
７４頁から第７７７頁において述べられている。ここで
は血清中に基質である澱粉を加え、ある一定時間恒温で
反応させ、残った基質もしくは酵素−基質反応で生成し
た還元糖の量を比色法によって測定し、アミラーゼ活性
を算出する方法について述べられている。
【０００３】また赤外分光法と減衰全反射法を用いた血
液生化学分析法に関しては、アプライド スペクトロス
コピー（APPLIED SPECTROSCOPY）１９９４年，第４８
巻，第８５頁から第９５頁において論じられている。こ
こでは、ヒト血漿中のグルコース，総蛋白質，総コレス
テロール，トリグリセリド，尿素，尿酸の７成分の濃度
を赤外分光法によって測定している。また、赤外分光法
による酵素活性の測定に関しては、バイオキミカ バイ
オフィジカ アクタ（BIOCHIMICA BIOPHYSICA ACTA）１
９９２年，第１１５９巻，第２３７頁から第２４２頁に
おいて述べられている。ここではアルカリフォスファタ
ーゼの活性を、基質であるパラ−ニトロフェノールフォ
スフェートの赤外吸収ピークの強度測定によって相対的
に測定している。
液生化学分析法に関しては、アプライド スペクトロス
コピー（APPLIED SPECTROSCOPY）１９９４年，第４８
巻，第８５頁から第９５頁において論じられている。こ
こでは、ヒト血漿中のグルコース，総蛋白質，総コレス
テロール，トリグリセリド，尿素，尿酸の７成分の濃度
を赤外分光法によって測定している。また、赤外分光法
による酵素活性の測定に関しては、バイオキミカ バイ
オフィジカ アクタ（BIOCHIMICA BIOPHYSICA ACTA）１
９９２年，第１１５９巻，第２３７頁から第２４２頁に
おいて述べられている。ここではアルカリフォスファタ
ーゼの活性を、基質であるパラ−ニトロフェノールフォ
スフェートの赤外吸収ピークの強度測定によって相対的
に測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の比色法を用いた
酵素活性測定法は、基質及び基質もしくは酵素反応生成
物を発色させるための色素、あるいは基質と色素を結合
させた試薬等を用いるもので、試薬の混入，反応などの
操作が煩雑で測定のコストが高かった。また複数の酵素
を測定する場合、各々の酵素に対して特異的な試薬を用
いて個別に反応させねばならず、分析時間を要した。ま
た従来の赤外分光法による生化学分析は、試薬が不要
で、反応時間を要さず、測定コストが従来の自動分析計
に比較して安いものの、ハード構成に由来する感度不
足，一試料に対して一スペクトルを測定し、スペクトル
から目的成分濃度を測定する測定方式等のため酵素の活
性を測定することは不可能であった。また従来の赤外分
光法による酵素活性の測定法では、酵素や酵素反応生成
物の赤外吸収ピークとの畳重が無い波長領域にピークを
持つ基質が存在する酵素のみ活性測定が可能であった。
酵素活性測定法は、基質及び基質もしくは酵素反応生成
物を発色させるための色素、あるいは基質と色素を結合
させた試薬等を用いるもので、試薬の混入，反応などの
操作が煩雑で測定のコストが高かった。また複数の酵素
を測定する場合、各々の酵素に対して特異的な試薬を用
いて個別に反応させねばならず、分析時間を要した。ま
た従来の赤外分光法による生化学分析は、試薬が不要
で、反応時間を要さず、測定コストが従来の自動分析計
に比較して安いものの、ハード構成に由来する感度不
足，一試料に対して一スペクトルを測定し、スペクトル
から目的成分濃度を測定する測定方式等のため酵素の活
性を測定することは不可能であった。また従来の赤外分
光法による酵素活性の測定法では、酵素や酵素反応生成
物の赤外吸収ピークとの畳重が無い波長領域にピークを
持つ基質が存在する酵素のみ活性測定が可能であった。
【０００５】本発明の目的は、赤外分光法を用いて酵素
の活性を測定することにより、低コストで、短時間に酵
素活性を測定する生化学分析装置を提供することにあ
る。
の活性を測定することにより、低コストで、短時間に酵
素活性を測定する生化学分析装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、基質を固定化した膜を減衰全反射プリズムに設置す
るか、もしくは減衰全反射プリズム表面に直接基質を固
定化し、恒温に保持された減衰全反射プリズムセル中で
試料中の酵素と基質を反応させ、一試料について反応時
間の異なる２個以上の赤外吸収スペクトルを得、赤外吸
収スペクトルと反応時間差から単位時間当たりの基質も
しくは酵素反応生成物の濃度変化を求めることにより試
料中の酵素活性を測定するものである。
に、基質を固定化した膜を減衰全反射プリズムに設置す
るか、もしくは減衰全反射プリズム表面に直接基質を固
定化し、恒温に保持された減衰全反射プリズムセル中で
試料中の酵素と基質を反応させ、一試料について反応時
間の異なる２個以上の赤外吸収スペクトルを得、赤外吸
収スペクトルと反応時間差から単位時間当たりの基質も
しくは酵素反応生成物の濃度変化を求めることにより試
料中の酵素活性を測定するものである。
【０００７】
【作用】上記手段は以下のように作用する。減衰全反射
プリズムに直接あるいは間接的に設置された酵素基質
は、減衰全反射プリズムセルへの試料の注入によって、
試料中に含有される酵素との反応を開始する。減衰全反
射プリズムセル中の試料は、恒温槽によって酵素の最適
温度に保たれ速やかな酵素−基質反応を生じ、短時間に
多量の基質が分解されることによって、短時間で酵素反
応による基質もしくは生成物の濃度変化を感度良く検出
できる。また複数の酵素を測定対象とする場合には、そ
れぞれの酵素に特異的な基質を全て一度の測定で反応さ
せることができるため、従来の酵素測定法に比較して分
析時間が大幅に短縮する。また基質もしくは酵素反応生
成物の濃度測定に赤外分光法を用いることにより、従来
の生化学分析計等で使用されていた色素などの試薬を使
うことなく低コストで酵素活性の測定を行うことができ
る。
プリズムに直接あるいは間接的に設置された酵素基質
は、減衰全反射プリズムセルへの試料の注入によって、
試料中に含有される酵素との反応を開始する。減衰全反
射プリズムセル中の試料は、恒温槽によって酵素の最適
温度に保たれ速やかな酵素−基質反応を生じ、短時間に
多量の基質が分解されることによって、短時間で酵素反
応による基質もしくは生成物の濃度変化を感度良く検出
できる。また複数の酵素を測定対象とする場合には、そ
れぞれの酵素に特異的な基質を全て一度の測定で反応さ
せることができるため、従来の酵素測定法に比較して分
析時間が大幅に短縮する。また基質もしくは酵素反応生
成物の濃度測定に赤外分光法を用いることにより、従来
の生化学分析計等で使用されていた色素などの試薬を使
うことなく低コストで酵素活性の測定を行うことができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明の第一の実施例である生化学分析装
置の減衰全反射プリズムセルの断面図である。減衰全反
射プリズム１は、セレン化亜鉛あるいはゲルマニウムあ
るいはシリコンあるいはサファイアから形成されてい
る。減衰全反射プリズム１上に１mm程の間隙を介して、
フレーム２に保持された膜３を設置する。膜３は、セル
ロースあるいはガラスあるいは合成樹脂等の繊維膜であ
り、本実施例の生化学分析装置で、例えば、アミラーゼ
を測定対象とする場合、膜３にはアミラーゼの基質であ
る澱粉を固定化する。基質の固定化は、膜を澱粉溶液の
中に浸漬した後、溶媒を乾燥させて基質のみを膜に保持
させることによって行う。
する。図１は本発明の第一の実施例である生化学分析装
置の減衰全反射プリズムセルの断面図である。減衰全反
射プリズム１は、セレン化亜鉛あるいはゲルマニウムあ
るいはシリコンあるいはサファイアから形成されてい
る。減衰全反射プリズム１上に１mm程の間隙を介して、
フレーム２に保持された膜３を設置する。膜３は、セル
ロースあるいはガラスあるいは合成樹脂等の繊維膜であ
り、本実施例の生化学分析装置で、例えば、アミラーゼ
を測定対象とする場合、膜３にはアミラーゼの基質であ
る澱粉を固定化する。基質の固定化は、膜を澱粉溶液の
中に浸漬した後、溶媒を乾燥させて基質のみを膜に保持
させることによって行う。
【０００９】試料４は膜３上に注入され、膜３を透過す
る。その際、膜３に固定化された基質である澱粉が試料
中に溶出し、アミラーゼと反応する。この酵素反応の際
に生成した還元糖及び膜３から試料中に溶出した基質を
含有した試料は減衰全反射プリズム上に達する。
る。その際、膜３に固定化された基質である澱粉が試料
中に溶出し、アミラーゼと反応する。この酵素反応の際
に生成した還元糖及び膜３から試料中に溶出した基質を
含有した試料は減衰全反射プリズム上に達する。
【００１０】図２は、本発明の第一の実施例である生化
学分析装置のブロック図である。本装置は、洗浄液ボト
ル５，分光器部６，送液機構７，廃液ボトル８からなる
測定部９と測定部９の動作を制御部１０を介して指示す
るコンピュータ１１に大きく分けることができる。分光
器部６は、フーリエ変換分光法によりスペクトルを測定
する構成である。
学分析装置のブロック図である。本装置は、洗浄液ボト
ル５，分光器部６，送液機構７，廃液ボトル８からなる
測定部９と測定部９の動作を制御部１０を介して指示す
るコンピュータ１１に大きく分けることができる。分光
器部６は、フーリエ変換分光法によりスペクトルを測定
する構成である。
【００１１】測定者は、測定対象の酵素に特異的な基質
を固定化した膜３を減衰全反射プリズム１上に手動もし
くは機械的に設置し、膜３上に試料導入口１２から試料
をピペットもしくはシリンジ等で導入する。導入された
試料は、膜３を透過しつつ減衰全反射プリズム１上に達
する。測定者はさらにキーボード，マウス等の操作部１
３を通してコンピュータ１１に測定開始を指示する。測
定開始を指示されたコンピュータ１１は、一定の時間を
おいて一試料につき２個のインターフェログラムを測定
する。また減衰全反射プリズムは、恒温槽１４中に設置
されており、２個のインターフェログラムを測定する間
試料温度は３７℃に保持される。
を固定化した膜３を減衰全反射プリズム１上に手動もし
くは機械的に設置し、膜３上に試料導入口１２から試料
をピペットもしくはシリンジ等で導入する。導入された
試料は、膜３を透過しつつ減衰全反射プリズム１上に達
する。測定者はさらにキーボード，マウス等の操作部１
３を通してコンピュータ１１に測定開始を指示する。測
定開始を指示されたコンピュータ１１は、一定の時間を
おいて一試料につき２個のインターフェログラムを測定
する。また減衰全反射プリズムは、恒温槽１４中に設置
されており、２個のインターフェログラムを測定する間
試料温度は３７℃に保持される。
【００１２】インターフェログラムは、ＡＤ変換器１５
によってそれぞれデジタル信号に変換され、コンピュー
タ１１の演算部でフーリエ変換によりスペクトルに変換
される。スペクトルは、コンピュータ１１の主メモリに
測定時刻とともに格納される。主メモリに格納された２
個のスペクトルは、外部メモリ１６に記憶されていた検
量式に入力され、酵素活性が算出される。測定者は、Ｃ
ＲＴもしくはプリンタ等の表示部１７に出力された酵素
活性の値を読み取ることができる。
によってそれぞれデジタル信号に変換され、コンピュー
タ１１の演算部でフーリエ変換によりスペクトルに変換
される。スペクトルは、コンピュータ１１の主メモリに
測定時刻とともに格納される。主メモリに格納された２
個のスペクトルは、外部メモリ１６に記憶されていた検
量式に入力され、酵素活性が算出される。測定者は、Ｃ
ＲＴもしくはプリンタ等の表示部１７に出力された酵素
活性の値を読み取ることができる。
【００１３】測定終了後、膜３は手動もしくは機械的に
減衰全反射プリズム１上から除去される。その後洗浄液
ボトル５中の洗浄液が送液機構７によってプリズム上に
送液され、減衰全反射プリズム１表面の洗浄が行われ
る。洗浄の終了後、プリズム上の洗浄液は、送液機構７
によって廃液ボトル８に送液される。
減衰全反射プリズム１上から除去される。その後洗浄液
ボトル５中の洗浄液が送液機構７によってプリズム上に
送液され、減衰全反射プリズム１表面の洗浄が行われ
る。洗浄の終了後、プリズム上の洗浄液は、送液機構７
によって廃液ボトル８に送液される。
【００１４】図３は本発明の第二の実施例の生化学分析
装置の減衰全反射プリズムセルの断面図である。本実施
例のセル以外の構成は、第一の実施例の図２と同様であ
る。減衰全反射プリズム１上に直接酵素基質溶液を塗付
乾燥し、膜１８を形成したものである。膜１８上に直接
試料が導入され、試料中の酵素と膜１８の基質との反応
が開始する。
装置の減衰全反射プリズムセルの断面図である。本実施
例のセル以外の構成は、第一の実施例の図２と同様であ
る。減衰全反射プリズム１上に直接酵素基質溶液を塗付
乾燥し、膜１８を形成したものである。膜１８上に直接
試料が導入され、試料中の酵素と膜１８の基質との反応
が開始する。
【００１５】図４は本発明の第三の実施例の生化学分析
装置の減衰全反射プリズムセルの断面図である。本実施
例のセル以外の構成は、第一の実施例の図２とほぼ同様
である。
装置の減衰全反射プリズムセルの断面図である。本実施
例のセル以外の構成は、第一の実施例の図２とほぼ同様
である。
【００１６】減衰全反射プリズム１上に１mm程度の間隙
を介して設置した膜１９は、熱伝導率の良い、例えば、
銅のような金属メッシュであり、塗付乾燥により酵素基
質が表面に固定化されている。膜１９上には間隙を介し
て冷却プレート２０及びペルチエ素子２１が設置されて
いる。試料導入部２２からシリンジまたはピペット等で
試料４が膜１９上に導入される。膜１９は孔径２μｍの
メッシュであるため試料をプリズム１上に透過させる
が、その際膜１９表面に固定化された基質が試料に溶
け、試料中に含有される酵素と基質の反応が開始され
る。またプリズム１下部には、プリズム１下部に直接ま
たは間接に温度調節素子２３が設置されており、プリズ
ム下部の温度を一定に保っている。なおセル全体は断熱
材２４に覆われており、光の入出射部は赤外領域に透明
な窓材２５が設置されている。赤外吸収スペクトルは、
ペルチエ素子２１によって試料が凍結された状態で測定
される。
を介して設置した膜１９は、熱伝導率の良い、例えば、
銅のような金属メッシュであり、塗付乾燥により酵素基
質が表面に固定化されている。膜１９上には間隙を介し
て冷却プレート２０及びペルチエ素子２１が設置されて
いる。試料導入部２２からシリンジまたはピペット等で
試料４が膜１９上に導入される。膜１９は孔径２μｍの
メッシュであるため試料をプリズム１上に透過させる
が、その際膜１９表面に固定化された基質が試料に溶
け、試料中に含有される酵素と基質の反応が開始され
る。またプリズム１下部には、プリズム１下部に直接ま
たは間接に温度調節素子２３が設置されており、プリズ
ム下部の温度を一定に保っている。なおセル全体は断熱
材２４に覆われており、光の入出射部は赤外領域に透明
な窓材２５が設置されている。赤外吸収スペクトルは、
ペルチエ素子２１によって試料が凍結された状態で測定
される。
【００１７】本減衰全反射プリズムセルでは、凍結によ
って試料中の測定対象成分がプリズム側に濃縮され、試
料中の水分に影響されない高感度な赤外吸収スペクトル
を得ることができる。
って試料中の測定対象成分がプリズム側に濃縮され、試
料中の水分に影響されない高感度な赤外吸収スペクトル
を得ることができる。
【００１８】図５は、図４に示した試料セルの一試料の
酵素活性測定における試料の温度変化を示した図であ
る。まず試料がセルに注入された直後に、冷却素子によ
って試料の冷却が行われ、試料が所定の温度に達した時
に試料が凝固し第一のスペクトルが測定される。一回目
のスペクトル測定の後、ペルチエ素子に逆の極性の電流
を流すことによって試料温度を上げ、３７℃で一定に保
持し、５分間放置する。この間に試料に含有される酵素
と基質の反応が進行する。放置後再びペルチエ素子に流
れる電流の極性を逆にして、試料を冷却し第二のスペク
トルを測定する。
酵素活性測定における試料の温度変化を示した図であ
る。まず試料がセルに注入された直後に、冷却素子によ
って試料の冷却が行われ、試料が所定の温度に達した時
に試料が凝固し第一のスペクトルが測定される。一回目
のスペクトル測定の後、ペルチエ素子に逆の極性の電流
を流すことによって試料温度を上げ、３７℃で一定に保
持し、５分間放置する。この間に試料に含有される酵素
と基質の反応が進行する。放置後再びペルチエ素子に流
れる電流の極性を逆にして、試料を冷却し第二のスペク
トルを測定する。
【００１９】図６は本発明の第一ないし第三の実施例の
分光器部の光学系のブロック図である。分光器部６は、
主に光源２６，干渉計２７，減衰全反射プリズム１，検
出器２８から構成されている。光源２６から出射された
赤外光２９は干渉計２７によって変調を受けた後、減衰
全反射プリズム１に臨界角以上で入射する。入射した赤
外光２９はプリズム内で全反射を繰り返しながら、プリ
ズム１上に導入された試料４に特定波長の光を吸収さ
れ、検出器３５に出射される。検出器２８で検知した光
は、インターフェログラム３０としてＡＤ変換器１５に
出力される。
分光器部の光学系のブロック図である。分光器部６は、
主に光源２６，干渉計２７，減衰全反射プリズム１，検
出器２８から構成されている。光源２６から出射された
赤外光２９は干渉計２７によって変調を受けた後、減衰
全反射プリズム１に臨界角以上で入射する。入射した赤
外光２９はプリズム内で全反射を繰り返しながら、プリ
ズム１上に導入された試料４に特定波長の光を吸収さ
れ、検出器３５に出射される。検出器２８で検知した光
は、インターフェログラム３０としてＡＤ変換器１５に
出力される。
【００２０】図７は一試料について得た基質との反応時
間の異なる２個の赤外吸収スペクトルから酵素活性を測
定するための校正方法のフローチャートである。ｎ個の
測定対象物質３１に測定対象の酵素に特異的な基質３２
を添加して作成したｎ個の標準液からなる標準液群３３
を構成する。本発明と同型の試料セル及び分光器で各標
準液の赤外吸収スペクトル３４を測定し、他方各標準液
中の基質濃度３５を比色法等で正確に測定する。
間の異なる２個の赤外吸収スペクトルから酵素活性を測
定するための校正方法のフローチャートである。ｎ個の
測定対象物質３１に測定対象の酵素に特異的な基質３２
を添加して作成したｎ個の標準液からなる標準液群３３
を構成する。本発明と同型の試料セル及び分光器で各標
準液の赤外吸収スペクトル３４を測定し、他方各標準液
中の基質濃度３５を比色法等で正確に測定する。
【００２１】各標準液の赤外吸収スペクトルで、基質に
特異的なピークを持つ波数領域の吸光度を説明変数３
６，比色法によって測定した各標準液中の基質濃度を目
的変数３７として、重回帰分析、もしくは主成分分析、
もしくはパーシャル リーストスクェア(Partial Least
Squares）等の多変量解析を用いた検量法により校正
（３８）し、検量式３９を算出する。
特異的なピークを持つ波数領域の吸光度を説明変数３
６，比色法によって測定した各標準液中の基質濃度を目
的変数３７として、重回帰分析、もしくは主成分分析、
もしくはパーシャル リーストスクェア(Partial Least
Squares）等の多変量解析を用いた検量法により校正
（３８）し、検量式３９を算出する。
【００２２】試料を試料セルに注入し、試料４中に基質
４０を溶出させた直後に測定した第一の赤外吸収スペク
トル４１と溶出させてからｍ分後に測定した第二の赤外
吸収スペクトル４２の上記の校正に使用した波数領域の
吸光度が検量式３９に代入され、それぞれの測定時間で
の基質濃度４３，４４が算出される。さらに２個の基質
濃度の差とスペクトルの測定時間の差から酵素活性４５
が算出される。また３２で基質の代わりに酵素反応生成
物を添加し、酵素反応生成物の測定を行うための標準液
群を構成し、スペクトル４１，４２から酵素反応生成物
の濃度を測定することにより酵素活性を測定する活性測
定法も可能である。
４０を溶出させた直後に測定した第一の赤外吸収スペク
トル４１と溶出させてからｍ分後に測定した第二の赤外
吸収スペクトル４２の上記の校正に使用した波数領域の
吸光度が検量式３９に代入され、それぞれの測定時間で
の基質濃度４３，４４が算出される。さらに２個の基質
濃度の差とスペクトルの測定時間の差から酵素活性４５
が算出される。また３２で基質の代わりに酵素反応生成
物を添加し、酵素反応生成物の測定を行うための標準液
群を構成し、スペクトル４１，４２から酵素反応生成物
の濃度を測定することにより酵素活性を測定する活性測
定法も可能である。
【００２３】図８は一試料中の複数の酵素の活性を同時
測定するための、校正方法のフローである。複数の酵素
活性を同時分析する際には、実施例１の膜３に測定対象
の各種の酵素に対する各種の基質を全て固定化する。も
しくは一枚の膜に一つの基質を固定化し、測定対象の各
種の酵素に対応する膜を重ねて層状にして減衰全反射プ
リズム上に設置する。もしくは減衰全反射プリズム表面
に、直接測定対象の各種の酵素に対する各種の基質を全
て固定化する。
測定するための、校正方法のフローである。複数の酵素
活性を同時分析する際には、実施例１の膜３に測定対象
の各種の酵素に対する各種の基質を全て固定化する。も
しくは一枚の膜に一つの基質を固定化し、測定対象の各
種の酵素に対応する膜を重ねて層状にして減衰全反射プ
リズム上に設置する。もしくは減衰全反射プリズム表面
に、直接測定対象の各種の酵素に対する各種の基質を全
て固定化する。
【００２４】測定対象のｑ種類の酵素の活性を測定する
場合、各酵素に特異的なｑ種類の基質４６（基質１，基
質２…，基質ｑ）を混ぜたものをｎ個の測定対象物質３
１にそれぞれ添加し、ｎ個の標準液３３とする。本発明
と同型の試料セル及び分光器で各標準液の赤外吸収スペ
クトル３４を測定する。一方各標準液中の基質１〜ｑの
濃度を比色法等で正確に測定（４７）する。
場合、各酵素に特異的なｑ種類の基質４６（基質１，基
質２…，基質ｑ）を混ぜたものをｎ個の測定対象物質３
１にそれぞれ添加し、ｎ個の標準液３３とする。本発明
と同型の試料セル及び分光器で各標準液の赤外吸収スペ
クトル３４を測定する。一方各標準液中の基質１〜ｑの
濃度を比色法等で正確に測定（４７）する。
【００２５】各標準液の赤外吸収スペクトルにおいて、
基質１〜ｑに特異的なピークを持つ波数領域の吸光度を
説明変数４８（Ｘ１，Ｘ２…，Ｘｑ），比色法によって
測定した各標準液中の１〜ｑの基質濃度を目的変数４９
（ｙ１，ｙ２…，ｙｑ）として、重回帰分析、もしくは
主成分分析、もしくはPartial Least Squares 等の多変
量解析を用いた検量法により校正（３８）し、１〜ｑの
基質に関する検量式５０（ｆ１(ｘ)，ｆ２(ｘ)…，ｆｑ
(ｘ)）を算出する。
基質１〜ｑに特異的なピークを持つ波数領域の吸光度を
説明変数４８（Ｘ１，Ｘ２…，Ｘｑ），比色法によって
測定した各標準液中の１〜ｑの基質濃度を目的変数４９
（ｙ１，ｙ２…，ｙｑ）として、重回帰分析、もしくは
主成分分析、もしくはPartial Least Squares 等の多変
量解析を用いた検量法により校正（３８）し、１〜ｑの
基質に関する検量式５０（ｆ１(ｘ)，ｆ２(ｘ)…，ｆｑ
(ｘ)）を算出する。
【００２６】試料４と減衰全反射プリズム上に存在する
１〜ｑの基質５０を溶出させた直後に測定した第一の赤
外吸収スペクトル４１と溶出させてからｍ分後に測定し
た第二の赤外吸収スペクトル４２の上記の校正に使用し
た波数領域の吸光度が検量式５０に代入され、それぞれ
の測定時間での１〜ｑの基質濃度５２，５３が算出され
る。さらに各基質に対して２個算出された濃度の差とス
ペクトルの測定時間の差から酵素活性５４が算出され
る。
１〜ｑの基質５０を溶出させた直後に測定した第一の赤
外吸収スペクトル４１と溶出させてからｍ分後に測定し
た第二の赤外吸収スペクトル４２の上記の校正に使用し
た波数領域の吸光度が検量式５０に代入され、それぞれ
の測定時間での１〜ｑの基質濃度５２，５３が算出され
る。さらに各基質に対して２個算出された濃度の差とス
ペクトルの測定時間の差から酵素活性５４が算出され
る。
【００２７】図９は本発明の第三の実施例及び図７の校
正方法を用いて血清中のアミラーゼを測定した結果を示
したものである。基質として可溶性澱粉を膜に固定化し
減衰全反射プリズム上に設置した。赤外分光法によって
試料中の澱粉濃度の単位当たりの変化量からアミラーゼ
の活性を算出したものを縦軸とし、同じ試料を日立７２
５０形自動分析装置で測定した値を横軸とした。２個の
赤外吸収スペクトルの測定時間の差は５分とした。２法
の相関係数は０.９９ と良好であり、本発明により血清
中の酵素活性が色素などの試薬を使用することなく短時
間で低コストで測定することができた。
正方法を用いて血清中のアミラーゼを測定した結果を示
したものである。基質として可溶性澱粉を膜に固定化し
減衰全反射プリズム上に設置した。赤外分光法によって
試料中の澱粉濃度の単位当たりの変化量からアミラーゼ
の活性を算出したものを縦軸とし、同じ試料を日立７２
５０形自動分析装置で測定した値を横軸とした。２個の
赤外吸収スペクトルの測定時間の差は５分とした。２法
の相関係数は０.９９ と良好であり、本発明により血清
中の酵素活性が色素などの試薬を使用することなく短時
間で低コストで測定することができた。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、従来の比色法を用いた
酵素活性測定法に比較して、短時間及び低コストで酵素
活性を測定することができる。
酵素活性測定法に比較して、短時間及び低コストで酵素
活性を測定することができる。
【図１】本発明の一実施例の減衰全反射プリズムセルの
断面図。
断面図。
【図２】本発明の一実施例の生化学分析装置のブロック
図。
図。
【図３】本発明の一実施例の減衰全反射プリズムセルの
断面図。
断面図。
【図４】本発明の一実施例の減衰全反射プリズムセルの
断面図。
断面図。
【図５】減衰全反射プリズムセルの試料温度の経時変化
を示す図。
を示す図。
【図６】本発明の実施例で用いた分光器のブロック図。
【図７】本発明の１種類の酵素活性を測定するための校
正方法のフローチャート。
正方法のフローチャート。
【図８】本発明の２種類以上の酵素活性を測定するため
の校正方法のフローチャート。
の校正方法のフローチャート。
【図９】本発明の効果を表わした測定図。
１…減衰全反射プリズム、２…フレーム、３…膜、４…
試料、５…洗浄液ボトル、６…分光器部、７…送液機
構、８…廃液ボトル、９…測定部、１０…制御部、１１
…コンピュータ、１２…試料導入口、１３…操作部、１
４…恒温槽、１５…ＡＤ変換器、１６…外部メモリ、１
７…表示部。
試料、５…洗浄液ボトル、６…分光器部、７…送液機
構、８…廃液ボトル、９…測定部、１０…制御部、１１
…コンピュータ、１２…試料導入口、１３…操作部、１
４…恒温槽、１５…ＡＤ変換器、１６…外部メモリ、１
７…表示部。
Claims (10)
- 【請求項１】光源，減衰全反射プリズムセル，検出器及
びデータ処理用のコンピュータを含む赤外分光計におい
て、上記セルの減衰全反射プリズム上に直接又は間隙を
介して基質を固定化した膜を備えたことを特徴とする生
化学分析装置。 - 【請求項２】光源，減衰全反射プリズムセル，検出器及
びデータ処理用のコンピュータを含む赤外分光計におい
て、上記セルの減衰全反射プリズム表面に基質を固定化
もしくは吸着させたことを特徴とする生化学分析装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の前記膜は、セルロース，
ガラス，合成樹脂などから形成される繊維膜であるか、
もしくは１.５μｍ 以上の孔径を有するメッシュである
生化学分析装置。 - 【請求項４】請求項１または２に記載の前記減衰全反射
プリズムのセルは試料中の温度を一定に保つための機構
を備えた生化学分析装置。 - 【請求項５】請求項１または２に記載の前記減衰全反射
プリズムのセルは、セル中の試料温度を少なくとも０℃
以下に冷却し測定する機構を備えた生化学分析装置。 - 【請求項６】請求項１または２に記載の前記減衰全反射
プリズムセルは、プリズムの材質がセレン化亜鉛，ゲル
マニウム，シリコン，サファイアからなる生化学分析装
置。 - 【請求項７】酵素と基質の反応時間の異なる２個以上の
赤外吸収スペクトルを一試料から得、各赤外吸収スペク
トルから試料中に含まれる各反応時間毎の基質もしくは
反応生成物の濃度変化を求めることによって試料中に含
まれる酵素の活性を測定する請求項１または２に記載の
生化学分析装置。 - 【請求項８】２種類以上の酵素を測定対象とし、各酵素
に対する基質を全て一枚の膜に固定化した請求項１に記
載の生化学分析装置。 - 【請求項９】２種類以上の酵素を測定対象とし、各酵素
に対する基質を各々一枚の膜に固定化し、複数の測定対
象酵素に対応する各種の膜を組み合わせ層状に重ねて減
衰全反射プリズム上に設置した請求項１に記載の生化学
分析装置。 - 【請求項１０】２種類以上の酵素を測定対象とし、各酵
素に対する基質を全て減衰全反射プリズム表面に固定化
した請求項２に記載の生化学分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13763595A JPH08327533A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 生化学分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13763595A JPH08327533A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 生化学分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327533A true JPH08327533A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15203257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13763595A Pending JPH08327533A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 生化学分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327533A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005064313A1 (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Kansai Paint Co., Ltd. | 着色液体の光学特性測定方法及び装置 |
| JP2005530986A (ja) * | 2002-04-03 | 2005-10-13 | ヨハン ヴォルフガング ゲーテ−ウニヴェルジテート フランクフルト アム マイン | 特に水性系、好ましくは多成分系の分光測定法のための赤外線測定装置 |
| JP2009281876A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 血液中成分の定量分光分析法 |
| WO2010089829A1 (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-12 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 全反射顕微鏡装置、及び蛍光試料分析方法 |
| JP2012055257A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | 検査素子、検査キット、検査装置、および検査方法 |
| WO2019111551A1 (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-13 | 株式会社アドバンテスト | 温度測定装置、リアクター、酵素活性度の評価装置およびその評価方法 |
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| CN112585255A (zh) * | 2018-06-26 | 2021-03-30 | 伊鲁比斯有限公司 | 一次性生物反应器及其用途 |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP13763595A patent/JPH08327533A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005530986A (ja) * | 2002-04-03 | 2005-10-13 | ヨハン ヴォルフガング ゲーテ−ウニヴェルジテート フランクフルト アム マイン | 特に水性系、好ましくは多成分系の分光測定法のための赤外線測定装置 |
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