JPH08332077A - サンプルカップおよび生化学分析装置 - Google Patents
サンプルカップおよび生化学分析装置Info
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- JPH08332077A JPH08332077A JP7140299A JP14029995A JPH08332077A JP H08332077 A JPH08332077 A JP H08332077A JP 7140299 A JP7140299 A JP 7140299A JP 14029995 A JP14029995 A JP 14029995A JP H08332077 A JPH08332077 A JP H08332077A
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Abstract
に固定し、試料3のサンプルカップ1への注入によって
サンプルカップ1中の基質と試料3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から試料3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3中の酵素活性を測定する。 【効果】サンプルカップ中に基質を固定することにより
赤外分光法による酵素活性の測定が可能になった。
Description
化学分析装置に関する。
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
72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。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 SPECTR
OSCOPY)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(BI
OCHIMICABIOPHYSICA ACTA)1992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。
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。
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。
に、基質を固定化した膜を設置するか、もしくは壁面に
直接基質を固定化したサンプルカップを恒温槽に設置
し、恒温に保持されたサンプルカップ中で試料中の酵素
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。
れた酵素基質は、サンプルカップ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。サン
プルカップ中の試料は、恒温槽によって酵素の最適反応
条件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
うことなく短時間,低コストで酵素活性の測定を行うこ
とができる。
カップ及び恒温槽の断面図である。本実施例では、アミ
ラーゼ活性測定用のサンプルカップについて述べる。サ
ンプルカップ1には、アミラーゼの基質である澱粉を固
定化した膜2が設置されている。膜2への基質の固定化
は、澱粉溶液に膜2を浸漬し、溶媒を乾燥させることに
よって行う。試料3は膜2を浸す位置までピペットもし
くはシリンジなどによって注入される。試料の注入によ
って膜2内に保持される澱粉は試料中に溶出し、試料に
含有される酵素との反応を開始する。またサンプルカッ
プ1底面には、試料取り出し口4が設けられており、恒
温槽5に設置された試料取り出し用ノズル6にはめ込む
ようにサンプルカップ2を恒温槽5に設置する。
ップ及び恒温槽の断面図である。サンプルカップ1内の
壁面には、酵素反応の基質7が塗付乾燥によって吸着し
ており、試料3がサンプルカップ1に注入されると試料
中に基質7が溶出し、試料中の酵素との反応を開始す
る。試料を注入されたサンプルカップ1は恒温槽8に設
置される。恒温槽8には蓋9及びポンプ10,コントロ
ーラ11,圧力センサ12が設置されている。蓋9を閉
じることによって密閉された恒温槽内では、ポンプ10
によるガスの出入によって圧力を変化させることができ
る。恒温槽内の圧力は、圧力センサ12によって検知さ
れ、コントローラ11によって所定の圧力に調節され
る。酵素反応速度は、温度の他圧力にも影響を受ける。
迅速な反応を得るために、本実施例では恒温槽8内の圧
力を7kbarとし、温度を40℃とした。
ルカップの断面図である。本実施例のサンプルカップ
は、アミラーゼ及びアルカリフォスファターゼを分析す
るためのものである。サンプルカップ1中に設置された
膜13にはアミラーゼの基質である澱粉が、膜14には
アルカリフォスファターゼの基質であるパラ−ニトロフ
ェノールフォスフェートが固定化されている。サンプル
カップ1に試料4を注入すると、膜13,14に固定化
されていた基質が試料中に溶出し、試料に含有されるア
ミラーゼ,アルカリフォスファターゼとそれぞれ反応す
る。
のブロック図である。本生化学分析装置は、サンプルカ
ップ1,恒温槽5,洗浄液ボトル15,分光器部16,
送液機構17,廃液ボトル18からなる測定部19と測
定部19の動作を制御部20を介して指示するコンピュ
ータ部21に大きく分けることができる。
りスペクトルを測定する構成である。また試料セルには
減衰全反射プリズムセル22が用いられている。測定者
は、サンプルカップ1に試料を一定量注入し、37℃に
制御された恒温槽5に設置する。測定者はキーボード,
マウス等の操作部23を通してコンピュータ21に測定
開始を指示する。コンピュータ21は制御部20を介し
て、第1回目の試料3のセル22への送液及びインター
フェログラムの測定を送液機構17及び分光器部16に
指示する。インターフェログラムの測定後セルの洗浄を
行い、所定の時間が経過したら2回目のセルへの試料の
送液及びインターフェログラムの測定が行われる。
AD変換器24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21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2
1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25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、CRTもしくはプリンタ等の表示部26
に出力された酵素活性の値を読み取ることができる。
は機械的に恒温槽5から除去され、送液機構17によっ
て洗浄液ボトル15の洗浄液が減衰全反射プリズムセル
22に送液され、試料流路及び減衰全反射プリズム表面
の洗浄が行われる。洗浄の終了後、洗浄液は、送液機構
17によって廃液ボトル18に送液される。
料について測定した反応時間の異なる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
ーを示したものである。
に特異的な基質28を添加して作成したn個の標準液か
らなる標準液群29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30を測
定し、他方各標準液中の基質濃度31を比色法等で正確
に測定する。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
2,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33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 スクエア(Partial Lea
st Squares)等の多変量解析を用いた検量法により校正
(34)し、検量式35を算出する。
恒温槽に設置し、すぐに試料セルに試料を送液し第一の
試料スペクトル37を測定する。さらに第一スペクトル
37の測定後m分後に、試料をサンプルカップから新た
に送液し第二の赤外吸収スペクトル38を測定する。3
7,38の2個のスペクトルの上記校正(34)に使用
した波数領域の吸光度を検量式35に代入し、それぞれ
の測定時間での1〜qの基質濃度39,40を算出す
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41を算出する。
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37,38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
校正法も可能である。
り、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。複数の酵素を同時測定す
るためには、第三の実施例に示したような各種の基質を
固定した膜を層状に重ねたものをサンプルカップに設置
して用いる。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42(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27にそれぞ
れ添加し、標準液群29とする。
前記実施例と同型の試料セル及び分光器で測定する。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(43)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44(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45
(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(34)し、1〜qの
基質に関する検量式46(f1(x),f2(x)…,
fq(x))を算出する。
恒温槽に設置し、すぐに試料セルに試料を送液し第一の
試料スペクトル37を測定する。さらに第一スペクトル
37の測定後m分後に、試料をサンプルカップから新た
に送液し第二の赤外吸収スペクトル38を測定する。3
7,38の2個のスペクトルの上記校正に使用した波数
領域の吸光度を検量式46に代入し、それぞれの測定時
間での1〜qの基質濃度47,48を算出する。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49が算出される。
置及び図5の校正方法を用いて血清中のアミラーゼ活性
を測定した結果を示したものである。基質として可溶性
澱粉をセルロース膜に固定化しサンプルカップ中に設置
した。赤外分光法によって試料中の澱粉濃度の単位当た
りの変化量を測定し、アミラーゼの活性に換算したもの
を縦軸とし、同じ試料を日立7250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。
酵素活性測定法に比較して、短時間かつ低コストで酵素
活性を測定することができる。
温槽の断面図。
温槽の断面図。
図。
置のブロック図。
置で使用する検量式の校正方法のフローチャート。
置で使用する検量式の校正方法のフローチャート。
出し口、5…恒温槽、6…試料取り出し用ノズル。
Claims (9)
- 【請求項1】液体試料を入れるためのサンプルカップで
あって、前記サンプルカップ中に酵素反応の基質となる
物質を固定化した膜を保持することを特徴とするサンプ
ルカップ。 - 【請求項2】液体試料を入れるためのサンプルカップで
あって、前記サンプルカップの試料に接触する壁面に酵
素反応の基質となる物質を固定化したことを特徴とする
サンプルカップ。 - 【請求項3】1種類の酵素に対する基質を一枚の膜に固
定化し、複数の酵素に対応する各種の基質の膜を層状に
重ねてサンプルカップ中に設置したことを特徴とするサ
ンプルカップ。 - 【請求項4】恒温槽と前記恒温槽に着脱が可能な請求項
1または2に記載のサンプルカップを有する生化学分析
装置。 - 【請求項5】光源,試料送液機構,試料セル,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であっ
て、試料送液機構の先端あるいは中途に請求項3に記載
の前記恒温槽及び請求項1または2に記載の前記サンプ
ルカップを有する生化学分析装置。 - 【請求項6】請求項1に記載の前記膜は、セルロース,
ガラス繊維,合成高分子繊維から構成される繊維膜であ
るかもしくは孔径1.5μm 以上のメッシュであるサン
プルカップ。 - 【請求項7】請求項3に記載の前記恒温槽は、前記恒温
槽内の圧力を変化させる機構を備えた生化学分析装置。 - 【請求項8】請求項1,2または3に記載のサンプルカ
ップと、減衰全反射プリズムを有する試料セルと、サン
プルカップ中の試料液を上記試料セル中に導く送液手段
を有してなる生化学分析装置。 - 【請求項9】請求項7に記載の前記減衰全反射プリズム
セルは、減衰全反射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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7140299A JPH08332077A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | サンプルカップおよび生化学分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7140299A JPH08332077A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | サンプルカップおよび生化学分析装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08332077A true JPH08332077A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15265563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7140299A Pending JPH08332077A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | サンプルカップおよび生化学分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08332077A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007044052A (ja) * | 2003-09-02 | 2007-02-22 | Expressive Constructs Inc | 合成チモーゲンを用いるシグナル増幅 |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP7140299A patent/JPH08332077A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007044052A (ja) * | 2003-09-02 | 2007-02-22 | Expressive Constructs Inc | 合成チモーゲンを用いるシグナル増幅 |
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