JPH1073491A

JPH1073491A - 呈色物定量方法

Info

Publication number: JPH1073491A
Application number: JP23052496A
Authority: JP
Inventors: Shingo Hirose; 信吾廣瀬; Kyoichi Oshiro; 京一大代; Yoshinori Takahashi; 好範高橋
Original assignee: KDK Corp; Kyoto Daiichi Kagaku KK
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の呈色物定量方法に比して、正確な定量
結果が得られる呈色物定量方法を提供する。【解決手段】光源１１から、定量対象である呈色物が
含まれる試験紙２１（固相試料）に対して所定の分光分
布を有する光を照射し、試験紙２１からの反射光の色度
座標および光量を三刺激値測定装置１２によって測定
し、測定された色度座標および光量と、予め測定された
呈色物が含まれていない固相試料の色度座標及び呈色物
の色度座標及び光源１１が出力する光の色度座標に基づ
き、試験紙２１からの反射光に含まれる、呈色物と同じ
色度座標を有する反射光成分の光量を算出し、算出した
光量に基づき、呈色物の含量を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固相からの反射光
を測光することによって、その固相中に含まれる呈色物
の定量を行う呈色物定量方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、生物試料（尿、血液など）に
含まれる被検物質を定量するために、試験紙を用いた検
査が行われている。試験紙には、被検物質と反応して呈
色する試薬が含浸されており、当該検査時には、試験紙
を、被検試料中に短時間浸漬するか、試験紙上に被検試
料を点着することによって、試験紙内の試薬と被検物質
による呈色反応を進行させる。そして、試験紙の呈色の
程度（色）を観測することによって、被検物質の定量を
行う。被検物質の定量は、各種濃度の被検物質を含浸さ
せた際の試験紙の色が示された比色表を用いて、目視に
よって行われることが多いが、目視による定量では、同
一量の被検物質を含有する被検試料に対する定量結果
が、検査者によって異なるといったことが生ずる。ま
た、被検試料に、被検物質以外の色がついた物質（共存
呈色物）が含まれていた場合、その共存呈色物の影響に
よって全く誤った定量結果が得られてしまうこともあっ
た。

【０００３】このため、試験紙の色を、機器を用いて測
定することによって、被検物質（以下、呈色物と記す
る）を定量することも行われている。このような機器を
用いた定量方法の中には、呈色物の特異吸収波長の光の
反射率を直接測定することによって呈色物の定量を行う
方法と、呈色物の特異吸収波長の光の反射率に相当する
情報を測定することによって呈色物の定量を行う方法が
知られている。たとえば、特開平３−２２０４４５号公
報には、後者に分類される方法として、試験紙からの反
射光に含まれる、赤色光、緑色光、青色光成分の強度を
測定し、測定した強度に基づき、試験紙に含まれる呈色
物の定量を行う技術が開示されている。また、特開平７
−３５７４４号公報には、試験紙の反射光に対する、国
際照明委員会（ＣＩＥ）のＸＹＺ表色系の三刺激値の測
定結果から定量を行う方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
呈色物定量方法では、定量結果に検査者の違いによる誤
差が含まれることを防止することはできる。また、共存
呈色物が、呈色物の特異吸収波長付近の波長を吸収しな
いものである場合には、目視で定量を行った場合より
も、正確に定量を行うことができる。しかしながら、従
来の呈色物定量方法では、機器を用いている割には、測
定精度が向上しないといった問題があった。

【０００５】そこで、本発明の課題は、従来の定量方法
に比して、正確な定量結果が得られる呈色物定量方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を繰り返した結果、従来の呈
色物定量方法では、反射光に関する測定結果から、直
接、呈色物の量を求めていたため、定量結果がばらつい
ているということを見いだした。

【０００７】すなわち、測定対象である試験紙全体から
の反射光には、呈色物からの反射光以外に、試験紙への
照射光と全く同じ分光分布を有する反射光である鏡面反
射光や、呈色物を除く部分からの反射光が含まれてい
る。従来の呈色物定量方法では、このような呈色物以外
からの反射光に関する情報を含む測定結果から、直接、
呈色物の量を求めていたため、呈色物以外からの反射光
の量（割合）が変化した場合、その変化が定量結果に反
映されてしまっていた訳である。

【０００８】このため、本発明の呈色物定量方法では、
反射光の測定結果から、呈色物の量に直接的に関係す
る、呈色物の色度座標を有する光成分の大きさに関する
パラメータを算出し、算出したパラメータを用いて、呈
色物の定量を行う。

【０００９】本発明の第１の呈色物定量方法は、定量対
象である呈色物が含まれる固相試料に対して所定の分光
分布を有する光を照射し、固相試料からの反射光の色度
座標を測定する測定過程と、この測定過程で測定された
色度座標と、予め測定された呈色物が含まれていない固
相試料の色度座標及び呈色物の色度座標及び所定の分光
分布を有する光の色度座標に基づき、反射光に含まれる
各反射光成分の割合を算出する割合算出過程と、この割
合算出過程で算出された割合に基づき、呈色物の含量を
定める定量過程とを備える。

【００１０】本発明の第２の呈色物定量方法は、定量対
象である呈色物が含まれる固相試料に対して所定の分光
分布を有する光を照射し、固相試料からの反射光の色度
座標および光量を測定する測定過程と、この測定過程で
測定された色度座標および光量と、予め測定された呈色
物が含まれていない固相試料の色度座標及び呈色物の色
度座標及び所定の分光分布を有する光の色度座標に基づ
き、反射光に含まれる、呈色物と同じ色度座標を有する
反射光成分の光量を算出する光量算出過程と、この光量
算出過程で算出された光量に基づき、呈色物の含量を定
める定量過程とを備える。

【００１１】本発明の第３の呈色物定量方法は、被検物
質と反応したときに呈色物を生成する試薬を含む試験部
と、試薬を含まない参照試験部とを用いて、被検試料中
に含まれる被検物質の定量を行う定量方法であって、試
験部と参照試験部にそれぞれ所定量の被検試料を含浸さ
せる含浸過程と、この含浸過程によって被検試料が含浸
された試験部に対して所定の分光分布を有する光を照射
し、試験部からの反射光の色度座標および光量を測定す
る第１測定過程と、含浸過程によって被検試料が含浸さ
れた参照試験部に対して所定の分光分布を有する光を照
射し、参照試験部からの反射光の色度座標および光量を
測定する第２測定過程と、第１測定過程で測定された色
度座標および光量と、予め測定された被検試料が含浸さ
れていないときの試験部の色度座標と呈色物の色度座標
と所定の分光分布を有する光の色度座標に基づき、試験
部からの反射光に含まれる、呈色物と同じ色度座標を有
する反射光成分の光量を算出する第１光量算出過程と、
第２測定過程で測定された色度座標および光量と、予め
測定された被検試料が含浸されていないときの参照試験
部の色度座標及び呈色物の色度座標及び所定の分光分布
を有する光の色度座標に基づき、参照試験部からの反射
光に含まれる、呈色物と同じ色度座標を有する反射光成
分の光量を算出する第２光量算出過程と、第１光量算出
過程で算出された光量と第２光量算出過程で算出された
光量との差に基づき、試験部に含まれる呈色物の含量を
定める定量過程とを備える。

【００１２】本発明の第４の呈色物定量方法は、被検物
質と反応したときに呈色物を生成する試薬を含む試験部
を用いて、被検試料中に含まれる被検物質の定量を行う
定量方法であって、試験部に所定量の被検試料を含浸さ
せる含浸過程と、この含浸過程によって被検試料が含浸
された試験部に対して所定の分光分布を有する光を照射
し、試験部からの反射光の色度座標および光量を測定す
る第１測定過程と、この第１測定過程による測定から所
定時間が経過したときに、試験部に対して所定の分光分
布を有する光を照射し、試験部からの反射光の色度座標
および光量を測定する第２測定過程と、第１測定過程で
測定された色度座標および光量と、予め測定された被検
試料が含浸されていないときの試験部の色度座標と呈色
物の色度座標と所定の分光分布を有する光の色度座標に
基づき、第１測定過程で測定された反射光に含まれる、
呈色物と同じ色度座標を有する反射光成分の光量を算出
する第１光量算出過程と、第２測定過程で測定された色
度座標および光量と、予め測定された被検試料が含浸さ
れていないときの試験部の色度座標と呈色物の色度座標
と所定の分光分布を有する光の色度座標に基づき、第２
測定過程で測定された反射光に含まれる、呈色物と同じ
色度座標を有する反射光成分の光量を算出する第２光量
算出過程と、第１光量算出過程で算出された光量と第２
光量算出過程で算出された光量との差に基づき、呈色物
の含量を定める定量過程とを備える。

【００１３】なお、第１ないし第４の呈色物定量方法で
は、色度座標として、どのような表色系に属するものを
も用いることができる。例えば、国際照明委員会の、Ｒ
ＧＢ表色系やＸＹＺ表色系に属する色度座標や、Ｍａｃ
ＡｄａｍのＵＣＳ表色系に属する色度座標を用いること
ができる。また、国際照明委員会の規定する色度座標の
原刺激の代わりに、測定に関与する呈色物の吸収極大波
長または吸収極大領域を含むように設定された測光波長
または測光領域の測定器の機械刺激に基づき算出された
色度座標を用いることもできる。

【００１４】また、第２の呈色物定量方法では、呈色物
の含量の対数値を、光量算出過程で算出された光量の２
次式に関連づけた式を用いて含量を定める定量過程を採
用することができ、第３の呈色物定量方法では、呈色物
の含量の対数値を、第１光量算出過程で算出された光量
と第２光量算出過程で算出された光量との差の２次式に
関連づけた式を用いて、含量を定める定量過程を採用す
ることができる。

【００１５】また、第２の呈色物定量方法では、呈色物
が含まれていない固相試料の色度座標と所定の分光分布
を有する光の色度座標として同じ値を用いる光量算出過
程を採用することができる。また、そのような光量算出
過程を採用した場合には、その過程において、呈色物が
含まれていない固相試料の色度座標と、測定過程におけ
る測定結果と、予め定められた係数とから光量を算出さ
せても良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる呈色物定量方法を具体的に説明する。図１に、本呈
色物定量方法を実行するために用いた装置の概略構成を
示す。図示したように、本呈色物定量方法は、光源１１
と三刺激値測定装置１２と情報処理装置１３によって実
現される。

【００１７】光源１１は、所定の分光分布（波長分布）
を有する光を出力する機器であり、ここでは、タングス
テンランプを用いている。三刺激値測定装置１２は、国
際照明委員会（ＣＩＥ）のＸＹＺ表色系の三刺激値
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を測定する機器であり、測定結果をデジ
タルデータとして出力する機能を有する。図示したよう
に、光源１１は、試験紙２１に、その紙面の法線に対し
ておよそ４５度の角度をなす光を照射できるように配置
されている。また、三刺激値測定装置１２は、試験紙２
１からの反射光のうち、紙面の法線方向への反射光を受
光するように配置されている。

【００１８】情報処理装置１３は、いわゆる、コンピュ
ータであり、内部に記憶された呈色物定量用のプログラ
ムに従って動作することによって、三刺激値測定装置１
２からの三刺激値に基づき、試験紙２１に含まれる呈色
物（被検物質）の含量を算出する。当該プログラムは、
呈色物含量の算出時に、呈色物の色度座標（ｘ_L、
ｙ_L）、呈色物を含まないときの試験紙２１の色度座標
（ｘ_B、ｙ_B）、光源１１が出力する光の色度座標
（ｘ_W、ｙ_W）を用いるプログラムとなっており、情報処
理装置１３内には、予め測定された各種試験紙に対する
各色度座標が記憶されている。

【００１９】また、後述するように、情報処理装置１３
は、試験紙２１からの反射光の三刺激値と、内部に記憶
された色度座標とから、その反射光中に含まれる色度座
標（ｘ_L、ｙ_L）を有する光成分の光量を算出し、算出し
た光量から、呈色物の量を算出するように構成されてい
る。情報処理装置１３内には、算出した光量から呈色物
含量を算出する際に使用する比例係数も試験紙ごとに記
憶されている。

【００２０】以下、情報処理装置１３による呈色物含量
の算出手順を具体的に説明する。被検試料が点着された
試験紙からの反射光は、その被検試料中に、共存呈色物
が含まれていない場合、呈色物からの光と、呈色物を含
まない試験紙からの光と、照射光と同じ分光分布を有す
る光（鏡面反射光及び白色拡散反射光）といった三種の
光からなっていると看做すことが出来る。このように看
做した場合、試験紙からの反射光（以下、Ｍ光と略記す
る）の測定結果である三刺激値Ｘ_M、Ｙ_M、Ｚ_Mと、三種
の光の三刺激値との間には、以下に記す(1)〜(3)式（色
の加法則）が成立する。なお、(1)〜(3)式において、添
字“Ｌ”が付してある三刺激値（Ｘ _L、Ｙ_L、Ｚ_L）が、
呈色物からの光（以下、Ｌ光と略記する）の三刺激値を
表し、添字“Ｂ”が付してある三刺激値（Ｘ_B、Ｙ_B、Ｚ
_B）が、呈色物を含まない試験紙からの光（以下、Ｂ光
と略記する）の三刺激値を表すものとする。また、添字
“Ｗ”が付してある三刺激値（Ｘ_W、Ｙ_W、Ｚ_W）が照射
光と同じ分光分布を有する光（以下、Ｗ光と略記する）
の三刺激値を表すものとする。

【００２１】

【数１】

【００２２】(1)〜(3)式において、呈色物含量に直接的
に関係するパラメータは、Ｘ_L、Ｙ_L、Ｚ_Lであるが、
Ｘ_B、Ｘ_W等が、直接測定できない値であるので、これら
の式だけから、Ｘ_L、Ｙ_L、Ｚ_Lを求めることはできな
い。しかしながら、Ｌ光の色度座標（ｘ_L、ｙ_L）、Ｂ光
の色度座標（ｘ_B、ｙ_B）、Ｗ光の色度座標（ｘ_W、ｙ_W）
は、予め測定しておくことができる値である。このた
め、これらの値を測定しておけば、上記３式に加えて、
以下に記す(4)〜(9)式が成立することになる。

【００２３】

【数２】

【００２４】ここで、計算の便宜上、Ｒ_L＝Ｘ_L＋Ｙ_L＋
Ｚ_L、Ｒ_W＝Ｘ_W＋Ｙ_W＋Ｚ_W、Ｒ_B＝Ｘ_B＋Ｙ_B＋Ｚ_Bと置
き、(1)、(2)式を、それぞれ、(4)〜(9)式を用いて変形
すると、(10)、(11)式が得られる。また、(1)〜(3)式を
加算することにより、(12)式が得られる。

【００２５】

【数３】

【００２６】(10)〜(12)式において、未知数は、Ｒ_L、
Ｒ_W、Ｒ_Bの３個であるため、これら３式から、各Ｒを求
めることが出来る。具体的には、(10)式の両辺を(12)式
で割り、ｒ_A＝Ｒ_A／（Ｒ_L＋Ｒ_W＋Ｒ_B）（Ａ＝Ｌ、Ｗ、
Ｂ）と置くと、ｒ_L＋ｒ_W＋ｒ_B＝１が成立するため、測
定された反射光の色度座標ｘ_Mと、ｒ_L、ｒ_B、ｘ_L、
ｘ_W、ｘ_Bとを関係づける(13)式が得られる。同様に、(1
1)式の両辺を(12)式で割ると、測定された反射光の色度
座標ｙ_Mと、ｒ_L、ｒ_B、ｙ_L、ｙ_W、ｙ_Bとを関係づける(1
4)式が得られる。なお、ｒ_L、ｒ_Bは、図２に示したよう
に、Ｌ光、Ｗ光、Ｂ光、Ｍ光の色度座標を、それぞれ、
色度図上の点Ｌ、Ｗ、Ｂ、Ｍで表したときに、点Ｗと点
Ｍを結ぶ直線と、線分ＬＢとの交点である点Ｐによる線
分ＬＢの分割位置（線分ＬＰの長さ：線分ＰＢの長さ＝
ｒ_B：ｒ_L）を示すデータとなっている。

【００２７】

【数４】

【００２８】(13)、(14)式中、未知数は、ｒ_L、ｒ_Bの２
個であるので、これらの式から、ｒ _L、ｒ_Bの値を求める
ことができる。すなわち、(17)式に示した行列演算を実
行すれば、ｒ_L、ｒ_Bを算出することができる。また、ｒ
_L＝Ｒ_L／（Ｒ_L＋Ｒ_W＋Ｒ_B）という関係式と、(12)式と
から、Ｒ_Lを、ｒ_L、Ｘ_M、Ｙ_M、Ｚ_Mで表す(18)式が得ら
れる。

【００２９】

【数５】

【００３０】従って、(17)、(18)式を用いることによっ
て、三刺激値測定装置１２によって測定されるデータで
あるＸ_M、Ｙ_M、Ｚ_Mと、予め測定されているｘ_B、ｙ_B、
ｘ_L、ｙ_L、ｘ_W、ｙ_Wとから、呈色物の量と最も密接に関
連しているデータであるＲ_L（＝Ｘ_L＋Ｙ_L＋Ｚ_L）が得ら
れることになる。情報処理装置１３内では、このような
手順で、試験紙２１からの反射光（Ｍ光）に含まれる、
呈色物単体からの反射光（Ｌ光）と同じ色度座標を有す
る反射光成分の光量（大きさ）が求められる。そして、
情報処理装置１３は、関係式ＬＯＧ（Ｃ）＝αＲ_L ²＋β
Ｒ_L＋γを用いることによって、呈色物含量Ｃを算出す
る。なお、当該関係式（比例係数α、β、γ）は、異な
る量の呈色物（被検物質）を含ませた複数の試験紙の反
射光測定を行うことによって、得られたＲ_Lと呈色物含
量との対応関係に基づき、決定された式である。

【００３１】このように、本呈色物定量方法では、反射
光の測定結果に基づき、呈色物と同じ色度座標を有する
光成分の光量が求められ、その光量を用いて呈色物の定
量が行われる。このため、試験紙の表面状態や乾燥の程
度の違いに起因して、Ｗ光あるいはＢ光成分の割合が変
化した場合にも、正確な定量が行えることになる。

【００３２】ここで、実験結果を示すことによって、本
方法によって算出されるＲ_L（＝Ｘ_L＋Ｙ_L＋Ｚ_L）が、呈
色物の定量に有効なパラメータであることを示してお
く。なお、以下に記す実験結果は、濾紙に、濃度の異な
る色素（青色１号）を点着し、点着後、１０秒、１５
分、３０分経過時における三刺激値を測定することによ
って得られたものである。また、以下の説明では、“Ｘ
_L＋Ｙ_L＋Ｚ_L”ではなく、その値に比例する値であるＹ_L
（＝（Ｘ_L＋Ｙ_L＋Ｚ_L）・ｙ_L＝ｒ_L・（Ｘ_M＋Ｙ_M＋Ｚ_M）
・ｙ_L）を、定量のためのパラメータとして用いること
にする。

【００３３】図３に、三刺激値測定装置１２による測定
値（色度座標）ｙ(＝Ｙ_M/(Ｘ_M＋Ｙ_M＋Ｚ_M))と色素濃度
との対応関係を示す。なお、本方法による定量精度との
比較が容易に行えるように、図３では、ｙの絶対値では
なく、濃度が０ｍｇ／ｌの試料に対する値が“０”に、
濃度が５００ｍｇ／ｌの試料に対する値が“１００”と
なるように、係数ａ、ｂを定めた値ａｙ＋ｂを示してあ
る。

【００３４】図示したように、同一濃度の試料に対する
ａｙ＋ｂの値は、色素点着後の経過時間によって異な
り、濃度が、０から２００ｍｇ／ｌまでの試料では、色
素点着後の経過時間が大きいほど、ａｙ＋ｂの値が小さ
くなる傾向が認められている。しかしながら、濃度が５
００ｍｇ／ｌの試料では、３０分後の値の方が、１５分
後の値よりも大きくなっている。

【００３５】図４に、同一の実験結果から算出されたＹ
_Lと色素濃度との対応関係を示す。なお、この図の縦軸
に示した値は、濃度が５００ｍｇ／ｌの試料に対する値
が“１００”となるように、Ｙ_Lを規格化した値であ
る。

【００３６】この図から明らかなように、各経過時間に
おける濃度−Ｙ_L特性のバラツキは、図３に示した濃度
−ｙ特性のバラツキに比して小さいものとなっている。
すなわち、本方法によって算出されるＹ_Lは、被検試料
点着後の時間（試料の乾湿の程度）に対する依存性が少
ない値となっており、本方法によれば、従来の方法に比
して、高い精度で、呈色物の定量が行えることになる。

【００３７】なお、図４に示した各計算値Ｙ_Lを、濃度
の対数に対してプロットすると、図５に示したようにな
る。図から明かなように、濃度ＣとＹ_Lとは、濃度の対
数値が、Ｙ_Lの一次式（あるいは二次式）によって近似
できる関係を有している。このため、本方法では、前述
したように、関係式ＬＯＧ（Ｃ）＝αＲ_L ²＋βＲ_L＋γ
（＝α′Ｙ_L ²＋β′Ｙ_L＋γ）を用いて、呈色物含量Ｃ
を求めている。

【００３８】以上、説明したように、本方法によれば、
測定結果を直接用いて定量を行うよりも、高い精度で定
量を行うことができる。ただし、点着後、１０秒、１５
分、３０分経過時における三刺激値の測定結果から得ら
れる各Ｙ_Lの値が、一致していないことから明かなよう
に、乾湿の程度等の影響を完全に除去できてはいない。
さらに、定量精度を高めるためには、Ｙ_Lを用いるので
はなく、Ｙ_LとＹ_Bの比（または、“Ｙ_L＋Ｙ_B”と
“Ｙ_L”の比）を、定量用のパラメータとして用いるこ
とが考えられる。また、呈色物の単位量当たりの光量変
化量（単位濃度当たりの吸光係数）δＬ_L、試験紙の単
位量当たりの光量変化量δＬ_Bを求めておき、次式で示
されるパラメータｑを算出し、そのパラメータｑに基づ
き定量を行うことも考えられる。

【００３９】

【数６】

【００４０】このようなパラメータを用いた場合、パラ
メータの大きさが、照射光量に依存しなくなるので、光
源１１の出力が変動しても、分光分布さえ一定であれ
ば、正確な定量が行えることになる。また、パラメータ
と呈色物含量との関係がより単純な近似式で表せること
にもなる。

【００４１】また、Ｙ_Wの大きさを考慮に入れて、呈色
物の定量を行っても良い。すなわち、Ｌ光およびＢ光が
反射光中に含まれていないときのＹ_Wの値Ｙ_W0を推定し
ておき、Ｙ_W0、Ｙ_L、Ｙ_Wから、次式を用いて、Ｙ_L′を
算出する。

【００４２】

【数７】

【００４３】このようなＹ_L′を用いると、Ｙ_L成分の生
成に用いられていない照射光成分の影響がキャンセルさ
れるので、より正確な定量が行えることになる。例え
ば、図４に示した測定結果を、Ｙ_L′によって整理する
と、図６に示したような関係が得られる。また、Ｙ_L′
を、濃度の対数に対してプロットすると、図７が得られ
る。これらの図から明かなように、Ｙ_L′を用いると、
乾湿の程度の違い等に起因する誤差が含まれない状態
で、定量が行えることになる。

【００４４】次に、本呈色物定量方法による、共存呈色
物が存在する被検試料の検査手順を説明する。この場
合、被検物質と反応したときに呈色物を生成する試薬を
含む試験紙と、その試薬を含まず、かつ、被検物質を含
む被検試料が含浸されていない試験部と同じ色を呈する
参照試験紙とを用いる。

【００４５】そして、被検試料を点着した試験紙からの
反射光の三刺激値を測定し、測定結果から、上述した手
順で、Ｙ_LSを算出する。また、参照試験紙に関しても、
同様の手順で、測定を行い、Ｙ_LRを算出する。この際、
共存呈色物の色度座標がどのような値であっても、
ｘ_L、ｙ_Lとして、目的呈色物の色度座標を用いて、Ｙ_LR
を算出する。そして、算出した値の差“Ｙ_LS−Ｙ_LR”
を、Ｙ_Lと看做して、前述した関係式（ＬＯＧ（Ｃ）＝
α′Ｙ_L ²＋β′Ｙ_L＋γ）に代入することによって、被
検物質量（呈色物含量）を求める。

【００４６】すなわち、参照試験紙の反射光に含まれる
色度座標（ｘ_L、ｙ_L）成分の光量を測定し、その光量
を、試験紙の反射光に含まれる色度座標（ｘ_L、ｙ_L）成
分の光量から減ずることによって、試験紙中に含まれる
目的呈色物の量に強く相関した値を求め、その値を用い
て、定量を行う。

【００４７】また、参照試験紙を用いることなく、共存
呈色物が存在する被検試料中の目的呈色物の定量を行う
こともできる。この場合、被検試料点着後の試験紙を少
なくとも２度測定する。最初の測定は、点着後、即座に
行う。すなわち、被検物質と試薬との間の呈色反応が進
行しないうちに、１回目の測定を行う。そして、所定時
間経過後に、２回目の測定を行い、それぞれの測定によ
って得られた三刺激値から、上述した手順に従い、目的
呈色物からの反射光成分の光量を算出する。そして、そ
れらの光量の差から、呈色物の含量を定める。なお、こ
の方法を用いる際には、光量の差と呈色物の含量とを対
応づける検量線（あるいは式）を予め作成しておく。

【００４８】なお、実施形態では、Ｘ_M、Ｙ_M、Ｚ_Mか
ら、色度座標を算出することによって、Ｒ_L（あるい
は、Ｙ_L、Ｘ_L、Ｚ_L）を求めたが、三刺激値測定装置１
２として、ｘ_M、ｙ_M、Ｙ_Mを出力する装置を用いても良
いことは当然である。この場合、(17)式に、測定値であ
るｘ_M、ｙ_Mを直接代入して、ｒ_Lを求め、(18)式の代わ
りに、(18)式と(16)式を組み合わせることによって得ら
れる式Ｒ_L ＝ｒ_L・Ｙ_M／ｙ_Mを用いる。

【００４９】また、本呈色物定量方法が用いられる場合
には、図８に模式的に示したように、呈色物を含まない
試験紙からの反射光Ｂと、照射光と同じ分光分布を有す
る反射光Ｗとが、極めて近い色度座標を有することが多
い。このような場合、測定されるＭ光の色度座標が、線
分ＷＬ上に存在していると近似できることになる。すな
わち、上記関係式において、Ｘ_B＝Ｙ_B＝Ｚ_B＝０（ある
いは、Ｘ_W＝Ｘ_B、Ｘ_W＝Ｘ_B、Ｘ_W＝Ｘ_B）として良いこと
になる。このため、(13)、(14)式は、それぞれ、(20)、
(21)式に変形される。

【００５０】

【数８】

【００５１】そして、(17)式に相当する式を、上記(20)
式から作成した場合、(22)式が作成され、その結果とし
て、Ｙ_Lは、(23)式によって表されることになる。

【００５２】

【数９】

【００５３】この(23)式を用いた場合、呈色物を含まな
い試験紙からの反射光と、照射光と同じ分光分布を有す
る反射光との色度座標が一致しているという近似が含ま
れるので、(18)式を用いた場合に比して、精度が劣るこ
とになる。しかしながら、測定結果から直接に呈色物含
量を算出している従来の方法と比した場合には、実際の
値により近い値を用いて定量が行われることになるの
で、高い精度で定量が行えることになる。なお、上記説
明では、(20)式から(23)式を求めているが、(23)式と同
様の式を、(21)式（あるいは、ｚに関する式）から作成
することも可能であり、(23)式相当の式を作成する際に
は、ｘ、ｙ、ｚのうち、濃度変化に対する変化量が最も
大きいパラメータを用いることが望ましい。

【００５４】また、試験紙によっては、呈色物濃度に依
らず、Ｙ_M／ｙ_M、Ｙ_M、あるいは、ｙ_Mが一定であるとみ
なせる場合もある。そのような場合には、(23)式の代わ
りに、一定であるとみなせるデータからなる部分を比例
係数に置き換えた式を用いることができる。例えば、Ｙ
_M／ｙ_Mが一定とみなせる場合には、ｙ_L・Ｙ_M／((ｘ _L−
ｘ_W)・ｙ_M)を、比例係数ｋとして予め計算しておき、Ｙ
_L＝ｋ・(ｘ_M−ｘ_W)という式を用いてＹ_Lを算出すること
にする。同様に、Ｙ_M、ｙ_Mが一定であるとみなせるとき
には、それぞれ、ｙ_L・Ｙ_M／(ｘ_L−ｘ_W)、ｙ_L／((ｘ_L−
ｘ_W)・ｙ_M)を、比例計数ｋ′、ｋ″として計算してお
き、Ｙ_L＝ｋ′・(ｘ_M−ｘ_W)／ｙ_M、Ｙ_L＝ｋ′・(ｘ_M−
ｘ_W)・Ｙ_Mという式を用いて、Ｙ_Lを算出する。

【００５５】また、本呈色物定量方法を、ＸＹＺ表色系
以外の表色系（例えば、ＲＧＢ表色系や、ＭａｃＡｄａ
ｍのＵＣＳ表色系）に属する三刺激値あるいは色度座標
を基に実行しても良いことは当然である。また、本呈色
物定量方法を実行する際に、情報処理装置を用いる必要
もなく、例えば、手計算によって、Ｙ_L等を求めても良
い。さらに、図２に示したように、色度図上に測定結果
をプロットし、線分ＬＰ、線分ＰＢ等の長さを実測する
ことによって、ｒ_L等を求め、その結果から、Ｙ_L等を求
めても良い。また、試験紙からの反射光の測光結果の代
わりに、透過光の測光結果を用いても、同様の手順で、
その試験紙内に含まれる呈色物の定量を行うことができ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
呈色物定量方法では、測定された反射光から、呈色物の
量に直接的に関連するデータが算出され、そのデータに
基づき、呈色物の定量が行われる。このため、本発明の
呈色物定量方法によれば、従来の呈色物定量方法に比し
て、高い精度で呈色物の定量が行えることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による呈色物定量方法を実現するための
装置構成を示したブロック図である。

【図２】本発明による呈色物定量方法を説明するための
色度図である。

【図３】測定値ｙの濃度依存性を示した図である。

【図４】本呈色物定量方法による算出値Ｙ_Lの濃度依存
性を示した図である。

【図５】本呈色物定量方法による算出値Ｙ_Lを濃度の対
数値に対してプロットした図である。

【図６】本呈色物定量方法による算出値Ｙ_L′の濃度依
存性を示した図である。

【図７】本呈色物定量方法による算出値Ｙ_L′を濃度の
対数値に対してプロットした図である。

【図８】本発明による呈色物定量方法を説明するための
色度図である。

【符号の説明】

１１光源１２三刺激値測定装置１３情報処理装置２１試験紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定量対象である呈色物が含まれる固相試
料に対して所定の分光分布を有する光を照射し、前記固
相試料からの反射光の色度座標を測定する測定過程と、この測定過程で測定された色度座標と、予め測定された
前記呈色物が含まれていない固相試料の色度座標及び前
記呈色物の色度座標及び前記所定の分光分布を有する光
の色度座標に基づき、前記反射光に含まれる各反射光成
分の割合を算出する割合算出過程と、この割合算出過程で算出された割合に基づき、前記呈色
物の含量を定める定量過程とを備える呈色物定量方法。
【請求項２】定量対象である呈色物が含まれる固相試
料に対して所定の分光分布を有する光を照射し、前記固
相試料からの反射光の色度座標および光量を測定する測
定過程と、この測定過程で測定された色度座標および光量と、予め
測定された前記呈色物が含まれていない固相試料の色度
座標及び前記呈色物の色度座標及び前記所定の分光分布
を有する光の色度座標に基づき、前記反射光に含まれ
る、前記呈色物と同じ色度座標を有する反射光成分の光
量を算出する光量算出過程と、この光量算出過程で算出された光量に基づき、前記呈色
物の含量を定める定量過程とを備える呈色物定量方法。
【請求項３】被検物質と反応したときに呈色物を生成
する試薬を含む試験部と、前記試薬を含まない参照試験
部とを用いて、被検試料中に含まれる被検物質の定量を
行う定量方法であって、前記試験部と前記参照試験部にそれぞれ所定量の前記被
検試料を含浸させる含浸過程と、この含浸過程によって被検試料が含浸された試験部に対
して所定の分光分布を有する光を照射し、試験部からの
反射光の色度座標および光量を測定する第１測定過程
と、前記含浸過程によって被検試料が含浸された参照試験部
に対して前記所定の分光分布を有する光を照射し、参照
試験部からの反射光の色度座標および光量を測定する第
２測定過程と、前記第１測定過程で測定された色度座標および光量と、
予め測定された前記被検試料が含浸されていないときの
前記試験部の色度座標と前記呈色物の色度座標と前記所
定の分光分布を有する光の色度座標に基づき、前記試験
部からの反射光に含まれる、前記呈色物と同じ色度座標
を有する反射光成分の光量を算出する第１光量算出過程
と、前記第２測定過程で測定された色度座標および光量と、
予め測定された前記被検試料が含浸されていないときの
前記参照試験部の色度座標及び前記呈色物の色度座標及
び前記所定の分光分布を有する光の色度座標に基づき、
前記参照試験部からの反射光に含まれる、前記呈色物と
同じ色度座標を有する反射光成分の光量を算出する第２
光量算出過程と、前記第１光量算出過程で算出された光量と前記第２光量
算出過程で算出された光量との差に基づき、前記試験部
に含まれる呈色物の含量を定める定量過程とを備える呈
色物定量方法。
【請求項４】被検物質と反応したときに呈色物を生成
する試薬を含む試験部を用いて、被検試料中に含まれる
被検物質の定量を行う定量方法であって、前記試験部に所定量の前記被検試料を含浸させる含浸過
程と、この含浸過程によって被検試料が含浸された試験部に対
して所定の分光分布を有する光を照射し、試験部からの
反射光の色度座標および光量を測定する第１測定過程
と、この第１測定過程による測定から所定時間が経過したと
きに、前記試験部に対して前記所定の分光分布を有する
光を照射し、試験部からの反射光の色度座標および光量
を測定する第２測定過程と、前記第１測定過程で測定された色度座標および光量と、
予め測定された前記被検試料が含浸されていないときの
前記試験部の色度座標と前記呈色物の色度座標と前記所
定の分光分布を有する光の色度座標に基づき、前記第１
測定過程で測定された反射光に含まれる、前記呈色物と
同じ色度座標を有する反射光成分の光量を算出する第１
光量算出過程と、前記第２測定過程で測定された色度座標および光量と、
予め測定された前記被検試料が含浸されていないときの
前記試験部の色度座標と前記呈色物の色度座標と前記所
定の分光分布を有する光の色度座標に基づき、前記第２
測定過程で測定された反射光に含まれる、前記呈色物と
同じ色度座標を有する反射光成分の光量を算出する第２
光量算出過程と、前記第１光量算出過程で算出された光量と前記第２光量
算出過程で算出された光量との差に基づき、前記呈色物
の含量を定める定量過程とを備える呈色物定量方法。
【請求項５】前記色度座標が、国際照明委員会のＲＧ
Ｂ表色系に属する色度座標であることを特徴とする請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の呈色物定量方
法。
【請求項６】前記色度座標が、国際照明委員会のＸＹ
Ｚ表色系に属する色度座標であることを特徴とする請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の呈色物定量方
法。
【請求項７】前記色度座標が、ＭａｃＡｄａｍのＵＣ
Ｓ表色系に属する色度座標であることを特徴とする請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の呈色物定量方
法。
【請求項８】前記色度座標が、国際照明委員会の規定
する色度座標の原刺激の代わりに、測定に関与する呈色
物の吸収極大波長または吸収極大領域を含むように設定
された測光波長または測光領域の測定器の機械刺激に基
づき算出された色度座標であることを特徴とする請求項
１ないし請求項４のいずれかに記載の呈色物定量方法。
【請求項９】前記定量過程が、呈色物の含量の対数値
を、前記光量算出過程で算出された光量の２次式に関連
づけた式を用いて含量を定める過程であることを特徴と
する請求項２または請求項５ないし請求項７に記載の呈
色物定量方法。
【請求項１０】前記定量過程が、呈色物の含量の対数
値を、前記第１光量算出過程で算出された光量と第２光
量算出過程で算出された光量との差の２次式に関連づけ
た式を用いて、含量を定める過程であることを特徴とす
る請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の呈色物定
量方法。
【請求項１１】前記光量算出過程が、前記呈色物が含
まれていない固相試料の色度座標と前記所定の分光分布
を有する光の色度座標として同じ値を用いる過程である
ことを特徴とする請求項２記載の呈色物定量方法。
【請求項１２】前記光量算出過程が、前記呈色物が含
まれていない固相試料の色度座標と、前記測定過程にお
ける測定結果と、予め定められた係数とから光量を算出
する過程であることを特徴とする請求項１１記載の呈色
物定量方法。