JPH11108924A - Method and apparatus for inspecting serum protein - Google Patents

Method and apparatus for inspecting serum protein

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JPH11108924A
JPH11108924A JP26990597A JP26990597A JPH11108924A JP H11108924 A JPH11108924 A JP H11108924A JP 26990597 A JP26990597 A JP 26990597A JP 26990597 A JP26990597 A JP 26990597A JP H11108924 A JPH11108924 A JP H11108924A
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JP
Japan
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serum
protein
fluorescence
fluorescent reagent
lipoprotein
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Application number
JP26990597A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuichiro Araki
隆一郎 荒木
Yutaka Yamashita
豊 山下
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply and rapidly measure the constitutional ratio of serum protein. SOLUTION: Serum to which 0.5 μg/ml of indocyanine green(ICG) is added is housed in a test tube 2 as a measuring sample 1 to be irradiated with pulse laser with a wavelength of 790 nm from an exciting light irradiation means 3. ICG mainly bonded to lipoprotein in serum emits fluorescence of a fluorescence life profile corresponding to the constitutional ratio of lipoprotein. This fluorescence is guided to a fluorescence detector 5 through a spectral means 4 and fluorescence life is calculated to be sent to an analyser 6. The analyser 6 calculates the constitutional ratio of lipoprotein from the calculated fluorescence life to display the same on a display device 7. By this constitution, the constitutional ratio of liporotein can be accurately inspected simply within a short time as compared with a conventional method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、血清蛋白質の濃度
測定方法及び装置に関し、特に血清蛋白質の分別定量測
定方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring serum protein concentration, and more particularly to a method and apparatus for differentially measuring serum protein.

【0002】[0002]

【従来の技術】心疾患・脳血管疾患等の要因となり、糖
尿病などの罹患の病態と関連する脂質代謝異常の有無を
評価するためには、被験者の血中の高密度リポ蛋白質
(HDL;High Density Lipoprotein)、低密度リポ蛋
白質(LDL;low Density Lipoprotein)等の血清リ
ポ蛋白亜分画の構成比を測定することが診断上重要であ
る。
2. Description of the Related Art In order to evaluate the presence or absence of abnormal lipid metabolism which causes factors such as heart disease and cerebrovascular disease and is related to a disease state such as diabetes, high density lipoprotein (HDL; It is diagnostically important to measure the composition ratio of serum lipoprotein subfractions such as Density Lipoprotein) and low density lipoprotein (LDL).

【0003】従来、この種の測定には、アガロースゲル
またはポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動法が用
いられてきた。これは、リポ蛋白質の分子サイズに応じ
て分離してそれぞれの構成比を測定するものである。
Conventionally, for this type of measurement, an electrophoresis method using an agarose gel or a polyacrylamide gel has been used. In this method, lipoproteins are separated according to their molecular size and their respective composition ratios are measured.

【0004】さらに高精度で測定を行う必要がある場合
には、密度勾配超遠心法が用いられる。これは、各種リ
ポ蛋白質の比重の違いを利用して、溶媒の比重を変えな
がら超遠心分離を行い、各種リポ蛋白質を分離定量する
方法である。
[0004] When it is necessary to perform the measurement with higher precision, a density gradient ultracentrifugation method is used. This is a method of separating and quantifying various lipoproteins by utilizing the difference in specific gravity of various lipoproteins and performing ultracentrifugation while changing the specific gravity of a solvent.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】これら2つの分離定量
方法は、いずれも一連の操作に数時間〜数十時間かかる
うえ、各種の操作は細心の注意を払って行う必要がある
ため、脂質代謝異常検査は手間と時間のかかる検査とな
っていた。糖尿病などの疾患の病態評価や心疾患・脳血
管疾患の予防や治療には脂質代謝異常検査が不可欠であ
り、こうした検査を簡便かつ迅速に行う方法が求められ
ている。
In each of these two separation and quantification methods, a series of operations requires several hours to several tens of hours, and various operations need to be performed with great care. The abnormal test was a laborious and time-consuming test. A lipid metabolism abnormality test is indispensable for evaluating the condition of a disease such as diabetes and preventing or treating a heart disease or a cerebrovascular disease, and a method for performing such a test simply and quickly is required.

【0006】本発明は、上記の問題点に鑑みて、血清蛋
白質の構成比を簡便かつ迅速に測定できる方法及び装置
を提供することを課題とする。
[0006] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus which can easily and quickly measure the composition ratio of serum proteins.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の血清蛋白検査方法は、血清中に含まれる各
種蛋白質の構成比を測定する方法であって、血清、血漿
または血液に、蛋白質と結合し、結合した蛋白質の種類
に応じて蛍光寿命が変化する蛍光試薬を添加し、この血
清、血漿または血液に蛍光試薬の吸収波長の励起光を照
射して、この蛍光試薬が発する蛍光の時間強度変化を測
定し、これを解析することにより、血清中の所定の蛋白
質の構成比を測定することを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a serum protein test method of the present invention is a method for measuring the composition ratio of various proteins contained in serum. A fluorescent reagent that binds to a protein and changes in fluorescence lifetime according to the type of the bound protein is added, and the serum, plasma or blood is irradiated with excitation light having an absorption wavelength of the fluorescent reagent, and the fluorescent reagent emits. It is characterized in that the change in the intensity of the fluorescence over time is measured and analyzed to determine the composition ratio of a predetermined protein in the serum.

【0008】溶媒中の蛍光性物質の蛍光寿命は、一般に
蛍光性物質の分子周辺の環境が疎水性環境に近づくほど
延長することが知られている。蛋白質の種類により親水
性が異なるので、蛍光性物質と蛋白質が結合した場合、
蛋白質の種類によって蛍光性物質の分子周囲の疎水性が
異なってくるので、蛍光寿命も異なってくる。したがっ
て、蛍光強度の時間変化は蛋白質の構成に応じたものと
なるため、蛍光強度の時間変化を測定することで、蛋白
質の構成比が求められる。
It is known that the fluorescence lifetime of a fluorescent substance in a solvent generally increases as the environment around the molecule of the fluorescent substance approaches a hydrophobic environment. Since the hydrophilicity differs depending on the type of protein, when a fluorescent substance and a protein bind,
Since the hydrophobicity around the molecule of the fluorescent substance varies depending on the type of protein, the fluorescence lifetime also varies. Therefore, the temporal change of the fluorescence intensity depends on the structure of the protein. Therefore, the composition ratio of the protein can be obtained by measuring the time change of the fluorescent intensity.

【0009】また、本発明の血清蛋白検査装置は、(1)
血清中の蛋白質と結合し、結合した蛋白質の種類に応じ
て蛍光寿命が変化する蛍光試薬を添加した血清、血漿あ
るいは血液からなる被測定サンプルを収容する光透過性
の容器と、(2)この容器中の被測定サンプルに、蛍光試
薬の吸収波長の励起光を照射する励起光照射手段と、
(3)この励起光によって蛍光試薬が発した蛍光の時間強
度変化に応じた電気信号を出力する蛍光検出装置と、
(4)蛍光検出装置の出力電気信号の時間変化を解析し
て、血清あるいは血液中の所定の蛋白質の構成比を求め
る解析装置と、を備えることを特徴とする。
Further, the serum protein testing apparatus of the present invention comprises:
A light-transmissive container containing a sample to be measured consisting of serum, plasma, or blood to which a fluorescent reagent that binds to a protein in serum and changes in fluorescence life according to the type of the bound protein is added; Excitation light irradiating means for irradiating the sample to be measured in the container with excitation light having an absorption wavelength of the fluorescent reagent,
(3) a fluorescence detection device that outputs an electric signal according to the time intensity change of the fluorescence emitted by the fluorescent reagent by the excitation light,
And (4) an analyzer for analyzing a time change of an output electric signal of the fluorescence detector to obtain a composition ratio of a predetermined protein in serum or blood.

【0010】これによれば、容器内の蛍光試薬を添加し
た被測定サンプルに、励起光を照射することで、被測定
サンプル内の蛋白質に結合した蛍光試薬は、蛋白質の構
成比に応じた特有の時間強度変化波形を有する蛍光を発
する。この蛍光を蛍光検出装置で電気信号に変換した上
で、解析装置で解析することにより、被測定サンプル内
の蛋白質の構成比を求めることができる。
[0010] According to this, by irradiating the sample to be measured to which the fluorescent reagent in the container is added with excitation light, the fluorescent reagent bound to the protein in the sample to be measured is unique to the protein according to the composition ratio of the protein. Emits fluorescence having a time-intensity-change waveform. The fluorescence is converted into an electric signal by a fluorescence detection device, and then analyzed by an analysis device, whereby the composition ratio of the protein in the sample to be measured can be obtained.

【0011】ここで、蛍光試薬はインドシアニングリー
ンであることが好ましい。インドシアニングリーンは、
血中のリポ蛋白やアルブミンと結合する性質を有し、結
合状態での光吸収のピーク波長が805nmで蛍光のピ
ーク波長が830nmといずれの場合も生体組織での透
過性が良好であり、診断用色素試薬としてすでに広く使
われていてその入手が容易で、毒性もないことから好ま
しい試薬である。
Here, the fluorescent reagent is preferably indocyanine green. Indocyanine green
It has the property of binding to lipoproteins and albumin in blood, and the light absorption peak wavelength in the binding state is 805 nm and the fluorescence peak wavelength is 830 nm. This is a preferred reagent because it is already widely used as a dye reagent for use, is easily available, and has no toxicity.

【0012】また、検査対象の所定の蛋白質は、リポ蛋
白質であることが好ましい。前述のように脂質代謝異常
の診断には、血中リポ蛋白質の構成比を調べることが重
要だからである。リポ蛋白質は脂質と蛋白質の複合体あ
るいは化合物であるため、疎水性が高く、このため結合
した蛍光試薬の蛍光寿命が長くなるのでその蛍光強度の
時間変化の精度良い測定が容易にできる。この場合、蛍
光試薬がインドシアニングリーンであれば、インドシア
ニングリーンは血中蛋白質のうちリポ蛋白質と特に強い
親和性を持つのでさらに好ましい。
[0012] Preferably, the predetermined protein to be tested is a lipoprotein. This is because, as described above, it is important to examine the composition ratio of lipoprotein in blood for diagnosis of lipid metabolism abnormality. Since lipoprotein is a complex or compound of lipid and protein, it has high hydrophobicity, and thus the fluorescence lifetime of the bound fluorescent reagent is prolonged. Therefore, accurate measurement of the time change of the fluorescence intensity can be easily performed. In this case, if the fluorescent reagent is indocyanine green, indocyanine green is more preferable because it has a particularly strong affinity for lipoprotein among blood proteins.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の実施の形態を説明する。理解を容易にするため、
各図面において同一の構成要素には、可能な限り同一の
参照番号を付し、重複する構成要素の説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. To make it easier to understand,
In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible, and the description of the overlapping components will be omitted.

【0014】図1は、本発明の血清蛋白検査装置の第1
の実施形態を表すブロック図である。測定サンプル1
は、人体から採取した血清に、蛍光試薬、例えばインド
シニアグリーン(Indocyanine green;ICG)を添加
したものである。ICGは、肝機能・循環機能等の臨床
検査や、眼科における蛍光アンギオグラフィなどで広く
用いられている診断用色素試薬であり、入手が容易であ
る。このICGは、血液・血清に添加すると、血中のリ
ポ蛋白やアルブミン、グロブリン等と結合して、その最
大吸収波長は遊離状態における780nmから805n
mと長波長側にシフトするとともに、蛍光発光スペクト
ルは波長830nm付近にピークを有する。ICGを添
加した測定サンプル1を、ICGの吸収波長及び蛍光波
長域を含む波長領域である800nm〜900nmの光
を少なくとも透過する材料である例えばガラス製の試験
管2に収容する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the serum protein test apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an exemplary embodiment. Measurement sample 1
Is obtained by adding a fluorescent reagent, for example, Indocyanine green (ICG), to serum collected from the human body. ICG is a diagnostic dye reagent widely used in clinical tests such as liver function and circulatory function, and fluorescent angiography in ophthalmology, and is easily available. When this ICG is added to blood or serum, it binds to lipoproteins, albumin, globulin and the like in the blood, and its maximum absorption wavelength is from 780 nm to 805 nm in a free state.
m, and the fluorescence emission spectrum has a peak near a wavelength of 830 nm. The measurement sample 1 to which ICG is added is accommodated in a test tube 2 made of, for example, glass, which is a material that transmits at least light of 800 nm to 900 nm, which is a wavelength region including an absorption wavelength and a fluorescence wavelength region of ICG.

【0015】励起光光源3は、この試験管2内の測定サ
ンプル1に励起光を照射するものであり、例えば、チタ
ン−サファイアパルスレーザを用いることができ、その
波長は蛍光試薬であるICGのピーク吸収波長に近い7
90nmである。このほか、半導体レーザ、LEDなど
の短パルス光源を用いることができる。分光手段4は、
励起光光源3から試験管2への励起光の光路の延長線上
ではない試験管2と対向する位置に配置され、試験管3
内の測定サンプル1から発せられた蛍光に含まれる励起
光反射光などの不要成分を除去するものであり、分光
器、干渉フィルターなどを用いることができる。
The excitation light source 3 irradiates the measurement sample 1 in the test tube 2 with excitation light. For example, a titanium-sapphire pulse laser can be used, and its wavelength is the same as that of ICG which is a fluorescent reagent. 7 near peak absorption wavelength
90 nm. In addition, a short pulse light source such as a semiconductor laser and an LED can be used. The spectroscopy means 4
The test tube 3 is disposed at a position not on an extension of the optical path of the excitation light from the excitation light source 3 to the test tube 2 and facing the test tube 2.
It removes unnecessary components such as excitation light reflected light contained in the fluorescence emitted from the measurement sample 1 in the inside, and a spectroscope, an interference filter, or the like can be used.

【0016】そして、分光手段4を透過した蛍光の光路
上には、蛍光検出装置5が配置されている。この蛍光検
出装置5には、ストリークカメラ、光オシロスコープ等
が用いられ、受光した蛍光の時間強度変化を電気信号に
変換する。蛍光検出装置5は、励起光照射手段1と解析
装置6に接続されており、励起光照射手段1からトリガ
ー信号を受け取り、解析装置6に出力電気信号を出力す
る。解析装置6は、予め設定された較正曲線に従って、
リポ蛋白の構成比を求め、接続された表示装置7に結果
を出力する。
A fluorescence detector 5 is arranged on the optical path of the fluorescence transmitted through the spectroscopic means 4. A streak camera, an optical oscilloscope, or the like is used as the fluorescence detecting device 5 and converts a change in intensity of the received fluorescence with time into an electric signal. The fluorescence detector 5 is connected to the excitation light irradiating means 1 and the analyzer 6, receives a trigger signal from the excitation light irradiator 1, and outputs an output electric signal to the analyzer 6. The analysis device 6 according to a preset calibration curve,
The composition ratio of the lipoprotein is determined, and the result is output to the connected display device 7.

【0017】続いて、この実施形態の動作を具体例を挙
げて説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with a specific example.

【0018】以下、測定サンプル1として、健常成年男
子の血清を用いた例について説明する。この血清に0.
5μg/mlのICGが添加されて、試験管2に収容さ
れたうえで、装置の所定の位置にセットされる。そのう
えで、励起光照射手段3であるチタン−サファイアレー
ザからパルス幅約6ピコ秒の短パルスが繰り返し周波数
76MHzで照射される。この光パルスにより、測定サ
ンプル1中の各蛋白質に結合したICGから蛍光パルス
が発せられる。この蛍光パルスは分光手段4で不要波長
成分が除去された後、ストリークカメラからなる蛍光検
出装置に導かれて、800nm〜900nmの時間分解
蛍光スペクトルが3.75ピコ秒おきに連続計測されて
蛍光寿命の時間強度変化である蛍光寿命プロフィールが
求められる。
Hereinafter, an example using serum of a healthy adult male as the measurement sample 1 will be described. Add 0.
After 5 μg / ml of ICG is added and accommodated in the test tube 2, it is set at a predetermined position of the device. Then, a short pulse having a pulse width of about 6 picoseconds is irradiated at a repetition frequency of 76 MHz from a titanium-sapphire laser as the excitation light irradiation means 3. With this light pulse, a fluorescent pulse is emitted from ICG bound to each protein in the measurement sample 1. After the unnecessary wavelength component is removed by the spectroscopic means 4, the fluorescence pulse is guided to a fluorescence detection device including a streak camera, and a time-resolved fluorescence spectrum of 800 nm to 900 nm is continuously measured every 3.75 picoseconds to obtain a fluorescence pulse. A fluorescence lifetime profile, which is the time intensity change of lifetime, is required.

【0019】ここで、血清中には、血清アルブミン・グ
ロブリンといった他の血清蛋白が存在するが、ICGの
リポ蛋白への結合定数は、これらの他の血清蛋白への結
合定数に比べて2桁以上高いために、血清に添加された
ICGの大部分がリポ蛋白結合型となる。また、非結合
のICG単体の蛍光寿命は、蛋白結合型のICGの蛍光
寿命に比べて1桁以上短く、その影響は無視できる。し
たがって、蛍光寿命プロフィールはリポ蛋白結合型のI
CGの構成を反映したものとなる。すなわち、蛍光寿命
プロフィールからリポ蛋白の構成比を求めることができ
る。
Here, other serum proteins such as serum albumin and globulin are present in the serum, and the binding constant of ICG to lipoprotein is two orders of magnitude higher than that of these other serum proteins. Because of the above high level, most of the ICG added to the serum becomes lipoprotein-bound. The fluorescence lifetime of unbound ICG alone is one order of magnitude shorter than the fluorescence lifetime of protein-bound ICG, and its effect can be ignored. Thus, the fluorescence lifetime profile is similar to that of lipoprotein-bound I
This reflects the configuration of the CG. That is, the composition ratio of lipoprotein can be determined from the fluorescence lifetime profile.

【0020】図2は、測定結果である蛍光寿命プロフィ
ールの一例を示している。横軸が時間、縦軸は、ピーク
蛍光強度を1としたときの相対蛍光強度を示している。
実線が被験者の血清サンプル自体の測定結果である。比
較のために、蛋白質としてLDLあるいはHDLのみを
0.2mg/ml含む生食加0.1Mリン酸緩衝液(P
BS、pH7.4、ICG0.5μg/ml添加)の測
定結果を合わせて示してあり、点線がLDLのみのサン
プル、破線がHDLのみのサンプルの測定結果である。
FIG. 2 shows an example of a fluorescence lifetime profile as a measurement result. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents relative fluorescence intensity when the peak fluorescence intensity is set to 1.
The solid line is the measurement result of the serum sample itself of the subject. For comparison, a saline 0.1M phosphate buffer containing 0.2 mg / ml of only LDL or HDL as a protein (P
The measurement results of BS, pH 7.4, and ICG 0.5 μg / ml) are also shown, and the dotted line is the measurement result of the LDL-only sample and the broken line is the measurement result of the HDL-only sample.

【0021】蛍光強度の時間変化を、蛍光寿命がτの場
合に、時刻tの蛍光強度が指数関数exp(−t/τ)
で変化するとしてそれぞれの蛍光寿命τを求めると、測
定サンプルの蛍光寿命は、765ピコ秒であった。一
方、HDL、LDLサンプルのそれぞれの蛍光寿命は、
711ps、796psであった。このHDL、LDL
サンプルのそれぞれの脂質/蛋白質重量比は、HDLサ
ンプルが0.354、LDLサンプルが2.78であ
り、蛋白質当たりの脂質含有量は、LDLがHDLに比
べて約8倍高い。したがって、脂質の含有量が多く、疎
水性が高いLDLのほうが、蛍光寿命が顕著に延長され
る。これらの結果から、リポ蛋白質全体(HDL+LD
L)中のHDLの存在比を求めると、36.3%となっ
た。同一のサンプルについて、従来の手法で計測したH
DLの存在比は37.5%であり、本測定の有効性が確
認された。なお、図2中の一点鎖線は、HDL、LDL
の測定結果から測定サンプルのHDL存在比での蛍光時
間強度変化を推定した結果である。測定結果と蛍光寿命
変化がよく一致していることがわかる。
The change in the fluorescence intensity over time is represented by the following equation: When the fluorescence lifetime is τ, the fluorescence intensity at time t is represented by an exponential function exp (−t / τ)
The fluorescence lifetime of each measurement sample was 765 picoseconds. On the other hand, the fluorescence lifetime of each of the HDL and LDL samples is
They were 711 ps and 796 ps. This HDL, LDL
The lipid / protein weight ratio of each sample is 0.354 for the HDL sample and 2.78 for the LDL sample, and the lipid content per protein is about eight times higher for LDL than HDL. Therefore, LDL, which has a high lipid content and high hydrophobicity, significantly prolongs the fluorescence lifetime. From these results, it was found that the whole lipoprotein (HDL + LD
The abundance ratio of HDL in L) was 36.3%. H measured by the conventional method for the same sample
The existence ratio of DL was 37.5%, confirming the effectiveness of this measurement. The dashed line in FIG. 2 indicates HDL, LDL
7 is a result of estimating a change in fluorescence time intensity at the HDL abundance ratio of the measurement sample from the measurement result of FIG. It can be seen that the measurement result and the fluorescence lifetime change are in good agreement.

【0022】本実施形態によれば、所定の試薬を添加し
て装置にセットして光を照射するだけであり、従来のよ
うに時間のかかる前処理工程を必要としない。ICGの
蛋白質との結合反応は極めて短時間に行われるので、ほ
ぼリアルタイムに近い測定が可能である。したがって、
従来の方法に比べて簡便かつ極めて短時間で蛋白質の構
成比率を測定することが可能である。
According to the present embodiment, only a predetermined reagent is added to the apparatus, the apparatus is set in the apparatus, and the apparatus is irradiated with light. Since the binding reaction of ICG with the protein is performed in a very short time, the measurement can be performed almost in real time. Therefore,
Compared with the conventional method, it is possible to measure the protein composition ratio in a simple and extremely short time.

【0023】なお、本発明者らは、ヒト血清から抽出し
たHDL、LDLをPBSで希釈して種々の蛋白濃度に
おける蛋白結合ICGの蛍光寿命プロフィールを測定し
た。その結果、蛋白濃度が0.2〜2mg/mlの場合
は、蛋白質の構成比率が同一であれば、蛍光寿命も同一
であり、蛋白濃度に依存しないことがわかった。また、
ICG濃度を0.5〜2μg/mlの範囲で変化させて
も蛍光寿命には影響がなかった。したがって、蛋白濃度
やICG濃度を厳密に調製する必要がなく、検査が簡便
にできるという日常の臨床検査業務において好ましい特
徴を有する。
The present inventors measured the fluorescence lifetime profile of protein-bound ICG at various protein concentrations by diluting HDL and LDL extracted from human serum with PBS. As a result, it was found that when the protein concentration was 0.2 to 2 mg / ml, the fluorescence lifetime was the same and did not depend on the protein concentration if the protein composition ratio was the same. Also,
Changing the ICG concentration in the range of 0.5-2 μg / ml had no effect on fluorescence lifetime. Therefore, it is not necessary to strictly adjust the protein concentration and ICG concentration, and the test can be easily performed, which is a preferable feature in daily clinical inspection work.

【0024】続いて、第1の実施形態の変形例である第
2の実施形態について説明する。図3は、この第2の実
施形態を表すブロック図である。図2に示される第1の
実施形態との違いは、蛍光寿命プロフィールを電気信号
に変換する蛍光検出装置5の構成の差異である。他の構
成部分は、第1の実施形態と同一であり、その説明を省
略する。
Next, a second embodiment, which is a modification of the first embodiment, will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the second embodiment. The difference from the first embodiment shown in FIG. 2 is the difference in the configuration of the fluorescence detection device 5 that converts the fluorescence lifetime profile into an electric signal. Other components are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0025】第2の実施形態の蛍光検出装置5は、光検
出器51、コンスタントフラクションディスクリミネー
タ(CFD)52、時間−電圧変換器(TAC)53、
マルチチャンネルアナライザー(MCA)54からな
り、単一光子時間相関計測法を用いて蛍光寿命プロフィ
ールを求める。光検出器51には、光電子増倍管のよう
な光子の入射に応じて電気信号を出力する光電変換装置
が用いられる。CFD52は、入力信号の強度によら
ず、信号強度が一定の割合に達するタイミング信号を出
力する。TAC53は入力信号とトリガー信号の2つの
パルス信号の立ち上がり時間の差を電圧信号として出力
する。MCA54は、入力信号の電圧値を電圧値に応じ
た複数の領域に区分してそれぞれの領域の頻度を計数す
る。
The fluorescence detector 5 of the second embodiment comprises a photodetector 51, a constant fraction discriminator (CFD) 52, a time-voltage converter (TAC) 53,
A multi-channel analyzer (MCA) 54 is used to determine the fluorescence lifetime profile using single photon time correlation measurement. As the photodetector 51, a photoelectric conversion device such as a photomultiplier tube that outputs an electric signal in response to the incidence of a photon is used. The CFD 52 outputs a timing signal at which the signal strength reaches a certain rate regardless of the strength of the input signal. The TAC 53 outputs the difference between the rise times of the two pulse signals of the input signal and the trigger signal as a voltage signal. The MCA 54 divides the voltage value of the input signal into a plurality of regions corresponding to the voltage values, and counts the frequency of each region.

【0026】この蛍光検出装置5は、以下のように動作
する。測定サンプル1の蛍光は、分光手段4により、不
要波長成分が除去されて光検出器51に入射する。な
お、単一光子状態とするために蛍光光量が強い場合は、
光量を減衰させる必要がある。光検出器51は、光子入
射に応じてパルス電気信号を出力する。このパルスの発
生時刻は、光子の入射時刻に対応する。このパルス電気
信号は、CFD52に送られ、後処理が高精度に行える
よう信号波形が整えられる。整形されたパルス信号は、
TAC53に送られ、励起光照射手段3から送られたト
リガー信号との差、すなわち、励起光照射から検出した
光子の発生までの時間差に対応する電圧信号が出力され
る。MCA54は、この電圧信号を所定の範囲ごとに計
数する。連続した励起光パルスに対応する蛍光パルスの
光子検出を同様に繰り返すことにより、光子の発生頻度
分布、すなわち、蛍光寿命プロフィールを求めることが
できる。これを解析装置6に送り、第1の実施形態と同
様に処理することによりリポ蛋白質の構成比を求めるこ
とができる。
The fluorescence detecting device 5 operates as follows. The fluorescence of the measurement sample 1 is incident on the photodetector 51 after unnecessary wavelength components are removed by the spectroscopic means 4. When the amount of fluorescent light is strong in order to make a single photon state,
It is necessary to attenuate the amount of light. The photodetector 51 outputs a pulse electric signal according to the photon incidence. The generation time of this pulse corresponds to the photon incidence time. This pulse electric signal is sent to the CFD 52, and the signal waveform is adjusted so that post-processing can be performed with high accuracy. The shaped pulse signal is
A voltage signal corresponding to the difference from the trigger signal sent to the TAC 53 and sent from the excitation light irradiation means 3, that is, the time difference from the irradiation of the excitation light to the generation of the detected photon is output. The MCA 54 counts this voltage signal for each predetermined range. The photon generation frequency distribution, that is, the fluorescence lifetime profile can be obtained by repeating the photon detection of the fluorescence pulse corresponding to the continuous excitation light pulse in the same manner. This is sent to the analyzer 6 and processed in the same manner as in the first embodiment, whereby the lipoprotein composition ratio can be determined.

【0027】励起光パルスの繰り返し周期が十分に短け
れば、短時間で多数の光子の発生頻度を測定することが
できる。さらに、この手法では、蛍光の光量が弱い場合
にも精度の高い測定が可能である。したがって、第1の
実施形態と同様に、簡便かつ短時間で血中蛋白の構成比
測定が可能である。
If the repetition period of the excitation light pulse is sufficiently short, the frequency of generation of many photons can be measured in a short time. Furthermore, this method enables highly accurate measurement even when the amount of fluorescent light is weak. Therefore, similarly to the first embodiment, it is possible to measure the composition ratio of blood protein simply and in a short time.

【0028】以上の説明では、励起光源としてパルス光
源を用いて時間分解計測により蛍光寿命を求める例につ
いて説明してきたが、これに限られるものではなく、励
起光を位相変調して、変調度の変化や位相遅れから蛍光
寿命を求めてもよい。
In the above description, an example has been described in which the fluorescence lifetime is obtained by time-resolved measurement using a pulsed light source as the excitation light source. However, the present invention is not limited to this. The fluorescence lifetime may be obtained from the change and the phase delay.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、血中の蛋白を分離することなく、蛋白結合性の蛍光
試薬を用いてその蛍光時間変化を測定することにより蛋
白の構成比率を求めているので、簡便かつ短時間の測定
が可能である。
As described above, according to the present invention, the protein composition ratio is determined by measuring the change in fluorescence time with a protein-binding fluorescent reagent without separating the protein in blood. Therefore, simple and short-time measurement is possible.

【0030】特に、ICGによりリポ蛋白の構成比測定
に用いれば、脂質代謝異常の検査に適用可能であり、脂
質代謝異常と関連する糖尿病や心疾患・脳血管疾患等の
予防や治療において極めて有効なものとなる。
In particular, if the composition ratio of lipoproteins is measured by ICG, it can be applied to the examination of abnormal lipid metabolism, and is extremely effective in the prevention and treatment of diabetes, heart disease, cerebrovascular disease, etc. associated with abnormal lipid metabolism. It becomes something.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を表すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態で測定した蛍光寿命プ
ロフィールの一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a fluorescence lifetime profile measured in the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施形態を表すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…測定サンプル、2…試験管、3…励起光照射手段、
4…分光手段、5…蛍光検出装置、6…解析装置、7…
表示装置、51…光検出器、52…CFD、53…TA
C、54…MCA。
1 ... measurement sample, 2 ... test tube, 3 ... excitation light irradiation means,
4 ... Spectroscopic means, 5 ... Fluorescence detector, 6 ... Analyzer, 7 ...
Display device, 51 photodetector, 52 CFD, 53 TA
C, 54 ... MCA.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 血清中に含まれる各種蛋白質の構成比を
測定する血清蛋白検査方法であって、 血清、血漿または血液に、蛋白質と結合し、結合した蛋
白質の種類に応じて蛍光寿命が変化する蛍光試薬を添加
し、前記血清、血漿または血液に前記蛍光試薬の励起波
長の励起光を照射して、前記蛍光試薬が発する蛍光の時
間強度変化を測定し、これを解析することにより、前記
血清中の所定の蛋白質の構成比を測定する血清蛋白検査
方法。
1. A serum protein test method for measuring the composition ratio of various proteins contained in serum, comprising binding to proteins in serum, plasma or blood, and changing the fluorescence lifetime according to the type of the bound proteins. By adding a fluorescent reagent to the above, irradiating the serum, plasma or blood with excitation light of the excitation wavelength of the fluorescent reagent, measuring the time intensity change of the fluorescence emitted by the fluorescent reagent, and analyzing this, A serum protein test method for measuring the composition ratio of a predetermined protein in serum.
【請求項2】 前記蛍光試薬はインドシアニングリーン
であることを特徴とする請求項1記載の血清蛋白検査方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the fluorescent reagent is indocyanine green.
【請求項3】 前記所定の蛋白質はリポ蛋白質であるこ
とを特徴とする請求項1記載の血清蛋白検査方法。
3. The serum protein testing method according to claim 1, wherein the predetermined protein is a lipoprotein.
【請求項4】 血清中に含まれる各種蛋白質の構成比を
測定する血清蛋白検査装置であって、 血清中の所定の蛋白質と結合して結合した蛋白質の種類
に応じて蛍光寿命が変化する蛍光試薬を添加した血清、
血漿あるいは血液からなる被測定サンプルを収容する光
透過性の容器と、 前記容器中の前記被測定サンプルに、前記蛍光試薬の吸
収波長の励起光を照射する励起光照射手段と、 前記励起光によって前記蛍光試薬が発した蛍光の時間強
度変化に応じた電気信号を出力する蛍光検出装置と、 前記蛍光検出装置の出力電気信号の時間変化を解析し
て、前記血清、血漿あるいは血液中の所定の蛋白質の構
成比を求める解析装置と、を備える血清蛋白検査装置。
4. A serum protein tester for measuring the composition ratio of various proteins contained in serum, wherein the fluorescence lifetime changes according to the type of protein bound to a predetermined protein in serum. Serum containing reagents,
A light-transmissive container containing a sample to be measured made of blood plasma or blood; excitation light irradiating means for irradiating the sample to be measured in the container with excitation light having an absorption wavelength of the fluorescent reagent; A fluorescence detection device that outputs an electric signal corresponding to a time intensity change of the fluorescence emitted by the fluorescent reagent, and analyzes a time change of an output electric signal of the fluorescence detection device to determine a predetermined time in the serum, plasma or blood. An analyzer for determining the protein composition ratio.
【請求項5】 前記蛍光試薬はインドシアニングリーン
であることを特徴とする請求項4記載の血清蛋白検査装
置。
5. The serum protein testing device according to claim 4, wherein the fluorescent reagent is indocyanine green.
【請求項6】 前記所定の蛋白質はリポ蛋白質である請
求項4記載の血清蛋白検査装置。
6. The serum protein testing device according to claim 4, wherein the predetermined protein is a lipoprotein.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013068631A (en) * 2008-03-21 2013-04-18 Abbott Point Of Care Inc Method and apparatus for analyzing individual cells or particulates using fluorescent quenching and/or fluorescent bleaching
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