JPH1164218A - 体液成分の濃度の定量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体組織や体液のような刻々と変動する外乱
要因の考慮を行うことで精度よく体液成分の濃度の定量
分析を行う。 【解決手段】 近赤外領域における光の吸収を利用した
生体組織中あるいは体液中の体液成分の濃度の定量方法
である。体液成分分子中のＣＨ基由来の吸収を測定する
ための第１の波長域と、ＯＨ基由来の吸収を測定するた
めの第２の波長域と、ＮＨ基由来の吸収を測定するため
の第３の波長域の３つの波長域における少なくとも第１
の波長域または第１の波長域と他の波長域の組み合わせ
を利用して体液成分濃度の定量を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、健康管理や疾病の
冶療のため生体組織中の体液成分の濃度、あるいは血
液、血清、血漿、細胞液、唾液、涙、汗、尿などの体液
中の体液成分の濃度を測定する定量方法に関するもので
あり、特に、近赤外領域における分光分析手法を用いる
体液成分の濃度の定量方法に関するものである。なお体
液成分には、総タンパク質、アルブミン、グロブリン、
総コレステロール、ＨＤＬコレステロール、ＬＤＬコレ
ステロール、遊離コレステロール、中性脂肪、りん脂
質、リポ蛋白、尿素、尿酸、アルコール、アルデヒドな
どがある。

【０００２】

【従来の技術】近赤外分光分析は、試料に特別な操作を
行う必要がなく、非破壊で迅速な計測ができることか
ら、近年、農業や食品、石油化学をはじめ様々な分野で
利用されるようになっている。近赤外領域での分光分析
は、中赤外領域における分光分析と比較すると、一般に ・近赤外領域では水の吸収スペクトルが小さいので中赤
外領域では難しい水溶液系の分析が可能である ・生体を透過する能力が高い ・測定に際して特別な試料を調製する必要がない場合が
多いといった長所を有する反面、中赤外領域での分析が
分子の基準振動に由来する吸収をとらえるのに対して、
近赤外領域では分子振動の非調和性に起因して観察され
る基準振動の倍音または結合音をとらえることになる上
に、近赤外領域での吸収は水素原子が関与するＣＨ基、
ＯＨ基、ＮＨ基のような非調和性の大きい分子振動によ
り生じるものであることから、 ・信号レベルが中赤外領域と比較して１００分の１程度
と小さい ・ＣＨ基、ＯＨ基、ＮＨ基は生体において普遍的な存在
であり、この分子結合の信号をとらえることになるの
で、吸収ピークの帰属が明確でないことが多いといった
短所がある。この短所のために、近赤外領域での定量あ
るいは定性分析を行う場合、中赤外における分析のよう
にピーク位置やピーク高さによる分析手法では正確な分
析を行うことが難しい。

【０００３】この間題を解決するために、近年、測定ス
ペクトルを統計解析手法、たとえば、線形重回帰分析
（ＭＬＲ）、主成分回帰分析、ＰＬＳ（Ｐａｒｔｉａｌ
Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ）回帰分析といった多変量
解析手法を用いて分析する手法、いわゆるケモメトリク
スと呼ばれる手法が用いられている。この手法はパーソ
ナルコンピュータの発達とともに急速に普及してきた分
析手法であり、数値解析を利用した統計的手法により近
赤外領域でのＳＮ比の小さい吸収信号でも、実用に供す
る定量・定性分析が可能となる。

【０００４】このような背景をもとに、近赤外光を用い
た生体中の体液成分濃度の定量が近年非常に注目されて
いる。採血を必要としない非侵襲的な定量が可能となる
ためであるが、その中で代表的なものとして以下のよう
なものがある。米国特許第５，２４６，００４号明細
書：近赤外コレステロールセンサこの米国特許では、コ
レステロールによる吸収波長である１６２０ｎｍから１
８２０ｎｍより選択される少なくとも１波長と、それか
ら約１００ｎｍ離れた領域から選択される少なくとも１
参照波長との、少なくとも２波長からコレステロールを
定量することが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１に数種類
の体液成分の固体（粉末）状態の吸収スペクトル（図中
イはグリコース、ロはアルブミン、ハはコレステロー
ル、ニは中性脂肪である）を示しているが、１６２０ｎ
ｍから１８２０ｎｍにはコレステロール以外にもアルブ
ミン（タンパク質）、中性脂肪、グルコースの吸収ピー
ク（ＣＨ基由来のもの）が混在していることが分かる。
よって、１６２０ｎｍから１８２０ｎｍより少なくとも
１波長のみ選択することや、参照波長を約１００ｎｍ離
れた領域から選択することは、他の体液成分の寄与が考
慮されておらず、コレステロール濃度を定量することは
実用的には不可能であると考える。

【０００６】体液成分の中でもコレステロールの定量に
ついて上述したが、従来技術はおおむね参照波長の吸収
に対する各体液成分波長の吸収で生体中の各体液成分の
濃度の定量を行おうというものである。しかしながら、
近赤外領域での吸収スペクトルは、上述のようにＯＨ
基、ＮＨ基、ＣＨ基のような体液成分が基本的に持って
いる分子によって生じること、またピークが不明瞭なブ
ロード状態で吸収が観察されることから、ある波長にお
ける吸収信号は程度の差はあるものの様々な体液成分の
吸収が重畳していると考えるべきである。

【０００７】本発明は、このような知見に基づき、体液
成分の濃度の定量に際して、生体組織や体液のような刻
々と変動する外乱要因の考慮を行うことで精度よく体液
成分の濃度の定量分析を行うことができる定量方法を提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る体
液成分濃度の定量方法は、近赤外領域における光の吸収
を利用した生体組織中あるいは体液中の体液成分の濃度
の定量方法であり、体液成分分子中のＣＨ基由来の吸収
を測定するための第１の波長域と、ＯＨ基由来の吸収を
測定するための第２の波長域と、ＮＨ基由来の吸収を測
定するための第３の波長域の３つの波長域の測定結果の
うちの少なくとも第１の波長域または第１の波長域と他
の波長域との組み合わせによって体液成分濃度の定量を
行うことに特徴を有している。近赤外領域における体液
成分のＣＨ基由来の吸収を測定するための波長域と、Ｏ
Ｈ基由来の吸収を測定するための波長域と、ＮＨ基由来
の吸収を測定するための波長域の少なくとも３つ波長域
での測定結果より、生体中の体液成分濃度の定量を行う
ものであり、多くの体液成分に含まれるＣＨ基由来の吸
収を用いる上に、外乱としての体液成分を考慮したもの
となっていることから、体液成分濃度の定量の精度を大
きく向上させることができる。

【０００９】上記波長域は、分子の第１倍音が観察でき
る波長領域内で、体液成分分子中のＣＨ基由来の吸収を
測定するための第１の波長域を１６４０ｎｍから１８８
０ｎｍ、ＯＨ基由来の吸収を測定するための第２の波長
域を１５３５ｎｍから１６４５ｎｍ、ＮＨ基由来の吸収
を測定するための第３の波長域を１４８０ｎｍから１５
４５ｎｍとするとよく、また分子の第２倍音が観察でき
る波長領域内で、体液成分分子中のＣＨ基由来の吸収を
測定するための第１の波長域を１１２５ｎｍから１３０
０ｎｍ、ＯＨ基由来の吸収を測定するための第２の波長
域を１０５０ｎｍから１１３０ｎｍ、ＮＨ基由来の吸収
を測定するための第３の波長域を１０００ｎｍから１０
７０ｎｍとするとよい。

【００１０】生体組織中あるいは体液中のタンパク質濃
度の定量に際しては、第１の波長域からは１６８５±１
０ｎｍあるいは１７４２±１０ｎｍより少なくとも１波
長あるいは１波長帯を選択して、第２の波長域あるいは
第３の波長域と組み合わせて、タンパク質濃度を定量す
るとよい。また、１６８５±１０ｎｍあるいは１７４２
±１０ｎｍより選択した１波長と、１４７１±１０ｎｍ
あるいは１４８３±１０ｎｍあるいは１４９５±１０ｎ
ｍあるいは１５２１±１０ｎｍあるいは１５４５±１０
ｎｍあるいは１５８０±１０ｎｍあるいは１６１２±１
０ｎｍあるいは１６６１±１０ｎｍあるいは１７０７±
１０ｎｍあるいは１７２１±１０ｎｍあるいは１７２８
±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍあるいは１７６
６±１０ｎｍより選択した１波長の、少なくとも２波長
あるいは２波長帯を選択して、タンパク質濃度を定量す
るとさらによい。

【００１１】これとは別に、生体組織中あるいは体液中
のタンパク質濃度の定量に際して、分子の第１倍音が観
察できる波長領域内で、複数試料の定量分析で測定した
連続スペクトルを主成分回帰分析あるいはＰＬＳ回帰分
析あるいはそれに準ずる多変量解析による分析を行って
算出された複数の主成分因子に対する回帰係数がとる正
のピーク周辺の波長付近より選択した１波長と、回帰係
数同士の交点付近の波長または回帰係数がとる変曲点周
辺の波長より選択した１波長の少なくとも２波長あるい
は２波長帯を選択し、多変量解析することによりタンパ
ク質濃度の定量を行うことも好適な結果を得られる。

【００１２】生体組織中あるいは体液中のコレステロー
ル濃度の定量に際しては、第１の波長域からは、１７０
７±１０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０ｎ
ｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるいは１６７９±１０
ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあるいは１７２１±１
０ｎｍあるいは１７２８±１０ｎｍあるいは１７４２±
１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１波
長の少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択して、第
２の波長域あるいは第３の波長域と組み合わせて、コレ
ステロール濃度を定量するとよい。また、第１の波長域
からは、１７０７±１０ｎｍより選択した１波長と、１
６６１±１０ｎｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるいは
１６７９±１０ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあるい
は１７２１±１０ｎｍあるいは１７２８±１０ｎｍある
いは１７４２±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍよ
り選択した１波長の、少なくとも２波長あるいは２波長
帯を選択し、第２の波長域からは１５８０±１０ｎｍあ
るいは１５９２ ±１０ｎｍより選択し、第３の波長域
からは１５２１±１０ｎｍあるいは１５２６±１０ｎｍ
より選択して、少なくとも第１の波長域を利用して、第
２の波長域あるいは第３の波長域と組み合わせて、コレ
ステロール濃度を定量するとさらによい。

【００１３】生体組織中あるいは体液中の中性脂肪濃度
の定量に際しては、第１の波長域からは、１７２８±１
０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０ｎｍある
いは１６６８±１０ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあ
るいは１６９０±１０ｎｍあるいは１６９６±１０ｎｍ
あるいは１７０７±１０ｎｍあるいは１７２１±１０ｎ
ｍあるいは１７３７±１０ｎｍあるいは１７４２±１０
ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１波長の
少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択して、第２の
波長域あるいは第３の波長域と組み合わせて、中性脂肪
濃度を定量するとよい。また、第１の波長域からは、１
７２８±１０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１
０ｎｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるいは１６８５±
１０ｎｍあるいは１６９０ ±１０ｎｍあるいは１６９
６±１０ｎｍあるいは１７０７±１０ｎｍあるいは１７
２１±１０ｎｍあるいは１７３７±１０ｎｍ あるいは
１７４２±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選
択した１波長の、少なくとも２波長あるいは２波長帯を
選択し、第２の波長域からは１５８０±１０ｎｍあるい
は１５９２±１０ｎｍより選択し、第３の波長域からは
１５２１±１０ｎｍあるいは１５２６±１０ｎｍより選
択して、少なくとも第１の波長域を利用して、第２の波
長域あるいは第３の波長域と組み合わせて、中性脂肪濃
度を定量するとさらによい。

【００１４】これとは別に、生体組織中あるいは体液中
のコレステロールあるいは中性脂肪濃度の定量に際し、
分子の第１倍音が観察できる波長領域内で、複数試料の
定量分析で測定した連続スペクトルを主成分回帰分析あ
るいはＰＬＳ回帰分析あるいはそれに準ずる多変量解析
による分析を行って算出された複数の主成分因子に対す
る回帰係数が第１の波長域においてとる正のピーク周辺
の波長付近より選択した１波長と、第１の波長域におい
てとる回帰係数同士の交点付近の波長または回帰係数が
とる変曲点周辺の波長より選択した１波長の少なくとも
２波長あるいは２波長帯を選択し、多変量解析すること
によりコレステロールあるいは中性脂肪濃度の定量を行
うことも好適な結果を得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

−実験１（第１倍音）− 牛血清中のグルコース、タンパク質、コレステロール、
中性脂肪、水の５成分を変動させ、それら牛血清の近赤
外光の分子の第１倍音が観察できる波長領域の連続スペ
クトルを測定し、タンパク質、コレステロール、中性脂
肪の定量を行った。なおタンパク質としてアルブミンを
用いた（アルブミンを選択した理由は、血液中に存在す
るもっとも一般的なタンパク成分であることに加え、生
体を構成するタンパク成分の特性を推定する情報が得ら
れると考えられるからである）。試料は試料中の ・グルコース濃度：３０ｍｇ／ｄｌ，１３０ｍｇ／ｄ
ｌ，２３０ｍｇ／ｄｌ，４３０ｍｇ／ｄｌ，８３０ｍｇ
／ｄｌの５水準、・アルブミン濃度が１．８ｇ／ｄｌ，
２．４ｇ／ｄｌ，３．０ｇ／ｄｌ，４．２ｇ／ｄｌの４
水準 ・コレステロール濃度：５０ｍｇ／ｄｌ，１３０ｍｇ／
ｄｌ，２００ｍｇ／ｄｌ，３６０ｍｇ／ｄｌの４水準 ・中性脂肪濃度：１０ｍｇ／ｄｌ，１３０ｍｇ／ｄｌ，
２４０ｍｇ／ｄｌ，４７０ｍｇ／ｄｌの４水準 となるように１６種類の組合せをピックアップし試料を
作成した。

【００１６】スペクトル測定は、１ｍｍ厚のガラス製セ
ルに試料を入れ、ニコレー社製マグナ８５０を用いて、
加算平均１２８回、レゾルーション１６とし、検出器Ｄ
ＴＧＳＫＢｒ、白色光源の条件で、１２５０ｎｍから１
８５０ｎｍの波長域を連続スペクトルとして測定した。
１試料につき５回ずつ測定したのでデータ数は、１６試
料×５回測定＝８０データとなる。解析は市販の多変量
解析ソフトウェアを用いて吸光度に変換したスペクトル
データにて行った。

【００１７】説明変量を第１倍音領域の１２５０ｎｍか
ら１８５０ｎｍの吸光度、目的変量をアルブミン濃度と
してＰＬＳ回帰分析を行って得られた７主成分の回帰係
数の変動を図２に、目的変量をコレステロール濃度とし
てＰＬＳ回帰分析を行って得られた１０主成分の回帰係
数の変動を図３に、目的変量を中性脂肪濃度としてＰＬ
Ｓ回帰分析を行って得られた１０主成分の回帰係数の変
動を図４に、それぞれ示す。

【００１８】−ＣＨ基の１波長域のみの例１（連続波
長）− 説明変量を、ＣＨ基の波長域である１６４０ｎｍから１
８５０ｎｍの吸光度としてＰＬＳ回帰分析を行った。ア
ルブミン濃度定量の結果は主成分数４での推定で、検量
線作成の相関係数０．９９７、標準誤差ＳＥＰ０．０６
２ｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９９６、標準誤
差ＳＥＰ０．０６７ｇ／ｄｌであった。

【００１９】コレステロール濃度定量の結果は主成分数
６での推定で、検量線作成の相関係数０．９９８、標準
誤差ＳＥＰ７．７０ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数
０．９９７、標準誤差ＳＥＰ８．７５ｍｇ／ｄｌであっ
た。中性脂肪濃度定量の結果は主成分数６での推定で、
検量線作成の相関係数０．９９６、標準誤差ＳＥＰ１
５．５８ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９９
５、標準誤差ＳＥＰ１７．６６ｍｇ／ｄｌであった。

【００２０】−ＣＨ基の１波長域のみの例２（数波長）
− 目的変量をアルブミン濃度、説明変量を１６６１，１６
８５ｎｍの２波長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬ
Ｒ）を行った結果、アルブミン濃度定量の相関係数０．
９５３であった。説明変量を１７４２，１７５４ｎｍの
２波長とすると、アルブミン濃度定量の相関係数０．９
５８であった。説明変量を１６６１，１６８５，１７５
４ｎｍの３波長とすると、アルブミン濃度定量の相関係
数０．９９８であった。前記波長は、図２に示す７主成
分の回帰係数の、ＣＨ基の波長域である１６４０ｎｍか
ら１８８０ｎｍでの変動に基づき選択した。１６８５ｎ
ｍと１７４２ｎｍは回帰係数の極大値を示す波長とし
て、１６６１ｎｍと１７５４ｎｍは複数の主成分因子に
よる回帰係数が交わる波長として選択した。

【００２１】目的変量をコレステロール濃度、説明変量
を１７０７，１７２８ｎｍの２波長の吸光度として線形
重回帰分析（ＭＬＲ）を行った結果、コレステロール濃
度定量の相関係数０．８７２であった。説明変量を１６
７９，１７０７ｎｍの２波長とすると、コレステロール
濃度定量の相関係数０．８５９であった。説明変量を１
６７９，１７０７，１７２８ｎｍの３波長とすると、コ
レステロール濃度定量の相関係数０．９８７であった。
前記波長は、図３に示す１０主成分の回帰係数の、ＣＨ
基の波長域である１６４０ｎｍから１８８０ｎｍでの変
動に基づき選択した。１６７９ｎｍと１７２８ｎｍは回
帰係数の極小値を示す波長として、１７０７ｎｍは回帰
係数の極大値を示す波長として選択した。

【００２２】目的変量を中性脂肪濃度、説明変量を１６
９６，１７２８ｎｍの２波長の吸光度として線形重回帰
分析（ＭＬＲ）を行った結果、中性脂肪濃度定量の相関
係数０．９１５であった。説明変量を１６９０，１７２
８ｎｍの２波長とすると、中性脂肪濃度定量の相関係数
０．９０３であった。説明変量を１７０７，１７２８，
１７４２ｎｍの３波長とすると、中性脂肪濃度定量の相
関係数０．９７０であった。前記波長は、図４に示す１
０主成分の回帰係数の、ＣＨ基の波長域である１６４０
ｎｍから１８８０ｎｍでの変動に基づき選択した。１６
９６ｎｍと１７４２ｎｍは回帰係数の極小値を示す波長
として、１７２８ｎｍは回帰係数の極大値を示す波長と
して、１６９０ｎｍと１７０７ｎｍは複数の主成分因子
による回帰係数が交わる波長として選択した。

【００２３】−ＣＨ基とＯＨ基の２波長域の組み合わせ
の例１（連続波長）− 説明変量を、ＣＨ基とＯＨ基の波長域である１５３５ｎ
ｍから１８５０ｎｍ（１５３５ｎｍから１６４５ｎｍが
ＯＨ基、１６４０ｎｍから１８５０ｎｍがＣＨ基）の吸
光度としてＰＬＳ回帰分析を行った。アルブミン濃度定
量の結果は主成分数５での推定で、検量線作成の相関係
数０．９９７、標準誤差ＳＥＰ０．０５９ｇ／ｄｌ、検
量線検定の相関係数０．９９６、標準誤差ＳＥＰ０．０
６５ｇ／ｄｌであった。

【００２４】コレステロール濃度定量の結果は主成分数
８での推定で、検量線作成の相関係数０．９９８、標準
誤差ＳＥＰ７．７２ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数
０．９９７、標準誤差ＳＥＰ８．４０ｍｇ／ｄｌであっ
た。中性脂肪濃度定量の結果は主成分数８での推定で、
検量線作成の相関係数０．９９７、標準誤差ＳＥＰ１
４．６２ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９９
５、標準誤差ＳＥＰ１７．２０ｍｇ／ｄｌであった。

【００２５】−ＣＨ基とＯＨ基の２波長域の組み合わせ
の例２（数波長）− 目的変量をアルブミン濃度、説明変量を１６１２，１６
８５ｎｍの２波長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬ
Ｒ）を行った結果、アルブミン濃度定量の相関係数０．
８０２であった。説明変量を１５８０，１６６１，１６
８５ｎｍの３波長の吸光度とすると、アルブミン濃度定
量の相関係数０．９９６であった。前記波長は、図２に
示す７主成分の回帰係数の変動に基づき、ＣＨ基（１６
４０ｎｍから１８５０ｎｍ）とＯＨ基（１５３５ｎｍか
ら１６４５ｎｍ）の波長域各々から選択した。１５８０
ｎｍと１６８５ｎｍは回帰係数の極大値を示す波長とし
て、１６１２ｎｍは回帰係数の極小値を示す波長とし
て、１６６１ｎｍは複数の主成分因子による回帰係数が
交わる波長として選択した。

【００２６】目的変量をコレステロール濃度、説明変量
を１５８０，１７０７，１７２８ｎｍの３波長の吸光度
として線形重回帰分析（ＭＬＲ）を行った結果、コレス
テロール濃度定量の相関係数０．９２４であった。説明
変量を１５８０，１６７９，１７０７，１７２８ｎｍの
４波長とすると、コレステロール濃度定量の相関係数
０．９９１であった。前記波長は、図３に示す１０主成
分の回帰係数の変動に基づき、ＣＨ基とＯＨ基の波長域
各々から選択した。１５８０ｎｍと１６７９ｎｍと１７
２８ｎｍは回帰係数の極小値を示す波長として、１７０
７ｎｍは回帰係数の極大値を示す波長として選択した。

【００２７】目的変量を中性脂肪濃度、説明変量を１５
８０，１６９６，１７２８ｎｍの３波長の吸光度として
線形重回帰分析（ＭＬＲ）を行った結果、中性脂肪濃度
定量の相関係数０．９４６であった。説明変量を１５８
０，１７０７，１７２８，１７４２ｎｍの４波長とする
と、中性脂肪濃度定量の相関係数０．９９２であった。
前記波長は、図４に示す１０主成分の回帰係数の変動に
基づき、ＣＨ基とＯＨ基の波長域各々から選択した。１
５８０ｎｍと１７２８ｎｍは回帰係数の極大値を示す波
長として、１６９６ｎｍと１７４２ｎｍは回帰係数の極
小値を示す波長として、１７０７ｎｍは複数の主成分因
子による回帰係数が交わる波長として選択した。

【００２８】−ＣＨ基とＮＨ基の２波長域の組み合わせ
の例１（連続波長）− 説明変量を、ＣＨ基とＮＨ基の波長域である１４８０ｎ
ｍから１５４５ｎｍと１６４０ｎｍから１８５０ｎｍ
（１４８０ｎｍから１５４５ｎｍがＮＨ基、１６４０ｎ
ｍから１８５０ｎｍがＣＨ基）の吸光度としてＰＬＳ回
帰分析を行った。アルブミン濃度定量の結果は主成分数
５での推定で、検量線作成の相関係数０．９９７、標準
誤差ＳＥＰ０．０６１ｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数
０．９９６、標準誤差ＳＥＰ０．０６６ｇ／ｄｌであっ
た。

【００２９】コレステロール濃度定量の結果は主成分数
８での推定で、検量線作成の相関係数０．９９４、標準
誤差ＳＥＰ１１．８３ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係
数０．９９２、標準誤差ＳＥＰ１３．８９ｍｇ／ｄｌで
あった。中性脂肪濃度定量の結果は主成分数７での推定
で、検量線作成の相関係数０．９９１、標準誤差ＳＥＰ
２３．８５ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９８
６、標準誤差ＳＥＰ２９．２７ｍｇ／ｄｌであった。

【００３０】図３と図４におけるＮＨ基の波長域の回帰
係数の変動は不安定であるが、これはコレステロールと
中性脂肪はＮＨ基を含まないため、コレステロールと中
性脂肪の定量においてＮＨ基の波長域は、大して意味を
持たずノイズとなっていると考えられる。またこの波長
域が水の吸収域である１４５０ｎｍに近いことも関係し
ていると思われる。よって、このＮＨ基の波長域を説明
変数に用いると定量性は劣るようである。

【００３１】−ＣＨ基とＮＨ基の２波長域の組み合わせ
の例２（数波長）− 目的変量をアルブミン濃度、説明変量を１４７１，１６
８５ｎｍの２波長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬ
Ｒ）を行った結果、アルブミン濃度定量の相関係数０．
８７１であった。説明変量を１５２１，１６６１，１６
８５ｎｍの３波長の吸光度とすると、アルブミン濃度定
量の相関係数０．９９５であった。前記波長は、図２に
示す７主成分の回帰係数の変動に基づき、ＣＨ基（１６
４０ｎｍから１８５０ｎｍ）とＮＨ基（１４８０ｎｍか
ら１５４５ｎｍ）の波長域で各々から選択した。１４７
１ｎｍと１６６１ｎｍは複数の主成分因子による回帰係
数が交わる波長として、１５２１ｎｍと１６８５ｎｍは
回帰係数の極大値を示す波長として選択した。

【００３２】目的変量をコレステロール濃度、説明変量
を１５２１，１６７９，１７０７，１７２８ｎｍの４波
長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬＲ）を行った結
果、コレステロール濃度定量の相関係数０．９９２であ
った。前記波長は、図３に示す１０主成分の回帰係数の
変動に基づき、ＣＨ基とＮＨ基の波長域で各々から選択
した。１５２１ｎｍは複数の主成分因子による回帰係数
が交わる波長として、１７０７ｎｍは回帰係数の極大値
を示す波長として、１６７９ｎｍと１７２８ｎｍは回帰
係数の極小値を示す波長として選択した。

【００３３】目的変量を中性脂肪濃度、説明変量を１５
２１，１７０７、１７２８，１７４２ｎｍの４波長の吸
光度として線形重回帰分析（ＭＬＲ）を行った結果、中
性脂肪濃度定量の相関係数０．９９４であった。前記波
長は、図４に示す１０主成分の回帰係数の変動に基づ
き、ＣＨ基とＮＨ基の波長域で各々から選択した。１５
２１ｎｍと１７０７ｎｍは複数の主成分因子による回帰
係数が交わる波長として、１７２８ｎｍは回帰係数の極
大値を示す波長として、１７４２ｎｍは回帰係数の極小
値を示す波長として選択した。

【００３４】−ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の３波長域の組
み合わせの例１（連続波長）− 説明変量を、ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の波長域である１
４８０ｎｍから１８５０ｎｍ（１４８０ｎｍから１５４
５ｎｍがＮＨ基、１５３５ｎｍから１６４５ｎｍがＯＨ
基、１６４０ｎｍから１８５０ｎｍがＣＨ基）の吸光度
としてＰＬＳ回帰分析を行った。

【００３５】アルブミン濃度定量の結果は主成分数５で
の推定で、検量線作成の相関係数０．９９６、標準誤差
ＳＥＰ０．０７１ｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．
９９５、標準誤差ＳＥＰ０．０７８ｇ／ｄｌであった。
コレステロール濃度定量の結果は主成分数９での推定
で、検量線作成の相関係数０．９９８、標準誤差ＳＥＰ
６．８２ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９９
６、標準誤差ＳＥＰ１０．０１ｍｇ／ｄｌであった。

【００３６】中性脂肪濃度定量の結果は主成分数９での
推定で、検量線作成の相関係数０．９９７、標準誤差Ｓ
ＥＰ１３．６０ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．
９９４、標準誤差ＳＥＰ１９．０９ｍｇ／ｄｌであっ
た。 −ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の３波長域の組み合わせの例
２（数波長）− 目的変量をアルブミン濃度、説明変量を１５２１，１５
８０，１６６１，１６８５ｎｍの４波長の吸光度として
線形重回帰分析（ＭＬＲ）を行った結果、アルブミン濃
度定量の相関係数０．９９７であった。前記波長は、図
２に示す７主成分の回帰係数の変動に基づき、ＣＨ基
（１６４０ｎｍから１８５０ｎｍ）とＯＨ基（１５３５
ｎｍから１６４５ｎｍ）とＮＨ基（１４８０ｎｍから１
５４５ｎｍ）の波長域で各々から選択した。１５２１ｎ
ｍと１５８０ｎｍと１６８５ｎｍは回帰係数の極大値を
示す波長として、１６６１ｎｍは複数の主成分因子によ
る回帰係数が交わる波長として選択した。

【００３７】目的変量をコレステロール濃度、説明変量
を１５２１，１５８０，１６７９，１７０７，１７２８
ｎｍの５波長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬＲ）
を行った結果、コレステロール濃度定量の相関係数０．
９９２であった。前記波長は、図３に示す１０主成分の
回帰係数の変動に基づき、ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の波
長域で各々から選択した。１５２１ｎｍは複数の主成分
因子による回帰係数が交わる波長として、１５８０ｎｍ
と１６７９ｎｍと１７２８ｎｍは回帰係数の極小値を示
す波長として、１７０７ｎｍは回帰係数の極大値を示す
波長として選択した。

【００３８】目的変量を中性脂肪濃度、説明変量を１５
２１，１５８０，１７０７，１７２８，１７４２ｎｍの
５波長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬＲ）を行っ
た結果、中性脂肪濃度定量の相関係数０．９９４であっ
た。前記波長は、図４に示す１０主成分の回帰係数の変
動に基づき、ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の波長域で各々か
ら選択した。１５２１ｎｍと１７０７ｎｍｎｍは複数の
主成分因子による回帰係数が交わる波長として、１５８
０ｎｍと１７２８ｎｍは回帰係数の極大値を示す波長と
して、１７４２ｎｍは回帰係数の極小値を示す波長とし
て選択した。

【００３９】特にコレステロールや中性脂肪において
は、説明変量が連続スペクトルでも数波長であっても、
ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の３波長域を組み合わせた体液
成分の定量の精度は、ＣＨ基とＯＨ基あるいはＣＨ基と
ＮＨ基の２波長域を組み合わせた定量より、大きく向上
しているものではない。これは、図１に示した体液成分
の固体（粉末）状態の吸収スペクトルから分かるよう
に、アルブミンはＣＨ基に大きな吸収を持ちＯＨ基とＮ
Ｈ基にも吸収を持っているが、コレステロールや中性脂
肪はＣＨ基にのみ大きな吸収を持ちＯＨ基とＮＨ基の吸
収は小さい。このため、コレステロールや中性脂肪の定
量においては、ＯＨ基とＮＨ基の波長は、ＣＨ基の吸収
に対する参照波長域となっており、その参照波長域は２
つは必要ではないため、ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の３波
長域を組み合わせた体液成分の定量の精度は、ＣＨ基と
ＯＨ基あるいはＣＨ基とＮＨ基の２波長域を組み合わせ
た定量と大して変わらないのであろうと考えている。

【００４０】よって、より少ない波長あるいは波長帯か
らコレステロールや中性脂肪の定量を試みる場合は、Ｃ
Ｈ基とＯＨ基とＮＨ基の３波長域を測定する必要はな
く、ＣＨ基とＯＨ基あるいはＣＨ基とＮＨ基の２波長域
で可能と考えている。 −その他の例− 説明変量を１５８０，１６６１，１６８５，１７０７，
１７２８ｎｍの５波長の吸光度として線形重回帰分析
（ＭＬＲ）を行った。アルブミン濃度定量の相関係数
０．９９６、コレステロール濃度定量の相関係数０．９
９２、中性脂肪濃度定量の相関係数０．９７７であっ
た。

【００４１】説明変量を１５８０，１７０７，１７２
８，１７４２，１７５４ｎｍの５波長の吸光度として線
形重回帰分析（ＭＬＲ）を行った。図８に示すアルブミ
ン濃度定量の相関係数０．９９４、図９に示すコレステ
ロール濃度定量の相関係数０．９８６、図１０に示す中
性脂肪濃度定量の相関係数０．９９２であった。１５８
０ｎｍはＯＨ基由来の吸収を測定するための波長であ
り、図２および図４での極大点、図３での交点である。
１６６１，１６８５，１７０７，１７２８，１７４２，
１７５４ｎｍはＣＨ基由来の吸収を測定するための波長
であり、図２において１６６１，１７０７，１７２８，
１７５４ｎｍは交点付近の波長であり、１６８５，１７
４２ｎｍは極大点付近の波長である。図３において１６
６１，１７０７ｎｍは極大点付近の波長であり、１６８
５，１７４２，１７５４ｎｍは交点付近の波長であり、
１７２８ｎｍは極小点付近の波長である。図４において
１６６１，１７４２ｎｍは極小点付近の波長であり、１
６８５，１７５４ｎｍは交点付近の波長であり、１７２
８ｎｍは極大点付近の波長である。例えば、１７２８ｎ
ｍは図２においては交点であり、図３においては極小点
であり、図４においては極大点であるように、図２、図
３、図４において変曲点あるいは交点として一致してい
る波長がある。

【００４２】連続スペクトルではなく、数波長からでも
体液成分の定量が可能であることは先述したが、このよ
うに、複数の体液成分に意味のある数波長から、複数の
体液成分の定量が可能と考えられる。具体的に述べる
と、複数体液成分の複数試料の分析で測定した連続スペ
クトルを、各体液成分を目的変量として主成分回帰分析
あるいはＰＬＳ回帰分析して算出された複数の主成分因
子に対する回帰係数同士の変曲点および交点のうち、複
数の体液成分において一致している数波長を選択し、こ
れら数波長の吸光度を線形重回帰分析（ＭＬＲ）するこ
とにより、複数の体液成分を同時に定量する。ただし、
例えばアルブミン、コレステロール、中性脂肪の３体液
成分を同時に定量する場合、図１に示すようにこれら３
体液成分はいずれもＣＨ基の波長域に大きな吸収を有す
るので、ＣＨ基の波長域からは３波長以上選択するのが
望ましい。

【００４３】−実験２（第２倍音）− 実験１と同一の実験系で、分子の第２倍音が観察できる
波長領域の測定として、１ｃｍ厚のガラス製セルに試料
を入れ、検出器ＭＣＴ／Ａ、白色光源の条件で、９００
から１３００ｎｍの波長域を連続スペクトルとして測定
した。測定装置、多変量解析に用いたソフトウェアも実
験１と同一である。なお、本実験の第２倍音波長領域の
スペクトルはノイズが多いため、予め２０ｎｍの移動平
均による平滑化処理を行ったスペクトルで以降の解析を
行った。

【００４４】説明変量を分子の第２倍音の９００ｎｍか
ら１３００ｎｍの吸光度、目的変量をアルブミン濃度と
してＰＬＳ回帰分析を行って得られた４主成分の回帰係
数の変動を図５に、目的変量をコレステロール濃度とし
てＰＬＳ回帰分析を行って得られた７主成分の回帰係数
の変動を図６に、目的変量を中性脂肪濃度としてＰＬＳ
回帰分析を行って得られた７主成分の回帰係数の変動を
図７に、それぞれ示す。

【００４５】−ＣＨ基の１波長域のみの例− 説明変量を、ＣＨ基の波長域である１１２５ｎｍから１
３００ｎｍの吸光度としてＰＬＳ回帰分析を行った。ア
ルブミン濃度定量の結果は主成分数５での推定で、検量
線作成の相関係数０．９９５、標準誤差ＳＥＰ０．０９
０ｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９９４、標準誤
差ＳＥＰ０．０９８ｇ／ｄｌであった。

【００４６】コレステロール濃度定量の結果は主成分数
７での推定で、検量線作成の相関係数０．９４０、標準
誤差ＳＥＰ３５．０ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数
０．９０８、標準誤差ＳＥＰ４３．０ｍｇ／ｄｌであっ
た。中性脂肪濃度定量の結果は主成分数７での推定で、
検量線作成の相関係数０．９５６、標準誤差ＳＥＰ４
９．１ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９３４、
標準誤差ＳＥＰ６０．１ｍｇ／ｄｌであった。

【００４７】−ＣＨ基とＯＨ基の２波長域の組み合わせ
の例− 説明変量を、ＣＨ基とＯＨ基の波長域である１０５０ｎ
ｍから１３００ｎｍ（１０５０ｎｍから１１３０ｎｍが
ＯＨ基、１１２５ｎｍから１３００ｎｍがＣＨ基）の吸
光度としてＰＬＳ回帰分析を行った。アルブミン濃度定
量の結果は主成分数５での推定で、検量線作成の相関係
数０．９９４、標準誤差ＳＥＰ０．０９７ｇ／ｄｌ、検
量線検定の相関係数０．９９３、標準誤差ＳＥＰ０．１
０４ｇ／ｄｌであった。

【００４８】コレステロール濃度定量の結果は主成分数
７での推定で、検量線作成の相関係数０．９５１、標準
誤差ＳＥＰ３１．７ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数
０．９１９、標準誤差ＳＥＰ４０．６ｍｇ／ｄｌであっ
た。中性脂肪濃度定量の結果は主成分数７での推定で、
検量線作成の相関係数０．９６２、標準誤差ＳＥＰ４
５．８ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９４０、
標準誤差ＳＥＰ５７．６ｍｇ／ｄｌであった。

【００４９】−ＣＨ基とＮＨ基の２波長域の組み合わせ
の例− 説明変量を、ＣＨ基とＮＨ基の波長域である１０００ｎ
ｍから１０７０ｎｍと１１２５ｎｍから１３００ｎｍ
（１０００ｎｍから１０７０ｎｍがＮＨ基、１１２５ｎ
ｍから１３００ｎｍがＣＨ基）の吸光度としてＰＬＳ回
帰分析を行った。アルブミン濃度定量の結果は主成分数
５での推定で、検量線作成の相関係数０．９９３、標準
誤差ＳＥＰ０．１０７ｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数
０．９９２、標準誤差ＳＥＰ０．１１３ｇ／ｄｌであっ
た。

【００５０】コレステロール濃度定量の結果は主成分数
７での推定で、検量線作成の相関係数０．９５４、標準
誤差ＳＥＰ３０．７ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数
０．９２４、標準誤差ＳＥＰ３９．３ｍｇ／ｄｌであっ
た。中性脂肪濃度定量の結果は主成分数７での推定で、
検量線作成の相関係数０．９６２、標準誤差ＳＥＰ４
５．５ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９４０、
標準誤差ＳＥＰ５７．５ｍｇ／ｄｌであった。

【００５１】−ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の３波長域の組
み合わせの例− 説明変量を、ＣＨ基とＯＨ基とＮＨ基の波長域である１
０００ｎｍから１３００ｎｍ（１０００ｎｍから１０７
０ｎｍがＮＨ基、１０５０ｎｍから１１３０ｎｍがＯＨ
基、１１２５ｎｍから１３００ｎｍがＣＨ基）の吸光度
としてＰＬＳ回帰分析を行った。

【００５２】アルブミン濃度定量の結果は主成分数４で
の推定で、検量線作成の相関係数０．９８９、標準誤差
ＳＥＰ０．１３０ｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．
９８８、標準誤差ＳＥＰ０．１３８ｇ／ｄｌであった。
コレステロール濃度定量の結果は主成分数７での推定
で、検量線作成の相関係数０．９５５ 、標準誤差ＳＥ
Ｐ３０．５ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９２
３、標準誤差ＳＥＰ３９．５ｍｇ／ｄｌであった。

【００５３】中性脂肪濃度定量の結果は主成分数７での
推定で、検量線作成の相関係数０．９６３、標準誤差Ｓ
ＥＰ４５．２ｍｇ／ｄｌ、検量線検定の相関係数０．９
３８、標準誤差ＳＥＰ５８．１ｍｇ／ｄｌであった。 −測定装置の例− 前記各例は汎用のＦＴ−ＩＴ、ＦＴ−ＮＩＲやその他の
分光分析装置による定量分析を開示しているが、実際の
生体組織中の体液成分の分析も可能である。生体組織の
分析を行う手法の一例として表面近傍の化学成分分析用
光ファイババンドルを利用する方法がある。本手法で分
析に用いる光ファイババンドルは、深さ方向への光の到
達度合を光ファイバの中心間距離により設定でき、その
間隔を光ファイバ素線の径およびスペーサの関係から容
易に設定できるようにしている。生体組織の分析には前
記光ファイババンドルを図１１のように被測定物の表面
にほぼ直角につき当てて行う（透過する光路が特定でき
れば直角に限るものではない）。発光ファイバより被測
定物に照射された光は隣接する受光ファイバへの光路
Ａ、さらに離れた受光ファイバへの光路Ｂ、さらに離れ
た受光ファイバへの光路Ｃ等、様々な光路をとおった光
が受光ファイバに入射される。いま、光路Ａ、Ｂ、Ｃの
光路長を比較すると本例においては同一径の光ファイバ
を受発光に用いているので光路Ｂ、Ｃは光路Ａのほぼ２
倍、３倍と考えてよい。光学的に不透明で散乱の多い生
体等の物質中の光の透過は厳密にはＬａｍｂｅｒｔ−Ｂ
ｅｅｒの法則には従わないが、透過光量は光路長に応じ
て急激に減少し、光路長が２倍になると散乱状態によっ
ては１／１０以下、３倍となるとさらにそれの１／１０
以下となる程度となる。そのため、受光ファイバに集光
される透過光は基本的には直近の発光ファイバからの透
過光の和と考えてよいこととなる。

【００５４】光ファイバは１本の光ファイバだけでなく
複数の光ファイバを束ねることにより受発光操作が容易
になることは周知の事実で、上述の光ファイバを図１２
のように測定表面側の反対側の端部を発光ファイバ４
ａ、受光ファイバ４ｂ同士で束ねて分岐させることで計
測に都合の良いファイババンドルが作製できる。このよ
うな受発光ファイババンドル４を用いると、特殊な受発
光部品を用いずとも通常のハロゲンランプや発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）のような比較的光量の弱い光源、Ｓｉや
ＧｅやＩｎＧａＡｓ製のフォトダイオードのような通常
の受光素子を用いても、物質の表面近傍の化学組成を分
析するのに十分な光量あるいは、受光感度が得られる。

【００５５】本発明に用いる光ファイバは直径が数μｍ
から数千μｍ（数ｍｍ）の光ファイバを用いることがで
きる。この中で特に、直径７０μｍから１０００μｍの
光ファイバの利用が適している。利用する光ファイバは
細いファイバを被覆して任意の線径としたものを用いる
ことで光路をシャープに限定できる。具体的な用途とし
て、人間の真皮中の化学成分の定量分析を行う場合につ
いて述べる。人間の真皮９ｂは３００μｍ程度の厚さの
表皮９ａと、多量の脂肪細胞からなる皮下組織９ｃに挟
まれた１ｍｍ程度の厚さ組織である。真皮中の化学成分
の分析には線径が１００〜７５０μｍの光ファイバーの
束を用いるのが適している。一例として線径が２００μ
ｍの光ファイバーを用いて図１３のような光ファイババ
ンドル４を作製して分光分析を行うことで、真皮中の化
学成分の分析が可能となる。

【００５６】図１２は１５０Ｗのハロゲンランプ１、前
記ハロゲンランプ１からの光の分光を行う回折格子を収
めた回折格子ユニット２、前記回折格子の回転角制御を
行い分光波長の調節を行うステッピングモータユニット
３、分光後の光を被測定物に伝え、その透過光を受光ユ
ニット５に送る光ファイババンドル４、受光ユニット５
からの信号をもとに数値解析を行い体液成分濃度の定量
を行う演算ユニット６から構成される。

【００５７】受光ユニットでは受光感度域が０．９〜
２．１μｍのＩｎＧａＡｓ製のフォトダイオードの受光
信号を増幅後、ＡＤ変換し、マイクロコンピュータから
なる演算ユニットへ信号を伝達する。演算ユニットで行
われる体液成分濃度定量には１．２５μｍ〜１．８μｍ
の近赤外領域に属する吸光スペクトルを利用し、多変量
解析を実施する。本例において多変量解析はＰＬＳ回帰
分析により得られる検量線（検量式）を用いた。上記検
量線は、予め本実施例の分析装置を用いた実験より得ら
れる。この実験は複数の被験者の皮膚組織から測定した
吸光スペクトルを説明変量とし、実測した真皮細胞液中
のグルコース濃度を目的変量としてＰＬＳ回帰分析する
ことにより得られる。

【００５８】本例に用いた光ファイババンドル４はクラ
ッド径が２００μｍの受光用ファイバ４ｂおよび発光用
ファイバ４ａを各５０本を束ねたものを用いている。光
ファイババンドルは断面が正方形格子の格子点に配置さ
れた発光用光ファイバ素線（白）と最小単位の４本の発
光用光ファイバ素線で形成される正方形（図１３で最小
単位の正方形は水平に対して４５度傾いている）の対角
線の交点位置に受光用光ファイバ４ｂがくるように構成
されている。この光ファイババンドル４の端部Ａを回折
格子ユニットへ、端部Ｃを受光ユニット５へ接続し、端
部Ｂを分析する皮膚へ直角に突き当てて計測を行う。端
部Ｂの押圧が測定時に一定圧力となるように圧力ゲージ
と押し治具を組み合わせてものを利用すれば精度の高い
測定ができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明においては、近赤外
領域における光の吸収を利用した生体組織中あるいは体
液中の体液成分の濃度の定量方法であり、体液成分分子
中のＣＨ基由来の吸収を測定するための第１の波長域
と、ＯＨ基由来の吸収を測定するための第２の波長域
と、ＮＨ基由来の吸収を測定するための第３の波長域の
３つの波長域の測定結果のうちの少なくとも第１の波長
域または第１の波長域と他の波長域との組み合わせによ
って体液成分濃度の定量を行うものであり、多くの体液
成分に含まれるＣＨ基由来の吸収を用いる上に、外乱と
しての体液成分のＣＨ基由来の吸収あるいはＯＨ基由来
の吸収あるいはＮＨ基由来の吸収を考慮したものとなっ
ていることから、体液成分濃度の定量の精度を大きく向
上させることができるものである。

【００６０】上記波長域は、分子の第１倍音が観察でき
る波長領域内で、体液成分分子中のＣＨ基由来の吸収を
測定するための第１の波長域を１６４０ｎｍから１８８
０ｎｍ、ＯＨ基由来の吸収を測定するための第２の波長
域を１５３５ｎｍから１６４５ｎｍ、ＮＨ基由来の吸収
を測定するための第３の波長域を１４８０ｎｍから１５
４５ｎｍとすると良好な定量結果を得ることができ、ま
た分子の第２倍音が観察できる波長領域内で、体液成分
分子中のＣＨ基由来の吸収を測定するための第１の波長
域を１１２５ｎｍから１３００ｎｍ、ＯＨ基由来の吸収
を測定するための第２の波長域を１０５０ｎｍから１１
３０ｎｍ、ＮＨ基由来の吸収を測定するための第３の波
長域を１０００ｎｍから１０７０ｎｍとすると良好な定
量結果を得ることができる。

【００６１】生体組織中あるいは体液中のタンパク質濃
度の定量にあたっては、第１の波長域からは１６８５±
１０ｎｍあるいは１７４２±１０ｎｍより少なくとも１
波長あるいは１波長帯を選択して、第２の波長域あるい
は第３の波長域と組み合わせて、タンパク質濃度を定量
するとよい。また、１６８５±１０ｎｍあるいは１７４
２±１０ｎｍより選択した１波長と、１４７１±１０ｎ
ｍあるいは１４８３±１０ｎｍあるいは１４９５±１０
ｎｍあるいは１５２１±１０ｎｍあるいは１５４５±１
０ｎｍあるいは１５８０±１０ｎｍあるいは１６１２±
１０ｎｍあるいは１６６１±１０ｎｍあるいは１７０７
±１０ｎｍあるいは１７２１±１０ｎｍあるいは１７２
８±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍあるいは１７
６６±１０ｎｍより選択した１波長の少なくとも２波長
あるいは２波長帯を選択して、タンパク質濃度を定量す
るとさらによい。

【００６２】これとは別に、生体組織中あるいは体液中
のタンパク質濃度の定量にあたっては、分子の第１倍音
が観察できる波長領域内で、複数試料の定量分析で測定
した連続スペクトルを主成分回帰分析あるいはＰＬＳ回
帰分析あるいはそれに準ずる多変量解析による分析を行
って算出された複数の主成分因子に対する回帰係数がと
る正のピーク周辺の波長付近より選択した１波長と、回
帰係数同士の交点付近の波長または回帰係数がとる変局
点周辺の波長より選択した１波長の少なくとも２波長あ
るいは２波長帯を選択し、多変量解析することによりタ
ンパク質濃度の定量を行うことも好適な結果を得られ
る。

【００６３】生体組織中あるいは体液中のコレステロー
ル濃度の定量にあたっては、第１の波長域からは、１７
０７±１０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０
ｎｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるいは１６７９±１
０ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあるいは１７２１±
１０ｎｍあるいは１７２８±１０ｎｍあるいは１７４２
±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１
波長の少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択して、
第２の波長域あるいは第３の波長域と組み合わせて、コ
レステロール濃度を定量するとよい。また、第１の波長
域からは、１７０７±１０ｎｍより選択した１波長と、
１６６１±１０ｎｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるい
は１６７９±１０ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍある
いは１７２１±１０ｎｍあるいは１７２８±１０ｎｍあ
るいは１７４２±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍ
より選択した１波長の少なくとも２波長あるいは２波長
帯を選択し、第２の波長域からは１５８０±１０ｎｍあ
るいは１５９２±１０ｎｍより選択し、第３の波長域か
らは１５２１±１０ｎｍあるいは１５２６±１０ｎｍよ
り選択して、少なくとも第１の波長域を利用して、第２
の波長域あるいは第３の波長域と組み合わせてコレステ
ロール濃度を定量するとさらによい。

【００６４】生体組織中あるいは体液中の中性脂肪濃度
の定量にあたっては、第１の波長域からは、１７２８±
１０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０ｎｍあ
るいは１６６８±１０ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍ
あるいは１６９０±１０ｎｍあるいは１６９６±１０ｎ
ｍあるいは１７０７±１０ｎｍあるいは１７２１±１０
ｎｍあるいは１７３７±１０ｎｍあるいは１７４２±１
０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１波長
の少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択して、第２
の波長域あるいは第３の波長域と組み合わせて、中性脂
肪濃度を定量するとよい。また、第１の波長域からは、
１７２８±１０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±
１０ｎｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるいは１６８５
±１０ｎｍあるいは１６９０±１０ｎｍあるいは１６９
６±１０ｎｍあるいは１７０７±１０ｎｍあるいは１７
２１±１０ｎｍあるいは１７３７±１０ｎｍあるいは１
７４２±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択
した１波長の少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択
し、第２の波長域からは１５８０±１０ｎｍあるいは１
５９２±１０ｎｍより選択し、第３の波長域からは１５
２１±１０ｎｍあるいは１５２６±１０ｎｍより選択し
て、少なくとも第１の波長域を利用して、第２の波長域
あるいは第３の波長域と組み合わせて、中性脂肪濃度を
定量するとさらによい。

【００６５】これとは別に、生体組織中あるいは体液中
のコレステロールあるいは中性脂肪濃度の定量にあたっ
ては、分子の第１倍音が観察できる波長領域内で、複数
試料の定量分析で測定した連続スペクトルを主成分回帰
分析あるいはＰＬＳ回帰分析あるいはそれに準ずる多変
量解析による分析を行って算出された複数の主成分因子
に対する回帰係数が、第１の波長域においてとる正のピ
ーク周辺の波長付近より選択した１波長と、第１の波長
域においてとる回帰係数同士の交点付近の波長または回
帰係数がとる変局点周辺の波長より選択した１波長の、
少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択し、多変量解
析することによりコレステロールあるいは中性脂肪濃度
の定量を行うことも好適な結果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１倍音領域における体液成分の吸収スペクト
ル図である。

【図２】牛血清中のグルコース、アルブミン、コレステ
ロール、中性脂肪、水の５成分を変動させた実験系で
の、説明変量を第１倍音領域の１２５０ｎｍから１８５
０ｎｍの吸光度、目的変量をアルブミン濃度としてＰＬ
Ｓ回帰分析を行って得られた７主成分の回帰係数の説明
図である。

【図３】牛血清中のグルコース、アルブミン、コレステ
ロール、中性脂肪、水の５成分を変動させた実験系で
の、説明変量を第１倍音領域の１２５０ｎｍから１８５
０ｎｍの吸光度、目的変量をコレステロール濃度として
ＰＬＳ回帰分析を行って得られた１０主成分の回帰係数
の説明図である。

【図４】牛血清中のグルコース、アルブミン、コレステ
ロール、中性脂肪、水の５成分を変動させた実験系で
の、説明変量を第１倍音領域の１２５０ｎｍから１８５
０ｎｍの吸光度、目的変量を中性脂肪濃度としてＰＬＳ
回帰分析を行って得られた１０主成分の回帰係数の説明
図である。

【図５】牛血清中のグルコース、アルブミン、コレステ
ロール、中性脂肪、水の５成分を変動させた実験系で
の、説明変量を第２倍音領域の９００ｎｍから１３００
ｎｍの吸光度、目的変量をアルブミン濃度としてＰＬＳ
回帰分析を行って得られた４主成分の回帰係数の説明図
である。

【図６】牛血清中のグルコース、アルブミン、コレステ
ロール、中性脂肪、水の５成分を変動させた実験系で
の、説明変量を第２倍音領域の９００ｎｍから１３００
ｎｍの吸光度、目的変量をコレステロール濃度としてＰ
ＬＳ回帰分析を行って得られた７主成分の回帰係数の説
明図である。

【図７】牛血清中のグルコース、アルブミン、コレステ
ロール、中性脂肪、水の５成分を変動させた実験系で
の、説明変量を第２倍音領域の９００ｎｍから１３００
ｎｍの吸光度、目的変量を中性脂肪濃度としてＰＬＳ回
帰分析を行って得られた７主成分の回帰係数の説明図で
ある。

【図８】牛血清中のアルブミン濃度の実測値と、説明変
量を１５８０，１７０７，１７２８，１７４２，１７５
４ｎｍの５波長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬ
Ｒ）により定量した推定値との相関関係の説明図であ
る。

【図９】牛血清中のコレステロール濃度の実測値と、説
明変量を１５８０，１７０７，１７２８，１７４２，１
７５４ｎｍの５波長の吸光度として線形重回帰分析（Ｍ
ＬＲ）により定量した推定値との相関関係の説明図であ
る。

【図１０】牛血清中の中性脂肪濃度の実測値と、説明変
量を１５８０，１７０７，１７２８，１７４２，１７５
４ｎｍの５波長の吸光度として線形重回帰分析（ＭＬ
Ｒ）により定量した推定値との相関関係の説明図であ
る。

【図１１】光ファイバーから生体組織へ照射された近赤
外光の光路の概念図である。

【図１２】本発明において好適に用いられる装置の一例
の概略図である。

【図１３】本発明において好適に用いられる光ファイバ
バンドルの断面図である。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 近赤外領域における光の吸収を利用した
   生体組織中あるいは体液中の体液成分の濃度の定量方法
   であり、体液成分分子中のＣＨ基由来の吸収を測定する
   ための第１の波長域と、ＯＨ基由来の吸収を測定するた
   めの第２の波長域と、ＮＨ基由来の吸収を測定するため
   の第３の波長域の３つの波長域の測定結果のうちの少な
   くとも第１の波長域または第１の波長域と他の波長域と
   の組み合わせによって体液成分濃度の定量を行うことを
   特徴とする体液成分の濃度の定量方法。
2. 【請求項２】 上記波長域は、分子の第１倍音が観察で
   きる波長領域内で、体液成分分子中のＣＨ基由来の吸収
   を測定するための第１の波長域を１６４０ｎｍから１８
   ８０ｎｍ、ＯＨ基由来の吸収を測定するための第２の波
   長域を１５３５ｎｍから１６４５ｎｍ、ＮＨ基由来の吸
   収を測定するための第３の波長域を１４８０ｎｍから１
   ５４５ｎｍとすることを特徴とする請求項１記載の体液
   成分の濃度の定量方法。
3. 【請求項３】 生体組織中あるいは体液中のタンパク質
   濃度の定量に際して、第１の波長域からは１６８５±１
   ０ｎｍあるいは１７４２±１０ｎｍより少なくとも１波
   長あるいは１波長帯を選択して、第２の波長域あるいは
   第３の波長域と組み合わせて、タンパク質濃度を定量す
   ることを特徴とする請求項２記載の体液成分の濃度の定
   量方法。
4. 【請求項４】 生体組織中あるいは体液中のタンパク質
   濃度の定量に際して、１６８５±１０ｎｍあるいは１７
   ４２±１０ｎｍより選択した１波長と、１４７１±１０
   ｎｍあるいは１４８３±１０ｎｍあるいは１４９５±１
   ０ｎｍあるいは１５２１±１０ｎｍあるいは１５４５±
   １０ｎｍあるいは１５８０±１０ｎｍあるいは１６１２
   ±１０ｎｍあるいは１６６１±１０ｎｍあるいは１７０
   ７±１０ｎｍあるいは１７２１±１０ｎｍあるいは１７
   ２８±１０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍあるいは１
   ７６６±１０ｎｍより選択した１波長の、少なくとも２
   波長あるいは２波長帯を選択して、タンパク質濃度を定
   量することを特徴とする請求項３記載の体液成分の濃度
   の定量方法。
5. 【請求項５】 生体組織中あるいは体液中のタンパク質
   濃度の定量に際して、分子の第１倍音が観察できる波長
   領域内で、複数試料の定量分析で測定した連続スペクト
   ルを主成分回帰分析あるいはＰＬＳ回帰分析あるいはそ
   れに準ずる多変量解析による分析を行って算出された複
   数の主成分因子に対する回帰係数がとる正のピーク周辺
   の波長付近より選択した１波長と、回帰係数同士の交点
   付近の波長または回帰係数がとる変曲点周辺の波長より
   選択した１波長の少なくとも２波長あるいは２波長帯を
   選択し、多変量解析することによりタンパク質濃度の定
   量を行うことを特徴とする請求項２記載の体液成分の濃
   度の定量方法。
6. 【請求項６】 生体組織中あるいは体液中のコレステロ
   ール濃度の定量に際して、第１の波長域からは、１７０
   ７±１０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０ｎ
   ｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるいは１６７９±１０
   ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあるいは１７２１±１
   ０ｎｍあるいは１７２８±１０ｎｍあるいは１７４２±
   １０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１波
   長の少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択して、第
   ２の波長域あるいは第３の波長域と組み合わせてコレス
   テロール濃度を定量することを特徴とする請求項２記載
   の体液成分の濃度の定量方法。
7. 【請求項７】 生体組織中あるいは体液中のコレステロ
   ール濃度の定量に際して、第１の波長域からは、１７０
   ７±１０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０ｎ
   ｍあるいは１６６８±１０ｎｍあるいは１６７９±１０
   ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあるいは１７２１±１
   ０ｎｍあるいは１７２８±１０ｎｍあるいは１７４２±
   １０ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１波
   長の少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択し、第２
   の波長域からは１５８０±１０ｎｍあるいは１５９２±
   １０ｎｍより選択し、第３の波長域からは１５２１±１
   ０ｎｍあるいは１５２６±１０ｎｍより選択して、少な
   くとも第１の波長域を利用して、第２の波長域あるいは
   第３の波長域と組み合わせて、コレステロール濃度を定
   量することを特徴とする請求項６記載の体液成分の濃度
   の定量方法。
8. 【請求項８】 生体組織中あるいは体液中の中性脂肪濃
   度の定量に際して、第１の波長域からは、１７２８±１
   ０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０ｎｍある
   いは１６６８±１０ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあ
   るいは１６９０±１０ｎｍあるいは１６９６±１０ｎｍ
   あるいは１７０７±１０ｎｍあるいは１７２１±１０ｎ
   ｍあるいは１７３７±１０ｎｍあるいは１７４２±１０
   ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１波長の
   少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択して、第２の
   波長域あるいは第３の波長域と組み合わせて、中性脂肪
   濃度を定量することを特徴とする請求項２記載の体液成
   分の濃度の定量方法。
9. 【請求項９】 生体組織中あるいは体液中の中性脂肪濃
   度の定量に際して、第１の波長域からは、１７２８±１
   ０ｎｍより選択した１波長と、１６６１±１０ｎｍある
   いは１６６８±１０ｎｍあるいは１６８５±１０ｎｍあ
   るいは１６９０±１０ｎｍあるいは１６９６±１０ｎｍ
   あるいは１７０７±１０ｎｍあるいは１７２１±１０ｎ
   ｍあるいは１７３７±１０ｎｍあるいは１７４２±１０
   ｎｍあるいは１７５４±１０ｎｍより選択した１波長の
   少なくとも２波長あるいは２波長帯を選択し、第２の波
   長域からは１５８０±１０ｎｍあるいは１５９２±１０
   ｎｍより選択し、第３の波長域からは１５２１±１０ｎ
   ｍあるいは１５２６±１０ｎｍより選択して、少なくと
   も第１の波長域を利用して、第２の波長域あるいは第３
   の波長域と組み合わせて、中性脂肪濃度を定量すること
   を特徴とする請求項８記載の体液成分の濃度の定量方
   法。
10. 【請求項１０】 生体組織中あるいは体液中のコレステ
    ロールあるいは中性脂肪濃度の定量に際して、分子の第
    １倍音が観察できる波長領域内で、複数試料の定量分析
    で測定した連続スペクトルを主成分回帰分析あるいはＰ
    ＬＳ回帰分析あるいはそれに準ずる多変量解析による分
    析を行って算出された複数の主成分因子に対する回帰係
    数が第１の波長域においてとる正のピーク周辺の波長付
    近より選択した１波長と、第１の波長域においてとる回
    帰係数同士の交点付近の波長または回帰係数がとる変曲
    点周辺の波長より選択した１波長の少なくとも２波長あ
    るいは２波長帯を選択し、多変量解析することによりコ
    レステロールあるいは中性脂肪濃度の定量を行うことを
    特徴とする請求項２記載の体液成分の濃度の定量方法。
11. 【請求項１１】 上記波長域は、分子の第２倍音が観察
    できる波長領域内で、体液成分分子中のＣＨ基由来の吸
    収を測定するための第１の波長域を１１２５ｎｍから１
    ３００ｎｍ、ＯＨ基由来の吸収を測定するための第２の
    波長域を１０５０ｎｍから１１３０ｎｍ、ＮＨ基由来の
    吸収を測定するための第３の波長域を１０００ｎｍから
    １０７０ｎｍとすることを特徴とする請求項１記載の体
    液成分の濃度の定量方法。