JPS59204755A - 尿中アミラ−ゼの測定方式 - Google Patents

尿中アミラ−ゼの測定方式

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JPS59204755A
JPS59204755A JP58079331A JP7933183A JPS59204755A JP S59204755 A JPS59204755 A JP S59204755A JP 58079331 A JP58079331 A JP 58079331A JP 7933183 A JP7933183 A JP 7933183A JP S59204755 A JPS59204755 A JP S59204755A
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Japan
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amylase
glucose
reaction
concentration
sensor
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JP58079331A
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Keiichi Ishida
啓一 石田
Koichi Endo
幸一 遠藤
Hisao Osawa
大沢 久男
Kenji Harada
健治 原田
Masami Kuroda
昌美 黒田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes
    • C12Q1/005Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
    • C12Q1/006Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes for glucose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明に、固定化酵素(グルコースオキシダーゼ;C
0D)膜と過酸化水素電極とを組み合わせて構成される
、いわゆる酵素膜センサを利用して、特に尿検体中のア
ミラーゼ濃度を測定するアミラーゼ測定方式に関する。
この種の臨床医療用分析装置におけるアミラーゼ測定は
、検体として血液、すなわち全血、血清、血しよう等の
他に尿中のアミラーゼをも測定しうろことが望ましい。
〔従来技術とその問題点〕
酵素膜センサは、酵素がもつ反応特異性によって特定の
基質、例えばグルコースとだけ反応するという選択性を
有して2シ、このグルコース選択性を利用して検体中の
アミラーゼを測定することができる。なお、この場合は
、アミラーゼの基質となる成分を加えてアミラーゼ反応
を生じさせ、その結果生成されるグルコースによってア
ミラーゼ測定が行なわれる。ところが、このような方法
によってアミラーゼを測定するに肖たっては、以下の如
き欠点がある。
イ)検体が血液の場合はグルコースが存在するが、尿な
どには、一般に存在しないかまたは極めてわずかである
。したがって、アミラーゼ反応によってグルコースを生
成させてアミラーゼ濃度を測定する場合、グルコースが
充分に生成される迄の反応初期時には、酵素膜センサか
ら得られる電気信号の大きさくレベル)について、血液
と尿とでは大きな差異が生じる。
口)特に、尿の場合は、その電気信号レベルが低いので
、一定の信号レベルに達したかなど、反応初期時点での
信号レベルをチェックすることにより測定の開始点や反
応の有無を検出することは、一般的に困難である。
ハ)血液と尿の如くその検体が相違する場合に、同一の
測定シーケンスで両者を区別して測定するのは困難でお
る。
〔発明の目的〕 この発明は上述の如き点に鑑みてなされたもので、検体
中のグルコースの有無に関係なく、グルコース選択性を
もつ酵素膜センサをオリ用して特に尿中アミラーゼの測
定を可能にすることを目的とする。
〔発明の要点〕
固定化酵素膜センサのグルコース選択性を利用して尿検
体中のアミラーゼ濃度を測定する場合に、所定時間のセ
ンサ出力を監視しても急峻な反応立上シが認められない
場合は、上記所定時間経過後からさらに所定時間だけセ
ンサ出力を監視し、その出力が所定の設定値を越えない
ときは、アミラーゼを含む検体の注入がなされなかった
ものと見なす一方、センサ出力が所定の設定値を越えた
ときは、さらに所定時間だけセンサ出力を測定すること
によシ、尿中のアミラーゼ測定を可能にした点にある。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第1A図は反
応セルの構造を示す断面図、第1B図は酵素膜センサの
構造を示す断面図、航2図はこの発明による測定動作を
説明するための説明図である。第1図において、lはグ
ルコースが固定化酵素膜によって分解、生成されて生じ
る過酸化水素を酸化、還元する際に流れる電流を測定す
る酵素膜センサ、2はアミラーゼの基質(マルトペンタ
オース;G5、ソデイウムスターチグリコレート;5S
G)を含む緩衝液を所定量吸引して反応セルに供給する
とともに、セル内の洗浄を行なう液体ポンプ、3はアミ
ラーゼを含む検体およびアミラーゼの基質を含む緩衝液
ならびに分解補助酵素であるグルコアミラーゼ(GA)
等が注入される反応セル、4はエアポンプ、5はアミラ
ーゼの基質を含む緩衝液が充たされるボトル、6はアン
プA。
アナログ/ディジタル変換器A/Dおよびマイクロコン
ピュータ等のディジタル処理装置CPU等からなる演算
制御部、DIは表示器、8は検体の注入口である。
反応セル3は第1A図に詳しく示されるように、セル室
7を有し、このセル室7に対応して酵素膜センサ(固定
化酵素膜−過酸化水素電極)1が取シ付けられる。また
、反応セル3にはシリコンダイアフラム9が取p付けら
れ、このシリコンダイアフラム9は、第1図に示される
エアポンプ4によって駆動される。すなわち、このエア
ポンプ4μ、反応セル3のセル室7内へ注入口8から注
入された検体等を、シリコンダイア7う゛ム9によって
攪拌し、セル室7V3の濃度を均一にする。
酵素膜センサ1は第1B図に詳しく示されるように、ア
ノードとなる白金電極10、電極支持体11、カソード
となる銀電極12、固定化酵素膜13、固定化酵素膜装
着ケース14.0−りング15、白金電極10から導出
されるリード516および銀電極12から導出されるリ
ード線17等よシ構成され、白金電極lOは銀電極12
の中心部に設けられている。つまシ、白金電極10.銀
電極12および電極支持体11によって過酸化水素電極
が形成されるが、この過酸化水素電極は、0−リング1
5によって取シ付けられる固定化酵素膜13とともに装
着ケース14内に収容されて酵素膜センサが構成される
。なお、白金電極10と銀電極12との間には0.6〜
0.8ボルト程度の電圧が印加される。
このように構成される測定装置において、反応セル3の
注入口8よフ、例えばアミラーゼを含む検体と、グルコ
ースが多□数連なった試薬、例えば5SG(ソデイウム
スターテグリコレート)と、GA(グルコアミラーゼ)
の如き分解補助酵素とを注入すると、反応セル3内では
次のような化学反応(アミラーゼ反応)によってグルコ
ース(GLUCO8E)が生成される。
なお、このようにして生成されるグルコース量はアミラ
ーゼの濃度に比例する。さらに、このグルコースは酵素
膜センサーにおいて、次の如く酸化。
白金電極: H2O2−)2H++02 +28−銀電
極: 2 H++ 202 + 2 e −→−H2O
すなわち、酵素膜センサーによってグルコースが識別分
解され、その結果化じるH2O2が電極表面で酸化、還
元されるときに、グルコース量に比例した反応電流が得
られる。したがって、この反応電流を電圧に変換した後
、アンプAにて増幅し、さらに変換器A/D Kてディ
ジタル量に変換してディジタル処理装置CPUで所定の
濃度換算(校正)を行なうことによシ、アミラーゼ濃度
を測定することができる。なお、この換算濃度値は、必
要に応じて表示器DI[71:i示される。また、測定
終了後には演算制御部6からの指令によってポンプ2が
駆動され、緩衝液による反応セル3内の洗浄が行なわれ
、廃液は図示されない廃液ボトルへ排出される。つまり
、この測定装置は検体等の[注入j。
反応電流の「測定」、測定終了後の「洗浄」という3つ
の動作モードを基本モードとして測定が行なわれる。
次に、この発明による測定動作について第2図を参照し
て説明する。なお、同図において、@)は濃度が既知の
アミラーゼ標準血清ACR(グルコースが100■/a
程度含まれる。)によるセンサ出力特性を、(ロ)は血
液検体によるセンサ出力特性を、またぐっけ例えば尿検
体によるセンサ出力特性をそれぞれ示すものである。ま
た、I、M、Wはそれぞれ「注入」、「測定」、「洗浄
」の各モードを表わすものである。
すなわち、この発明においては、例えばACHの如き既
知濃度のアミラーゼ標準血清を用いて、第2図(イ)の
如く測定を行なうことにより、まず、測定値の校正(換
算)を行なう。つまシ、グルコース反応が略一定となる
時点poから所定時間(例えば60秒)だけ経過した時
点のセンサ出力値So  を取シ出す。なお、このよう
な測定方式はレイトアッセイ方式と呼ばれる。こうして
取や出された出力値Soは既知濃度値に校正され、以後
の濃度測定が行なわれる。
次に、検体として、例えば血液(グルコースとアミラー
ゼの双方が含まれる。)が反応セルに注入されたとする
と、その出力特性は第2図(ロ)の如くなる。この場合
は反応初期、例えば点P1において、血液中のグルコー
スによって設定値G(通常は、グルコース濃度10 m
?/di程度の値に設定される。)を越える顕著な立上
9点が検出されるので、グルコースが含まれていること
がわかる。
アミラーゼを測定するに尚たっては、このグルコース量
は関係がないので、グルコース反応が略一定となる点p
oのグルコースiGxを差し引いてアミラーゼ反応によ
る出力値S1のみを取シ出し、これに(イ)で得られた
校正ファクタ(換算係数)を考慮してアミラーゼ濃度を
求める。つま勺、血液等の検体の場合は、内因性のグル
コースによってその反応の立上り点P1が検出できるの
で、この点を基準としてさらに所定時間のレイトアンセ
イを行なうことよシアミラーゼ濃度を求めることができ
る。
しかしながら、尿検体の如く、一般にグルコースが存在
しないものについては上述の如き測定方法が適用できな
いので、この発明では次のようにしてこの問題に対処し
ている。すなわち、尿検体等の場合の出力特性は例えば
第2図(ハ)の如くなるので、検体の注入時点P2から
所定時間T1だけセンサ出力を監視し、この間にグルコ
ースによる反応立上り点があるか否かを調べる。反応立
上りがあれば、上記(ロ)のケースと同様にして測定を
行なうが、立上り点が検出されないときは、さらに所定
時間T2が経過した時点での出力値S2をチェックし、
この値が例えば20IU/を以上あるか否かを判定する
。なお、IU/lはアミラーゼの単位濃度を表わすもの
である。そして、出力値S2が20単位濃度以下ならば
、尿検体は注入されなかったものと見なして測定を終了
するが、20単位濃度以上ならば、さらに一定時間Tう
だけレイトアッセイを行ない、その出力値S3 に上記
校正7アクタを考慮してアミラーゼ濃度に換算し、必要
に応じて表示器DIにて表示させる。なお、アミラーゼ
の基質および補助酵素は検体と同時に注入してもよく、
マた、検体注入後の所定時間経過後に注入するようにし
てもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、酵素膜センサのグル
コース選択性を利用して検体中のアミラーゼを測定する
場合に、尿の如くグルコースが存在しないかまたは微少
で、反応初期のセンサ出力の把握が困難な検体の場合は
、注入操作が終了した時点から一定時間後の反応による
出力を判別し、その出力が所定の設定値を越えたときは
、アミラーゼは存在するものとして、さらに一定時間だ
けアミラーゼ反応による出力を測定することによシ、尿
検体中のアミラーゼ濃度を測定することが可能となる。
つま少、この発明によれば、検体中のグルコース濃度値
に関係なく、同一の測定プロセスで尿中アミラーゼの測
定が可能となる利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第1A図は反
応セルの構造を示す断面図、第1B図は酵素膜センサの
構造を示す断面図、第2図はこの発明による測定動作を
説明するための説明図である。 符号説明。 1・・・酵素膜センサ、2・・・液体ポンプ、3・・・
反応セル、4・・・エアポンプ、5・・・ボトル、6・
・・演算制御部、7・・・セi14.8・・・注入口、
9・・・シリコ7fイア7ラム、10・・・白金電極、
11・・・電極支持体、12・・・銀電極、13・・・
固定化酵素膜、14・・・ケース、15・・・0−リン
グ、16.17・・・リード線、DI・・・表示器 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎   清 @ 2 図 □時用 第1A図 第1B図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アミラーゼを含む尿検体とアミラーゼの基質と分解補助
    酵素とのアミラーゼ反応の結果生成されるグルコース量
    を電気量に変換して検出する固定化酵素膜センサと、該
    センサからの出力を逐次監視するとともに該センサ出力
    をディジタル処理する処理手段とを用いて尿検体中のア
    ミラーゼ濃度を測定する尿中アミラーゼの測定方式であ
    って、該処理手段は濃度が既知の標準血清による測定結
    果からセンサ出力値の濃度換算係数を予め決定した後、
    検体注入時点から所定の時間だけセンサ出力を監視し、
    その間に所定の設定値を越えるアミラーゼ反応にもとづ
    く出力の変化が認められたときは、その時点からさらに
    所定の時間だけセンサ出力を監視し、該所定時間経過後
    のセンサ出力を前記濃度換算係数にて校正することによ
    り尿検体中のアミラーゼ濃度を測定することを特徴とす
    る尿中アミラーゼの測定方式。
JP58079331A 1983-05-09 1983-05-09 尿中アミラ−ゼの測定方式 Pending JPS59204755A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033419A (ja) * 1999-06-15 2001-02-09 Lifescan Inc 電気化学的測定のタイミングを開始するための試料の検出

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033419A (ja) * 1999-06-15 2001-02-09 Lifescan Inc 電気化学的測定のタイミングを開始するための試料の検出
JP4573400B2 (ja) * 1999-06-15 2010-11-04 ライフスキヤン・インコーポレーテツド 電気化学的測定のタイミングを開始するための試料の検出

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