JPS60185144A - 化学発光測定装置及び測定方法 - Google Patents

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】 この発明はルミノール等の化学発光反応の発光量を測定
する化学発光反応測定装置及び化学発光反応の初期の段
階において終了までの全発光量を計測する測定方法に関
するものである。

従来化学発光反応の発光量を測定するには、Ａ１１ｌ光
容器に手作業で注射器等により試薬を注入して発光量を
測定していた。手作業で試薬を注入すると注入速度か一
定していないので注入してからの混合の状態も一定して
いなかった。従って、従来発光量を測定するには、第１
図の斜線部分に示すように反応開始後の一定時間帯（通
常数七秒）の発光量（斜線部分）を測定してこの値によ
り発光量の比較を行なっていた。手動法でのこのような
測定法では反応が一定の条件で進行せず発光量のばらつ
きが大きくなるので精密な測定をすることができず、ま
た早い反応を追跡することもできなかった。また反応の
終了迄測定せず、一定時間のみの発光量だけを測定して
いたのでさらに測定値のバラツキの大きさをもたらして
いた。全発光量をめれば測定値のバラツキも当然小さく
なるはずである。

そこでこの発明は、エアーシリンダーと駆動用高圧力ス
源をソレノイド／久ルブを介して連結し、エアーシリン
ダーによって駆動されるシリンジの先端には注入時の位
置を自由に設定できる」二ｒ動１ｉＪ能な７１：入用ニ
ードルを連結し、注入用ニードルのド方には測光容器を
配；没するとともに、測光容器の下方にはフォトマルチ
プライヤ−を配設し、フォＩ・マルチプライヤ−の出力
と、前記ソレノイドバルブの開弁イ１□壮を演算回路に
人力し試薬をエアーシリンダーにより測光容器に瞬時に
注入させるとともにこの注入開始時からの発光量を自動
的に測定できるようにした化学発光反応測定装置、及び
この装置により試薬投入後化学発光反応が一次反応にな
る迄の発光量を測定し、また−次反応になった後の一定
１１１ｆ間の変化率を測定してこれに７、（つき発光終
了迄の発光量をＡ−１算し、これらのイ１１１を合８１
シて発光反応の終了する前の短時間の間に全発光量をめ
るようにし、従来の約１／１０以下の時間でしかも数倍
の精度で発光量の測定を可能にした化学発光反応測定方
法を提供することを目的として開発したものである。こ
れらは多数の検体を測定し、しかも精密な測定結果か要
求される臨床検査等に極めて有用なものである。

次にこの発明にかかる化学発光反応測定装置を第２図に
基づいて説明すると、■はエアー圧力により駆動される
エアーシリンダーであり、エアーシリンダーｌはソレノ
イ）・バルブ２を介して駆動用高圧ガス源３と連結され
ている。エアーシリンダー１の作動ピストン４にはシリ
ンジ５の注入用ピストン６が連結しである。７はモータ
ー８駆動により三方！／Ｊ換弁である。そしてこの三方
切換弁７には前記シリンジ５．試薬貯溜用シリンジ９及
び注入用ニードルｌＯがそれぞれ接続しである。

注入用ニードル１０と三方切換弁７はフレキシブルなポ
リフルオルエチレン（商品名テフロン）チューブ１１及
び注入用ニードル取付具１２を介して接続しである。そ
してこの注入用ニードル取（１其１２にはラック１３が
固着してありこのう・ンク１３の上駆動により注入用ニ
ー１’　）し１０も一１二下するようになっている。そ
してう・ンク１３はモーター１４により駆動されるピニ
オン１５と噛合している。注入用ニードル取伺具１２に
は注入用ニードルｌＯが螺子止めで固定できるようにな
っており、また注入用ニードルｌＯは注入時に試薬か均
・に注入されるように先端は水平にジノ断じた形となっ
ている。注入用ニードル１０の下方には測定部１６か配
設しである。測定部１６はｌ１ｌ１１定容器収納ブロツ
ク１７及びフォトマルチプライヤ−１８から構成されて
いる。Ａ１１１定容器収納プロ・ンク１７は測定部１６
内をスライドするような構造となっているとともに測定
容器１９収納用の上方は開放しトカにはガラスが配設し
である収納部２０か形成しである。そして測定容器収納
プロ・ンク１７に１１１１１定容器１９を入れてセット
した場合には注入用ニードルｌ　Ｏ、１ｌｌｌ＋定容器
１９及びフォトマルチプライヤー１８が−・直線になる
ようになっているとともに、測定容器１９及びフォトマ
ルチプライヤ−１８は外の光を遮断されるような構造と
なっているのである。そして第３図に示すように、フォ
トマルチプライヤ−１８の出力は増１１」川のアンブリ
ファイヤ２１を経てトランジェントメモリ２２に入力さ
れている。　方ソレノイドバルブ２の開弁信号もトラン
ジェントメモリ２２に入力されている。モしてＩ・ラン
ジエントメモリ２２からの出力は演算回路となるコンピ
ューター２３に人力されているのである。コンピュータ
ー２３には計算結果を示す表示画面２４やプリンター２
５が接続されている。

しかして測定を行なう場合には、測定容器収納ブロフク
１７を測定部１６から引き出して試料を入れたＷｉｌｌ
定容器１９を収納部２０に収納し、その後１１１１１定
容器収納ブロツク１７を所定の位置にセラ）・する。次
にモーター８を作動させて三方νＪ換弁７をシリンジ５
と試薬貯溜用シリンジ９とを連通させる。そして試薬貯
溜用シリンジ９に貯溜しである試薬を一定量シリンジ９
に充填する。次にモーター８を作動させ三方切換弁７を
シリンジ５Ｉ・注入用ニードル１０とを連通させる。そ
してモーター１４を作動させてピニオン１５を回転させ
てランク１３を下降させて注入用ニードル１０を下降さ
せて注入用ニードル１０の先端を測定容器１９の」一部
内に望ませる。次にソレノイドバルブ２を開弁させエア
ーシリンダーｌを作動させて作動ピストン４を一気にス
ライドさせて注入用ビスｉ・ン６によりシリンジ５内の
試薬を注入用ニードル１０から測定容器１９内に注入す
る。そしてソレノイドバルブ２の開弁信号が開弁と同時
にトランジエンＩ・メモリ２２に入力される。また、フ
ォ（・マルチプライヤ−１８の出力もアンブリファイヤ
２１を経てトランジェントメモリ２２に人力されている
。開弁信号により発光の開始時が特定されるとともに、
フォトマルチプライヤ−１８からの出力を計算すること
により発光量が計ｑ。

されることになるのである。そしてこの発光量はコンピ
ューター２３に接続しである表示画面２４やプリンター
２５により表示されるのである。そして、一つの試料の
発光の測定が終了したならばモーター１４を作動させて
注入用ニードル１ｏをＬＡさせ測定容器収納用ブロック
１７を測定部１６から引きだして次の試料の入っている
測定容器１９を収納部２０にセットするのである。そし
て同様な操作を行なえばよいのである。

次にこの発明にかかる化学発光反応１１ｔ１１定方法を
前記した測定装置を使用して説明する。−まず所定驕の
試料を測定容器１９に入れて収納部２０に収納し測定容
器収納用ブロック１７をセントする。

そして注入用ニードル１０を下降させてソレノイドバル
ブ２を開弁じて試薬を測定容器１９内に注入する。ソレ
ノイドバルブ２を開弁すると開弁信号がトランジェント
メモリー２３に入力され発光の測定が開始する。試料に
より試薬注入後発光が一次反応になる迄の時間は経験的
に決定できる（通常約１秒以下）ので、試薬注入後化学
発光反応が一次反応になった後の一定時間（通常１〜２
秒）の発光量及び変化率をマイクロコンピュータ−２３
により計算するとともに、この値を基にしてこの後発光
終了迄の全発光量を推測計算する。この５１４ＩＩＩを
行なう一定時間は各試料に応じてＡ１１ｌ定開始１１′
、−とＡｌ１定時間を決定してマイクロコンピュータ−
２３を予じめセットしておくのである。化学発光反応が
一次反応になるということはこの反応を片対数グラフに
表示すれば直線となるということであるので計算が可能
である。また同時に試薬投入後化学発光反応が一次反応
になる迄（開ブ１゛信号があった後一定時間の計測を開
始する迄）の発光量も同様にマイクロコンピュータ−２
３により測定計９し、これらの値を合計して全発光；１
１を二ｔ　Ｓ’）：　Ｗ：出するのである。この発明に
かかるＡ１１Ｉ定装置を使用すれは試薬の注入を自動的
に行なうようにしたので、反応が一次反応になるまでに
渋する時間が一定し、しかも反応の開始時が特定できる
のでこのような測定力法がｕ１能となるのである。従来
の測定装置、方法のように個人差やその時々のＡ１１ｌ
疋誤差を内在していす、しかも測定結果をコンピュータ
ーにより計算させるようにしたことにより全発光量を簡
単にしかも従来の十分の一以下の時間で精度よく算出で
きるのである。

反応が一次反応になることは次のようにして知ることが
できる。反応を片対数グラフにプロットした場合に一次
反応は直線となる。従って反応開始後、プロットした点
が一次反応を示す直線に合致する魚が一次反応°になっ
た点である。理論的にはこのようにして知ることができ
るが、実際的には一次反応になる迄に要する時間は経験
的に知ることができるので、実際の計４１１１ではこの
経験４＋ｔｉ（約１秒以内）を使用してさしつかえない
。

次に、反応が一次反応になってから一定時間の計測をお
こなって終了迄の発光量を推測計算するのに必要な一定
時間について説明する。この一定時間は長ければ長い程
、推Ａ１１１値は正確になるが、あまり長時間やったの
では推測工１算を行なう価値がなくなってしまう。しか
し、あまり短か過ぎても誤差が大きくなりすぎることに
なるので、この一定時間は適切な時間とする必要がある
。経験的には計測点が２００　（時間にして約１〜２秒
）あればほぼ正確な値を算出できる。

次にこの化学発光反応４＋１１定装置を使用した測定例
を以上に示す。尚、試薬投入時（ソレノイドバルブ開弁
時）をＡ、一定１１４７間測定開始時をＢ（反応が一次
反応になった時である。）、一定時間測定路Ｔ　ＩＩ！
ｊをＣ９反応終了１１４７をＤ（第４図参照）とする。

実施例１ ルミノール：アルカリ溶液・０．１ｍ文を測定容器にい
れ、Ｈ２０２、０、０６ｍ文を注入用ニードルにより４
気圧の圧力で注入して発光量をＡｌ１１定した。反応温
度２３５°Ｃ０Ａ−Ｂ＝’０．４７５秒 Ｅ−Ｃ＝０．２秒 本発明による測定方法によって４１１１定した測定値（
Ａ−Ｂの測定値と、Ｂ−Ｃの測定値によりＡ〜Ｄの値を
推′Ａｌすした値）＝０．０１９５２６２２２Ａ−Ｄを
実際に測定した値＝０．０２０８５２２４ 実施例２ ルミノール：水溶液０．１ｍ文を測定容器にいれ、Ｈ２
Ｏ２，０，０６ｔｎＱを注入用ニードルにより７気圧の
圧力で注入して発光量を測定した。

反応温度２４，５°Ｃ０ Ａ−Ｂ＝０．４７５秒 Ｂ−Ｃ，＝０．２秒 本発明による測定方法によってＡ１１Ｉ定した４１１定
価（Ａ−、Ｈの測定値と、Ｂ−Ｃの１１１１定植により
Ａ〜Ｄの値を推測した値）＝０．０１９５７９２０１Ａ
−Ｄを実際に測定した値＝０．０２０８１７０７ 以上のようにこの発明にかかる測定方法によれば約２秒
で測定ができしかもほとんど誤差がないことがわかる。

また、この発明の測定方法はルミノール反応に限定され
るものではなく、その他シュウ耐ジエステルーＨ２０２
系による化学発光反応、ルシゲニンの化学発光反応、ロ
フィンの化学発光反応。

ガーリック酸の化学発光反応など各種の化学発光反応に
利用できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明にかかる化学反応測定装置の一実施例を
及び化学発光曲線を示したものである。 第１図は従来の手動法の場合の化学発光曲線、第２図、
第３図は化学反応装置の説明図、第４図はこの発明にか
かる化学反応装置を使用した化学発光曲線を示すもので
ある。 ｌ・・・エアーシリンダー、２・・・ソレノイドバルブ
、３・・・駆動用高圧ガス源、５・・・シリンジ、６・
・・注入用ビス［・ン、７・・・三方切換弁、８・・・
モーター、９・・・試薬貯溜用シリンジ、１０・・・注
入用ニードル、１１・・・ゴム管、１２・・・注入用ニ
ードルＪＩＭ　（４↓支、１３・・・ラック、１４・・
・モーター、１５・・・ピニオン、１６・・・Ａ１１Ｉ
定部、１７・・・測定容器収納ブロック、１８・・・フ
ォトマルチプライヤ−，１９・・・Ａ１１１定容器、２
０・・・収納部、２１・・・アンブリファイヤ、２２・
・・トランジェントメモリ、２３・・・マイクロコンピ
ュータ−１２４・・・表示画面、−２５・・・プリンタ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｊ、・エアーシリンダーと駆動用高圧ガス源をソレノ
   イドバルブを介して連結し、エアーシリンダーによって
   駆動されるシリンジの先端には注入時の位置を自由に設
   定できる」−下切可能な注入用ニードルを連結し、注入
   用ニードルの下方には測光容器を配設するとともに、測
   光容器の下方にはフォトマルチプライヤ−を配設し、フ
   ォトマルチプライヤ−の出力と、前記ソレノイドバルブ
   の開弁信壮を演９回路に人力したことを特徴とする化学
   発光測定装置１“でｔｏ （２）試薬投入後化学発光反応が一次反応になる迄の発
   光量を測定し、また一次反応になった後の一定時間の変
   化率を測定してこれに基づき発光終了迄の発光１役を計
   ９し、これらの値を合計して発光反応の終ｒする前の短
   時間の間に全発光量をめるようにしたことを特徴とする
   化学発光反応測定方法。