JPS6217182B2 - - Google Patents

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JPS6217182B2
JPS6217182B2 JP56090127A JP9012781A JPS6217182B2 JP S6217182 B2 JPS6217182 B2 JP S6217182B2 JP 56090127 A JP56090127 A JP 56090127A JP 9012781 A JP9012781 A JP 9012781A JP S6217182 B2 JPS6217182 B2 JP S6217182B2
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JP
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JP56090127A
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Yasuo Oonuma
Takumi Sakamoto
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HIRANUMA SANGYO
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HIRANUMA SANGYO
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • G01N21/5907Densitometers
    • G01N21/5911Densitometers of the scanning type

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば電気泳動法による血清タン
パクの分析のように、検体を支持体上で一定方向
に分離して染色し、その濃度を測定する装置にお
いて、各検体の測定位置を定めると同時に、その
間の間隔を測定する方法に関するものである。
従来から血清中のタンパク質を分析する手段と
して電気泳動法による分析が用いられている。こ
れは血清タンパクに含まれる各成分の電気泳動移
動度(電場による界面でのコロイド流子の移動速
度)が夫々異なることを利用したもので、シート
状の支持体に血清を塗布した後、これを電気泳動
処理し、その濃度を測定することにより、血清タ
ンパク成分の分析を行うものである。この点をさ
らに詳しく説明すると、支持体に血清を塗布し、
これを電気泳動槽において電気泳動処理すると、
血清タンパク中の各成分は、電場において一定方
向へ移動するが、これらの成分は、各々電気泳動
移動度を異にするため、一定時間電場を与えるこ
とにより、夫々分離し、一定の順序で並ぶ。従つ
て、この血清タンパクの分離された各成分(以下
「分画成分」という。)を何らかの手段で染色する
と、アルブミン及びα、α、β、γの各グロ
ブリンの順で一定方向にパターンを形成し、これ
を濃度測定装置で測定することにより、上記各分
画成分の組成比を求めることができる。このよう
な血清タンパクの分析は、臨床検査部門において
広く利用されており、特に同部門では、医療機関
で採取した検体を専門の検査機関に集め、ここで
多数の検体を集中的に分析するといつたこともな
されている。このため、かゝる分析を目的とした
機器、装置類は、分析作業を可及的省力化、自動
化する方向で開発の努力がなされており、現在で
は一枚の支持体に多数の検体を塗布し、これらを
一挙に処理した後、自動的に測定することが一般
化されつつある。検体の支持体としては、通常の
場合、矩形のセルローズアセテート膜が用いら
れ、検体である血清は、この支持体に一定間隔で
多数塗布され、これが電気泳動により各々の血清
タンパク成分に分離される。次いでこの支持体
は、検体の染色、その余の部分の脱色といつた過
程を経た後、乾燥、透明化され、濃度測定装置に
より各分画成分の濃度が測定される。血清タンパ
ク成分の組成比は概ね染色された各分画成分の濃
度と相関々係があるため、各成分の組成比を容易
に求めることができるのである。
濃度の測定において、最も問題となるのは、検
体を各々どの位置で測定し、かつどの位置を基準
としてその間隔を求めるかという問題である。第
1図で示すように、検体イ,ロ,ハ……は支持体
1の横方向(X方向)に多数配列され、かつこれ
らの分画成分は同支持体1の縦方向(Y方向)に
分布している。このため従来において、多数の検
体について単一の光学系で測定してゆくには、検
体イ,ロ,ハ……毎に光学系2を支持体1の縦方
向に走査させて各検体イ,ロ,ハ……の成分の濃
度を測定してゆくようにし、かつ、これを検体の
塗布間隔で支持体1の横方向、即ち検体の配列方
向に移動させながら行い、測定してゆくのが一般
的であつた。
ところが、支持体1として用いられるセルロー
ズアセテート膜は、上記のような処理過程におい
て収縮を生じ易く、このため、各検体イ,ロ,ハ
……の間隔が必らずしも一定でなくなるという問
題がある。従つて、検体イ,ロ,ハ……の間の測
定間隔(ピツチ)を固定化し、この間隔で測定し
てゆく上記の方法では、検体イ,ロ,ハ……毎に
測定位置のずれが生じ、正確な測定を期待するこ
とはできない。
そこで光学系2を支持体1の横方向(X方向)
に走査させながら検体イ,ロ,ハ……毎にその中
央、またはその濃度のピークを求め、そこで測定
することが考えられる。この方法は、第2図イで
示すように濃度がX方向に対して正常波形である
場合は、ある程度正確な測定が可能である。しか
し、現実には検体の塗布ムラなどにより同図ロ,
ハの如く、ピークが中央よりにずれている場合、
或は同図ニ,ホ,ヘの如く一検体につきピークが
二個所以上存在する場合が極めて多く、このよう
な場合において、なお中央やピークの位置で測定
することは、大幅な測定誤差を生じることにな
る。
この発明は濃度測定法におけるかかる従来の問
題点を解消すべくなされたものであつて、特殊な
手段により各検体の測定位置と夫々の間隔を求め
るようにし、もつて支持体の収縮や塗布ムラなど
によつて測定結果に影響を受けることがなく、常
に正確な測定が行い得るようにしたものである。
以下この発明の構成を図面に基き詳細に説明す
る。
第1図は、この発明を実施するための濃度測定
装置の一例を示すものである。矩形のシート状の
支持体1には、多数の検体イ,ロ,ハ……がその
横方向(X方向)に亘つて略一定の間隔で染色、
配列されており、これら検体イ,ロ,ハ……は、
例えば血清タンパクを電気泳動処理した場合、ア
ルブミン及びα、α、β、γの各グロブリン
といつた成分の順に同支持体1の縦方向(Y方
向)に分離、染色され、分画成分が形成されてい
る。
適当な手段によつて保持される上記支持体1に
対し、その検体イ,ロ,ハ……の濃度を測定する
ための光学系2が、同支持体1を挾んで対向配置
されている。この光学系2は、光源3、スリツト
4、干渉フイルタ5及び受光素子6とからなつて
おり、このうちスリツト4、干渉フイルタ5及び
受光素子6は光軸が一致するよう互いに固定さ
れ、この状態で支持体1を挾み、同体1の縦方向
及び横方向へ連動して移動するようになつてい
る。光源3からの光は、可撓性のオプチカルフア
イバ7によつて伝送され、スリツト4を通過し、
幅約0.3mm長さ約3mm程度の細長い光束となつて
支持体1に照射される。この照射された光は、支
持体1を透過した後、干渉フイルタ5を通して受
光素子6で受光され、電気信号に変換される。光
が支持体1を透過する際に、分画成分の濃度に応
じて減衰するので、受光素子6では、分画成分の
濃度に応じた電気信号が得られ、この信号は増幅
器8で増幅された後、信号処理回路へ送られ、処
理される。
この装置により、各検体イ,ロ,ハ……の間隔
を測定するには、先ずこれら検体について、支持
体1のX方向における基準位置となる測定位置S
を求める必要がある。この発明では、検体イ,
ロ,ハ……の測定位置Sを求めるのに、先ず各検
体イ,ロ,ハ……について、当該測定位置Sを求
める基礎となる基準成分を定める。血清タンパク
の成分を電気泳動法により支持体1の縦方向に分
離させ、これを染色した第1図の例の場合、検体
イ,ロ,ハ……が夫々アルブミン、α、α
β、γ各グロブリンの順で分布していることは、
前述の通りである。この場合、基準成分としては
最も濃度が高いアルブミンの分画成分を選択する
のが望ましい。これは、濃度が高ければそれだけ
濃度曲線の立ち上がりも大きく、後述する如く同
曲線の始点、終点或は最高位置などを容易に求め
ることができるからである。
次にこの基準成分について検体イ,ロ,ハ……
の配列方向、つまりX方向へ走査し、例えば第3
図で示すようなX方向に対する濃度変化を求め、
その始点a、終点b及び最大位置pを求める。始
点a及び終点bは、例えば濃度変化(通常は電圧
の変化として入力する。)の微分値をもつて定め
ることができる。即ち、第3図で示すように、光
学系2での濃度の測定値が、通常支持体の持つ濃
度Vbを越えて増大する所の光学系2の光軸の位
置を始点aとし、該測定値が減少して通常支持体
の持つ濃度Vb以下に至る所の光学系2の光軸の
位置を終点bとする。そして、これらの距離がl3
であつたとすると、その中間点、つまり上記始点
aからl3/2までの位置を、その検体の中間位置
とする。また、上記最大位置pは、この始点aと
終点bとの間で、濃度の測定値が最大を示す所の
光学系2の光軸の位置である。この中心位置と最
大位置p(始点aからの距離l2)の間に、例えば
次式のようにして始点aからの距離Lの位置に測
定位置Sを定める。
L=l2+(l/2−l2)K(l2<l/2のとき)
……(1) L=l/2+(l2−l/2)K(l2>l/2の
とき)……(2) ここでKは0<K<1なる定数で、これは実験
等により、最も適当な値を予め決定しておくもの
である。例えばK=1/2とした場合、測定位置S
は検体の中心位置と濃度の最大位置pとの中間と
なる。この位置は、第2図や第3図で示すような
濃度の変化曲線の図心(厚さ均一と仮定した場合
の図形の重心)に概ね近い。
そして、この測定位置Sに光学系2の光軸を移
動させ、検体イ,ロ,ハ……の配列方向と直交す
る方向に光学系2の光軸を往復させながら、その
間に同検体イの各分画成分の濃度を測定する。続
いて、次の検体ロ,ハ,ニ……についても同様に
して測定位置Sを求め、そこで光学系2の光軸を
検体イ,ロ,ハ……の配列方向と直交する方向に
往復させて、各々の分画成分の濃度を測定する。
次に、この発明による検体間隔の測定法を第4
図乃至第6図により光学系の走査方法と共に具体
的に説明する。検体イ,ロ,ハ……の順に、順次
図中右から左へと各検体について走査してゆく場
合において、先ず最初の検体イについて走査する
には、第4図に示す通り、光学系2の受光位置2
aを検体イの中央に位置させ、この状態で光学系
2を矢印で示すようにy方向へ移動させ、Alb、
α、α,β,γの各分画成分の順序で濃度を
測定してゆく。これにより、各分画成分の濃度が
概ね測定できるが、このうち最も濃度の高い成分
を基準成分に定める。血清タンパクの分析の場
合、アルブミンが全血清タンパクの約60%を占め
るので、通常はAlbが基準成分として選択され
る。
しかる後、光学系2の点線で示すように上記基
準成分Albの位置まで復帰させ、さらにその始点
位置付近まで戻し、次いで基準成分Albについて
その幅方向、つまりX方向に走査する。即ち、支
持体1における検体イ,ロ,ハ……の夫々塗布間
隔をlsとすると、各検体イ,ロ,ハ……はその後
の処理により、多少収縮するが、概ねlsのピツチ
で並んでいるので、この走査は先ず光学系2を上
記Albの位置から第4図中X方向にls/2だけ戻
し、次いで2lsだけ左方向へ移動させて走査す
る。これにより、基準成分AlbのX方向に対する
濃度変化が第3図のように求めることができる。
この走査においては、濃度変化の始点a、終点
b及び最大位置pを求めるが、この前に先ず波形
の判定を行う。即ち、上記2lsの幅だけ行つた走
査において、濃度のピークが2個所以上ある場
合、これらのピークが同一検体のものか、或は
夫々別の検体に属するものか判定し、一検体の範
囲を確認する必要があるからである。この場合
は、第3図における検体イの如く、ピーク間の谷
電圧Vr、ピーク間の距離lpを求め、Vr≧K1Vsま
たはlp<K2lsであれば単一検体として扱い、さも
なくば複数検体に属するピークとして扱うように
する。但し、ここでVsは各検体間の境界電圧Vb
を考慮して定められる基準電圧、K1,K2は夫々
0<K1<1、0<K2<1なる定数で、検体の塗
布間隔や、泳動処理の条件によつて決定される。
このような予備走査により、その検体の範囲が
確認されたならば、上記走査により求めた始点
a、終点b及び最大位置pの位置により、上記(1)
式または(2)式により測定位置Sを求める。
次に第二の検体ロについても、同様の走査手順
により、その測定位置S′を求める。但し、第二の
検体ロ以降については、第一の検体イの走査で得
た結果を基に次の通り測定位置を求めるのが便利
である。
第5図で示すように、第一の検体イの基準成分
Albの位置から、X方向へlsだけ左方の位置にお
いて、そこの分画成分の濃度を測定する。その濃
度Cロが第一の検体イの基準成分Albの濃度Cイ
と比較し、Cロ≧K3Cイ(但し、K3は0<K3
1なる定数)である場合は、第二の検体について
はその分画成分を基準成分とし、以下第一の検体
イと同様にして測定を行う。さもなければ光学系
2をY方向に移動して走査して各分画成分の濃度
を測定し、最も高い濃度の分画成分を基準成分と
して定め、以下同様にして測定を行う。
この場合において、第一の検体イの基準成分
Albの位置から、光学系2をX方向に2lsだけ左方
へ移動し、走査しても何れの分画成分をも検知で
きない場合がある。これは多くの場合、第6図で
示すように、検体ロが検体イに対してY方向へず
れているためである。そこでこのような場合は、
検体ロの塗布位置が前の検体イに比べてY方向へ
ずれているものと判断し、光学系2をlsだけX方
向へ戻し、ここからY方向へ移動、走査して濃度
を測定し、検体イの場合と同様にして基準成分を
定める。
基準成分が定められたならば、これについて検
体イ,ロ,ハ……の配列方向に走査し、第一の検
体イの測定位置Sを起点として、基準成分のX方
向に対する濃度変化の始点a′までの距離l1′、最大
位置p′までの距離l2′及び終点b′までの距離l3′を
夫々測定し、次式により第一の検体の測定位置S
からの距離L′の位置に測定位置S′が求められる。
L′=(l1′+l2′)+(l′/2−l2′)K (l2′≦l′/2のとき) ……(3) L′=(l1′+l′/2)+(l2′−l′/2)K (l2′>l′/2のとき) ……(4) ここで求めたL′は、検体イ,ロの測定位置S,
S′間の距離であるから、即ちこのL′が両検体イ,
ロの間隔として求められることになる。
以下、検体ロとハ及びそれ以降の検体について
も、同様にしてそれらの間隔を夫々順次求めてゆ
くことができる。このようにして求めた検体の間
隔は濃度測定装置に内臓した記憶素子で記憶して
おき、次いでこれを基に各検体イ,ロ,ハ……に
つき順次本測定を行い、夫々の測定位置において
分画成分の濃度を測定していく。なお、これまで
説明の便宜上、支持体1に対して光学系2を移動
して走査する如く説明したが、この発明を実施す
るためには光学系2の受光位置を変えるため支持
体1と光学系2を相対的に移動すればよく、必要
に応じて光学系2側を固定し、支持体1側を移動
させることもできる。何れの場合も、これらの移
動は、移動機構と入力処理装置を含むその制御装
置により行うもので、支持体1を所定の位置にセ
ツトした後は、各検体につき順次自動的に測定が
行われてゆく。
以上説明したことから明らかな通り、この発明
では各検体について、その中心位置と最大濃度の
位置との間で濃度を測定するため、第2図で示す
ようないわゆる濃度変化曲線の図心に近いところ
で、検体の濃度を測定することができる。従つ
て、第2図のイで示すような検体の配列方向に典
型的な濃度分布を示す場合だけでなく、濃度の測
定値が最大の所や、濃度が測定される範囲の中間
点を基準として測定する場合に比べ、第2図にお
いてロ〜ヘで例示するように、検体の配列方向に
特異な濃度変化を有する検体についても、概ね偏
りの無い位置での測定が可能になる。また、各検
体毎にその測定位置を定め、その位置でその検体
の分画成分の濃度を測定していくので、支持体1
の収縮などにより生じる測定位置のずれも生じな
い。よつてこの発明によれば、常に正確な測定を
行うことができ、所期の目的を達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を実施するための装置の一例
を示す略示斜視図、第2図は検体の幅方向に対す
る濃度変化の例を示すグラフ、第3図は検体の基
準成分をその幅方向に走査して得た濃度変化を電
圧で表示したグラフ、第4図乃至第6図は検体の
走査手順を示す支持体の要部平面図である。 1……支持体、2……光学系、イ,ロ,ハ……
検体、a,a′……濃度変化の始点、b,b′……濃
度変化の終点、p,p′……濃度変化の最大位置、
L′……検体間の間隔、S,S′……測定位置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数の検体がほゞ一定の間隔で配列されると
    共に、該検体の成分が上記配列方向と直交する方
    向に分画され、かつ染色された支持体に対し、相
    対移動自在に濃度測定用の光学系を配置し、該光
    学系の光軸を上記支持体に対して相対移動させな
    がら、各検体及びその分画成分を走査し、各検体
    の分画成分の濃度を測定する濃度測定装置におけ
    る検体濃度測定方法において、光学系の光軸を検
    体の配列方向に移動させながら、該光学系で検体
    の任意の成分について濃度を測定し、該測定値が
    通常支持体の持つ濃度を越えて増大する所の光軸
    の位置を始点とし、該測定値が減少して通常支持
    体の持つ濃度以下に至る所の光軸の位置を終点と
    し、この間において最大の濃度が測定される所の
    光軸の位置を最大位置とし、上記始点と終点の中
    間位置と上記最大位置との間に光学系の光軸を移
    動し、その位置で該光学系を検体の配列方向と直
    交する方向に移動させて、各分画成分の濃度を測
    定することを特徴とする濃度測定方法における検
    体濃度測定方法。
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