JPS6246826B2 - - Google Patents

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JPS6246826B2
JPS6246826B2 JP55149389A JP14938980A JPS6246826B2 JP S6246826 B2 JPS6246826 B2 JP S6246826B2 JP 55149389 A JP55149389 A JP 55149389A JP 14938980 A JP14938980 A JP 14938980A JP S6246826 B2 JPS6246826 B2 JP S6246826B2
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JP
Japan
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creatinine
bro
concentration
flow path
flow cell
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Application number
JP55149389A
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English (en)
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JPS5773666A (en
Inventor
Hisayuki Ikeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YOKOKAWA DENKI KK
Original Assignee
YOKOKAWA DENKI KK
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Publication date
Application filed by YOKOKAWA DENKI KK filed Critical YOKOKAWA DENKI KK
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Publication of JPS5773666A publication Critical patent/JPS5773666A/ja
Publication of JPS6246826B2 publication Critical patent/JPS6246826B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • 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
    • C12Q1/34Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、臨床検査等の検査項目の1つとして
行なわれ血液等に含まれるクレアチニンを測定す
るクレアチニンの測定方法および測定装置に関す
るものである。
近年、生医学的測定法の発展により体温、胃腸
内の圧力、血圧、呼吸の速度、および生物学的ポ
テンシヤルのような生理学的変数を連続的に遠隔
測定したり、生体内におけるpO2,pCO2、血液
のPHおよび電解質、並びに胃のPHを連続的に測定
したりする測定方法や測定装置等が開発されるよ
うになつた。一方、クレアチニンは分子式
C4H7ON3なる物質であつて、健康な人の尿にも
含まれており1日の排出量25mg/Kg体重ともいわ
れているが、内因性蛋白代謝の終末産物として賢
臓から排出され、特に重症の賢機能障害者では血
清中の含有濃度が増加する。このため、賢機能の
診断方法として血中のクレアチニン濃度を測定す
ることが行なわれているが、従来の測定法として
は、被測定体を有機溶媒で抽出し、アルカリ性の
下でピクリン酸と縮合させてキノイドイオンを生
成させ、比色分析法により橙赤色の該キノイドイ
オンを定量して間接的にクレアチニンの濃度を求
めるアルカリ性ピクリン酸法等が用いられてい
た。
然し乍ら、上記従来例のアルカリ性ピクリン酸
法においては、被測定体に含有されている蛋白質
を除去したり、被測定体を有機溶媒で抽出したり
する等の操作を必要とし、測定操作が煩雑である
等の欠点を有していた。
本発明は、かかる欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、臨床検査時のクレアチニン測
定等においても、被測定体中のクレアチニンを容
易に測定できるクレアチニンの測定方法および測
定装置を提供することにある。
本発明の特徴は、クレアチニンの測定方法およ
び測定装置において、Br-とPHが8.5付近のPH緩衝
液とを含む電解液を電解酸化させてBrO-を生成
させると共に、クレアチニンを含む被測定体にク
レアチニンデイミナーゼ酵素を作用させ酵素反応
によつてNH3を生成させ、前記被測定体が流れる
流通路から前記NH3を隔膜透過させ前記電解液が
流れる流通路に至らしめて該NH3と前記BrO-
を接触反応せしめ、前記電解液が流れる流通路に
おいて前記接触反応がおこなわれる前後の濃度変
化をポーラログラフイツクに検出し、該検出BrO
―の濃度変化から演算により前記被測定体中のク
レアチニン濃度を算出することにある。
以下、本発明について図を用いて詳細に説明す
る。第1図は、本発明の原理説明図であり、図
中、1は試料採取弁、1aはキヤリア流体流入
口、1bは被測定体流入口、1cは被測定体流出
口、2はクレアチニンの分解酵素であるクレアチ
ニンデイミナーゼが固定化された固定化酵素、3
はNaOH等の試薬流入口、4はフローセル、4,
4bはフローセル内の第1室および第2室、4c
は高分子膜、4d,4e,4fは夫々参照電極、
対極電極、指示極電極、4q,4iは第1室4a
の流入口と流出口、4h,4jは第2室4bの流
入口と流出口、5はポテンシオスタツト、6は表
示器、7はBrO-の試薬発生装置、8は電解液用
容器である。同図において、被測定体は流入口1
bから導入され通常流出口1cから流出されてい
るが、試料採取弁1の駆動に伴ない流入口1aか
ら導入されているキヤリア流体によつて被測定体
の所定量が固定化酵素2へ運ばれる。而して、被
測定体中のクレアチニンは固定化酵素2を通過す
る間にクレアチニンデイミナーゼ酵素の作用によ
つて下式(1)のような加水分解をうける。
上式(1)の加水分解反応は、PHが6〜9のとき安
定となるが、NH3はPHが8以下になると殆んど
NH4 +イオンとなる。このため、試薬流入口3か
らNaOHが供給され、被測定体をアルカリ性にし
てガス状NH3の生成効率を高めている。而して、
流入口4qから上記第1室4aに達した被測定体
は、その中に含まれるNH3ガスが高分子膜4cを
透過して上記第2室4bに至り他の成分やイオン
は流出口4iからフローセル4の外部へ流出され
る。一方、電解液用容器8から供給されBr-とPH
8.5付近のPH緩衝液とを含む電解液は、試薬発生
装置7においてBrO-を発生し、流入口4hから
フローセル4内の第2室4bに達し、その後流出
口4jからフローセル4の外部へ流出する。
また、第2室4bにおいては、上記PH緩衝液に
よつてNH3とBrO-とが反応する最適のPHである
PH≒8.5にされるとともに高分子膜4cを透過し
て第1室4aから到達したNH3と流入口4hから
流入した電解液中のBrO-とが下式(3)のように反
応してBrO-の濃度を変化させる。而して、ポテ
ンシオスタツト5から定電圧が供給されている電
極4d,4e,4fによりポーラログラフイツク
にBrO-濃度が検出され、該BrO-濃度の変化量か
ら所定の信号処理を経て被測定体中のクレアチニ
ン濃度が表示器6に表示される。
2NH3+3BrO-→3Br-+N2+3H2O …(3) 尚、上記固定化酵素2は上記一実施例に限定さ
れるものではなく、酵素を被測定体に供給し被測
定体中のクレアチニンに酵素反応を生ぜしめる構
成の範囲内で種々の変形は可能であり、例えば酵
素を担体に固定化しクロマトグラフ用カラムに充
填したもの若しくは酵素を化学的に毛管型カラム
の管壁に結合したもの、又は酵素を固定させた酵
素固定膜を前記高分子膜と貼合わせた構成のもの
であつてもよい。また、前記流出口4jからフロ
ーセル4の外部へ流出される電解液を活性炭層等
に通し電解液中のBrO-をBr-に還元したのち電解
液用容器8に戻し、Br-とPH緩衝液とを含む電解
液を循環使用することも可能である。更に試料採
取弁1も上記一実施例に限定されるものではな
く、試料流体を間欠的に所定量採取できる構成の
範囲内で種々の変形は可能であり、ロータリバル
ブやマイクロシリンジで代用させてもよい。
第2図は、本発明に係るフローセルの分解構成
図であり、図中、11はブロツクであつて11
a,11bはフローセル内の第1室の流入口と流
出口、12はガスケツトであつて13は第1室を
形成する空洞部、14はNH3ガスを透過させイオ
ンを透過させない高分子膜、15はガスケツトで
あつて16は第2室を形成する空洞部、17はブ
ロツクであつて17a,17bはフローセル内の
第2室の流入口と流出口、18a,18bは白金
等でなる指定極電極と対極電極、18cは銀―臭
化銀等でなる参照電極である。また、第3図は、
第2図のフローセルを組立てたときの構成斜視図
であり、図中、第2図と同一記号は同一意味をも
たせて使用している。
第2図および第3図において、キヤリヤ流体に
運ばれながら酵素反応によりNH3を発生した被測
定体は、流入口11aからフローセル内へ導入さ
れフローセル内の第1室を形成する空洞部13を
通り流出口11bからフローセル外へ流出され
る。この間、空洞部13を流れる被測定体のうち
NH3は高分子膜14を隔膜透過して、フローセル
内の第2室を形成する空洞部16に至る。一方、
試薬発生装置における電解酸化によりBrO-を発
生した電解液は、流入口17aからフローセル内
へ導入され、フローセル内の第2室を形成する空
洞部16を通り流出口17bから流出される。而
して、上記空洞部16を電解液が流れる間に電極
18a,18b,18cによつて電解液中の
BrO-の濃度がポーラログラフイツクに検出され
る。
尚、上記電極は指示極電極18a、対極電極1
8b、および参照電極18cからなる三電極構成
をとつているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく指示極電極と対極電極からなる二電極構
成の電極であつてもよい。
第4図は、クレアチニンと共存するNH3を含む
被測定体を測定する場合に用いて好適な本発明の
他の実施例を示す原理説明図であり、図中、9は
フローセル、9a,9bはフローセル内の第1室
および第2室、9cは高分子膜、9d,9e,9
fは夫々参照電極、対極電極、指示極電極、9
q,9iは第1室9aの流入口と流出口、9h,
9jは第2室9bの流入口と流出口、10はポテ
ンシオスタツト、11は演算器、12はNaOH等
の試薬流入口、13a,13bは流路開閉弁であ
る。尚、第4図において、第1図と同一記号は同
一意味をもたせて使用し、ここでの説明は省略す
る。ところで、尿中のクレアチニンを測定する場
合等においては、被測定体中にクレアチニンと
NH3が共存することが多いが、このような被測定
体を測定する場合について、以下第4図を用いて
説明する。第4図において、通常、被測定体は流
入口1bから試料採取弁1内に導入され流出口1
cから外部へ流出されているが、試料採取弁1の
駆動に伴ない被測定体の所定量が流入口1aから
導入されているキヤリア流体に運ばれる。而し
て、初め、流路開閉弁13aが閉で流路開閉弁1
3bが開のとき、前記キヤリア流体に運ばれた被
測定体は流入口9qからフローセル9内の第1室
9aに至る。また、フローセル9に至る間に、試
薬流入口12からNaOH等が供給され、被測定体
をアルカリ性にしてガス状NH3の生成効率を高め
ている。更に、第1室9aにおいては、被測定体
中のNH3が高分子膜9cを隔膜透過して第2室9
bに至り、他の成分やイオンは流出口9iからフ
ローセル9の外部へ流出される。次に、流路開閉
弁13aが開き流路開閉弁13bが閉となるとと
もに試料採取弁1によつて再度被測定体が採取さ
れると、前記キヤリア流体に運ばれた被測定体は
固定化酵素2を経由して流入口4qからフローセ
ル4に至る。このとき、被測定体中のクレアチニ
ンは、固定化酵素2を通過する間に被測定体と接
触するクレアチニンデイミナーゼ酵素によつて前
記(1)式のような加水分解をうけてNH3を生成す
る。また、試薬流入口3からはNaOH等が供給さ
れ、被測定体をアルカリ性にしてガス状NH3の生
成効率を高めている。而して、流入口4qからフ
ローセル4内の第1室4aに達した被測定体は、
その中に含まれているNH3ガスのみが高分子膜4
cを隔膜透過して第2室4bに至り、他の成分や
イオンは流出口4iからフローセル4の外部へ流
出される。一方、電解液用容器8から供給され
Br-とPH緩衝液とを含む電解液は、試薬発生装置
7において前記(2)式のように電解酸化されて
BrO-を発生し、該電解液の一部は流入口9hか
らフローセル9内の第2室9bに達し、その後流
出口9jからフローセル9の外部へ流出し、前記
電解液の残りは流入口4hからフローセル4内の
第2室4bに達して流出口4jからフローセル4
の外部へ流出する。また、上記第2室4b,9b
において、高分子膜4c,9cを隔膜透過して第
1室4a,9aから到達したNH3と流入口4h,
9hから導入された電解液中のBrO-とが前記(3)
式のように反応してBrO-の濃度が変化する。而
して、ポテンシオスタツト5,10から定電圧が
供給されている電極4d,4e,4f並びに電極
9d,9e,9fによりポーラログラフイツクに
BrO-濃度が検出され、演算器11によつて減算
等の所定の演算がなされ被測定体中に共存する
NH3に相当する値がとり除かれてから表示器6で
被測定体中のクレアチニン濃度として表示され
る。尚、流路開閉弁13a,13bは上記実施例
に限定されるものではなく、2つの流路を交互に
開閉できる構成の範囲内で種々の変形は可能であ
り、例えば、ロータリー方式の流路切換バルブで
あつてもよい。
以上、詳しく説明したような本発明の実施例に
よれば、臨床検査時のクレアチニン測定等におい
ても被測定体中のクレアチニン濃度を、前記従来
例に比して短時間により正確に測定することがで
きるという利点を有している。また、本発明の他
の実施例によれば、尿中のクレアチニン測定等に
見られるようにクレアチニンとNH3が共存する場
合でも、クレアチニンとNH3を別々に検出するこ
とがだきるため、共存するNH3の干渉を受けるこ
となく被測定体中のクレアチニンを正確に測定で
きるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の原理説明図、第2図は、フ
ローセルの分解構成図、第3図は、第2図の組立
構成斜視図、第4図は、本発明の他の実施例を示
す原理説明図である。 1……試料採取弁、2……固定化酵素、3,1
2……試薬流入口、4,9……フローセル、4
a,9a……第1室、4b,9b……第2室、4
c,9c……高分子膜、4d,4e,4f,9
d,9e,9f……電極、1a,1b,4q,4
h,9q,9h……流入口、1c,4i,4j,
9i,4j……流出口、5,10……ポテンシオ
スタツト、6……表示器、7……試薬発生装置、
8……電解液用容器、11……演算器、13a,
13b……流路開閉弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Br-とPHが8.5付近のPH緩衝液とを含む電解液
    を電解酸化させてBrO-を生成させると共に、ク
    レアチニンを含む被測定体にクレアチニンデイミ
    ナーゼ酵素を作用させ酵素反応によつてNH3を生
    成させ、前記被測定体が流れる流通路から前記
    NH3を隔膜透過させ前記電解液が流れる流通路に
    至らしめて該NH3と前記BrO-とを接触反応せし
    め、前記電解液が流れる流通路において前記接触
    反応がおこなわれる前後のBrO-濃度変化をポー
    ラログラフイツクに検出し、該検出BrO-の濃度
    変化から演算により前記被測定体中のクレアチニ
    ン濃度を算出することを特徴とするクレアチニン
    の測定方法。 2 被測定体を間欠的に一定量採取する試料採取
    弁と、被測定体に作用して酵素反応を生ぜしめる
    クレアチニンデイミナーゼ酵素が固定化された固
    定化酵素と、該固定化酵素を経由した流体に試薬
    を添加する流入口と、Br-とPH緩衝液とを含む電
    解液に所定の電流を通じて電解酸化させることに
    よりBrO-を生成させる試薬発生装置と、前記試
    料採取弁と前記固定化酵素とを経由した後に前記
    試薬が添加された流体が導入されるフローセルの
    一側の流路を構成する第1の室と、前記試薬発生
    装置を経由した電解液が導入されフローセル内の
    他側の流路を構成する共に電極が装着された第2
    の室と、該第2室と前記第1室の共通する壁を構
    成すると共にNH3を透過しイオンを透過させない
    高分子膜と、前記フローセルに電気的に接続され
    前記電極へ定電圧を供給すると共に前記電極で検
    出された信号を処理するポテンシオスタツトと、
    該ポテンシオスタツトからの信号により被測定体
    中のクレアチニン濃度を表示する表示器とを具備
    し、被測定体中のクレアチニンを測定することを
    特徴とするクレアチニン測定装置。 3 試料採取弁と固定化酵素との間の流通路に流
    路開閉弁を介し分岐して設けられ被測定体中に共
    存するNH3が隔膜透過しBrO-と接触反応して変
    化するBrO-の濃度を検出する第1のフローセル
    と、固定化酵素の下流の流通路に設けられ被測定
    体中のクレアチニンから酵素反応により生じた
    NH3が隔膜透過してBrO-と接触反応して変化す
    るBrO-濃度を検出する第2のフローセルと、前
    記第1及び第2のフローセルにそれぞれ電気的に
    接続されフローセル内の電極で検出された信号を
    処理する第1及び第2のポテンシオスタツトと、
    該第1及び第2のポテンシオスタツトからの出力
    を演算処理する演算器とを具備することを特徴と
    する特許請求範囲第2項記載のクレアチニン測定
    装置。
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