JPS6314295B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザー光を利用して免疫反応沈降物
の光散乱に基づく血漿タンパク及び血中薬物の濃
度分析装置に関するものである。

近年レーザー光源の進歩発展に伴い、その単色
性、指向性を利用した装置が各種開発されてい
る。

一方、臨床医学並びに検査の分野に於いて、免
疫反応沈降物の測定に基づく血漿タンパク、血中
薬物の濃度の定量的測定が重要な課題として取り
あげられている。本発明はこのような背景の下に
レーザー光を用いて抗原抗体反応生成物の定量的
測定を高精度に行い臨床病理学的な分析手段を提
供することを目的としたものである。一般にレー
ザー光は指向性、単色性に優れているため、その
発展と共に各種の散乱現象の研究に用いられ高分
子やラテツクス粒子を用いた散乱の実験結果が、
以前から研究されていたレイリー散乱、ミー散乱
の理論と良好な一致を示すことが確認されてから
一段とその応用への開発研究が進められている。

本発明はこれらの研究成果をもとにして、高精
度及び再現性を提供する免疫反応沈降物のレーザ
ー光散乱に基く血漿タンパク及び血中薬物濃度の
定量分析装置に関するものである。

従来より免疫抗原抗体反応生成物が光の波長程
度の大きさを有するため、レーザー光による光散
乱に基いた分析方法が応用可能であり、各種の具
体的な装置が提案され実施されている。

然しながら、これら従来のレーザー光の散乱に
基く抗原抗体反応生成物の測定装置は測定精度の
点で十分な性能を有しているとは言えず信頼性の
高い分析機器とは言い難いものであつた。それは
主として下記の点によるものである。

即ち (i) 光散乱現象においては、散乱体微粒子のサイ
ズにより散乱光強度角度分布が異なることが知
られており、抗原抗体反応生成物及び本来検体
中に含まれる濁り成分のサイズの差を利用した
方法が有利であるにもかかわらず、この点に対
する十分な配慮が払われていなかつたこと。換
言すれば、一般に微粒子懸濁液による光散乱で
は粒子サイズが大きくなる程、入射光に対して
前方々向における散乱光強度が強くなる。従つ
て原理的には免疫沈降物の検出、定量において
も低角度散乱を利用するのが有利となる。

然しながら、散乱光の測定においては試料セ
ル自体による反射光、散乱光が背景光となり、
それは通常10゜以下の低角度で急激に増大して
散乱光の検出を妨害し、感度の低下をもたら
す。更に検体としての血清自体も本来濁りを有
しており、これも低角度においては強い散乱光
をもたらす。従つて、セルの散乱光を無視でき
る限りは、免疫沈降物と検体濁りのサイズの比
が最適角度を決定することになる。厳密には、
検体濁りは各検体毎にその性状を異にしてお
り、最適角度も各検体毎に異なるが、これを実
現することは実用的とは言えず統計的に有利な
角度を求めることのみが実用的である。

以上に関して実験検討の結果、検体濁りが比
較的小さい場合、即ち使用検体量が少ないとき
は低角度で、又使用検体量が多い場合には高角
度で測定するのが有利であるとの結論に達した
ものである。

(ii) 入射レーザー光と散乱光が同一波長であるた
め試料セルの位置が少し違つた場合でも試料だ
けの散乱光のみならずセル等の散乱光が光検出
器に入り、再現性を低下させていたこと。

等が指摘できる。

本発明は以上の点を十分に考慮して測定精度を
向上し信頼性の高い免疫反応沈降物のレーザー光
散乱測定に基く血漿タンパク及び血中薬物の濃度
分析装置を提案するものである。その原理は下記
のとおりである。

血漿タンパク検体、血漿又は血清と各項目血漿
タンパク質物質に特異的な抗体とを混和し、免疫
抗原抗体反応を起こせしめ沈降物を生成する。沈
降物の量及び大きさは抗原量に依存し、沈降物量
は光散乱強度に反映されるからその散乱光強度か
ら抗原即ち血漿タンパクが定量される。

一方、薬物については次の通りである。

薬物（以下Ｄと略称する）を仔牛血清アルブミ
ン（以下BSAと略称する）に結合し、Ｄ・BSA
を得る。Ｄ・BSAをウサギに免疫し、抗血清
Anti−Ｄ・BSAを得る。

一方、Ｄをヒト血清アルブミン（以下HSAと
略称する）に結合させてＤ・HSAをつくる。
Anti−Ｄ・BSAとＤ・HSAとを共存させると抗
体はＤ・HSA中のＤの部分と反応して沈降物を
形成する。ここに単体の薬物(D)が存在するとＤと
Ｄ・HSAはAnti−Ｄ・BSAに対して拮抗的に反
応する。ＤとAnti−Ｄ・BSAとの反応複合体は
可溶性であり、光散乱強度が小さいのに対し、
Ｄ・HSAとAnti−Ｄ・BSAとの結合物は強い散
乱光をもたらす。後者の複合体量はＤ量に依存
し、沈降物量を散乱光強度によつて測定すればＤ
の定量が可能となる。本発明は以上の沈降物量と
対応する光散乱強度をその反応生成物の大きさに
応じて散乱光検出立体角を連続的に変化可能な機
能を有することにより信号対雑音比の大きい、即
ち感度の高い測定を可能にすると共に試料セル位
置を常に同じ位置に設置することにより再現性の
高い測定方式を提案するものである。

以下に図示の実施例に基きその内容について説
明する。

第１図に於いて１は光源としてのレーザーであ
る。２はレーザー発振光のスポツトを移動するこ
とが出来るレーザー光位置可変微調器、３はピン
ホール板でレーザー発振光以外の光例えば放電光
等を遮光するものである。

４は凹面鏡でレーザー１より発振されたレーザ
ー発振光Ｔを後述する試料セル９に集光するよう
に集点距離が決められた位置に配設してあり該レ
ーザー発振光Ｔを反射するものである。５は反射
鏡で凹面鏡４によつて反射された光を更に反射し
試料セル９へ垂直に入射すべく成してある。６は
入射光に対し一定角だけ偏角して配設したビーム
スプリツターでレーザー発振光Ｔを試料セル９へ
入射せしめる光と入射の強度を反射鏡６Ａを介し
てモニターするための光とに分割する作用を有し
ている。

尚、直線偏光でない通常のレーザーを用いる場
合にはビームスプリツター６をレーザー発振光Ｔ
に対して、できるだけ垂直に近い角度で配設する
ことが望ましい。その理由は、45゜等ブリユース
ター角（ガラスで約55゜）に近い角度で用いると
モニター光T_Mに特定の偏光成分のみが多く含ま
れることとなり、全レーザー発振光のパワーに比
例した光量を得られなくなるためである。ビーム
スプリツター６を透過した透過光T_Tの内、輝度
の高いレーザービーム部分のみを試料セル９に入
射させるために迷光遮へい板７及び８により迷光
をカツトする。７Ａ及び８Ａは迷光遮へい板７及
び８の迷光遮へい孔である。試料セル９から射出
する散乱光の内、立体視野角αからβまでの散乱
光のみ、即ち△βのリング状の光を検出するため
に散乱光視野角決定スリツト板１１及び１２を適
宜配設してある。１０は反射鏡である。１３はレ
ンズで散乱光視野角決定スリツト板１１及び１２
により限定された視野角の散乱光が該レンズ１３
によつて集光されシヤツター１４、スリツト１５
を介して光検出器１６に入射されて光電変換が行
われる。シヤツター１４は散乱光を測定時に開口
して通過させるが、測定時以外はその絞りを閉成
している。スリツト１５はレンズ１４によつて集
光されたものだけを通過させる。

一方、非散乱光は前記反射鏡１０及び反射鏡１
７により順次反射されて光トラツプ１８により吸
収される。この光トラツプ１８は光吸収フイルタ
ー１８Ａ及び１８Ｂを２枚平行に対置せしめ多重
反射光を吸収するようになしたものである。１９
は光検出器で反射鏡１７の後方に位置せしめてあ
り、反射鏡１０により反射された非散乱光が反射
鏡１７よりはみ出た場合にこれを検出しアラーム
（警報器）１９Ａへ信号を発すべくなしてある。
これにより試料セル９の位置が正常か異常か及び
試料セルの照射光の透過部の傷又はゴミ等の有無
を判断できる。２０は減光器で前記ビームスプリ
ツター６によつて反射された光は反射鏡６Ａによ
り更に反射されて該減光器２０内に入り茲で減光
され光検出器２１により光電変換される。この光
検出器２１からの出力信号は入射光強度に対する
モニター値として除算器２２へ入力される。

一方、散乱光を検出した光検出器１６からの出
力信号も除算器２２へ入力され、茲でマイクロコ
ンピユータの手段により除算が行われレーザー発
振光の強度の変動の影響を補正する。２３は出力
表示装置でデータ処理部及びデータ表示部より構
成してある。この出力装置２３の内容について説
明する。

予め測定検体に応じて信号対雑音比の大きい、
即ち感度の良い最適立体視野角を求める。

次にその立体視野角で濃度の異なる標準物質を
複数種測定し最小二乗法等の手段により検量線を
作成する。この検量線を記憶させておき測定検体
が検量線のどの値に該当するか、即ち濃度がいく
らであるかを算出する。その際、検出器２４から
の出力はＡ−Ｄ変換器２５によりＡ−Ｄ変換され
その出力がマイクロコンピユータ２６等により処
理されてプリンター２７及びカソード・レイ・チ
ユーブ２８等で表示される。

又血漿タンパク及び血中薬物の免疫反応沈降物
のサイズは各項目により異なるため、各項目に応
じて最適立体視野角を求めておき、その各々の立
体視野角において項目ごとの検量線を作成してお
くものである。

次に立体視野角の連続的可変について説明す
る。散乱光視野角決定スリツト板１１の詳細は第
４図に示してあり、貫通孔２９を有する内側遮へ
い板３０を支持体３１Ａにより外側遮へい板３１
の貫通孔３２内に固定配置してある。この散乱光
視野角決定スリツト板１１を第１図中で光軸方向
に即ち左右方向に移動せしめればよい。

又散乱光視野角決定スリツト板１２の詳細は第
５図に示してあり、内側遮へい板３３を支持体３
４により外側遮へい板３５の貫通孔３６内に固定
配置してある。この散乱光視野角決定スリツト板
１２を第６図又は第７図に示したように光軸方向
即ち左右方向に移動せしめてもよい。別の実施例
の散乱光視野角決定スリツト板１１Ａ及び１２Ａ
として第８図及び第９図に示す如く透明なガラス
板又は石英板等に蒸着等の手段により遮へい部３
０Ａ，３１Ａ及び３３Ａ，３５Ａを形成し透光部
３７，３８及び３９を形成してもよい。これらの
スリツト板１１Ａ及び１２Ａは前記した散乱光視
野角決定スリツト板１１及び１２と全く同様に光
軸方向に移動せしめて使用するものである。

第１０図及び第１１図には更に他の散乱光視野
角決定部材４０及び４１を示してあり該決定部材
４０は散乱光を透過する部分４２と遮光する部分
４３とから成り、部分４２はガラス等の透明又は
透孔である。

前記決定部材４１は遮光する部分４４のみを有
しており、これら散乱光視野角決定部材４０及び
４１を適宜採択して組み合わせ、光軸方向に相互
に移動して立体角度幅を可変すればよい。第１２
図乃至第１３図は散乱光視野角決定スリツト部材
４４及び４５の位置を固定しておいて立体視野角
を限定する実施例を示したもので、今まで説明し
て来た実施例のものが光軸方向に移動すべくなし
たものと異なる。具体的には散乱視野角決定スリ
ツト部材４４は光を透過させる部分４６の径が絞
り羽根４７によつて可変できるようにしたもので
あり、散乱視野角決定スリツト部材４５は光を遮
へいする部分４８の径を可変できるようにしたも
のであり、これら両者４４，４５を適宜組み合わ
せて使用するものである。

而して本発明装置は叙上の如き構成及び作用を
有するものであり、特にレーザー発振光を用いた
抗原抗体反応の測定の於いて項目に対応して一対
の散乱光視野角決定要素によつて連続的に散乱光
立体視野角を可変し最適な角度を狙つて集光すべ
く成したもので感度を向上でき高精度の測定結果
を得ることができる。又、試料セルの位置の異常
を散乱光立体視野角の設定により何等干渉を伴わ
ずに検出することが出来、これによつて非常に再
現性の良いデータを得ることができる。

以下に本発明の実施態様を列記する。

(1) レーザー光だけを通過させるための遮光ピン
ホール及びレーザー光を試料セルに集光して照
射するための反射鏡を含む照射系と試料セルか
らの散乱光の立体視野角の範囲を限定する散乱
光視野角決定装置、該装置により視野角を限定
された散乱光を集光するレンズ、及び散乱光だ
けを通過させるスリツト、散乱光を検出する検
出器を具備するレーザー・ネフエロメーターに
おいて、立体視野角の範囲を限定する角度が連
続的に可変であることを特徴とするレーザー抗
原抗体反応生成物定量装置 (2) 立体視野角の範囲を連続可変に限定する装置
は対をなす板よりなり、一方は散乱光が透過す
ることが可能となる様に円状部分が切りぬか
れ、他方は該円状より直径の小なる円状を形成
して散乱光を遮光し、この対をなす板の距離を
変化させることにより立体視野角を限定するこ
とを特徴とする実施態様(1)に記載された装置 (3) 前記対をなす板の円状の各々の直径の大きさ
を連続可変により立体視野角の範囲を限定するこ
とを特徴とすることを特徴とする実施態様(1)に記
載された装置 (4) 試料セルが正常か異常かの位置にあるか及び
セルの照射光の光透過部に傷又はゴミ等の有無
を検出する手段を有することを特徴とする抗原
抗体反応生成物定量装置 (5) 試料セル位置異常を検知するため、試料セル
通過後の照射光の一部を鏡により第２の検知器
に導き第２の検知器に光が来ない場合、セル位
置異常及びセルの光透過部に傷又はゴミがある
ことを検知する手段を有する、又は正常時試料
セル通過後の励起光を第２の検知器に隣接した
鏡又は遮光板に導きセル位置異常時及びセルの
光透過部に傷又はゴミがあるとき該鏡又は遮光
板よりはずれた光が検知器に入りセル位置異常
及びセルの光透過部に傷又はゴミがあることを
検知することを特徴とする実施態様(5)に記載さ
れた装置

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体の概略説明図、第２
図は２つの散乱視野角決定スリツト板の要部の拡
大図、第３図は出力表示装置に於けるデータ処理
部のブロツク図、第４図及び第５図は２つの散乱
光視野角決定スリツト板の正面図、第６図は散乱
光視野角決定スリツト板の一使用例を示す図、第
７図は散乱光視野角決定スリツト板の他の使用例
を示す図、第８図及び第９図は２７の散乱光視野
角決定スリツト板の正面図で別の実施例を示して
ある。第１０図及び第１１図は２つの散乱光視野
角決定部材の正面図で更に別の実施例を示してあ
る。第１２図及び第１３図は２つの散乱光視野角
決定スリツト部材の正面図で他の実施例を示して
ある。 １……レーザー、６……ビームスプリツター、
１１，１２，１１Ａ，１２Ａ……散乱光視野角決
定スリツト板、１７……反射鏡、１９……光検出
器、４０，４１……散乱光視野角決定部材、４
４，４５……散乱光視野角決定スリツト部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザー発振光を試料セル９に入射せしめる
   と共に該試料セル９より射出する散乱光の立体視
   野角の角度範囲を、一対の散乱光視野角決定要素
   としての夫々光軸方向に相対距離を連続的に可変
   可能にした処の一方が円形とリング状の透光部分
   より成り他方がリング状の透光部分より成る一対
   のスリツト板１１，１２，１１Ａ，１２Ａ又は光
   軸方向には移動せず夫々固定した位置で一方が光
   を透過させる部分４６の径が絞り羽根４７によつ
   て可変できるようにしたスリツト部材４４と他方
   が光を遮へいする部分４８の径を可変できるよう
   にしたスリツト部材４５との組合せにより規制す
   ると共に前記一対の散乱光視野角決定要素間の光
   軸上に反射鏡１０を配設して前記試料セル９を透
   過射出する非散乱光の一部を該反射鏡１０により
   反射せしめる一方、反射鏡１０の反射光軸上に他
   の反射鏡１７又は遮へい物を配置し更にこの後方
   に該反射鏡１７又は遮へい物よりも広い受光面積
   を有する光検出器１９を配設し、該反射鏡１７又
   は遮へい物より食み出た光を前記光検出器１９に
   入射せしめ、試料セルの位置付けの異常及び試料
   セルの照射光の透過部の傷又はゴミ等の有無を検
   出するレーザー光を利用した抗原抗体反応生成物
   定量装置。