JPS649572B2 - - Google Patents

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JPS649572B2
JPS649572B2 JP55158665A JP15866580A JPS649572B2 JP S649572 B2 JPS649572 B2 JP S649572B2 JP 55158665 A JP55158665 A JP 55158665A JP 15866580 A JP15866580 A JP 15866580A JP S649572 B2 JPS649572 B2 JP S649572B2
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reaction
sample
reagent
photometry
sample liquid
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Yoshiteru Furuta
Yasushi Nomura
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
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  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、反応速度測定による分析方法および
装置に係り、特に液体試料を試薬添加して化学反
応を生ぜしめ、その反応の速さを測定して試料中
の成分を分析するに好適な分析方法および装置に
関する。
従来の反応速度測定法による分析方法および自
動分析装置では全試薬の添加後でのみ反応液の吸
光度を計測してた。又反応速度測定法では吸光度
の単位時間あたりの変化量を計測するため、原理
的に、非常な高単位試料では反応が非常な速さで
進み、実際に測定できるタイミングではすでに原
料である基質がなくなつていて吸光度の変化量は
なくなり低単位の試料と同じ分析値が得られる。
このため反応速度測定法では反応限界レベルを吸
光度の単位で設定して基質濃度があるレベルより
下つたとき、すなわち反応液の吸光度があるレベ
ルより下つたとき、警報マークを表示させて当該
試料が高単位で測定不能であるという情報を表示
させる必要があつた。しかしこの警報方式を完全
に機能させるには前記基質濃度と反応液の吸光度
が一定の関係式になければならない。しかし反応
液の吸光度は試薬に由来する部分と試料に由来す
る部分との和と考えられる。試薬に由来する部分
は試薬組成により決まり、一定の組成を用いるか
ぎり同一である。しかし試料に由来する部分は試
料により可変であり試料ごとに種々の値をもつ。
しかるに従来の方法では全試薬を添加後、反応が
開始された後で測定していたので個々の試料に由
来する吸光度は得られず、そのため試料分をだい
たい見積り、反応限界レベルを全試料一律に設定
していた。この方法では予想をこえた高い吸収の
ある試料のとき警報が機能しないという欠点があ
つた。例えば病院の検査室で一般に広く行われて
いる血清中のグルタミン、オキザロ酢酸トランス
アミナーゼ（以下GOTと略称する）分析は次の
(1)式(2)式の様に進む。
Ｌ−アスパラギン酸＋α−ケトグルタル酸GOT ――――→ オキザロ酢酸＋グルタミン酸 (1)式 オキザロ酢酸＋NADHMDH ―――→ リンゴ酸＋NAD (2)式 ここで340nｍの波長で吸光度を測定すると、
NADHの変化量が計測でき、したがつて(2)式に
共えきしたGOT反応(1)式の速さが測定できる。
尚、 MDH＝リンゴ酸脱水素酵素 NADH＝還元型ニコチンアミドジヌクレオチド NAD＝ニコチンアミドジヌクレオチド である。
この様に340nｍでNADHの変化量を測定して
分析する検査項目で病院の臨床検査で一般に行わ
れているものにはアミラーゼ、クレアチニンホス
フオキナーゼ、グルコース、グルタミン酸ピルビ
ン酸トランスアミナーゼ、オキシ酪酸脱水素酵
素、乳酸脱水素酵素、中性脂肪、尿素窒素等があ
る。しかるに病院の検査室でこれらの検査項目の
試料である血清は340nｍである程度の吸収をも
つ。第４図はある病院における患者血清200人の
血清13倍希釈液の吸収の分布を示したものであ
る。この様に340nｍの吸光度は患者個々により
大きな偏差をもつ。この差は基質濃度と吸光度の
関係式をそこなうものである。このため従来の患
者血清の吸光度のばらつきが無視できるとした反
応限界レベルの設定法では、時に警報が機能しな
いという欠点があつた。
本発明は上述したような点に鑑みてなされたも
のであり、反応の開始前に試料個々の吸収を測定
し試料ごとに反応限界レベルを自動的に設定し、
正確度のよい測定値を得る方法および装置に関す
る。
本発明の特徴は、分析の目的に使用する反応開
始させる前に試料ごとにその吸光度を計測する段
階を設け、試薬組成による反応限界吸光度レベル
に試料ごとに前記試料単独の吸光度を加えて、反
応限界レベルを試料ごとに自動的に正確に設定す
るにある。
以下本発明に基づく実施例を説明する。
第１図において、サンプラー１０は試料テーブ
ル１１と、イオン分析槽１５と、これらを回転さ
せる駆動部を備えている。試料テーブル１１に
は、外周側の複数の孔に分析すべき試料を装填し
た普通試料容器列１２と、内周側の複数の孔に緊
急検査用試料や標準試料を装填配列した特殊試料
容器列１３が形成されており、これらの試料容器
は必要に応じて試料吸入位置44および44′に回転
移送される。試料テーブル１１の内側には回転可
能なイオン分析槽１５があり、内部にナトリウム
イオン用、カリウムイオン用、塩素イオン用等の
複数のイオン選択電極１６と、比較電極１７とが
延在されている。これらの電極は図示しないサン
プリング機構によつて、試料容器列からサンプリ
ングされた試料が分析槽１５内に導入され、希釈
液によつて希釈されたときに、その液に浸漬され
る状態になるよう調節される。
反応部２０は、ドーナツ状の恒温通路２３とそ
の上に配設された反応テーブル２１を備えてお
り、反応テーブル２１の高さ位置は、試料テーブ
ル１１とほぼ同じである。恒温通路２３は恒温浴
槽からなり、恒温水供給部２９から恒温液を循環
される。反応テーブル２１には多数の孔があり、
それらの孔に角形透明セルからなる反応容器２２
が装填され、反応容器列を形成する。反応容器の
下部は恒温液に浸される。
図示しない駆動機構によつて連続的および間欠
的に回転される反応テーブル２１の内側には光源
２５があり、光源２５からの光束２６は恒温通路
２３内の反応容器２２を通過して光度計２７に導
かれ、光度計２７内で回折格子によつて光分散さ
れた後、特定の波長光が光検知器を介して取り出
される。反応容器２２内の内容物は撹拌機２８に
よつて撹拌される。
反応容器列上には純水吐出管および液体吸出管
をそれぞれ複数備えた洗浄機２４があり、反応テ
ーブル２１の停止時にこれらの管が反応容器内に
挿入されて洗浄操作が行なわれる。
サンプリング機構４０は、試料吸排管４１を保
持した回転腕と、この回転腕の上下機構と、サン
プル用ピペツタ４２を備えており、試料吸排管４
１を試料吸入位置44および44′と、試料吐出位置
45の間に移動し得、各位置において試料吸排管を
上下動し得る。
試薬液貯留部３０は、反応部２０と近接して配
置され、試薬液容器３１，３１′の高さ位置は反
応テーブル２１とほぼ同じにされる。貯留部３０
は冷蔵庫から成り、内部に直方体形状の試薬液容
器３１，３１′が直列に２列並べられている。各
試薬液容器３１は分析項目に応じて準備される。
各容器３１，３１′には開口３２，３２′がある
が、これらの開口は、反応容器２２の列との関係
で、特定位置に向かつて直列に並べられている。
試薬用ピペツタ３５は、図示しないレール上を移
送される試薬ピペツテイング部３６，３７を備え
ており、これらのピペツテイング部３６，３７に
は試薬吸排管３８，３９が取り付けられている。
これらの試薬吸排管３８と３９は、それぞれ独立
に往復移動される。試薬吸排管３８は開口３２の
列に沿つて移動され、試薬吐出位置46まで移動さ
れる。試薬吸排管３９は開口３２′の列に沿つて
移動され、試薬吐出位置47まで移動される。試薬
液容器３１の列と３１′の列は平行に配列され、
開口３２と３２′の列も平行に配列されている。
試薬液槽３１，３１′は直方体であるので、極め
て密に隣接して多数並べることができる。試薬吸
排管３８，３９は分析項目に応じて適切な試薬液
槽３１，３１′の開口上に停止され、下降して試
薬液を吸入保持し、上昇後、保持した試薬液を反
応管２２内に吐出し得る。この動作制御はマイク
ロコンピユータ５１により行なう。ピペツタ３５
は周知のシリンジ機構を備えている。
分析すべき試料を載置した試料テーブル１１を
サンプラー１０に設置して、操作パネル５２のス
タートボタンを押すと、分析装置の動作が開始さ
れる。サンプリング機構４０の試料吸排管４１
が、試料吸入位置44または44′から試料を吸入保
持し、試料吐出位置45に保持試料を吐出すると、
反応容器２２の列は光束２６を横切るように移送
され、反応テーブル２１が１回転と１ステツプし
て試料を受入れた反応容器の次の反応容器が試料
吐出位置45に位置づけられる。このサンプリング
動作は連続的にくり返される。反応テーブル２１
が停止している間に、撹拌機２８の撹拌棒や洗浄
機２４の各管等が、それぞれ所定位置の反応容器
内に挿入され、必要な動作がなされる。
反応テーブル２１が停止している間に、試薬吐
出位置46および47の位置で反応容器に試薬が添加
され、呈色反応が開始される。反応のための試薬
が１種類で済む分析項目に対しては、試薬ピペツ
テイング部３７だけによつて吐出位置47の反応容
器に試薬を添加する。反応テーブル２１上には
種々の分析項目用の試料を並べることができる。
１つのやり方は、１つの試料を分析項目の数だけ
反応容器に分配したあと、次の試料も同様にして
複数の反応容器例えば20個の反応容器に分配し、
各分析項目に対応した試薬を試薬ピペツテイング
部３６，３７によつて必要な反応容器に添加する
ものである。
試薬ピペツテイング部３６，３７はそれぞれレ
ールに垂下されており、レールに沿つて移動する
が、これらは、レールとともに上下動することが
できる。試薬吸排管３８，３９は各試薬液槽の開
口３２，３２′の位置に必要に応じて停止し得る。
ピペツテイング部３６，３７の駆動部の動作はマ
イクロコンピユータ５１によつて制御される。吐
出位置46、47に来た試料の分析項目に対応する試
薬が試薬ピペツテイング部３６，３７によつて選
択され、対応する試薬液槽３１，３１′の上で吸
排管３８，３９が一旦停止する。続いてピペツテ
イング部３６，３７が下降して試薬用ピペツタ３
５の動作により、吸排管３８，３９内に所定量の
試薬液を吸入保持した後ピペツテイング部３６，
３７を上昇し、吸排管３８，３９を試薬吐出位置
46、47まで水平移動して、対応する反応容器内へ
吸排管内に保持していた試薬液を吐出する。
反応容器内の試料は、反応テーブル２１がサン
プリング動作の都度回転されるから、サンプリン
グ動作にともなつて光束２６を横切り、呈色状態
を観測できる。つまり、反応容器が洗浄機２４の
位置に達するまでの間複数回にわたつて同じ試料
について光学的特性が観測される。
光度計２７の光電検出器によつて受光された光
は、図示しない波長選択回路により分析項目に応
じた必要な波長が選択され、透過光強度に応じた
大きさの信号が対数変換器５３に導かれる。アナ
ログ信号はその後Ａ／Ｄ変換器５４によつてデイ
ジタル信号に変換され、インターフエース５０を
介してマイクロコンピユータ５１に導かれ、必要
な演算が行なわれ、結果がメモリに記憶される。
特定分析項目についての複数回にわたる測光動作
のすべてが終了したとき、複数回の測光データが
比較され、必要な演算がなされて、当該分析項目
の濃度値がプリンタ５５に印字される。CRT５
６は、分析結果や統計データを表示できる。
本実施例では、比色法による分析および反応速
度法による分析を行なえる。図示していないが、
試料テーブル１１および試薬液貯留部３０の付近
には吸排管洗浄部が配置されている。反応容器の
移送路となる恒温槽２３は、25〜37℃の一定温度
に維持される。この実施例では装置の分析動作条
件がカセツトテープに記憶され、このカセツトテ
ープを読ませて試薬液槽を交換すれば分析項目を
変更できる。試薬交換時に流路系の洗浄をする必
要がなくなる。CRTと項目キー、プロフアイル
キーおよびテンキーにより、分析項目および項目
別分析条件の入力を行なうことができる。
次に本発明に基づく実施例として、血清中のグ
ルタミン酸オキザロ酢酸トランスアミナーゼ
（GOT）の分析の例について説明する。第２図は
GOT分析の試料液の吸光度と時間の関係を図示
したものである。時間０点で試料20μl、
H2O300μlを加え、20秒後に試料液の吸光度を測
定し、試料の吸光度レベル（Ls）を得る。つづ
いて５分後にＬ−アスパラギン酸、リンゴ酸酸脱
水素酵素、NADH、α−ケトグルタル酸、リン
酸緩衝済等から成るGOT測定用試薬200μl試料液
に加え、GOT反応を開始させる。ここで反応限
界レベル（Ｌ）が前記試料の吸光度レベルLsと
試薬組成により固有の前もつてプログラムされた
試薬レベルLRから次式により自動的に設定され
る。
Ｌ＝LR＋SV＋R1／SV＋R1＋R2×Ls ここで SV：試料量20μ R1：H2O量300μ R2：GOT試薬量200μ そして反応の過程が反応限界レベルに到達する
時点までかあるいは到達しない場合は一定時間、
例えば５分間、追跡され、反応速度（ΔABS／
分）が計測され、このデータから目的成分の活性
値又は濃度値が処定の計算式により導かれる。こ
こで前記処定の計算式とは、標準液の測定により
得られる検量線の式あるいは酵素活性値の定義か
ら得られる計算式である。
第３図は第２図の実施例の動作を示すフローチ
ヤート例である。
本発明は、前記試料の吸光度レベル（LS）を測
るために試料に加える液を第２図に実施例のごと
くH2Oに限定するものではない。計測するのに
十分な試料量が設定できる分析項目ではH2Oを
加えなくてもよい。又第２図の実施例でH2Oの
かわりにGOT反応に関係する試薬を加えてもよ
い。すなわち、H2Oのかわりに第一試薬として、
Ｌ−アスパラギン酸、リンゴ酸脱水素酵素、
NADH、リン酸緩衝剤等からなる試薬を加え、
第２試薬として５分後にα−ケトグルタル酸を加
えて、GOT反応を開始させてもよい。この場合
試料の吸光度レベル（LS）は、はじめに第一試薬
のみの吸光度（LB）を求め、記憶させておき次
に試料ごとに試料と第一試薬の混合物の吸光度
（LM）を求めて次式により決めることができる。
LS＝LM−LB 以上説明したように、本発明によれば試料ごと
に正確な反応限界レベルを自動的に設定すること
ができるので、反応速度測定法による分析におい
て正確度の高い分析値が得られるという効果がも
たらされる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す
図、第２図は試料及び試薬の添加と反応の展開を
示す説明するための図、第３図は第１の実施例の
動作の流れ図、第４図は人血清の吸光度の分布を
示す図である。 １０……サンプラー、１１……試料テーブル、
２０……反応部、２１……反応テーブル、２２…
…反応容器、２７……光度計、３０……試薬液貯
留部、３１，３１′……試薬液槽、３６，３７…
…試薬ピペツテイング部、４０……サンプリング
機構、５５……プリンタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 試料に試薬を加えて化学反応を生ぜしめ、そ
    の反応の速さを測定することにより、試料中に含
    まれる当該反応にかかわる酵素や基質等の成分を
    定量するレート分析法において、試料と第１の試
    薬を混合する段階と、その混合液を第１の測光位
    置に位置づける段階と、上記第１の測光位置に位
    置づけられた試料液の吸光度を測定する第１の測
    光段階と、上記第１の試薬が混合された試料液に
    定量を目的とする化学反応を生ぜしめる第２の試
    薬を混合する段階と上記第２の試薬によつて反応
    を開始した試料液を、第２の測光位置に位置づけ
    る段階と、上記第２の測光位置に位置づけられた
    試料液に対し、上記第２の試薬により開始した反
    応の速度を求めるための試料液の吸光度を複数回
    測定する第２の測光段階と上記第１の測光段階の
    測光情報に基づいて、反応限界レベルを求める段
    階と、上記第２の測光段階の測光情報のうち上記
    反応限界レベルをオーバしたデータを棄却する段
    階と反応限界レベルをこえなかつた残りの上記第
    ２の測光情報に基づいて試料中の成分の含有量を
    求める段階とを含んだ反応限界自動設定付分析方
    法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の分析方法におい
    て、上記第１の測光段階および第２の測光段階の
    試料液の吸光度の測定は、同じ光度計で行うこと
    を特徴とする反応限界自動設定付分析方法。 ３ 試料液の光学特性を測定するための第１およ
    び第２の測光タイミングと上記第１および第２の
    測光タイミングに試料液を順次位置づけるために
    上記試料液を移送する手段と、上記試料液が上記
    第１の測光タイミングのために測光部に位置づけ
    られる前に、試料の状態を計測するための第１の
    試薬を上記試料液に添加する手段と、上記第１の
    測光タイミングのあと、第２の測光タイミングの
    前に、上記試料液中の目的成分と反応する第２の
    試薬を上記試料液に添加する手段と、上記第１の
    測光タイミングの測光情報に基づいて反応限界レ
    ベルを演算し、上記第２の測光タイミングのうち
    上記反応限界レベルをこえたデータを棄却し、残
    つたデータに基づいて分析値を演算する信号処理
    手段と、上記信号処理手段によつて得られた分析
    値を表示する表示手段とを備えた反応限界自動設
    定付自動分析装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の分析装置におい
    て、上記反応限界レベルは試料液自身の吸光度と
    試薬の組成から導きうる一定の数の和であること
    を特徴とする反応限界自動設定付自動分析装置。
JP55158665A 1980-11-10 1980-11-10 Method and device for analysis with automatic setting of reaction limit Granted JPS5782753A (en)

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US06/319,033 US4612289A (en) 1980-11-10 1981-11-06 Method for analyzing liquid sample
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JPS5782753A JPS5782753A (en) 1982-05-24
JPS649572B2 true JPS649572B2 (ja) 1989-02-17

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JP (1) JPS5782753A (ja)
DE (1) DE3144474C2 (ja)

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