WO2009123069A1 - 校正試薬の調整方法、校正試薬、およびこの校正試薬を用いた血液成分測定装置の校正方法 - Google Patents

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wavelength
calibration reagent
dye
reagent
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安祐実 熊谷
靖 長澤
栄次 有田
中村 寿久
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テルモ株式会社
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274Calibration, base line adjustment, drift correction
    • G01N21/278Constitution of standards
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/96Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood or serum control standard

Definitions

  • the present invention reacts a blood component with a color reagent and optically measures the color (for example, the concentration of the blood component is measured using a test paper carrying a color reagent that reacts with the blood component)
  • the present invention relates to a calibration reagent adjustment method used for calibrating a measurement apparatus, a calibration reagent, and a blood component measurement apparatus calibration method using the calibration reagent.
  • a method for measuring a specific component in blood there is a method in which blood is contained in a test paper impregnated with a coloring reagent that reacts with the specific component to develop a color, and the degree of coloration of the coloring reagent is measured. Then, using this method, there is a blood component measuring apparatus that applies light of a specific wavelength to a test paper containing a coloring reagent and detects or calibrates a specific component that is a specific target from the reflected intensity of the light (for example, a special component). No. 2004-347436).
  • This problem is basically that when blood is absorbed into a test paper containing a coloring reagent, blood color is accompanied with coloration by a specific component, but in the case of a calibration reagent, since there is no color due to blood, the coloring reagent This is because the value is shifted by the amount of blood color in the same measurement algorithm.
  • an object of the present invention is to provide a calibration reagent adjustment method capable of calibrating a measuring apparatus that measures a color in which the color of blood is mixed with the color developed by a color developing reagent by components in blood. That is.
  • Another object of the present invention is to provide a calibration reagent that can calibrate a measuring apparatus that measures the color of blood and the color of a color-developing reagent that is colored by components in the blood. .
  • Still another object of the present invention is to provide a blood component using a calibration reagent capable of calibrating a measuring device that measures the color of blood in a state where the color of the color-developing reagent is mixed with the component in the blood. It is to provide a calibration method for a measuring device.
  • the present inventors tried to make the color of the calibration dye resemble blood by adding a dye to the calibration reagent. By applying such a device, it was possible to solve the above-described problems to some extent. However, it has been found that the separately added dye has another problem because it has physical characteristics different from those of blood components.
  • the measurement device is generally programmed with a temperature correction algorithm for correcting variations in measured values due to temperature conditions when measuring a specific component (for example, glucose) in a blood sample using the measurement device. ing.
  • the purpose of this is to correct the variation in the measured value by the measuring device when the temperature condition at the time of measurement changes (usually, the measured value tends to increase as the measured temperature rises).
  • the above-described dye added separately for the purpose of making the color of the calibration reagent similar to the blood color does not show the same temperature characteristics as blood. Therefore, if an algorithm programmed for blood is applied to the calibration reagent to calibrate the measuring device, accurate calibration is performed due to the difference in temperature characteristics between blood and the dye in the calibration reagent. It turned out that there was a problem of not.
  • Still another object of the present invention is to provide a calibration reagent adjustment method capable of accurately calibrating the measuring apparatus even when the temperature condition during measurement changes.
  • Still another object of the present invention is to provide a calibration reagent that can accurately calibrate the measuring apparatus even when the temperature condition during measurement changes.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for calibrating a blood component measuring apparatus using a calibration reagent that can accurately calibrate the measuring apparatus even when the temperature conditions at the time of measurement change. is there.
  • a method for adjusting a calibration reagent used for calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures a blood component, wherein two or more different dyes are used so that the property of the calibration reagent approaches that of blood A method for adjusting a calibration reagent, wherein the calibration reagent is adjusted in combination.
  • a method for adjusting a calibration reagent used for calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures a blood component, and emitting light having a nominal wavelength of a light emitting element used in the blood component measuring apparatus as a central value
  • a combination of a first dye and a second dye having different absorption spectrum slopes in a wavelength range of at least half-width of the spectrum, and the combined absorption spectrum shape in the wavelength range is the absorption of blood in the wavelength range.
  • the first dye has an absorption spectrum having a higher absorbance on the longer wavelength side than the short wavelength side than the nominal wavelength
  • the second dye has an absorption spectrum on the shorter wavelength side than the long wavelength side than the nominal wavelength.
  • the first dye has an absorption spectrum peak in a wavelength range from 610 nm to less than 700 nm
  • the second dye has an absorption spectrum peak in a wavelength range from 560 nm to less than 610 nm.
  • a method for adjusting a calibration reagent used in calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures blood components using a test paper, wherein the calibration reagent is spotted on one side of the test paper.
  • the change tendency based on the measurement temperature of the reflected absorbance is the reflected absorbance when measured by spotting blood instead of the calibration reagent.
  • a calibration reagent adjustment method comprising adjusting two or more different dyes in combination so as to have the same change tendency based on a measurement temperature.
  • the two or more dyes are centered on the nominal wavelength when the central value of the half-value width of the emission spectrum of the light emitting element is placed at the nominal wavelength of the light emitting element used in the blood component measuring apparatus.
  • the inclination tendency of the reflected absorbance spectrum is within the wavelength range by selecting and combining two or more dyes having different slopes of the reflected absorbance spectrum within the wavelength range of the half width.
  • the two or more dyes are selected from one or more dyes selected from a dye group having a maximum absorption wavelength on the shorter wavelength side than 610 nm and a dye group having a maximum absorption wavelength on the longer wavelength side from 610 nm
  • the two or more dyes include 6-amino-4-hydroxy-5 ((4-nitro-2-sulfophenyl) azo) -2-naphthalenesulfonic acid and alphazurin A.
  • a method for adjusting a calibration reagent used for calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures a blood component using a test paper, the center being a nominal wavelength of a light emitting element used in the blood component measuring apparatus
  • the shape of the combined absorption spectrum in the wavelength range is within the wavelength range.
  • a calibration reagent for use in calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures a blood component, the blood component having a known component amount, and two or more different dyes, A calibration reagent, wherein two or more dyes are combined so that the property of the calibration reagent approaches that of blood.
  • a calibration reagent for use in calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures blood components, the blood component having a known component amount, and a nominal light emitting element used in the blood component measuring apparatus
  • the first dye and the second dye In the wavelength range of at least half bandwidth of the emission spectrum centered on the wavelength, the first dye and the second dye have different slopes of the absorption spectrum, and the shape of the combined absorption spectrum in the wavelength range is:
  • a calibration reagent adjusted to have the same shape as the absorption spectrum of blood within the wavelength range.
  • the first dye has an absorption spectrum with a higher absorbance on the longer wavelength side than the short wavelength side
  • the second dye has an absorption spectrum with a higher absorbance on the shorter wavelength side than the long wavelength side than the nominal wavelength.
  • the first dye has an absorption spectrum peak in a wavelength range from 610 nm to less than 700 nm
  • the second dye has an absorption spectrum peak in a wavelength range from 560 nm to less than 610 nm.
  • the calibration reagent according to any one of (13) to (15) above.
  • a calibration reagent used for calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures a blood component using a test paper, the blood component having a known component amount and one surface of the test paper
  • the calibration reagent is spotted and the other surface is irradiated with light of a predetermined wavelength and the reflected absorbance is measured, the change tendency based on the measurement temperature of the reflected absorbance is spotted with blood instead of the calibration reagent.
  • a calibration reagent comprising two or more different dyes combined so as to have the same change tendency based on a measurement temperature of reflected absorbance when measured.
  • the two or more dyes are selected from one or more dyes selected from a dye group having a maximum absorption wavelength on the shorter wavelength side than 610 nm and a dye group having a maximum absorption wavelength on the longer wavelength side from 610 nm
  • the two or more dyes include 6-amino-4-hydroxy-5 ((4-nitro-2-sulfophenyl) azo) -2-naphthalenesulfonic acid and alphazurin A, The calibration reagent according to (18) above.
  • a calibration reagent for use in calibrating a blood component measuring apparatus that optically measures a blood component using a test paper, and is used for a blood component whose component amount is known and the blood component measuring apparatus
  • a combined absorption spectrum having a first dye and a second dye having different absorption spectrum slopes in a wavelength range of at least a half-value width of an emission spectrum centered on a nominal wavelength of the light emitting element.
  • the calibration reagent is spotted on one side of the test paper, and the other side is irradiated with light of a predetermined wavelength so that the shape of the blood is the same as the shape of the absorption spectrum of blood in the wavelength range.
  • the change tendency based on the measurement temperature of the reflection absorbance when the reflection absorbance is measured is the change trend based on the measurement temperature of the reflection absorbance when the measurement is performed by spotting blood instead of the calibration reagent.
  • the calibration reagent To be the same as, and characterized in that said first dye and the second dye are combined, the calibration reagent.
  • a calibration method for a blood component measuring apparatus for optically measuring a blood component wherein the calibration reagent according to any one of (12) to (16) is used, and the calibration reagent is used as the blood component
  • a method for calibrating a blood component measuring device characterized in that it is applied to a measuring device to obtain a measured value, and whether or not the measured value is within an allowable range set from a known component amount of the calibration reagent .
  • a method for calibrating a blood component measuring apparatus for optically measuring a blood component using a test paper, the calibration using the calibration reagent according to any one of (17) to (20) above A blood component characterized by applying a reagent to the blood component measuring device to determine a measured value and determining whether the measured value is within an allowable range set from a known component amount of the calibration reagent Calibration method for measuring equipment.
  • the present invention has the following effects.
  • the calibration reagent is adjusted by combining two or more different dyes so that the property of the calibration reagent approaches that of blood, the color of the blood and the components in the blood As a result, the color of the calibration reagent for calibrating the apparatus for measuring the color in a state where the color developed by the coloring reagent is mixed can be easily adjusted.
  • the wavelength range of the half value width is centered on the nominal wavelength in the emission spectrum of the light emitting element used for measurement. Because it has the same inclination as the absorption spectrum of blood, the color of the calibration reagent that calibrates the device that measures the color in which the color of the blood and the color developed by the components in the blood are mixed Can be adjusted easily. Moreover, the color adjustment range is at least within the wavelength range of the half-value width centering on the maximum emission wavelength in the emission spectrum of the light emitting element, so that it can be made to resemble blood color sufficiently in the wavelength range with only two dyes. Can do it.
  • the first dye having an absorption spectrum peak in the wavelength range from 610 nm to less than 700 nm is used, and the second dye is in the wavelength range from 560 nm to less than 610 nm.
  • the amount of the first dye is increased and the spectrum on the short wavelength side is used. If the amount of the second dye is increased, the absorption spectrum of the calibration reagent can be easily adjusted.
  • the color of the calibration reagent can sufficiently resemble the blood color. .
  • the same inclination tendency as the absorption spectrum of blood in at least a half-width wavelength range centering on the nominal wavelength in the emission spectrum of the light emitting element used for measurement since it is a calibration reagent adjusted using two dyes, it is only for the calibration reagent to calibrate a device that measures the color in which blood color and color based on blood components are mixed.
  • the calibration operation can be executed in the same manner as the measurement of the blood sample without using the calibration curve.
  • the light emitting element whose nominal wavelength is set as 610 nm is used. If the maximum emission wavelength of the light emitting element varies within this range, the apparatus can be calibrated without considering the variation.
  • the first dye is used having an absorption spectrum peak in the wavelength range of 610 nm to less than 700 nm
  • the second dye is in the wavelength range of 560 nm to less than 610 nm. Therefore, the calibration reagent has a tendency that the absorption spectrum of blood is inclined on both the long wavelength side and the short wavelength side around the wavelength of 610 nm in the wavelength range of 560 to 700 nm.
  • a calibration curve dedicated to a calibration reagent is used to calibrate an apparatus for measuring a color in which blood color and color based on components in blood are mixed.
  • Calibration reagent that can perform calibration operation in the same way as blood sample measurement and can accurately calibrate the measuring device even when the temperature condition during measurement changes Can be done.
  • a plurality of light emitting elements can be obtained by setting the measurement wavelength at the time of calibration to a wavelength used for measurement of an actual blood sample (a wavelength based on a coloring reagent that reacts with a blood component). There is no need to provide a measurement algorithm for blood.
  • measurement can be performed with a calibration reagent in the same manner as blood without providing a calibration curve and a measurement mode dedicated to the calibration reagent.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining individual differences in emission spectra of light emitting diodes. It is a graph which shows the absorption spectrum of the coloring by a coloring reagent when adding a known amount of glucose to blood and a non-coloring calibration reagent, respectively, and measuring. It is a figure which shows the absorption spectrum of erioglaucine. It is a figure which shows the absorption spectrum of alphazurin A. It is a figure which shows the absorption spectrum of amaranth. It is a figure which shows the absorption spectrum of the pigment
  • FIG. 6 is a graph showing the reflectance spectra of Example 1-1 and Comparative Example 1.
  • 2 is a graph showing absorption spectra of Example 1-1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 9A is a graph in which the emission spectrum of the light emitting element is superimposed on FIG. 9A.
  • 9B is a graph in which the emission spectrum of the light emitting element is superimposed on FIG. 9B.
  • FIG. 3 is a diagram in which the absorption spectra of Example 1-1 and Comparative Example 1 are superimposed on the absorption spectra of erioglaucine (ER) and amaranth (AM), respectively.
  • ER erioglaucine
  • AM amaranth
  • FIG. 12B is a graph in which the emission spectrum of the light emitting element is superimposed on FIG. 12A.
  • 12B is a graph in which the emission spectrum of the light emitting element is superimposed on FIG. 12B.
  • FIG. 2 is a diagram in which the absorption spectra of Example 1-2 and Comparative Example 1 are superimposed on the absorption spectra of Alphazurin (AL) and Dye A, respectively. It is a graph which shows by overlapping the reflection absorbance spectrum at the time of changing the temperature at the time of measurement into 10 degreeC, 15 degreeC, 20 degreeC, 25 degreeC, and 30 degreeC using the blood sample containing 180 mg / dL glucose.
  • a calibration reagent to which alphazulin A is added is spotted on a test paper and measured using a spectrometer under various temperature conditions (10 ° C, 15 ° C, 20 ° C, 25 ° C, 30 ° C). It is a graph which shows a reflected absorbance spectrum. Reflection absorbance when a calibration reagent to which dye A is added is spotted on a test paper and measured using a spectrometer under various temperature conditions (10 ° C, 15 ° C, 20 ° C, 25 ° C, 30 ° C). It is a graph which shows a spectrum.
  • the sample is spotted on a test paper using a calibration reagent (Example) to which alphazulin A and dye A are added in combination, and each temperature condition (10 ° C, 15 ° C, 20 ° C, It is a graph which shows a reflected-absorbance spectrum when it measures by 25 degreeC and 30 degreeC). From FIG. 15, 18, 19, and 20, it is the graph which plotted each reflected absorbance in wavelength 610nm with respect to measurement temperature. Perform calibration using a calibration dye to which Alphazurin A alone, Dye A alone, or a combination of Alphazurin A and Dye A is added, and apply a temperature correction algorithm for blood similar to FIG. It is a graph which shows the measured value obtained by this.
  • 100 measuring device body 101 test paper, 102 light emitting element, 103 light receiving element, 111 holder.
  • the calibration reagent provided by the present invention contains a blood component whose component amount is known and two or more different dyes. In the calibration reagent, the two or more dyes are combined so that the properties of the calibration reagent are close to those of blood.
  • the two dyes are obtained by placing the center value of the half-value width of the emission spectrum of the light emitting element at the nominal wavelength of the light emitting element used in the blood component measuring apparatus.
  • the first dye having an absorption spectrum with a higher absorbance on the longer wavelength side than the shorter wavelength side than the nominal wavelength of the light emitting element, and on the shorter wavelength side than the nominal wavelength.
  • It is a second dye having an absorption spectrum with a higher absorbance than the long wavelength side.
  • the calibration reagent adjusted with these two dyes has its absorption spectrum within the wavelength range of the half width of the emission spectrum centered on the maximum emission wavelength of the emission spectrum of the light emitting element used in the blood component measuring apparatus. Is the same as the shape of the absorption spectrum of blood.
  • a blood component measuring device (hereinafter also simply referred to as “measuring device”) for measuring a specific component in blood will be described.
  • Examples of the measuring device include a blood glucose measuring device that measures glucose in blood as disclosed in Patent Document 1 described above.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a schematic configuration of the blood glucose measurement device.
  • This blood glucose measuring device has a test paper 101 made of a porous film, a light emitting element 102 that irradiates the test paper 101 with light of a specific wavelength, and a light receiving element 103 that receives the reflected light.
  • the test paper 101 is set in the holder 111.
  • the holder 111 is detachable from the measuring apparatus main body 100.
  • the test paper 101 is impregnated in advance with a coloring reagent that develops color by reacting with glucose.
  • Blood to be measured is absorbed by the test paper 101 through the narrow tube of the holder 111 in a state where the holder 111 is mounted on the measuring apparatus main body 100.
  • the impregnated coloring reagent and glucose react to produce a pigment, and a color having a density corresponding to the glucose concentration is exhibited.
  • the measuring apparatus main body 100 incorporates a microcomputer (not shown), and the microcomputer calculates the glucose concentration by comparing the electric signal from the light receiving element 103 with a calibration curve stored in advance.
  • this measuring device incorporates a display device for displaying the measurement result, an adjuster for adjusting the electric signal amount (gain) from the light receiving element 103, and the like.
  • a wavelength having a characteristic and good quantitative property is selected and used in the reflection absorbance spectrum of the dye formed by the reaction between glucose as a measurement component and the coloring reagent. For this reason, a light emitting diode (LED) that emits light of such a specific wavelength is usually used. Therefore, a calibration curve for determining the glucose concentration from the reflected light intensity (actually the signal voltage from the light receiving element 103) is created based on this specific wavelength.
  • LED light emitting diode
  • the wavelength of the light emitting diode has a bell shape (bell shape) having a certain extent with the nominal wavelength as the maximum emission wavelength (peak).
  • bell shape having a certain extent with the nominal wavelength as the maximum emission wavelength (peak).
  • peak the maximum emission wavelength
  • FIG. 2 is a drawing for explaining individual differences in emission spectra of light emitting diodes and is a diagram showing emission spectra of a plurality of light emitting diodes.
  • the intensity indicates a ratio for each wavelength with respect to the total light amount of the light emitting diode.
  • FIG. 3 is a graph showing absorption spectra measured by adding a known amount of glucose to blood and an uncolored calibration reagent (that is, the present invention is not applied).
  • FIG. 3 shows B1: blood adjusted to glucose 70 mg / dl, S1: uncolored calibration reagent adjusted to glucose 70 mg / dl, B2: blood adjusted to glucose 180 mg / dl, S2: glucose adjusted to 180 mg / dl Each of the uncolored calibration reagents is shown.
  • both high and low glucose concentrations of the uncolored calibration reagent with respect to blood show a lower absorbance than blood on the short wavelength side and a long wavelength side with a wavelength of about 609 nm as a boundary. Absorbance higher than blood.
  • the base absorption spectrum of the calibration reagent is used for the blood color. What is necessary is just to match
  • a large number (three, four, or more) of pigments are required to make the color completely the same, and adjusting the degree of mixing of them is important. very difficult.
  • an absorption spectrum having the same shape as the blood absorption spectrum is obtained only within a predetermined range centered on the wavelength used for measurement. If it is within such a limited range, it can be easily matched by using two dyes if it is easy to match and only shows a similar shape rather than perfectly matching. .
  • the predetermined wavelength range only needs to include the difference (variation) in the emission spectrum due to the individual light emitting elements 102 described above. That is, even if the maximum emission wavelength of the light emitting element 102 varies as long as the absorption spectrum has the same tendency as the blood color within a range in which the maximum emission wavelength of the light emitting element 102 is shifted by the individual light emitting elements 102, No significant measurement difference with blood.
  • the variation of the maximum emission wavelength of the light emitting element 102 is about 600 to 615 nm as described above. Even if the safety factor is taken into consideration for the spread of variation, this range is generally within the range of the half-value width, that is, the wavelength range of 580 to 630 nm from FIG. 2, when the nominal wavelength is 610 nm. I understand that. Therefore, the color of the calibration reagent has at least a half-value width centered on the nominal wavelength when the center value of the half-value width of the emission spectrum of the light-emitting element is placed at the nominal wavelength of the light-emitting element used in the blood component measuring apparatus. Within the wavelength range, an absorption spectrum having the same shape (same tendency) as the blood color may be provided.
  • predetermined range the wavelength range of the half width of the emission spectrum of the light emitting element 102 is referred to as “predetermined range”.
  • Another dye is a second dye having an absorption spectrum with higher absorbance on the shorter wavelength side than on the longer wavelength side than on the longer wavelength side. In other words, the two dyes have different absorption spectrum slopes within a predetermined range.
  • the liquid color By using such two pigments, it is possible to adjust the liquid color to an absorption spectrum showing the same inclination tendency as the blood absorption spectrum within a predetermined range. That is, if the waveform is tilted so as to increase the long wavelength side of the absorption spectrum, the first dye is increased. Conversely, if the waveform is tilted so that the short wavelength side is increased, the second dye is increased. It is. Further, if the overall coloring concentration is to be increased, the concentration of each dye relative to the entire solvent may be increased while maintaining the ratio of the first dye and the second dye having a desired absorption spectrum.
  • the light that affects the reflectance is not in the entire wavelength range of the emission spectrum, but in the range corresponding to the half-value width of the maximum emission wavelength with the strongest emission intensity.
  • the light. Therefore, the measurement error can be sufficiently reduced by setting the range corresponding to the half-value width to the same inclination tendency as the blood absorption spectrum.
  • the same shape means that in the absorption spectrum of blood, for example, in the wavelength range portion where the slope is positive in the long wavelength direction, the slope of the absorption spectrum of the calibration reagent is also positive (and vice versa).
  • the inclination of the calibration reagent is also positive). That is, it can be said that the inclination tendency is the same.
  • Examples of such two pigments include pigments as shown in Table 1. In the table, only the maximum absorption wavelength of each dye is shown, but these dyes are all known dyes, and specific absorption spectra are disclosed in dye catalogs and literature. Examples of literature include Sigma Aldrich Handbook of Stein, Die and Indicator (The Sigma-Aldrich Handbook of Stains, Dies and Indicators), Aldrich Chemical Company (Aldrich Chemical Company 90).
  • 6-amino-4-hydroxy-5 ((4-nitro-2-sulfophenyl) azo)- which is a compound (dye) having a wavelength spectrum similar to the absorption spectrum of nitro red 2-Naphthalenesulfonic acid (6-Amino-4-hydroxy-5 ((4-nitro-2-sulfophenyl) azo) -2-naphthalenesulfonic acid) (CAS No. 106579-09-3) is also effective.
  • This dye is referred to as “Dye A”.
  • the absorption spectrum of this dye A is shown in FIG. 7 (see Examples described later).
  • the absorption spectrum of nitro red is also shown in FIG.
  • the calibration reagent is used to calibrate the blood component measurement device. Then, the blood component measuring apparatus measures the concentration of the blood component using a test paper carrying a color reagent that reacts with the blood component. The details of the apparatus are as described above with reference to FIG. 1, and thus detailed description thereof is omitted here.
  • the calibration reagent of this embodiment contains two dyes in an aqueous solution. These two dyes are reflected when the reflected absorbance is measured by spotting the calibration reagent on one side of the test paper provided in the blood component measuring apparatus described above and irradiating the other side with light of a predetermined wavelength.
  • the change tendency based on the measured temperature is combined so as to be the same as the change tendency based on the measured temperature of the reflected absorbance when the measurement is performed by spotting blood instead of the calibration reagent.
  • FIG. 15 is a graph showing a reflection absorbance spectrum in an overlapping manner when a blood sample containing 180 mg / dL glucose is used and the temperature at the time of measurement is changed to 10 ° C., 15 ° C., 20 ° C., 25 ° C., and 30 ° C. It is.
  • the reflected absorbance of the blood sample tends to shift in the direction in which the absorbance increases as the measurement temperature increases.
  • the mechanism of such temperature-dependent absorbance change is not completely clear, for example, physical properties such as developability, invasiveness, and adsorptivity in the test paper are caused by temperature changes. It is speculated that it may be due to similar changes.
  • FIG. 16 shows the glucose concentration of the blood (blood glucose level: 180 mg / dL) measured under five temperature conditions (12 ° C., 15 ° C., 20 ° C., 25 ° C., 30 ° C.).
  • amending using an algorithm is shown.
  • FIG. 16 it can be seen that the change in the reflected absorbance due to the temperature change shown in FIG. 15 is corrected by the application of the algorithm, and an almost accurate and accurate value is obtained as the measurement value regardless of the temperature change. .
  • FIGS. 17 to 19 show test papers each containing a proofreading reagent to which erioglaucine (FIG. 17), alphazurin A (FIG. 18), or dye A (FIG. 19) is added as a separately added dye. It is the graph which shows the reflected light absorption spectrum of each temperature (10 degreeC, 15 degreeC, 20 degreeC, 25 degreeC, 30 degreeC) which was worn and measured using the spectrometer. As is clear from the comparison between FIG. 17 to FIG. 19 and FIG.
  • the temperature characteristics at a wavelength of 610 nm are as follows for the calibration reagent (FIGS. 17 to 19) and blood (FIG. 15) in which each dye is added alone. Very different. Specifically, in a calibration reagent in which erioglaucine (FIG. 17) and dye A (FIG. 19) are added alone, the reflection absorbance at a wavelength of 610 nm varies from 10 to 30 ° C. in blood (FIG. 15). ) Is larger than In other words, the slope of the graph when temperature is plotted on the horizontal axis and reflection absorbance (610 nm) is plotted on the vertical axis is larger than that of blood in the case of erioglaucine or dye A (FIG. 21).
  • the slope of the reflected absorbance at 10 to 30 ° C. at a wavelength of 610 nm is smaller than that of blood (FIG. 15).
  • the slope of the graph when temperature is plotted on the horizontal axis and reflected absorbance (610 nm) is plotted on the vertical axis is smaller than that of blood in the case of alphazurin A (FIG. 21).
  • the calibration reagent of the present embodiment is an aqueous solution in which two dyes (alphazulin A and dye A) are dissolved, and cannot be achieved by adding a specific dye alone to the calibration reagent.
  • FIG. 20 shows a case where a calibration reagent in which alphazulin A and dye A are added in combination is spotted on a test paper, and each temperature at the time of measurement using a spectrometer (10 ° C., 15 ° C., 20 ° C., It is a graph which shows the reflected light absorption spectrum in 25 degreeC and 30 degreeC.
  • FIG. 21 is a plot of the reflection absorbance at the wavelength of 610 nm in FIGS.
  • near the measurement wavelength means a range of ⁇ 30 nm with respect to the measurement wavelength (for example, 610 nm).
  • the two change tendencies “same” means that graphs of output values with respect to temperature change are aligned in the vicinity of the measurement wavelength.
  • the specific form of two or more different dyes to be included in the calibration reagent may be a combination in which the above two change tendencies are the same, There is no restriction
  • a person skilled in the art can appropriately select a combination of dyes applicable to the present invention with reference to reflection absorbance spectra as shown in FIGS. As a more specific example, first, if the measurement wavelength is 610 nm, two dyes having a maximum absorption wavelength in the vicinity (around) 610 nm are selected.
  • nitro red, dye A, or reactive black having a maximum absorption wavelength on the longer wavelength side than 610 nm, one from erioglaucine or alphazurin A, etc., and having a maximum absorption wavelength on the shorter wavelength side than 610 nm Select another from the above.
  • several patterns (for example, three patterns) of aqueous solutions in which the concentration ratios of the two selected dyes are changed are prepared. For each of them, for example, a method showing a temperature characteristic similar to that of blood may be selected by the method described in the column of Examples described later, and adjustment of the calibration reagent may be completed.
  • a dye is selected such that the inclination tendency of the reflected absorbance spectrum in the vicinity of the measurement wavelength (610 nm) is the same as that of blood under an arbitrary temperature condition as in a more preferable form described later. It is more preferable.
  • dye as shown in Table 1 mentioned above is mentioned, for example.
  • the dye A described above can also be preferably used in this embodiment.
  • the preferred combination of two or more dyes added to the calibration reagent is most preferably a combination of the above-described alphazurin A and nitro red or dye A, but is not limited thereto.
  • the calibration reagent contains two types of dyes, alphazurin A and nitro red or dye A, so that the calibration reagent converts the dye component (blood dye) in the blood.
  • a measurement error caused by not including the correction is corrected. Since this point has been described in detail in the section of the embodiment described above, the description thereof is omitted here.
  • the calibration reagent colored according to the present embodiment is dropped on the test paper 101, and the same measurement operation as normal blood is performed.
  • the measurement may be performed with a measuring device. Then, if the measured value falls within the allowable range set according to the known glucose concentration contained in the calibration reagent, it is determined that the measuring apparatus has no problem in operation. Also, if it does not fall within the permissible range, the measuring device will not be used for measurement or will be calibrated again after adjustment.
  • FIG. 22 shows the result of actually applying the calibration reagent of the present invention to the measuring apparatus.
  • FIG. 22 shows the same temperature correction algorithm for blood as that described above, using a calibration reagent to which alphazurin A alone, dye A alone, or a combination of alphazurin A and dye A is added. It is a graph which shows the measured value obtained by applying.
  • the calibration reagent is spotted on one side of a test paper provided in the blood component measuring apparatus, and the reflected absorbance is measured by irradiating the other side with light of a predetermined wavelength.
  • the graph in the vicinity of the measurement wavelength based on the measurement temperature of the reflected absorbance is well aligned with the graph in the vicinity of the measurement wavelength based on the measurement temperature of the reflection absorbance when measured by spotting blood instead of the calibration reagent. Yes.
  • the present invention is not limited to only a calibration reagent used for such measurement.
  • the calibration reagent of the apparatus used for measuring various blood components such as cholesterol, uric acid, and pyruvic acid can be adjusted.
  • the apparatus for measuring the color development of the test paper as the reflectance using the test paper impregnated with the coloring reagent is exemplified, but the present invention is not limited to this, for example, in a test tube or the like
  • a blood sample can be added to a solution containing a coloring reagent that has been added, and used as a calibration reagent for calibration of an apparatus for measuring the transmission absorbance of a liquid.
  • Example 1 the color of the calibration reagent was adjusted using two dyes, erioglaucine and alphazurin A as the first dye, amaranth and dye A as the second dye, respectively.
  • FIG. 4 is a diagram showing an absorption spectrum of erioglaucine.
  • the absorption spectrum of erioglaucine has a maximum wavelength (in water) of 625 nm.
  • the slope of the absorption spectrum is longer on the longer wavelength side within the wavelength range of about 590 to 630 nm. Will rise.
  • absorbance means transmission absorbance and is expressed as a logarithm of the reciprocal of transmittance.
  • FIG. 5 is a diagram showing an absorption spectrum of alphazulin A.
  • the absorption spectrum of alphazurin A has a maximum wavelength (in water) of 637 nm.
  • the slope of the absorption spectrum is longer on the longer wavelength side within the wavelength range of about 590 to 630 nm. Will rise.
  • FIG. 6 is a diagram showing an absorption spectrum of amaranth.
  • the maximum wavelength (in water) of the amaranth absorption spectrum is 521 nm, and by adding this, the slope of the absorption spectrum increases on the shorter wavelength side within the wavelength range of about 590 to 630 nm. It will be.
  • FIG. 7 is a diagram showing the absorption spectrum of Dye A.
  • the absorption spectrum of Dye A has a maximum wavelength (in water) of 552 nm. By adding this, the slope of the absorption spectrum increases on the shorter wavelength side within the wavelength range of about 590 to 630 nm. Will do.
  • FIGS. 4 to 6 and FIG. 8 The absorption spectra shown in FIGS. 4 to 6 and FIG. 8 are the Sigma-Aldrich Handbook of Stein, Die and Indicator (The Sigma-Aldrich Handbook of Stains, Dies and Indicators), Aldrich Chemical Co. (Aldrich Chemical 19). It is described in.
  • the sample is a blood sample (Comparative Example 1) and a calibration reagent sample (Examples 1-1 and 1-2) colored with two dyes by applying the present invention.
  • the blood sample of Comparative Example 1 is blood separately measured to have a glucose concentration of 167 mg / dl.
  • Examples 1-1 and 1-2 glucose 170 mg / dl was added.
  • a viscosity modifier carboxymethylcellulose (CMC1260, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)
  • pH buffer piperazine-1,4-bis (2-ethanesulfonic acid) ( PIPES, manufactured by Dojindo Laboratories))
  • sodium azide 0.05% by mass is added as a preservative.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were dropped on a test paper impregnated with a coloring reagent, and in a sufficiently colored state (for example, 10 seconds after the sample was dropped), the USB- The reflectance was measured by 2000 (Pj-1181 / Ocean Optics). The absorbance is obtained from this reflectance, and here is a value of 256 / reflectance.
  • the 256 / reflectance is for obtaining the absorbance from the reflectance, but the numerical value is arbitrarily set for convenience and is not defined.
  • the coloring reagent is a mixture of glucose oxidase (GOD), peroxidase (POD), 4-aminoantipyrine, and N-ethyl N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -m-toluidine.
  • FIG. 9A is a graph showing the reflectance spectrum of Example 1-1 and Comparative Example 1
  • FIG. 9B is a diagram showing the absorption spectrum.
  • 10A is a graph in which the reflectance shown in FIG. 9A is superimposed on the reflectance shown in FIG. 9A, and the absorbance shown in FIG. 9B is superimposed on the emission spectrum of the light-emitting element shown in FIG.
  • the right scale indicates the intensity of the emission spectrum.
  • the calibration reagent according to Example 1 has a spectrum of a blood sample (comparative example) in a wavelength range of about 570 to 650 nm including a wavelength of 610 nm characteristic of a generated dye used for measuring glucose concentration. It can be seen that this fits well with 1). That is, the spectrum of Example 1-1 and the spectrum of Comparative Example 1 are approximately the same in the inclination direction and angle in the wavelength range of about 570 to 650 nm.
  • the matching wavelength range is a range that substantially includes the wavelength range of the emission spectrum of the light-emitting element having variations, as shown in FIGS. 10A and 10B.
  • FIG. 11 is a diagram in which the absorption spectra of Erioglaucine (ER) and Amaranth (AM) are superimposed on the absorption spectra of Example 1-1 and Comparative Example 1, respectively.
  • the wavelength range is shown wider than those in FIGS. 9A and 9B and FIGS. 10A and 10B.
  • FIG. 12A is a graph showing the reflectance spectrum of Example 1-2 and Comparative Example 1
  • FIG. 12B is a diagram showing the absorption spectrum.
  • FIG. 13A is a graph in which the reflectance shown in FIG. 12A is superimposed
  • FIG. 13B is a graph in which the emission spectrum of the light-emitting element shown in FIG. 2 is superimposed on the absorbance shown in FIG. 13A and 13B, the right scale indicates the intensity of the emission spectrum.
  • Example 1-2 it can be seen from FIGS. 12A and 12B that the spectrum of the blood sample of Comparative Example 1 is well matched in the wavelength range of about 570 to 650 nm. That is, the spectrum of Example 1-2 and the spectrum of Comparative Example 1 are approximately the same in the inclination direction and angle in the wavelength range of about 570 to 650 nm.
  • the range is a range including the range of the emission spectrum of the light emitting element having variations.
  • FIG. 14 is a diagram in which the absorption spectra of Alphazurin (AL) and Dye A are superimposed on the absorption spectra of Example 1-2 and Comparative Example 1, respectively.
  • the wavelength range is shown wider than FIGS. 12A and 12B and FIGS. 13A and 13B.
  • the two dyes have a color development tendency of a dye (first dye) exhibiting a high absorbance on the long wavelength side centering on the measurement wavelength, and conversely a dye (second dye) exhibiting a high absorbance on the short wavelength side.
  • first dye a dye exhibiting a high absorbance on the long wavelength side centering on the measurement wavelength
  • second dye a dye exhibiting a high absorbance on the short wavelength side.
  • the amount of the first dye should be increased, and to increase the absorbance on the short wavelength side, the amount of the second dye should be increased. For this reason, it is easy to match the target coloring degree.
  • At least the wavelength range of the half-value width centered on the maximum emission wavelength in the emission spectrum of the light emitting element used for measurement has the same shape as the absorption spectrum of blood.
  • coloring is performed using two dyes, accurate calibration of the apparatus can be performed even when a calibration reagent is used.
  • the apparatus can be calibrated without considering the variation. This also makes it possible to calibrate the measuring apparatus using the calibration curve created for blood sample measurement as it is.
  • the absorption spectrum in the measurement of glucose, by making the absorption spectrum the same as the shape of the absorption spectrum of blood at least in the wavelength range of 580 to 630 nm, which is a wavelength range of half width around the nominal wavelength of the emission spectrum. Accurate calibration can be performed.
  • the first dye having an absorption spectrum peak within the wavelength range of 610 nm to less than 700 nm is used, and the second dye is absorbed within the wavelength range of 560 nm to less than 610 nm.
  • a calibration reagent for an apparatus used for measuring various blood components such as cholesterol, uric acid, and pyruvic acid.
  • dye can each use what is marketed independently, depending on the maximum light emission wavelength of a light emitting element, in the pigment
  • the apparatus for measuring the color development of the test paper as the reflectance by impregnating the test paper with the color developing reagent is exemplified.
  • a blood sample can be added to a solution containing a coloring reagent, and used as a calibration reagent for calibration of an apparatus for measuring the transmission absorbance of a liquid.
  • Example 2 In this example, alphazulin A and dye A were combined as dyes to adjust the calibration reagent.
  • the calibration reagent was adjusted using erioglaucine (FIG. 17), alphazurin A (FIG. 18), or dye A (FIG. 19) alone. Further, as a reference example, measurement using a blood sample (blood whose glucose concentration was adjusted to 180 mg / dL) was also performed.
  • erioglaucine (0.072% by mass), alphazurine A (0.24% by mass), or dye A (0.45% by mass) was added to pure water alone.
  • a calibration reagent was prepared.
  • Example 2 a calibration reagent containing two dyes was prepared. Specifically, alphazurin A (0.08 mass%) and dye A (0.32 mass%) are added to pure water.
  • glucose Korean Chemical Co., Inc.
  • a viscosity modifier carboxymethylcellulose (CMC1260, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)
  • pH buffer piperazine-1,4-bis (2-ethanesulfonic acid) (PIPES, manufactured by Dojindo Laboratories Co., Ltd.)
  • preservative sodium azide, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
  • Example 2 Comparative Example 2
  • Reference Example blood sample
  • a coloring reagent glucose oxidase (GOD), peroxidase (POD), 4-aminoantipyrine, and N-ethyl) N- (2-Hydroxy-3-sulfopropyl) -m-toluidine mixture
  • GOD glucose oxidase
  • POD peroxidase
  • 4-aminoantipyrine 4-aminoantipyrine
  • N-ethyl N- (2-Hydroxy-3-sulfopropyl) -m-toluidine mixture
  • the reflectance was measured with a spectrometer USB-2000 (manufactured by Pj-1181 / Ocean Optics).
  • the reflection absorbance is obtained from this reflectance, and here is a value of 256 / reflectance. Therefore, the value of the reflected absorbance obtained is a value including the absorbance derived from the dye generated by the reaction between the coloring reagent impregnated in the test paper and glucose in addition to the absorbance derived from the dye added to the calibration reagent.
  • This measurement was repeated 5 times in the same manner, and the average value was taken as the value of the reflection absorbance.
  • the 256 / reflectance is for obtaining the absorbance from the reflectance, but the numerical value is arbitrarily set for convenience and is not particularly limited thereto.
  • FIG. 15 is a graph showing the reflected absorbance spectra at different temperatures for the reference example (blood sample). As shown in FIG. 15, the reflected absorbance of the blood sample tends to shift in the direction in which the absorbance increases as the measurement temperature increases.
  • FIGS. 17 to 19 are graphs showing the results of measuring the reflected absorbance spectrum of Comparative Example 2.
  • those other than dye A are Sigma-Aldrich Handbook of Stein, Die and Indicator (The Sigma-Aldrich Handbook of Stains, Dies and Indicators), Aldrich Chemical Co. (Aldrich Chemical), It is described in 1990 publication.
  • FIG. 22 is a graph showing measured values obtained by performing calibration using the calibration reagent samples of Comparative Example 2 and Example 2 and the blood sample of Reference Example and applying a temperature correction algorithm for blood. is there.
  • a commercially available blood glucose meter Medisafe Mini GR-102 and Medisafechip, manufactured by Terumo Corporation
  • the blood glucose meter and the calibration reagent or blood sample are kept at a predetermined temperature (12 ° C., 15 ° C. , 20 ° C., 25 ° C., 30 ° C.).
  • a total of 10 measurements were performed and the average value was taken as the measured value.
  • Ht correction hematocrit correction
  • FIG. 20 is a graph showing the reflection absorbance spectrum for each temperature of the calibration reagent sample of Example 2 in an overlapping manner.
  • FIG. 21 shows a graph in which the reflected absorbance at a wavelength of 610 nm is plotted against temperature.
  • FIG. 22 was obtained by performing calibration using the calibration dye sample of Example 2 (combination of alphazurin A and dye A) and applying the same temperature correction algorithm for blood as described above. A graph showing the measured values is shown.
  • the calibration reagent sample of Example 2 is spotted on one side of a test paper provided in the blood component measuring apparatus, and light of a predetermined wavelength is irradiated on the other side.
  • the change tendency based on the measurement temperature of the reflection absorbance when the reflection absorbance is measured is the same as the change tendency based on the measurement temperature of the reflection absorbance when blood is spotted instead of the calibration reagent.
  • the reflection absorbance spectrum of the calibration reagent sample of Example 2 includes a wavelength 610 nm characteristic of the generated dye used for measuring the glucose concentration under any temperature condition. It can be seen that in the wavelength range of about 580 to 630 nm (particularly, the wavelength range of 600 to 615 nm), the tendency of the spectrum inclination of the reference example (blood sample) is well matched. Therefore, according to the calibration reagent sample of Example 2, there is also an advantage that the measurement error caused by the fact that the calibration reagent does not contain hemoglobin can be corrected.
  • a calibration reagent adjustment method, a calibration reagent, and a calibration reagent that can accurately calibrate the measurement apparatus even when the temperature condition during measurement changes. It is shown that a calibration method for the used measuring device can be provided. Furthermore, according to the preferred embodiment, it is shown that the color of the calibration reagent can be sufficiently made to resemble the blood color in the range of variation in the wavelength used for measurement.
  • a test device without a coloring reagent of Medisafe chip (manufactured by Terumo Corporation) holding a polyethersulfone (PES) membrane not impregnated with a coloring reagent was prepared.
  • PES polyethersulfone
  • 0.072% by mass aqueous solution of erioglaucine and 0.24% by mass aqueous solution of alphazulin A were prepared as samples for evaluation. Each sample was spotted on the PES film of the test device prepared above and simultaneously timed, and the reflected absorbance was measured by the same method as described above at intervals of 1 second from 26 to 27 seconds after spotting. .
  • FIG. 23 Erioglaucine
  • FIG. 24 Alphahazulin A
  • the reflection absorbance of erioglaucine increases logarithmically with time (in other words, the increase rate gradually decreases).
  • the reflection absorbance of alphazurin A increases linearly with time.
  • Erioglaucine showed higher reflection absorbance as the measurement temperature was higher at any point in the time course. In Alphazurin A, the higher the temperature was, the lower the reflection absorbance was.
  • alphazurin A is less susceptible to temperature due to slower movement in the membrane. For this reason, it is considered that the temperature sensitivity is low, in other words, excellent temperature characteristics are exhibited.
  • this mechanism is based on estimation to the last, and does not limit the technical scope of the present invention in any way.

Abstract

 血液の色と、血液中の成分によって発色試薬が発色した色とが混ざった状態の色を測定する測定装置を校正することができる校正試薬の調整方法を提供する。また、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬の調整方法を提供する。  本発明によれば、血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬の調整方法であって、校正試薬の性状が血液の性状に近づくように、異なる2種以上の色素を組み合わせて調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法が提供される。

Description

校正試薬の調整方法、校正試薬、およびこの校正試薬を用いた血液成分測定装置の校正方法
 本発明は、血液成分を発色試薬に反応させてその発色を光学的に測定する(例えば、血液成分と反応する発色試薬を担持する試験紙を用いて前記血液成分の濃度を測定する)血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬の調整方法、校正試薬、およびこの校正試薬を用いた血液成分測定装置の校正方法に関する。
 血液中の特定成分を測定する方法として、特定成分と反応して発色する発色試薬を含浸させた試験紙などに、血液を含ませて、発色試薬の呈色度合いを測定する方法がある。そして、この方法を用いて、発色試薬を含む試験紙に対し特定波長の光を当てて、その光の反射強度から特定対象である特定成分を検出または検量する血液成分測定装置がある(たとえば特開2004-347436号公報)。
 このような血液成分測定装置においては、装置そのものあるいは試験紙を含めた測定システムが前記特定成分を正しく測定できているかどうかを調べる必要がある。そのために校正用の校正試薬(標準試薬と称されることもある)がさまざま開発されている。具体的にはたとえば、前記特定成分としてグルコースを測定する場合、あらかじめ既知量のグルコースを、溶媒である水に、緩衝剤、防腐剤、表面活性剤または界面活性剤などと共に混合した校正試薬がある(特許第3509864号)。
 しかしながら、特許第3509864号の技術のように、グルコースなどの血液中に含まれる特定成分を測定する場合の校正試薬では、溶液の色が血液とは異なりほぼ透明に近いものであるため、実際の装置校正の際に誤差が出てしまうという問題がある。
 この問題は、基本的に、発色試薬含有試験紙に対して血液を吸収させた場合には、特定成分による発色と共に血液色を伴うが、校正試薬の場合には血液による色がないため発色試薬の反応色(生成した色素の色)だけとなるため、同じ測定アルゴリズムでは血液色の分だけ値がずれてしまうためである。
 そこで、本発明の目的は、血液の色と、血液中の成分によって発色試薬が発色した色とが混ざった状態の色を測定する測定装置を校正することができる校正試薬の調整方法を提供することである。
 本発明の他の目的は、血液の色と、血液中の成分によって発色試薬が発色した色とが混ざった状態の色を測定する測定装置を校正することができる校正試薬を提供することである。
 本発明のさらに他の目的は、血液の色と、血液中の成分によって発色試薬が発色した色とが混ざった状態の色を測定する測定装置を校正することができる校正試薬を用いた血液成分測定装置の校正方法を提供することである。
 また、本発明者らは、上述したような問題の解決を図るため、校正試薬に色素を添加して、校正色素の色を血液に似せることを試みた。かような工夫を施すことで、上述した問題をある程度は解決することが可能であった。しかしながら、別途添加される色素は、血液成分とは異なる物理的特性を有することから、別の問題が生じることが判明した。
 すなわち、測定装置には一般的に、測定装置を用いて血液サンプル中の特定成分(例えば、グルコース)の測定を行なう際の温度条件による測定値のばらつきを補正するための温度補正アルゴリズムがプログラミングされている。これは、測定時の温度条件が変化すると、これに伴って測定装置による測定値がばらつく(通常は、測定温度が上昇すると測定値は大きくなる傾向にある)のを補正することを目的としている。しかしながら、校正試薬の色を血液色と似せる目的で別途添加される上述したような色素が血液と同様の温度特性を示すわけではない。従って、血液用にプログラミングされているアルゴリズムを校正試薬に適用して測定装置の校正を行なおうとすると、血液と校正試薬中の色素との温度特性の差異に起因して、正確な校正が行なわれないという問題があることが判明した。
 そこで、本発明のさらに他の目的は、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬の調整方法を提供することである。
 本発明のさらに他の目的は、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬を提供することである。
 本発明のさらに他の目的は、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬を用いた血液成分測定装置の校正方法を提供することである。
 上記目的は下記の手段により達成される。
 (1)血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬の調整方法であって、校正試薬の性状が血液の性状に近づくように、異なる2種以上の色素を組み合わせて調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
 (2)血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬の調整方法であって、前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素を組み合わせて、前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
 (3)前記第1色素は前記公称波長より長波長側が短波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持ち、前記第2色素は前記公称波長より短波長側が長波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つことを特徴とする、上記(2)に記載の調整方法。
 (4)前記発光スペクトルの半値幅の波長範囲は、少なくとも波長580~630nmの範囲であることを特徴とする、上記(2)または(3)に記載の調整方法。
 (5)前記第1色素は、波長610nm以上700nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有し、前記第2色素は、波長560nm以上610nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有することを特徴とする、上記(2)~(4)のいずれか1つに記載の調整方法。
 (6)血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬の調整方法であって、前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように、異なる2種以上の色素を組み合わせて調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
 (7)前記2種以上の色素を、校正試薬が血液中の色素成分を含まないことに起因する測定誤差を補正するように組み合わせることを特徴とする、上記(6)に記載の調整方法。
 (8)前記2種以上の色素を、前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長に、前記発光素子の発光スペクトルの半値幅の中心値を置いたときの、前記公称波長を中心値とする少なくとも前記半値幅の波長範囲内において、反射吸光度スペクトルの傾きが異なる2種以上の色素から選択して組み合わせることにより、前記波長範囲内において、反射吸光度スペクトルの傾斜傾向が、前記波長範囲内における血液の反射吸光度スペクトルの傾斜傾向と同じになるように調整することを特徴とする、上記(7)に記載の調整方法。
 (9)前記2種以上の色素が、610nmより短波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素と、610nmより長波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素とを含むことを特徴とする、上記(6)~(8)のいずれか1つに記載の調整方法。
 (10)前記2種以上の色素が、6-アミノ-4-ヒドロキシ-5((4-ニトロ-2-スルホフェニル)アゾ)-2-ナフタレンスルホン酸およびアルファズリンAを含むことを特徴とする、上記(9)に記載の調整方法。
 (11)血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬の調整方法であって、前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素を組み合わせて、前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように、かつ、前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
 (12)血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬であって、その成分量が既知の血液成分と、異なる2種以上の色素とを有し、前記2種以上の色素が、校正試薬の性状が血液の性状に近づくように組み合わされていることを特徴とする、校正試薬。
 (13)血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬であって、その成分量が既知の血液成分と、前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素とを有し、前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように調整されていることを特徴とする、校正試薬。
 (14)前記第1色素は前記公称波長より長波長側が短波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持ち、前記第2色素は前記公称波長より短波長側が長波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つことを特徴とする、上記(13)に記載の校正試薬。
 (15)前記発光スペクトルの半値幅の波長範囲は、少なくとも波長580~630nmの範囲であることを特徴とする、上記(13)または(14)に記載の校正試薬。
 (16)前記第1色素は、波長610nm以上700nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有し、前記第2色素は、波長560nm以上610nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有することを特徴とする、上記(13)~(15)のいずれか1つに記載の校正試薬。
 (17)血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬であって、その成分量が既知の血液成分と、前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように組み合わされた異なる2種以上の色素とを有することを特徴とする、校正試薬。
 (18)前記2種以上の色素が、610nmより短波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素と、610nmより長波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素とを含むことを特徴とする、上記(17)に記載の校正試薬。
 (19)前記2種以上の色素が、6-アミノ-4-ヒドロキシ-5((4-ニトロ-2-スルホフェニル)アゾ)-2-ナフタレンスルホン酸およびアルファズリンAを含むことを特徴とする、上記(18)に記載の校正試薬。
 (20)血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬であって、その成分量が既知の血液成分と、前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素とを有し、前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように、かつ、前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように、前記第1色素と第2色素とが組み合わされていることを特徴とする、校正試薬。
 (21)前記血液成分を測定するために用いる波長が、前記血液成分と反応する発色試薬に基づく波長であることを特徴とする、上記(12)~(20)のいずれか1つに記載の校正試薬。
 (22)血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置の校正方法であって、上記(12)~(16)のいずれか1つに記載の校正試薬を用い、当該校正試薬を前記血液成分測定装置に適用して測定値を求め、当該測定値が前記校正試薬の既知の成分量から設定した許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする、血液成分測定装置の校正方法。
 (23)血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置の校正方法であって、上記(17)~(20)のいずれか1つに記載の校正試薬を用い、当該校正試薬を前記血液成分測定装置に適用して測定値を求め、当該測定値が前記校正試薬の既知の成分量から設定した許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする、血液成分測定装置の校正方法。
 本発明によれば下記の効果を奏する。
 上記(1)に記載の発明によれば、校正試薬の性状が血液の性状に近づくように、異なる2種以上の色素を組み合わせて調整することとしているため、血液の色と、血液中の成分によって発色試薬が発色した色とが混ざった状態の色を測定する装置を校正する校正試薬の色を容易に調整することができる。
 上記(2)または(3)に記載の発明によれば、2つの色素を用いて着色することで、測定に使用する発光素子の発光スペクトルにおける公称波長を中心としてその半値幅の波長範囲内を血液の吸収スペクトルと同様の傾斜傾向となるようにしたので、血液の色と、血液中の成分によって発色試薬が発色した色とが混ざった状態の色を測定する装置を校正する校正試薬の色を容易に調整することができる。しかも、色の調整範囲を発光素子の発光スペクトルにおける最大発光波長を中心として少なくともその半値幅の波長範囲内としていることで、わずか2つの色素で、当該波長範囲においては十分に血液色に似せることができるのである。
 上記(4)に記載の発明によれば、少なくとも波長580~630nmの範囲において血液の吸収スペクトルの傾斜傾向と同じになるようにしたので、公称波長が610nmとして設定されている発光素子を用いる場合に、その発光素子の最大発光波長がこの範囲内でばらついていても、そのばらつきを考慮することなく装置校正を行うことができる校正試薬を調整することができる。
 上記(5)に記載の発明によれば、第1色素としては波長610nm以上700nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有するものを使用し、第2色素としては波長560nm以上610nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有するものを使用することにより、波長610nm中心として波長560~700nmの範囲で、長波長側のスペクトルを上昇させたければ第1色素の量を多くし、短波長側のスペクトルを上昇させたければ第2色素の量を多くすることで、容易に校正試薬の吸収スペクトルを調整することができる。
 上記(6)に記載の発明によれば、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬の調整方法が提供されうる。
 上記(7)または(8)に記載の発明によれば、測定に用いられる波長範囲においては、他の誤差要因があっても、校正試薬の色を十分に血液色に似せることが可能となる。
 上記(9)または(10)に記載の発明によれば、上記(6)に記載の発明による効果がより一層顕著に発現しうる。
 上記(11)に記載の発明によれば、血液の色と、血液中の成分に基づく色とが混ざった状態の色を測定する装置を校正する校正試薬の色を容易に調整することができる。そして、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる。
 上記(12)に記載の発明によれば、異なる2種以上の色素が、校正試薬の性状が血液の性状に近づくように組み合わされているため、血液の色と、血液中の成分に基づく色とが混ざった状態の色を測定する装置を校正する上で、校正試薬専用の検量線を用いることなく、血液サンプルの測定と同じようにして校正動作を実行することができる。
 上記(13)または(14)に記載の発明によれば、測定に使用する発光素子の発光スペクトルにおける公称波長を中心として少なくともその半値幅の波長範囲内を血液の吸収スペクトルと同様の傾斜傾向となるように、2つの色素を用いて調整した校正試薬であるので、血液の色と、血液中の成分に基づく色とが混ざった状態の色を測定する装置を校正する上で、校正試薬専用の検量線を用いることなく、血液サンプルの測定と同じようにして校正動作を実行することができる。
 上記(15)に記載の発明によれば、少なくとも波長580~630nmの範囲において血液の吸収スペクトルの傾斜傾向と同じになるようにしているので、公称波長が610nmとして設定されている発光素子を用いている場合に、その発光素子の最大発光波長がこの範囲内でばらついていても、そのばらつきを考慮することなく装置校正を行うことができる。
 上記(16)に記載の発明によれば、第1色素としては波長610nm以上700nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有するものと使用し、第2色素としては波長560nm以上610nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有するものを使用しているので、波長560~700nmの範囲で波長610nm中心として長波長側および短波長側が共に血液の吸収スペクトルの傾斜傾向とあった校正試薬となる。
 上記(17)に記載の発明によれば、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬が提供されうる。
 上記(18)または(19)に記載の発明によれば、上記(17)に記載の発明による効果がより一層顕著に発現しうる。
 上記(20)に記載の発明によれば、血液の色と、血液中の成分に基づく色とが混ざった状態の色を測定する装置を校正する上で、校正試薬専用の検量線を用いることなく、血液サンプルの測定と同じようにして校正動作を実行することができ、かつ、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬が提供されうる。
 上記(21)に記載の発明によれば、校正時の測定波長を、実際の血液サンプルの測定に用いられる波長(血液成分と反応する発色試薬に基づく波長)とすることで、発光素子を複数設ける必要がなく、血液用の測定アルゴリズムを使用することができる。
 上記(22)に記載の発明によれば、別途校正試薬専用の検量線および測定モードを設けることなく、血液と同様に校正試薬で測定することができる。
 上記(23)に記載の発明によれば、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬を用いた血液成分測定装置の校正方法が提供されうる。
グルコース測定装置の概略構成を説明するための説明図である。 発光ダイオードの発光スペクトルの個体差を説明するための図面である。 血液および無着色の校正試薬にそれぞれ既知量のグルコースを添加して測定したときの発色試薬による発色の吸収スペクトルを示すグラフである。 エリオグラウシンの吸収スペクトルを示す図である。 アルファズリンAの吸収スペクトルを示す図である。 アマランスの吸収スペクトルを示す図である。 色素Aの吸収スペクトルを示す図である。 ニトロレッドの吸収スペクトルを示す図である。 実施例1-1と比較例1の反射率スペクトルを示すグラフである。 実施例1-1と比較例1の吸収スペクトルを示すグラフである。 図9Aに発光素子の発光スペクトルを重ね合わせたグラフである。 図9Bに発光素子の発光スペクトルを重ね合わせたグラフである。 実施例1-1および比較例1の吸収スペクトルに、エリオグラウシン(ER)とアマランス(AM)のそれぞれ単独の吸収スペクトルを重ねて示した図である。 実施例1-2と比較例1の反射率スペクトルを示すグラフである。 実施例1-2と比較例1の吸収スペクトルを示すグラフである。 図12Aに発光素子の発光スペクトルを重ね合わせたグラフである。 図12Bに発光素子の発光スペクトルを重ね合わせたグラフである。 実施例1-2および比較例1の吸収スペクトルに、アルファズリン(AL)と色素Aのそれぞれ単独の吸収スペクトルを重ねて示した図である。 180mg/dLのグルコースを含有する血液サンプルを用い、測定時の温度を10℃、15℃、20℃、25℃、30℃と変化させた場合の反射吸光度スペクトルを重ねて示すグラフである。 血液(血糖値:180mg/dL)のグルコース濃度を5つの温度条件下(12℃、15℃、20℃、25℃、30℃)で測定し、温度補正アルゴリズムを用いて補正した後の測定値のグラフを示す。 エリオグラウシンが添加されてなる校正試薬を試験紙に点着し、分光計を用いて、各温度条件下(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)で測定したときの反射吸光度スペクトルを示すグラフである。 アルファズリンAが添加されてなる校正試薬を試験紙に点着し、分光計を用いて、各温度条件下(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)で測定したときの反射吸光度スペクトルを示すグラフである。 色素Aが添加されてなる校正試薬を試験紙に点着し、分光計を用いて、各温度条件下(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)で測定したときの反射吸光度スペクトルを示すグラフである。 アルファズリンAおよび色素Aを組み合わせて添加されてなる校正試薬(実施例)を用いて試験紙に点着し、分光計を用いて、各温度条件下(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)で測定したときの反射吸光度スペクトルを示すグラフである。 図15、18、19および20から、波長610nmにおける各反射吸光度を測定温度に対してプロットしたグラフである。 アルファズリンA単独、色素A単独、またはアルファズリンAと色素Aとの組み合わせが添加されてなる校正色素を用いて校正を行ない、図16と同様の血液用の温度補正アルゴリズムを適用することにより得られた測定値を示すグラフである。 エリオグラウシンを単独で含有する水溶液について、測定温度を変化させて反射吸光度のタイムコースを観察した結果を示すグラフである。 アルファズリンAを単独で含有する水溶液について、測定温度を変化させて反射吸光度のタイムコースを観察した結果を示すグラフである。
符号の説明
  100 測定装置本体、
  101 試験紙、
  102 発光素子、
  103 受光素子、
  111 ホルダ。
発明を実施するための形態
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
 本発明により提供される校正試薬は、その成分量が既知の血液成分と、異なる2種以上の色素とを含む。そして、当該校正試薬において、この2種以上の色素は、校正試薬の性状が血液の性状に近づくように組み合わされている。
 本発明を適用した一実施形態による校正試薬において、この2つの色素は、血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長に、発光素子の発光スペクトルの半値幅の中心値を置いたときの、公称波長を中心値とする少なくとも半値幅の波長範囲内において、この発光素子の公称波長より長波長側が短波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つ第1色素と、同じく公称波長より短波長側が長波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つ第2色素である。
 そして、これら2つの色素によって調整された校正試薬は、血液成分測定装置に用いられている発光素子の発光スペクトルの最大発光波長を中心とする発光スペクトルの半値幅の波長範囲内において、その吸収スペクトルの形状が血液の吸収スペクトルの形状と同じになっている。
 以下、このように2つの色素を用いて校正試薬の吸収スペクトルを調整する方法について詳細に説明する。
 まず、血液中の特定成分を測定する血液成分測定装置(以下、単に「測定装置」とも称する)について説明する。
 測定装置としては、例えば、前述した特許文献1に開示されているように、血中のグルコースを測定する血糖測定装置が挙げられる。
 図1は、この血糖測定装置の概略構成を説明するための説明図である。
 この血糖測定装置は、多孔質膜からなる試験紙101と、試験紙101へ特定波長の光を照射する発光素子102と、その反射光を受光する受光素子103とを有する。試験紙101はホルダ111にセットされている。ホルダ111は測定装置本体100と着脱自在である。試験紙101には、グルコースと反応して発色する発色試薬が予め含浸されている。
 測定対象となる血液は、ホルダ111が測定装置本体100に装着された状態で、ホルダ111の細管を伝って試験紙101に吸収される。これにより、試験紙101では、含浸されている発色試薬とグルコースとが反応して色素が生成し、グルコース濃度に応じた濃さの色が呈される。
 次いで、発光素子102から試験紙101へ特定波長の光を当て、その反射光を受光素子103で受け、反射光量を測定する。この際、発色した時点で計時を開始し、所定時間経過後にその反射光の強度から、血液中のグルコース濃度を算出する。
 測定装置本体100には、図示しないマイクロコンピュータが内蔵されており、このマイクロコンピュータが受光素子103からの電気信号と、予め記憶されている検量線とを対比することでグルコース濃度を算出する。
 なお、図示しないがこの測定装置には、測定結果を表示する表示装置、受光素子103からの電気信号量(ゲイン)を調整する調整器などが組み込まれている。
 このような測定装置では、発光素子102として、測定成分であるグルコースと発色試薬が反応して生成する色素の反射吸光度スペクトルにおいて特徴的で定量性のよい波長を選択して用いている。このため、通常は、このような特定波長の光を発する発光ダイオード(LED)が用いられている。従って、反射光強度(実際には受光素子103からの信号電圧)からグルコース濃度を求めるための検量線は、この特定波長を基に作成されている。
 ところで、発光ダイオードの波長は、公称波長を最大発光波長(ピーク)としてある程度の広がりを持つベルシェイプ(釣鐘型)をなしている。しかし、発光ダイオードには個体差があり、その最大発光波長は公称波長からわずかにずれ、公称波長付近でばらついている。
 図2は、発光ダイオードの発光スペクトルの個体差を説明するための図面で、複数の発光ダイオードの発光スペクトルを示した図である。図において強度は、発光ダイオードの全光量に対する波長ごとの割合を示したものである。
 ここでは、公称波長610nmとして市販されている発光ダイオード5個のデータを示した。図からわかるように、実際の最大発光波長は、610nmを中心に上下とも約5nm程度ずれている。つまり、発光ダイオードは、その発光波長として設定されている波長(公称波長)に対して、実際の発光波長はある程度ばらついているといえる。また、発光スペクトルの広がりは、約570~680nm程度であり、発光スペクトルの最大発光波長のばらつきの範囲は約600~615nm程度である。
 一方、血液の吸収スペクトルは、波長ごとに異なる。図3は、血液および無着色の校正試薬(すなわち本発明を適用していない)に既知のグルコース量をそれぞれ添加して測定した吸収スペクトルを示すグラフである。
 ここで図3は、B1:グルコース70mg/dlに調整した血液、S1:グルコース70mg/dlに調整した無着色校正試薬、B2:グルコース180mg/dlに調整した血液、S2:グルコース180mg/dlに調整した無着色校正試薬をそれぞれ示す。
 図示するように、グルコース濃度が高いものも低いものも、血液に対して、無着色校正試薬では、波長約609nmを境に、波長が短い側で血液より低い吸光度を示し、波長が長い側で血液より高い吸光度を示している。
 このことから血液と無着色の校正試薬とでは測定する波長がずれると、そのずれに応じて測定値の誤差が大きくなることがわかる。このため、実際の測定装置においては、血液を測定したときの発色からグルコース濃度を知るための検量線と、無着色の校正試薬を測定したときの発色からグルコース濃度を知るための検量線と2つの検量線を別々に用意しなければならない。
 このような面倒な2つの検量線を用意せずに、血液用の検量線だけで校正試薬を測定したときの発色からグルコース濃度を知るためには、校正試薬のベースの吸収スペクトルを血液色の吸収スペクトルに合わせればよい。しかし、血液色に色を合わせるといっても、完全に同じ色にするには、多数(3つ、4つ、あるいはそれ以上)の色素が必要となり、かつそれらの混合度合いを調整するのは非常に難しい。
 そこで、本実施形態では、測定に使用する波長を中心とした所定の範囲内だけ、血液の吸収スペクトルと同様の形状を示す吸収スペクトルを得ることとした。このような限定的な範囲内であれば一致させやすく、しかも完全に一致させるのではなく同様の形状を示すようにするだけであれば、2つ色素を使うことで容易に調整することができる。
 ここで所定の波長範囲は、前述した個々の発光素子102による発光スペクトルの違い(ばらつき)を包含できればよい。つまり、発光素子102の最大発光波長が個々の発光素子102によってずれている範囲内で血液色と同傾向の吸収スペクトルとなっていれば、たとえ発光素子102の最大発光波長がばらついたとしても、血液と大きな測定差を生じることがなくなる。
 そこで、再び、図2を参照すれば、発光素子102の最大発光波長のばらつきは、前記のとおり約600~615nm程度である。この範囲は、ばらつきの広がりに対して安全率を考慮したとしても、おおむね公称波長である610nmを中心とした場合に、その半値幅の範囲、すなわち図2から波長580~630nmの範囲に収まっていることがわかる。したがって、校正試薬の色は、血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長に、発光素子の発光スペクトルの半値幅の中心値を置いたときの、公称波長を中心値とする少なくとも半値幅の波長範囲内において、血液色と同形状(同傾向)の吸収スペクトルを持つようにすればよいことになる。以下、発光素子102の発光スペクトルの半値幅の波長範囲を「所定範囲」という。
 この所定範囲で吸収スペクトルを合わせるために用いる色素は、2種類である。1つは、発光スペクトルの公称波長より長波長側が短波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つ第1色素である。もう一つの色素は、公称波長より短波長側が長波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つ第2色素である。つまり、このような2つの色素は、所定範囲内でその吸収スペクトルの傾きが異なるものとなる。
 このような2つの色素を用いることで、所定範囲内において、血液の吸収スペクトルと同様の傾斜傾向を示す吸収スペクトルとなる液体色に調整することができる。すなわち、吸収スペクトルの長波長側を高くなるように、その波形を傾けたければ第1色素を多くし、逆に短波長側が高くなるようにその波形を傾けたければ第2色素を多くすればよいのである。また、全体の着色濃度を高くしたければ、所望する吸収スペクトルとなる第1色素と第2色素の割合を保ったまま、それぞれの色素の溶媒全体に対する濃度を高くすればよい。
 また、実際に試験紙101の反射率を測定する際に、その反射率に影響を与える光は、発光スペクトルの波長範囲全体ではなく、発光強度が最も強い最大発光波長の半値幅相当の範囲内の光である。したがって、半値幅相当の範囲を血液の吸収スペクトルと同様の傾斜傾向とすることで十分に測定誤差を減らすことができる。なお、形状が同様とは、血液の吸収スペクトルにおいて、たとえば長波長方向に傾きが正である波長範囲部分では、校正試薬の吸収スペクトルも同様に傾きが正となることである(逆の場合も同じように、短波長方向に傾きが正である波長範囲部分で、校正試薬も同様に傾きが正となることである)。すなわち、傾斜の傾向が同様であるともいえる。
 このような2つの色素としては、たとえば、表1に示すような色素を挙げることができる。なお、表においては各色素の最大吸収波長のみ示したが、これらの色素はいずれも周知の色素であり具体的な吸収スペクトルは、色素のカタログや文献に開示されている。文献例としては、たとえばシグマアルドリッチハンドブック オブ ステイン, ダイ アンド インジケータ(The Sigma-Aldrich Handbook of Stains, Dyes and Indicators)、アルドリッチケミカル社(Aldrich Chemical Company)、1990年出版がある。
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 また、後述する実施例のとおり、ニトロレッドの吸収スペクトルと似た波長スペクトルの化合物(色素)である、6-アミノ-4-ヒドロキシ-5((4-ニトロ-2-スルホフェニル)アゾ)-2-ナフタレンスルホン酸(6-Amino-4-hydroxy-5((4-nitro-2-sulfophenyl)azo)-2-naphthalenesulfonic asid)(CAS No. 106579-09-3)も有効である。なお、この色素を、「色素A」と称する。この色素Aの吸収スペクトルは図7に示した(後述する実施例参照)。また、ニトロレッドの吸収スペクトルも図8に示した。
 本発明を適用した他の実施形態において、校正試薬は、血液成分測定装置を校正するのに用いられる。そして、当該血液成分測定装置は、血液成分と反応する発色試薬を担持する試験紙を用いて前記血液成分の濃度を測定する。なお、当該装置の詳細については図1を参照して上述した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
 本実施形態の校正試薬は、水溶液中に2つの色素を含む。この2つの色素は、上述した血液成分測定装置が備える試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように組み合わされている。
 ここで、図1に示す測定装置本体100に内蔵されているマイクロコンピュータ(図示せず)には、測定装置を用いて血液サンプル中のグルコースの測定を行なう際の温度条件による測定値のばらつきを補正するための温度補正アルゴリズムがプログラミングされている。これにより、測定時の温度変化に伴う測定値のばらつきを抑えることが可能である。これを図15および図16を参照しながら説明する(なお、詳細な測定条件等については、後述の実施例を参照)。図15は、180mg/dLのグルコースを含有する血液サンプルを用い、測定時の温度を10℃、15℃、20℃、25℃、30℃と変化させた場合の反射吸光度スペクトルを重ねて示すグラフである。図15に示すように、血液サンプルの反射吸光度は、測定温度が上昇するにつれて、全体的に吸光度が増加する方向にシフトする傾向にある。なお、かような温度依存的な吸光度変化のメカニズムは完全に明らかというわけではないが、例えば、試験紙中での展開性・浸潤性・吸着性などの物理的特性が温度の変化に起因して同様に変化することによるのではないかと推測される。
 ここで、反射吸光度の測定には波長610nmの光を発するLEDを用いているが、図15に示すように、610nmの波長での温度による反射吸光度の変化は顕著である。この温度による吸光度の変化を補正し、常に一定の値が測定値として表示されるように、上述した温度補正アルゴリズムがプログラミングされているのである。参考までに、図16に、上記血液(血糖値:180mg/dL)のグルコース濃度を5つの温度条件下(12℃、15℃、20℃、25℃、30℃)で測定し、当該温度補正アルゴリズムを用いて補正した後の測定値のグラフを示す。図16に示すように、図15に示す温度変化に起因した反射吸光度の変化が当該アルゴリズムの適用によって補正され、温度の変化に関係なくほぼ正確かつ精確な値が測定値として得られることがわかる。
 次に、校正試薬に目を向けると、校正試薬の色を血液色と似せる目的で別途添加される色素は、必ずしも血液と同様の温度特性を示すわけではないことが判明した。これを図面を参照しながら説明する。図17~図19は、別途添加する色素として、エリオグラウシン(図17)、アルファズリンA(図18)、または色素A(図19)がそれぞれ添加されてなる校正試薬を試験紙に点着し、分光計を用いて測定した各温度(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)の反射吸光度スペクトルを示すグラフである。図17~図19と図15との対比から明らかなように、波長610nmにおける温度特性は、各色素が単独で添加されてなる校正試薬(図17~図19)と血液(図15)とではだいぶ異なる。具体的には、エリオグラウシン(図17)や色素A(図19)がそれぞれ単独で添加されてなる校正試薬では、波長610nmにおける反射吸光度の10~30℃でのばらつきが、血液(図15)と比較して大きい。換言すれば、横軸に温度、縦軸に反射吸光度(610nm)をプロットした場合のグラフの傾きが、エリオグラウシンや色素Aの場合には血液よりも大きい(図21)。一方、アルファズリンA(図18)が単独で添加されてなる校正試薬では、波長610nmにおける反射吸光度の10~30℃での傾きが、血液(図15)と比較して小さい。換言すれば、横軸に温度、縦軸に反射吸光度(610nm)をプロットした場合のグラフの傾きが、アルファズリンAの場合には血液よりも小さい(図21)。
 これに対し、本実施形態の校正試薬は、2つの色素(アルファズリンAおよび色素A)が溶解した水溶液であり、特定の色素を単独で校正試薬に添加することによっては達成できなかった上述した問題が解決されうる。図20は、アルファズリンAおよび色素Aが組み合わせて添加されてなる校正試薬を用いて試験紙に点着し、分光計を用いて測定時の各温度(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)での反射吸光度スペクトルを示すグラフである。また、図21は、図15、18、19および20の波長610nmでの反射吸光度を各測定温度に対してプロットしたものである。これらからわかるように、アルファズリンAと色素Aとを組み合わせた校正試薬を試験紙に点着し反射吸光度を測定したときの測定温度に基づく測定波長付近における変化傾向は、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの測定温度に基づく測定波長付近における変化傾向と同じとなる。すなわち、アルファズリンAと色素Aとを組み合わせることによって、血液の温度特性とほぼ一致させることができる。
 なお、本明細書において、「測定波長付近」とは、測定波長(例えば、610nm)に対して±30nmの範囲を意味する。また、上記2つの変化傾向が「同じとなる」とは、上記測定波長付近において、温度変化に対する出力値のグラフが揃うことを意味する。
 なお、本実施形態において校正試薬を調整するにあたり、校正試薬に含ませる異なる2種以上の色素の具体的な形態については、上述した2つの変化傾向が同じとなるような組み合わせであればよく、その種類や添加量に特に制限はない。当業者であれば、図17~図19に示すような反射吸光度スペクトルを参考にして、本発明に適用可能な色素の組み合わせを適宜選択することが可能である。より具体的な一例としては、まず、測定波長が610nmであれば、610nm付近(前後)に最大吸収波長を有する2つの色素を選択する。例えば、610nmよりも長波長側に最大吸収波長を有する、エリオグラウシンやアルファズリンAなどから1つ、610nmよりも短波長側に最大吸収波長を有する、ニトロレッドや色素A、リアクティブブラックなどからもう1つを選択する。次いで、選択した2つの色素について濃度比率を変化させた数パターン(例えば、3パターン)の水溶液を調製する。そのそれぞれについて、例えば後述する実施例の欄に記載の手法によって、血液と同様の温度特性を示すものを選び、校正試薬の調整を終了すればよい。この際、可能であれば、後述するより好ましい形態のように、任意の温度条件下において、測定波長(610nm)付近での反射吸光度スペクトルの傾斜傾向が血液と同じになるような色素を選択することがより好ましい。なお、用いられうる色素の一例としては、例えば、上述した表1に示すような色素が挙げられる。上述した色素Aもまた、本実施形態において好ましく用いられうる。
 本発明において校正試薬に添加される2種以上の色素の組み合わせの好ましい形態としては、上述したアルファズリンAと、ニトロレッドまたは色素Aとの組み合わせが最も好ましいが、これらのみには限定されない。
 本実施形態では、上述した作用効果に加えて、アルファズリンAとニトロレッドまたは色素Aとの2種の色素が校正試薬に含まれることによって、校正試薬が血液中の色素成分(血色素)を含まないことに起因する測定誤差が補正されるという利点もある。この点については、上述した実施形態の欄において詳細に説明したため、ここでは説明を省略する。
 上述したようにして調整された校正試薬を用いて、前述した測定装置を校正する際には、試験紙101に本実施形態により着色された校正試薬を滴下し、通常の血液による測定動作と同じようにして測定装置で測定すればよい。そして、校正試薬中に含有されている既知のグルコース濃度に応じて設定されている許容範囲内に測定値が収まれば、その測定装置は動作上問題ないと判断する。また、許容範囲内に収まらない場合には、測定装置は測定に供さないか、調整してから再度校正を受けることになる。
 実際に、本発明の校正試薬を測定装置に適用した結果を図22に示す。図22は、アルファズリンA単独、色素A単独、またはアルファズリンAと色素Aとの組み合わせが添加されてなる校正試薬を用いて校正を行ない、上記と同様の血液用の温度補正アルゴリズムを適用することにより得られた測定値を示すグラフである。図22に示すように、本実施形態によれば、血液成分測定装置が備える試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく測定波長付近におけるグラフは、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく測定波長付近におけるグラフとよく揃っている。
 以上、本発明を適用した実施形態として、グルコースの測定を例に説明したが、本発明はこのような測定に用いられる校正試薬のみに限定されるものではない。例えば、コレステロール、尿酸、ピルビン酸などのさまざまな血液成分の測定に用いる装置の校正試薬を調整することができる。
 さらに、上述した実施形態では、発色試薬を含浸させた試験紙を用いて、試験紙の発色を反射率として測定する装置を例示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、試験管などに入れた発色試薬を含む溶液中に血液サンプルを加えて、液体の透過吸光度を測定する装置の校正に用いる校正試薬とすることもできる。
 以下、具体的な実験例を元に本発明の実施例を説明する。
 (実施例1)
 本実施例は、2つの色素として、第1色素にエリオグラウシン、アルファズリンA、第2色素にアマランス、色素Aを、それぞれ用いて校正試薬の色の調整を行った。
 図4は、エリオグラウシンの吸収スペクトルを示す図である。図4からわかるとおり、エリオグラウシンの吸収スペクトルは、最大波長(水中)は625nmであり、これを加えることで、約590~630nmの波長範囲内では、より長波長側で吸収スペクトルの傾きが上昇することになる。ここで、吸光度は透過吸光度を意味し、透過率の逆数の対数で表される。
 図5は、アルファズリンAの吸収スペクトルを示す図である。図5からわかるとおり、アルファズリンAの吸収スペクトルは、最大波長(水中)は637nmであり、これを加えることで、約590~630nmの波長範囲内では、より長波長側で吸収スペクトルの傾きが上昇することになる。
 図6は、アマランスの吸収スペクトルを示す図である。図6からわかるとおり、アマランスの吸収スペクトルは、最大波長(水中)は521nmであり、これを加えることで、約590~630nmの波長範囲内では、より短波長側で吸収スペクトルの傾きが上昇することになる。
 図7は、色素Aの吸収スペクトルを示す図である。図7からわかるとおり、色素Aの吸収スペクトルは、最大波長(水中)は552nmであり、これを加えることで、約590~630nmの波長範囲内では、より短波長側で吸収スペクトルの傾きが上昇することになる。
 図4~6、および図8に示した吸収スペクトルは、シグマアルドリッチハンドブック オブ ステイン, ダイ アンド インジケータ(The Sigma-Aldrich Handbook of Stains, Dyes and Indicators)、アルドリッチケミカル社(Aldrich Chemical Company)、1990年出版に記載されているものである。
 サンプルは、血液サンプル(比較例1)と本発明を適用して2色素により着色した校正試薬サンプル(実施例1-1および1-2)である。
 比較例1の血液サンプルは、グルコース濃度167mg/dlであることを別途測定した血液である。
 実施例1-1の校正試薬サンプルは、純水にエリオグラウシン0.046質量%、アマランス0.50質量%を添加した。
 実施例1-2の校正試薬サンプルは、純水にアルファズリン0.055質量%、色素A0.23質量%を添加した。
 なお、実施例1-1および1-2には、共にグルコース170mg/dlを添加している。またグルコースのほか添加物として、粘度調整剤(カルボキシメチルセルロース(CMC1260、ダイセル化学工業株式会社製))0.73質量%、pH緩衝材(ピペラジン-1,4-ビス(2-エタンスルホン酸)(PIPES、同仁化学研究所製))250mM、防腐剤としてアジ化ナトリウム0.05質量%を添加している。
 呈色試験は、発色試薬を含浸させた試験紙に実施例1および比較例1のサンプルをそれぞれ滴下し、十分に発色した状態で(たとえば、サンプル滴下後10秒経過時)、分光計USB-2000(Pj-1181/オーシャンオプティクス(OceanOptics)社製)により反射率を測定した。吸光度はこの反射率から求めたもので、ここでは256/反射率の値である。なお、256/反射率は反射率から吸光度を求めるためのものであるが、その数値は便宜上任意に設定したものであり、規定されているものではない。
 なお、発色試薬は、グルコースオキシターゼ(GOD)、ペルオキシターゼ(POD)、4-アミノアンチピリン、およびN-エチルN-(2-ヒドロキシ-3-スルホプロピル)-m-トルイジンの混合物である。
 図9Aは実施例1-1と比較例1の反射率スペクトルを示すグラフであり、図9Bは同じく吸収スペクトルを示す図である。また、図10Aは図9Aに示した反射率に、図10Bは図9Bに示した吸光度に、それぞれ図2に示した発光素子の発光スペクトルを重ね合わせたグラフである。図10において右側目盛りは発光スペクトルの強度を示す。
 図9AおよびBからわかるように、実施例1による校正試薬はグルコース濃度を測定する際に用いる生成色素に特徴的な波長610nmを含む約570~650nmの波長範囲で、血液サンプルのスペクトル(比較例1)とよく合っていることがわかる。すなわち、実施例1-1のスペクトルと比較例1のスペクトルが約570~650nmの波長範囲で、傾斜方向と角度がほぼ同じになっている。
 そして、一致している波長範囲は図10AおよびBに示したように、ばらつきのある発光素子の発光スペクトルの波長範囲を略含む範囲であることがわかる。
 さらに、図11は、実施例1-1および比較例1の吸収スペクトルに、エリオグラウシン(ER)とアマランス(AM)のそれぞれ単独の吸収スペクトルを重ねて示した図である。また図においては、波長範囲を図9AおよびB、図10AおよびBより広げて示した。この図からわかるように、それぞれの色素単独では血液サンプルの吸収スペクトル(比較例1)と一致させることが難しく、一方実施例1-1のようにこれら2つの色素を組み合わせることで、血液サンプルの吸収スペクトルを、発光スペクトルの波長範囲においてよく合わせられることがわかる。
 次に、図12Aは実施例1-2と比較例1の反射率スペクトルを示すグラフであり、図12Bは同じく吸収スペクトルを示す図である。また、図13Aは図12Aに示した反射率に、図13Bは図12Bに示した吸光度に、それぞれ図2に示した発光素子の発光スペクトルを重ね合わせたグラフである。図13AおよびBにおいて右側目盛りは発光スペクトルの強度を示す。
 実施例1-2においても、図12AおよびBから、約570~650nmの波長範囲で、比較例1である血液サンプルのスペクトルとよく合っていることがわかる。すなわち、実施例1-2のスペクトルと比較例1のスペクトルが約570~650nmの波長範囲で、傾斜方向と角度がほぼ同じになっている。
 また、その範囲は図13AおよびBに示したように、ばらつきのある発光素子の発光スペクトルの範囲を含む範囲であることがわかる。
 さらに、図14は、実施例1-2および比較例1の吸収スペクトルに、アルファズリン(AL)と色素Aのそれぞれ単独の吸収スペクトルを重ねて示した図である。また図においては、波長範囲を図12AおよびB、図13AおよびBより広げて示した。この図からわかるように、それぞれの色素単独では血液サンプルの吸収スペクトル(比較例1)と一致させることが難しく、一方実施例1-2のようにこれら2つの色素を組み合わせることで、組み合わせた吸収スペクトルと血液サンプルの吸収スペクトルは、発光スペクトルの波長範囲においてよく一致していることがわかる。
 これらの実施例の結果から、わずか2色素を用いて校正試薬を着色することで、血液内のグルコース濃度を測定する際に必要な波長範囲で血液の反射率スペクトルと同じ発色傾向とすることができることがわかる。しかも、2つの色素は、その発色傾向が測定波長を中心として長波長側で高い吸光度を示す色素(第1色素)と、逆に短波長側で高い吸光度を示す色素(第2色素)の2つを用いることとしているため、長波長側の吸光度を上げたければ第1色素の量を多くし、短波長側の吸光度を上げたければ第2色素の量を多くすればよい。このため、目的とする着色度合いを合わせるのも容易である。
 以上説明したように、本実施形態および実施例によれば、測定に使用する発光素子の発光スペクトルにおける最大発光波長を中心として少なくともその半値幅の波長範囲内を血液の吸収スペクトルと同様の形状となるように、2つの色素を用いて着色したので、校正試薬を用いた場合でも、正確な装置校正を行うことができる。特に、発光素子の最大発光波長が発光素子の個体ごとにばらついている場合に、それらのばらつきを考慮しなくても、装置校正が可能となる。また、これにより、血液サンプル測定用に作成された検量線をそのまま用いて測定装置の校正を行うことが可能となる。
 特に、発光スペクトルの公称波長を中心とした半値幅の波長範囲である、少なくとも波長580~630nmの範囲で吸収スペクトルが血液の吸収スペクトルの形状と同じになるようにすることで、グルコースの測定において正確な校正を行うことができるようになる。
 また、校正試薬を調整する際には、第1色素として波長610nm以上700nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有するものを使用し、第2色素としては波長560nm以上610nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有するものを使用することで、グルコースの測定に用いる装置を校正する校正試薬の調整を容易に行うことができる。
 以上、本発明を適用した実施形態および実施例として、グルコースの測定を例に説明したが本発明はこのような測定に用いられる校正試薬に限定されるものではない。
 たとえば、コレステロール、尿酸、ピルビン酸などのさまざまな血液成分の測定に用いる装置の校正試薬を調整することができる。
 また、第1色素および第2色素は、それぞれ単独で市販されているものを使用可能であるが、発光素子の最大発光波長によっては、市販されている色素の中に、第1色素および第2色素として使用できる適当な吸収スペクトルを有する色素がない場合もある。そのような場合には、複数の色素を混ぜ合わせることで、それぞれ第1色素および第2色素を調整して、それら調整された第1色素および第2色素を用いて校正試薬を調整するようにしてもよい。
 さらに、上述した実施形態では、試験紙に発色試薬を含浸させて、試験紙の発色を反射率として測定する装置を例示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、試験管などに入れた発色試薬を含む溶液中に血液サンプルを加えて、液体の透過吸光度を測定する装置の校正に用いる校正試薬とすることもできる。これは、上述した実施形態および実施例において吸収スペクトルを示したことからもわかるとおりである。
 (実施例2)
 本実施例は、色素として、アルファズリンAおよび色素Aを組み合わせて校正試薬の調整を行なった。また、比較例2として、エリオグラウシン(図17)、アルファズリンA(図18)、または色素A(図19)をそれぞれ単独で用いて校正試薬の調整を行なった。さらに参考例として、血液サンプル(グルコース濃度を180mg/dLに調整した血液)を用いた測定も行なった。
 まず、比較例2として、エリオグラウシン(0.072質量%)、アルファズリンA(0.24質量%)、または色素A(0.45質量%)がそれぞれ単独で純水に添加されてなる校正試薬を調製した。
 一方、実施例2として、2つの色素を含有する校正試薬を調製した。具体的には、純水にアルファズリンA(0.08質量%)および色素A(0.32質量%)を添加したものである。
 なお、上記比較例2および実施例2の校正試薬サンプルには、いずれも反射吸光度が波長610nmで血液サンプルの反射吸光度と同程度(600ぐらい)となるように、グルコース(関東化学株式会社製)を添加した。また、グルコース以外の添加剤として、粘度調整剤(カルボキシメチルセルロース(CMC1260、ダイセル化学工業株式会社製))0.72質量%、pH緩衝剤(ピペラジン-1,4-ビス(2-エタンスルホン酸)(PIPES、株式会社同仁化学研究所製))250mM、防腐剤(アジ化ナトリウム、関東化学株式会社製)0.05質量%を添加した。
 次いで、上述した実施例2、比較例2、参考例(血液サンプル)について、呈色試験を行なった。具体的には、測定温度を10℃、15℃、20℃、25℃、30℃と変化させて、発色試薬(グルコースオキシターゼ(GOD)、ペルオキシターゼ(POD)、4-アミノアンチピリン、およびN-エチルN-(2-ヒドロキシ-3-スルホプロピル)-m-トルイジンの混合物)が含浸されてなる試験紙を保持する試験具(メディセーフチップ、テルモ株式会社製)に各サンプルをそれぞれ点着し、十分に発色した状態で(たとえば、サンプル点着後10秒経過時)、分光計USB-2000(Pj-1181/オーシャンオプティクス(OceanOptics)社製)により反射率を測定した。反射吸光度はこの反射率から求めたもので、ここでは256/反射率の値である。従って、得られた反射吸光度の値は、校正試薬に添加した色素由来の吸光度に加えて、試験紙に含浸された発色試薬とグルコースとの反応によって生成した色素由来の吸光度も含む値である。この測定を同様の手法によって合計5回繰り返し、平均値を反射吸光度の値とした。なお、256/反射率は反射率から吸光度を求めるためのものであるが、その数値は便宜上任意に設定したものであり、特にこれに限定されるものではない。以下、図面を参照しつつ、結果を説明する。
 上述したように、図15は、参考例(血液サンプル)についての温度ごとの反射吸光度スペクトルを重ねて示すグラフである。図15に示すように、血液サンプルの反射吸光度は、測定温度が上昇するにつれて、全体的に吸光度が増加する方向にシフトする傾向にある。
 また、同様に上述したように、図17~図19は、比較例2についての反射吸光度スペクトルを測定した結果を示すグラフである。ここで、用いられている色素のうち、色素A以外のものは、シグマアルドリッチハンドブック オブ ステイン, ダイ アンド インジケータ(The Sigma-Aldrich Handbook of Stains, Dyes and Indicators)、アルドリッチケミカル社(Aldrich Chemical Company)、1990年出版に記載されているものである。
 図17~図19(比較例2)と図15(参考例)との対比から明らかなように、波長610nmにおける温度特性はだいぶ異なる。また、図21に示すように、横軸に温度、縦軸に反射吸光度(610nm)をプロットした場合のグラフの傾きが、色素Aの場合には血液よりも大きく、アルファズリンAの場合には小さい。その結果、血液用の温度補正アルゴリズムを上記校正試薬に適用して温度による測定値のばらつきを補正しようとすると、図22に示すように、単独色素の校正試薬では血液サンプルのようには補正されず、測定温度の変化に伴って測定値が乖離してしまう。なお、図22は、比較例2および実施例2の校正試薬サンプルおよび参考例の血液サンプルを用いて校正を行ない、血液用の温度補正アルゴリズムを適用することにより得られた測定値を示すグラフである。ここで、温度補正アルゴリズムの適用には市販の血糖計(メディセーフミニGR-102およびメディセーフチップ、テルモ株式会社製)を用い、この血糖計および校正試薬または血液サンプルを所定温度(12℃、15℃、20℃、25℃、30℃)に調節された環境試験器内に入れて測定を行なった。なお、合計10回の測定を行ない、平均値を測定値とした。なお、血液サンプルについては、ヘマトクリット補正(Ht補正)も併せて行なった。
 一方、実施例2で調製した校正試薬サンプルについても同様の呈色試験および温度補正アルゴリズムの適用による測定値の評価を行なった。図20は、実施例2の校正試薬サンプルについての温度ごとの反射吸光度スペクトルを重ねて示すグラフである。また、図21では、波長610nmでの反射吸光度を温度に対してプロットしたグラフが示されている。また、図22には、実施例2(アルファズリンAおよび色素Aの組み合わせ)の校正色素サンプルを用いて校正を行ない、上記と同様の血液用の温度補正アルゴリズムを適用することにより得られた測定値を示すグラフが示されている。
 図21に示すように、実施例2の校正試薬サンプルによれば、血液成分測定装置が備える試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じとなる。
 また、図15と図20との対比から、いずれの温度条件においても、実施例2の校正試薬サンプルの反射吸光度スペクトルは、グルコース濃度を測定する際に用いる生成色素に特徴的な波長610nmを含む約580~630nmの波長範囲(特に、600~615nmの波長範囲)で、参考例(血液サンプル)のスペクトルの傾斜の傾向とよく合っていることがわかる。従って、実施例2の校正試薬サンプルによれば、校正試薬が血色素を含まないことに起因する測定誤差が補正されうるという利点も得られる。
 これらの実施例の結果から、本発明によれば、測定時の温度条件が変化した場合であっても、測定装置を正確に校正することができる校正試薬の調整方法、校正試薬、およびこれを用いた測定装置の校正方法が提供されうることが示される。さらに、好ましい形態によれば、測定に用いられる波長のばらつきの範囲においては校正試薬の色を十分に血液色に似せることが可能であることが示される。
 <展開性の評価>
 上記の実施例2における呈色試験では、上述したように、別途添加した色素由来の吸光度以外に、発色試薬とグルコースとの反応により生成した色素由来の吸光度の寄与分も含めた値が観察されている。かような影響を排除し、別途添加した色素のみの挙動を観察する目的で、以下の実験を行なった。ここでは、エリオグラウシンおよびアルファズリンAをそれぞれ単独で含有する水溶液について、測定温度を変化させて反射吸光度のタイムコースを観察した。
 まず、発色試薬が含浸されていないポリエーテルスルホン(PES)膜を保持した試験具(メディセーフチップ(テルモ株式会社製)の発色試薬がないもの)を準備した。一方、評価用サンプルとして、エリオグラウシンの0.072質量%水溶液、およびアルファズリンAの0.24質量%水溶液をそれぞれ調製した。それぞれのサンプルを上記で準備した試験具のPES膜に点着させると同時に計時を開始し、点着から26~27秒間に亘って1秒間隔で、上記と同様の手法により反射吸光度を測定した。なお、同様の実験を10℃、15℃、20℃、25℃、30℃でそれぞれ10回ずつ行ない、得られた平均値を測定値とした。結果を図23(エリオグラウシン)および図24(アルファズリンA)に示す。図23に示すように、エリオグラウシンの反射吸光度は、時間の経過に伴って対数関数的に増加する(換言すれば、増加率は漸減する)。これに対し、アルファズリンAの反射吸光度は、時間の経過に伴って線形的に増加する。また、エリオグラウシンでは、タイムコースのいずれの時点においても測定温度が高くなるほど高い反射吸光度を示したが、アルファズリンAでは、測定の初期には温度が高いほど反射吸光度が小さく、時間が経過するほど温度上昇に伴い反射吸光度の値も上昇した。以上のことから、色素の種類によって、反射吸光度のタイムコースおよびその温度感受性は異なることがわかる。かような差異がもたらされる原因は完全には明らかではないが、以下のようなメカニズムが推定される。すなわち、エリオグラウシンは、3つのスルホン酸基を有することから、スルホン酸基が2つのアルファズリンAよりも水溶性が高いことが推測される。その一方で、エリオグラウシンのPES膜への吸着性はより低く膜内を比較的自由に移動できると考えられる。分子の運動性は温度に依存することから、比較的自由に移動が可能なエリオグラウシンは温度の影響を受けやすく、温度感受性が高い。その一方でアルファズリンAは膜内での移動がより遅いために温度の影響を受けにくい。このために温度感受性が低く、換言すれば優れた温度特性を示すのではないかと考えられる。なお、このメカニズムはあくまでも推測に基づくものであり、本発明の技術的範囲をいかようにも限定するものではない。
 なお、本出願は、2008年3月31日に出願された日本国特許出願第2008-090401号、および2008年8月28日に出願された日本国特許出願第2008-220493号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。

Claims (20)

  1.  血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬の調整方法であって、
     校正試薬の性状が血液の性状に近づくように、異なる2種以上の色素を組み合わせて調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
  2.  血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬の調整方法であって、
     前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素を組み合わせて、
     前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
  3.  前記第1色素は前記公称波長より長波長側が短波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持ち、
     前記第2色素は前記公称波長より短波長側が長波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つことを特徴とする、請求項2に記載の調整方法。
  4.  前記発光スペクトルの半値幅の波長範囲は、少なくとも波長580~630nmの範囲であることを特徴とする、請求項2または3に記載の調整方法。
  5.  前記第1色素は、波長610nm以上700nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有し、
     前記第2色素は、波長560nm以上610nm未満の範囲内に吸収スペクトルのピークを有することを特徴とする、請求項2~4のいずれか1項に記載の調整方法。
  6.  血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬の調整方法であって、
     前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように、異なる2種以上の色素を組み合わせて調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
  7.  前記2種以上の色素を、校正試薬が血液中の色素成分を含まないことに起因する測定誤差を補正するように組み合わせることを特徴とする、請求項6に記載の調整方法。
  8.  前記2種以上の色素を、前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長に、前記発光素子の発光スペクトルの半値幅の中心値を置いたときの、前記公称波長を中心値とする少なくとも前記半値幅の波長範囲内において、反射吸光度スペクトルの傾きが異なる2種以上の色素から選択して組み合わせることにより、前記波長範囲内において、反射吸光度スペクトルの傾斜傾向が、前記波長範囲内における血液の反射吸光度スペクトルの傾斜傾向と同じになるように調整することを特徴とする、請求項7に記載の調整方法。
  9.  前記2種以上の色素が、610nmより短波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素と、610nmより長波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素とを含むことを特徴とする、請求項6~8のいずれか1項に記載の調整方法。
  10.  前記2種以上の色素が、6-アミノ-4-ヒドロキシ-5((4-ニトロ-2-スルホフェニル)アゾ)-2-ナフタレンスルホン酸およびアルファズリンAを含むことを特徴とする、請求項9に記載の調整方法。
  11.  血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬の調整方法であって、
     前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素を組み合わせて、
     前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように、かつ、前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように調整することを特徴とする、校正試薬の調整方法。
  12.  血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬であって、
     その成分量が既知の血液成分と、
     異なる2種以上の色素と、を有し、
     前記2種以上の色素が、校正試薬の性状が血液の性状に近づくように組み合わされていることを特徴とする、校正試薬。
  13.  血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に使用する校正試薬であって、
     その成分量が既知の血液成分と、
     前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素とを有し、
     前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように調整されていることを特徴とする、校正試薬。
  14.  前記第1色素は前記公称波長より長波長側が短波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持ち、
     前記第2色素は前記公称波長より短波長側が長波長側よりも高い吸光度の吸収スペクトルを持つことを特徴とする、請求項13に記載の校正試薬。
  15.  血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬であって、
     その成分量が既知の血液成分と、
     前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように組み合わされた異なる2種以上の色素と、
    を有することを特徴とする、校正試薬。
  16.  前記2種以上の色素が、610nmより短波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素と、610nmより長波長側に最大吸収波長を有する色素群から選択される1種以上の色素とを含むことを特徴とする、請求項15に記載の校正試薬。
  17.  血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置を校正する際に用いる校正試薬であって、
     その成分量が既知の血液成分と、
     前記血液成分測定装置に用いられる発光素子の公称波長を中心値とする発光スペクトルの少なくとも半値幅の波長範囲内において、吸収スペクトルの傾きが異なる第1色素と第2色素とを有し、
     前記波長範囲内における組み合わされた吸収スペクトルの形状が、前記波長範囲内における血液の吸収スペクトルの形状と同じになるように、かつ、前記試験紙の一方の面に前記校正試薬を点着し他方の面に所定波長の光を照射して反射吸光度を測定したときの該反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向が、前記校正試薬に代えて血液を点着して測定したときの反射吸光度の測定温度に基づく変化傾向と同じになるように、前記第1色素と第2色素とが組み合わされていることを特徴とする、校正試薬。
  18.  前記血液成分を測定するために用いる波長が、前記血液成分と反応する発色試薬に基づく波長であることを特徴とする、請求項12~17のいずれか1項に記載の校正試薬。
  19.  血液成分を光学的に測定する血液成分測定装置の校正方法であって、
     請求項12~14のいずれか1項に記載の校正試薬を用い、当該校正試薬を前記血液成分測定装置に適用して測定値を求め、当該測定値が前記校正試薬の既知の成分量から設定した許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする、血液成分測定装置の校正方法。
  20.  血液成分を試験紙を用いて光学的に測定する血液成分測定装置の校正方法であって、
     請求項15~17のいずれか1項に記載の校正試薬を用い、当該校正試薬を前記血液成分測定装置に適用して測定値を求め、当該測定値が前記校正試薬の既知の成分量から設定した許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする、血液成分測定装置の校正方法。
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