WO2009136497A1 - クレアチニン濃度の測定方法、測定デバイス及び測定装置、並びにそれらを用いた尿中塩分量の測定方法、測定デバイス及び測定装置 - Google Patents

クレアチニン濃度の測定方法、測定デバイス及び測定装置、並びにそれらを用いた尿中塩分量の測定方法、測定デバイス及び測定装置 Download PDF

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Abstract

 (A)クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、クレアチニンを含む試料と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬とを混合して、クレアチニンによって、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを還元させる工程、(B)工程Aにおいて還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する工程、並びに(C)工程Bにおいて測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量に基づき、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める工程を含む、クレアチニン濃度測定方法。

Description

クレアチニン濃度の測定方法、測定デバイス及び測定装置、並びにそれらを用いた尿中塩分量の測定方法、測定デバイス及び測定装置
 本発明は、試料中に含まれるクレアチニンや塩分の定量を行うための測定方法、測定デバイス、及び測定装置に関する。
 生物学的及び非生物学的サンプル中に含まれる僅かな量の物質の定性及び定量的な検出は、臨床検査、診断、分析、セルフケアなどにおいて日常的に行われている。  
 このような検出においては、一般にサンプル中に存在する被検知物質を、この被検知物質と特異的に反応する指示物質と反応させる。そして、反応の結果生じた反応生成物もしくは反応複合物を、比色法(吸光計測)、蛍光法、放射線測定法、化学発光法、電気化学法、インピーダンス法、質量変化法(QCM)、屈折率変化法(SPR)、熱レンズ効果検出法などで検出し、被検知物質の検出または定量を行う。被検知物質の検出または定量において用いられる一般的な指示物質の一つに、5-メチルフェナジニウムメチルスルフェート(化学式:C141424S、以下、PMSと略称する)がある。特定の被検知物質との反応により還元されたPMSを、電気化学法や比色法で検出することにより、被検知物質の検出や定量が行われている。  
 しかし、PMSは不安定であり、水溶液中において、光により容易に酸化される。そのため試薬溶液の保存が困難なことが知られている。この貯蔵時の問題を避けるために、PMSの誘導体である1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルスルフェート(化学式:C151625S、以下、M-PMSと略称する)が開発された。M-PMSは、PMSの1位にメトキシ基が導入された化合物であり、光に対して非常に安定である。  
 一方、試料中に含まれるクレアチニン濃度の測定は、臨床化学や分析化学の分野において重要である。クレアチニンは筋肉の内在代謝の産物であるため、尿中のクレアチニン量は総筋肉質量を反映することが知られている。したがって、人間が一日に排泄する尿中のクレアチニン量は一般に個人ごとに一定であり、日間変動が無いといわれている。そのため、尿中のクレアチニン量は排泄される尿の濃淡の尺度として用いられることがある。また、尿中及び血中のクレアチニン量は尿毒症や腎機能の低下によって増減する。そのため、尿中または血中のクレアチニン量の測定により、尿毒症や腎機能の低下の有無を知ることができる。
 クレアチニン濃度の測定方法としては、アルカリ性のピクリン酸溶液を用いたヤッフェ(Jaffe)反応に基づく方法が知られている。この方法においては、ピクリン酸がクレアチニンと反応することにより得られる橙赤色の生成物を分光学的に測定する(例えば、特許文献1参照)。  
 また、他のクレアチニン濃度測定方法として、クレアチニンと特異的に反応をする酵素を用いた方法が知られている。酵素を用いる方法としては、例えば、クレアチニンデイミナーゼを用いてクレアチニンを分解する方法がある。この方法では、クレアチニンの分解により生成するアンモニア量を、pHや電位の変化などから測定することにより、クレアチニンの濃度を得ている(例えば、特許文献2参照)。  
 酵素を用いる他の方法として、下記の式(1)~(3)の反応により、クレアチニン濃度を測定する方法がある。
 クレアチニン+水 → クレアチン   (1)
 クレアチン+水 → サルコシン+尿素   (2)
 サルコシン+水+酸素 →
 グリシン+ホルムアルデヒド+過酸化水素 (3)
 式(1)~(3)の反応を触媒する酵素として、それぞれ順にクレアチニンアミドヒドロラーゼ(クレアチニナーゼ)、クレアチンアミジノヒドロラーゼ(クレアチナーゼ)、及びサルコシンオキシダーゼまたはサルコシンデヒドロゲナーゼが用いられる。ここで、クレアチニンの定量方法としては、例えば、ペルオキシダーゼとともにロイコ色素やトリンダー(Trinder)試薬を利用し、式(3)において生成した過酸化水素を呈色させて分光学的に定量する方法が用いられている(例えば、特許文献3参照)。また、他のクレアチニン定量方法として、式(3)において生成した過酸化水素を電極で電気化学的に酸化し、流れる電流からクレアチニンを定量する方法が用いられている(例えば、特許文献4及び5参照)。  
 また、酵素を用いるさらに他の方法として、式(1)及び式(2)の反応に加えて、式(3)の反応に代えて、サルコシンと電子伝達体との反応を用いてクレアチニンを定量する方法が提案されている(例えば、特許文献6及び7参照)。 
 特許文献6には、基板上に少なくとも一対の作用極及び対極を備え、電極上または電極周辺の基板上で試薬溶液を乾燥させることにより試薬を固定化したクレアチニンバイオセンサが開示されている。試薬溶液は、クレアチニナーゼ、クレアチナーゼ、サルコシンオキシダーゼ及びフェリシアン化カリウム(電子伝達体)をpH7~8.5の緩衝液中に溶解させることにより得ている。また、緩衝液のpHが7未満または8.5を超えると、酵素活性が低下するため好ましくないことが開示されている。 
 特許文献7には、サルコシンオキシダーゼとともに、シクロデキストリンにより包摂されたメディエータ(電子伝達体)を用い、比色法または電気化学的検出方法によりクレアチニンを定量することが開示されている。具体的には、シクロデキストリンにより包摂されるメディエータの例として、α-ナフトキノン(1,4-ナフトキノン)が挙げられている。しかし、特許文献7では、メディエータがシクロデキストリンに包摂されていない状態では、酵素を用いたクレアチニンの測定に不適切であることが開示されている。
 また、酵素を用いるさらに他の方法として、式(1)及び式(2)の反応に加えて、式(3)の反応に代えて、サルコシンとテトラゾリウム指示薬との反応を用いて分光学的にクレアチニンを定量する方法が提案されている(例えば、特許文献8参照)。特許文献8には、クレアチニン定量用組成物として、クレアチニン加水分解酵素、クレアチンアミジノヒドロラーゼ、サルコシンデヒドロゲナーゼ、テトラゾリウム指示薬であるチアゾリルブルー及びpH7.5のリン酸カリウムからなる混合試薬を用いることが開示されている。 
 また、酵素を用いるさらに他の方法として、クレアチニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドロラーゼ及びサルコシンデヒドロゲナーゼを用いて、クレアチニンをグリシンとホルムアルデヒドとに変えた後、生成したホルムアルデヒドを呈色剤により発色させ、その吸光度によりクレアチニンを定量する方法が提案されている(例えば、特許文献9参照)。特許文献9には、クレアチニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドロラーゼ、サルコシンデヒドロゲナーゼ及び呈色剤に加えて、pH7.5のリン酸緩衝液と、ホルムアルデヒドの生成を促す反応促進剤としてフェリシアン化カリウムとを用いることが開示されている。  
 また、酵素を用いるさらに他の方法として、クレアチニンの加水分解を触媒するポリマー、サルコシン酸化酵素及びメディエータを固定化した電極を用いて、クレアチニンを定量する方法が提案されている(例えば、特許文献10参照)。特許文献10には、メディエータとして、フェリシアン化カリウム、フェロセン、オスミウム誘導体、フェナジンメトサルフェート(PMS)などを用いることができることが開示されている。  
 さらに他のクレアチニン濃度測定方法として、1,4-ナフトキノン-2-スルホン酸カリウムを用いる方法が提案されている(例えば、特許文献11、非特許文献1~3参照)。
米国特許第3705013号明細書 特表2001-512692号公報 特開昭62-257400号公報 特表2003-533679号公報 米国特許第5466575号明細書 特開2006-349412号公報 特開2005-118014号公報 特開昭55-023998号公報 特開昭54-151095号公報 特開2003-326172号公報 特開昭63-033661号公報
サリバン、外1名、「クレアチニンの高特異的テスト」、ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー、1958年、第233巻、第2号、p.530-534(Sullivan,"A Highly Specific Test for Creatinine",1958,Vol.233,No.2,p.530-534) ナラヤナン、外1名、「クレアチニン:レヴュー」、クリニカルケミストリー、1980年、第26巻、第8号、p.1119-1126(Narayanan,"Creatinine:A Review",Clinical Chemistry,1980,Vol.26,No.8,p.1119-1126) クーパー、外1名、「4つの尿中クレアチニン測定方法の評価」、クリニカル ケミストリー、1961年、第7巻、第6号、p.665-673(Cooper,"An Evaluation of Four Methods of Measuring Urinary Creatinine",1961,Vol.7,No.6,P.665-673)
 しかしながら、上記従来の方法では、以下のような問題点があった。
 特許文献1に記載の方法においては、グリシン、ヒスチジン、グルタミン、セリン等のアミノ酸やタンパク質、グルコース等の糖、アセトン、ピリルビンなどの妨害成分の影響を受けるため、上記物質を含む試料、例えば尿や血液などの生体試料中においてクレアチニンを正確に定量することは困難である。例えば、アミノ酸やグルコース等の糖は、ピクリン酸と反応してしまう。  
 また、特許文献2に記載の方法においては、pHや電位の変化が不安定であるため、クレアチニンを正確に定量することは困難である。  
 また、特許文献2~10に記載の方法においては、試料中に塩分等のイオン種や尿素が存在すると、酵素が変性することにより、酵素の活性が低下する。そのため、試料中に含まれるイオン種や尿素の濃度によって、反応速度にばらつきが生じる。したがって、イオン種や尿素を含む試料、例えば尿や血液などの生体試料中のクレアチニンを定量する際には、試料中に含まれるイオン種や尿素の濃度によって測定結果に誤差が生じる。 
 また、特許文献11及び非特許文献1に記載されている1,4-ナフトキノン-2-スルホン酸カリウムを用いる方法については、非特許文献2及び3において、測定結果の再現性が非常に低いという問題が報告されている。
 そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、試料中に含まれるクレアチニンを精度良く定量することができるクレアチニン濃度の測定方法、測定デバイス、及び測定装置を提供することを第1の目的とする。  
 また、本発明は、尿中に含まれる塩分を精度良く定量することができる塩分量の測定方法、測定デバイス、及び測定装置を提供することを第2の目的とする。
 上記従来の問題を解決するために、本発明のクレアチニン濃度測定方法は、
 (A)クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、クレアチニンを含む試料と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬とを混合して、クレアチニンによって、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを還元させる工程、
 (B)工程Aにおいて還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する工程、並びに
 (C)工程Bにおいて測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量に基づき、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める工程を含む。  
 本発明の塩分量測定方法は、
 (a)クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、試料である尿と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬とを混合して、尿中に含まれるクレアチニンによって、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを還元させる工程、
 (b)工程aにおいて還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する工程、
 (c)尿の電気特性を測定する工程、及び
 (d)工程bにおいて測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と、工程cにおいて測定された電気特性とに基づいて、尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める工程を含む。  
 本発明のクレアチニン濃度測定デバイスは、
 上記クレアチニン濃度測定方法に用いられるデバイスであって、
 クレアチニンを含む試料をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための試料収容室と、
 試料収容室と連通し、試料収容室内に試料を導入するための試料導入口と、
 試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、
 試料収容室内に配置された2つ以上の電極、または試料収容室に形成された光学測定用の窓部と、を備える。  
 本発明の塩分量測定デバイスは、
 上記塩分量測定方法に用いられるデバイスであって、
 試料である尿をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための第1の試料収容室と、
 第1の試料収容室と連通し、第1の試料収容室内に尿を導入するための第1の試料導入口と、
 第1の試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、
 尿を収容するための第2の試料収容室と、
 第2の試料収容室と連通し、第2の試料収容室内に尿を導入するための第2の試料導入口と、
 第2の試料収容室内に配置された2つ以上の電極と、を備える。  
 本発明のクレアチニン濃度測定装置は、
 上記クレアチニン濃度測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、
 上記クレアチニン濃度測定デバイスの試料収容室内において、クレアチニンによって還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する測定部、及び
 測定部において測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量に基づき、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める演算部、を備える。  
 また、本発明の塩分量測定装置は、
 上記塩分量測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、
 上記塩分量測定デバイスの第1の試料収容室内において、クレアチニンによって還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する第1の測定部、
 上記塩分量測定デバイスの第2の試料収容室内において、尿の電気特性を測定する第2の測定部、及び
 第1の測定部において測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と、第2の測定部において測定された電気特性とに基づき、尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める演算部、を備える。  
 なお、リン酸系緩衝剤の存在下では、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムは不安定である。そこで、リン酸系緩衝剤の存在下においてクレアチニンと1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとを反応させる場合、1価アニオンの電解質塩をリン酸系緩衝剤とともに用いることが好ましい。
 本発明のクレアチニン濃度測定方法によれば、クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、試料中に含まれるクレアチニンを精度良く定量することができる。
本発明の実施の形態1におけるクレアチニン濃度測定デバイスの構成を示す分解斜視図である。 同実施の形態におけるクレアチニン濃度測定装置の外観を示す斜視図である。 同クレアチニン濃度測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2におけるクレアチニン濃度測定デバイスの構成を示す分解斜視図である。 同実施の形態におけるクレアチニン濃度測定装置の外観を示す斜視図である。 同クレアチニン濃度測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態3における塩分量測定デバイスを第1の基板の第1の面側からみた構成を示す分解斜視図である。 同塩分量測定デバイスを第1の基板の第2の面側からみた構成を示す分解斜視図である。 同実施の形態における塩分量測定装置の外観を示す斜視図である。 同塩分量測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態4における塩分量測定デバイスを第1の基板の第1の面側からみた構成を示す分解斜視図である。 同塩分量測定デバイスを第1の基板の第2の面側からみた構成を示す分解斜視図である。 同実施の形態における塩分量測定装置の外観を示す斜視図である。 同塩分量測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例1における試料中のクレアチニン濃度と測定された電流値との関係を示すグラフである。 本発明の実施例2における試料中のpHと測定された電流値との関係を示すグラフである。 本発明の実施例3におけるクレアチニン濃度が0mMの試料について測定された吸光スペクトルの経時変化を示すグラフである。 同実施例におけるクレアチニン濃度が10mMの試料について測定された吸光スペクトルの経時変化を示すグラフである。 同実施例におけるクレアチニン添加から5分後に測定された波長510nmにおける吸光度と試料中のクレアチニン濃度との関係を示すグラフである。 参考例1の試料及び基準試料について測定された酸化電流値の経時変化を示すグラフである。 本発明の実施例4において測定された電流値と試料中に含まれるクレアチニンの濃度との関係を示すグラフである。 参考例2において測定された1価アニオンの電解質塩としてメチル硫酸ナトリウムを用いた場合に得られたCV値と、M-PMS濃度及び電解質塩濃度の総和に対するリン酸緩衝剤濃度の比との関係を示すグラフである。 同参考例において測定された1価アニオンの電解質塩として硝酸ナトリウムを用いた場合に得られたCV値と、M-PMS濃度及び電解質塩濃度の総和に対するリン酸緩衝剤濃度の比との関係を示すグラフである。
 本発明の発明者は、クレアチニンと1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとが直接的に反応することを新たに見出した。この反応においては、クレアチニンに作用する酵素(例えばクレアチニンアミドヒドロラーゼ)およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件にもかかわらず、クレアチニンと1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとが反応する。その結果、クレアチニン及び1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量が減少し、クレアチニンの酸化物と、還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとが生成する。  
 本発明は、上記の新たな知見に基づいてなされ、クレアチニン定量用試薬もしくは試薬組成物の有効成分として、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを用いることを特徴とする。1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムは、通常、塩の状態で存在する。例えば固体の状態では、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムはカウンターアニオンとともに塩を構成している。一方、溶液中では、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの塩は電離しており、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムは溶媒和したカチオンの状態で存在する。  
 本発明において用いる1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの塩としては、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルスルフェート、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムクロライド等が挙げられる。なかでも下記式(4)の構造式で表される1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルスルフェート(化学式:C151625S、以下、M-PMSと略称する)が好ましい。  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 本発明のクレアチニン濃度測定方法は、
 (A)クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、クレアチニンを含む試料と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬とを混合して、クレアチニンによって、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを還元させる工程、
 (B)工程Aにおいて還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する工程、並びに
 (C)工程Bにおいて測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量に基づき、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める工程を含む。  
 この方法によると、従来の測定方法と異なり、クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件において、クレアチニンと1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとが直接反応する。よって、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖などの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定方法よりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 
 工程Aにおいて、試料に緩衝剤を混合してもよい。
 緩衝剤としては、リン酸系緩衝剤、クエン酸系緩衝剤、フタル酸系緩衝剤、酢酸系緩衝剤、MES緩衝剤などが挙げられる。 
 工程Aでは、試料にリン酸系緩衝剤を混合することにより、試料のpHが5~10に調整されることが好ましく、6~7に調整されることがより好ましい。
 このようにすると、クレアチニンと1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとの直接反応(クレアチニンによる1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの還元)の速度が速くなるため、測定時間を短縮することができる。これに関しては図16に言及している実施例と共に後に詳しく説明する。  
 リン酸系緩衝剤としては、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸、またはそれらの水和物などが挙げられる。  
 リン酸系緩衝剤は、リン酸水素塩とリン酸二水素塩とから構成されることが好ましく、リン酸水素二カリウムとリン酸二水素カリウムとから構成されることが、さらに好ましい。これらのリン酸塩が試料中に溶解することによって、試料のpHを6~7の範囲内に容易に調整することができる。  
 工程Aでは、試料におけるリン酸系緩衝剤の濃度(リン原子の濃度)が5~1000mMであることが好ましく、5~500mMであることが、さらに好ましい。本発明者は、リン酸系イオンの濃度の増加に伴い、クレアチニンと1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとの反応の速度が速くなることを見出した。リン酸系緩衝剤の濃度が5mM以上であれば、十分な反応速度が得られる。また、1000mMは、試料のpHを6~7に調整する緩衝能を有するリン酸系緩衝剤の溶解度の上限である。  
 工程Aにおいて、試料に1価アニオンの電解質塩を混合してもよい。試料中に1価アニオンが存在することにより、リン酸系緩衝剤の存在下であっても、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムが安定に存在するようになる。よって、再現性良く、試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。 
 電解質塩における1価アニオンとしては、塩化物イオン、硝酸イオン及びメチル硫酸イオンからなる群から選択されるアニオンが挙げられる。  
 1価アニオンの電解質塩としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、メチル硫酸リチウム、メチル硫酸ナトリウム、メチル硫酸カリウム等が挙げられる。クレアチニン定量用試薬組成物は、これらの1価アニオンの電解質塩のうち、複数種の電解質塩を含んでいてもよい。  
 工程Aでは、試料中における1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの濃度が1~100mMであり、1価アニオンの濃度が5~1000mMであることが好ましい。  
 工程Aにおいて、試料中に含まれるリン酸系緩衝剤のモル濃度(リン原子のモル濃度)は、1価アニオンのモル濃度と1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルスルフェートのモル濃度との合計の2分の1以下であることが好ましい。
 このようにすると、試料中において1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルスルフェートがより安定に存在するようになる。よって、試料中に含まれるクレアチニンをさらに再現性良く、定量することができる。  
 以上より、クレアチニン定量用試薬は、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムと、リン酸系緩衝剤と、1価アニオンの電解質塩とを含むクレアチニン定量用試薬組成物として用いることが好ましい。
 試薬組成物中に含まれるリン酸系緩衝剤の量(リン原子のモル数)は、1価アニオンの電解質塩の量(1価アニオンのモル数)と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量(モル数)との合計の2分の1以下であることが好ましい。  
 還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を電気化学的に測定する場合、
 例えば、工程Bは、
 (D)試料に2つ以上の電極を接触させ、前記2つの電極間に電圧を印加する工程、及び
 (E)前記2つの電極間に流れる電流値または電荷量を検出する工程を含む。
 また、工程Cは、
 工程Eにおいて検出された電流値または電荷量に基づいて、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める工程を含む。
 このようにすると、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を電気化学的に容易に求めることができる。  
 還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を光学的に測定する場合、
 例えば、工程Bは、
 (F)試料に入射光を照射する工程、及び
 (G)試料を透過した透過光または試料において反射した反射光を検出する工程を含む。
 また、工程Cは、
 工程Gにおいて検出された透過光または反射光の強度に基づいて、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める工程を含む。
 このようにすると、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を光学的に容易に求めることができる。 
 本発明の塩分量測定方法は、試料として尿を用い、上記のクレアチニン濃度測定方法の工程A及びBに加えて、下記の工程c及びdをさらに含む。
 すなわち、本発明の塩分量測定方法は、
 (a)クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、試料である尿と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬とを混合して、尿中に含まれるクレアチニンによって、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを還元させる工程、
 (b)工程aにおいて還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する工程、並びに
 (c)尿の電気特性を測定する工程、及び
 (d)工程bにおいて測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と、工程cにおいて測定された電気特性とに基づいて、尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める工程、を含む。
 工程cは、工程aの前、例えば工程bの後かつ工程dの前に行われることが好ましい。 
 クレアチニン定量用試薬が溶解していない尿の電気特性は、尿中に含まれる電解質の濃度を反映している。尿中に含まれる電解質の濃度は、尿中に含まれる塩分の濃度と相関がある。塩分等の成分は、水分摂取、発汗などの影響を受け、濃縮または希釈されて尿中に排泄される。随時尿は、昼間、夜間を問わず随時に採取された尿である。随時尿中に含まれる塩分等の尿中成分の濃度は、尿の濃縮および希釈の影響を受けて変動する。  
  一方、上述のように、クレアチニンは筋肉量に依存して産生される。よって、単位時間当たりの尿中へのクレアチニンの排泄量は一定であることが知られている。随時尿を用いた場合であっても、例えば、測定された尿中成分濃度のクレアチニン濃度に対する比(尿中成分/クレアチニン比)を求めることにより、尿の濃縮および希釈の影響を補正することができる。  
 工程bにおける測定値は、クレアチニン濃度を高精度かつ再現性良く反映している。工程cにおける電気特性は、塩分濃度を反映している。よって、本発明の塩分量測定方法では、尿の濃縮および希釈の影響が高精度かつ再現性良く補正される。そのため、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。  
 ここで、尿の電気特性としては、抵抗、導電率、インピーダンス、入力された電流(または電圧)信号に対して出力される電圧(または電流)信号、入力された交流信号の位相と出力される交流信号の位相との位相差等が挙げられる。  
 工程dにおいて求められる尿中への塩分の排泄量を反映する値としては、クレアチニン単位量当たりの塩分量、単位時間(例えば1日)当たりの尿中塩分排泄量、単位時間(例えば1日)当たりの塩分摂取量等が挙げられる。
 本発明のクレアチニン濃度測定デバイス(以下、測定デバイスAとも称する)は、
 クレアチニンを含む試料をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための試料収容室と、
 試料収容室と連通し、試料収容室内に試料を導入するための試料導入口と、
 試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、を備え、上記のクレアチニン濃度測定方法に用いられる。  
 測定デバイスAによると、従来の測定デバイスと異なり、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、クレアチニンと1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとが直接反応する。よって、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖、アセトンなどの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。  
 測定デバイスAは、試料収容室内にリン酸系緩衝剤等の緩衝剤を備えていてもよく、試料収容室内に1価アニオンの電解質塩をさらに備えていてもよい。試料収容室内に1価アニオンと、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムと、リン酸系緩衝剤とを共存させることにより、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムが安定に存在するようになる。そのため、再現性良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。  
 測定デバイスAは、試料収容室内に2つ以上の電極をさらに備えていてもよい。
 このようにすると、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を、電気化学的に容易に求めることができる。
 測定デバイスAは、試料収容室に形成された光学測定用の窓部をさらに備えていてもよい。
 このようにすると、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を、光学的に容易に求めることができる。  
 本発明の塩分量測定デバイス(以下、測定デバイスBとも称する)は、
 試料である尿をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための第1の試料収容室と、
 第1の試料収容室と連通し、第1の試料収容室内に尿を導入するための第1の試料導入口と、
 第1の試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、
 尿を収容するための第2の試料収容室と、
 第2の試料収容室と連通し、第2の試料収容室内に尿を導入するための第2の試料導入口と、
 第2の試料収容室内に配置された2つ以上の電極と、を備え、上記の塩分量測定方法に用いられる。  
 測定デバイスBによると、クレアチニン濃度を精度良く反映している還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と、塩分濃度を反映している尿の電気特性とを測定することができる。還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と電気特性とを用いることにより、尿の濃縮および希釈の影響が精度良く補正される。よって、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を求めることができる。  
 測定デバイスBは、第1の試料収容室内に2つ以上の電極をさらに備えていてもよい。
 このようにすると、尿中への塩分の排泄量を適切に反映する値を、電気化学的に容易に求めることができる。  
 本発明のクレアチニン濃度測定装置(以下、測定装置Aとも称する)は、
 測定デバイスAを取付けるための測定デバイス取付け部、
 測定デバイスAの試料収容室内において、クレアチニンによって還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する測定部、及び
 測定部において測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量に基づき、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める演算部、を備える。  
 測定装置Aによると、測定デバイスAを用いて、電気化学的または光学的に試料中に含まれるクレアチニンの濃度を高精度かつ再現性良く測定することができる。  
 試料収容室内において、還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を光学的に測定する場合、測定部は、例えば、測定デバイスAの試料収容室内に入射する入射光を出射する光源、及び試料収容室内を透過した透過光または試料収容室内において反射した反射光を検出する受光器を有する。この場合、演算部は、受光器において検出された透過光または反射光の強度に基づいて、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める。
 この構成によると、測定デバイスAを用いて、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を、光学的に容易に求めることができる。  
 光源は、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムとクレアチニンとの反応に応じて吸収強度が変化する波長を含む光を出射する。光源としては、例えば、LED、レーザ等が挙げられる。  
 測定デバイスAが、試料収容室内に2つ以上の電極をさらに備える場合、測定部は、例えば、前記2つの電極間に電圧を印加する電圧印加部、及び前記2つの電極間に流れる電流値または電荷量を検出する検出部を有する。この場合、演算部は、検出部により検出された電流値または電荷量に基づいて、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を求める。
 この構成によると、測定デバイスAを用いて、試料中に含まれるクレアチニンの濃度を、電気化学的に容易に求めることができる。  
 本発明の塩分量測定装置(以下、測定装置Bとも称する)は、
 測定デバイスBを取付けるための測定デバイス取付け部、
 測定デバイスBの第1の試料収容室内において、クレアチニンによって還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する第1の測定部、
 測定デバイスBの第2の試料収容室内において、尿の電気特性を測定する第2の測定部、及び
 第1の測定部において測定された還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と、第2の測定部において測定された電気特性とに基づき、尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める演算部、を備える。  
 測定装置Bによると、測定デバイスBを用いて、電気化学的または光学的に尿中への塩分の排泄量を反映する値を高精度かつ再現性良く測定することができる。  
 第1の試料収容室内において、還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を光学的に測定する場合、測定部は、例えば、第1の試料収容室内に入射する入射光を出射する光源、及び第1の試料収容室内を透過した透過光または試料収容室内において反射した反射光を検出する受光器を有する。この場合、演算部は、受光器において検出された透過光または反射光の強度に基づいて、還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を求める。
 この構成によると、測定デバイスBを用いて、尿中への塩分の排泄量を反映する値を、光学的に容易に求めることができる。  
 測定デバイスBが、第1の試料収容室内に2つ以上の電極をさらに備える場合、測定部は、例えば、前記2つの電極間に電圧を印加する電圧印加部、及び前記2つの電極間に流れる電流値または電荷量を検出する検出部を有する。この場合、演算部は、検出部により検出された電流値または電荷量に基づいて、還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を求める。
 この構成によると、測定デバイスBを用いて、尿中への塩分の排泄量を反映する値を、電気化学的に容易に求めることができる。  
 試料としては、水溶液の他、血液、血清、血漿、尿、間質液、リンパ液、唾液などの体液が挙げられる。特に、尿は非侵襲的に在宅での日常の健康管理を行うためには非常に有効な試料である。これらの体液中のイオン種および尿素の濃度は比較的高いので、本発明の効果が非常に高く得られる。  
 本発明における2つ以上の電極の材料としては、金、白金、パラジウムあるいはそれらの合金または混合物、及びカーボンのいずれかを少なくとも含むことが好ましい。これらの材料は化学的および電気化学的に安定であり、安定した測定を実現することができる。第3の電極として、電位の安定した電極、例えばAg/AgClや飽和カロメル電極等の参照電極を、上記2つの電極と組み合わせて使用してもよい。2つの電極のうち一方の電極の電位を第3の電極に対して規制すると、測定のための電位が安定するので好ましい。また、2つの電極のうち他方の電極として、例えばAg/AgClや飽和カロメル電極等を用いても良い。  
 測定デバイスAおよびBにおいては、クレアチニン定量用試薬が乾燥状態で備えられ、試料収容室内に試料が導入されたときに試料に溶解するように配置されていることが好ましい。
 測定デバイスAおよびBにおいては、M-PMS、1価アニオンの電解質塩及びリン酸系緩衝剤が乾燥状態で備えられ、試料収容室内に試料が導入されたときに試料に溶解するように配置されていることが、特に好ましい。  
 例えば、ガラス繊維や濾紙等から構成される多孔性の担体に、クレアチニン定量用試薬を含む溶液を含浸させた後、乾燥させることにより、クレアチニン定量用試薬を上記担体に担持させる。そして、当該担体を試料と接する部分に設ければよい。また、測定デバイスにおける試料と接する部分の壁面に、クレアチニン定量用試薬を含む溶液を直接塗布した後、乾燥することにより、クレアチニン定量用試薬を当該壁面に配置してもよい。クレアチニン定量用試薬を含む溶液に緩衝剤や1価アニオンの電解質塩を含ませても良い。  
 測定デバイスAおよびBは、着脱可能な状態で測定装置AおよびBの測定デバイス取付け部に取付けられることが好ましい。また、特に尿や血液などの生体液を用いる場合には衛生的な観点から、測定デバイスAおよびBは使い捨てであることが好ましい。  
 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
 (実施の形態1)
 本発明の実施の形態1に係るクレアチニン濃度測定デバイス100について、図1を用いて説明する。図1は、測定デバイス100の構成を示す分解斜視図である。  
 測定デバイス100は、電気化学的に試料中に含まれるクレアチニンの濃度を定量する方法に用いられる。測定デバイス100は、絶縁性の第1の基板102と、空気孔108を有する絶縁性の第2の基板104とが、スリット110を有する絶縁性のスペーサ106を挟んで組み合わされた構造を有している。第1の基板102、第2の基板104及びスペーサ106は、例えばポリエチレンテレフタレート製である。  
 第1の基板102には、第1の電極112、第2の電極114、第1の電極112と電気的に接続された第1のリード122、及び第2の電極114と電気的に接続された第2のリード124が配置されている。また、第1の電極112及び第2の電極114の上には、クレアチニン定量用試薬を含む試薬層130が配置されている。第1の基板102の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が7mm程度、長さが30mm程度、厚みが0.7mm程度である。  
 次に、測定デバイス100の製造方法について説明する。
 まず、第1の基板102上に、樹脂製の電極パターンマスクを設置した状態で、パラジウムをスパッタリングする。これによって、第1の電極112、第2の電極114、第1のリード122、及び第2のリード124を形成する。第1の電極112及び第2の電極114は、それぞれ第1のリード122及び第2のリード124によって、後述するクレアチニン濃度測定装置の端子と電気的に接続される。  
 次に、第1の基板102上に設けられた第1の電極112及び第2の電極114の上に、M-PMS、リン酸二水素カリウム、及びリン酸水素二カリウムを溶解し、必要に応じて1価アニオンの電解質塩を溶解した水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下する。1価アニオンの電解質塩には、例えば1価アニオンであるメチル硫酸イオンのナトリウム塩であるメチル硫酸ナトリウムを用いることが好ましい。その後、第1の基板102を、室温~30℃程度の環境に静置して乾燥させることにより、試薬層130を形成する。  
 塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよい。例えば、試薬を含む水溶液中のM-PMSの濃度は10mM程度であり、試薬を含む水溶液の滴下量は1.4μL程度である。また、試薬層130を形成する領域の面積は、試料に対する試薬の溶解性などを鑑みて適宜選択すればよいが、例えば、その面積を3mm2程度とする。  
 次に、電極及び試薬層130が形成された第1の基板102と、スペーサ106と、第2の基板104とを組み合わせる。第1の基板102、スペーサ106及び第2の基板104の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを貼り合わせた後、押圧して静置し、接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずにこれらを組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。  
 第1の基板102、スペーサ106及び第2の基板104を組み合わせたときに、第1の基板102と第2の基板104との間で、スペーサ106に設けられたスリット110により形成される空間部が、試料収容室として機能する。また、スリット110の開口部が試料導入口132として機能する。  
 次に、本実施の形態に係るクレアチニン濃度測定装置200及びそれを用いたクレアチニン濃度測定方法について、図2及び3を用いて説明する。図2は、測定装置200の外観を示す斜視図であり、図3は測定装置200の構成を示すブロック図である。  
 まず、測定装置200の構成について、図2を参照しながら説明する。
 測定装置200の筐体202には、測定デバイス100を取付けるための測定デバイス取付け部208、測定結果等が表示されるディスプレイ204、及び測定装置200によるクレアチニン濃度の測定を開始させるための測定開始ボタン206が設けられている。また、測定デバイス取付け部208の内部には、測定デバイス100の第1のリード122及び第2のリード124とそれぞれ電気的に接続される第1の端子及び第2の端子が設けられている。  
 次に、測定装置200の筐体202内部の構成について、図3を参照しながら説明する。
 測定装置200は、筐体202内部に、電圧印加部302、電気信号検出部304、制御部306、計時部308、及び記憶部310を備えている。
 電圧印加部302は、測定デバイス取付け部208に取付けられた測定デバイス100の第1の電極112及び第2の電極114に、電圧または電位を印加する機能を有する。電圧または電位の印加は、測定デバイス100の第1のリード122及び第2のリード124とそれぞれ電気的に接続された第1の端子及び第2の端子を介して行われる。  
 電気信号検出部304は、第1の電極112及び第2の電極114からの電気信号を、第1の端子及び第2の端子を介して検出する機能を有する。電気信号検出部304は、本発明における検出部に相当する。  
 記憶部310には、クレアチニンの濃度と電気信号検出部304により検出される電気信号との相関を表す検量線に相当する相関データが格納されている。記憶部310としては、例えば、RAM、ROM等のメモリを用いることができる。  
 制御部306は、上記相関データを参照して、電気信号検出測定部304により検出された電気信号をクレアチニン濃度に換算する機能を有する。制御部306は、本発明における演算部に相当する。制御部306としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロコンピュータを用いることができる。  
 次に、測定デバイス100及び測定装置200を用いた、本実施の形態に係るクレアチニン濃度測定方法について説明する。
 まず、使用者が、測定デバイス100のリード側を、測定装置200の測定デバイス取付け部208に挿入する。これにより、測定デバイス100の第1のリード122及び第2のリード124と、測定デバイス取付け部208内部に設けられている第1の端子及び第2の端子とが、それぞれ接触することにより電気的に導通する。  
 測定デバイス取付け部208に測定デバイス100が挿入されると、測定デバイス取付け部208内に設けられたマイクロスイッチからなる挿入検知スイッチが作動して、制御部306に信号を出力する。挿入検知スイッチからの出力信号により、制御部306が測定デバイス100の挿入を検知すると、制御部306は電圧印加部302を制御して、第1の端子及び第2の端子を介して、第1の電極112と第2の電極114との間に、試料導入を検知するための電圧(例えば0.2V)が印加される。
 次に、使用者が、測定デバイス100の試料導入口132に、試料を接触させる。この接触により、試料導入口132を通って測定デバイス100の試料収容室内に、試料(例えば、0.6μL程度)が毛管現象により吸引され、試料収容室内が試料によって充填される。試料が第1の電極112及び第2の電極114に接触すると、試料を介して第1の電極112と第2の電極114との間に電流が流れるようになる。そのため、それに起因する電気信号の変化を電気信号検出部304が検出する。
 電気信号検出部304からの出力信号により、試料収容室に試料が導入されたことを制御部306が検知すると、制御部306は、電圧印加部302を制御して、電圧印加部302による印加電圧を異なる電圧(例えば0Vまたは開回路)に切り替える。また、試料導入の検知に伴い、制御部306がタイマーである計時部308による計時を開始させる。
 試料収容室内に露出している試薬層130と試料とが接触すると、試薬層130に含まれるM-PMSが試料中に溶解する。試料中に溶解したM-PMSが試料中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、反応生成物(クレアチニンの酸化物と、還元されたM-PMS)が生成する。
 計時部308からの信号によって、所定時間(例えば、60秒)経過したことを制御部306が判断すると、制御部306は、電圧印加部302を制御して、第1の電極112と第2の電極114との間に、還元されたM-PMS濃度を測定するための電圧を印加する。例えば、第1の電極112が第2の電極114に比べて+0.6Vとなる電圧を印加する。このように電圧を印加してから一定時間(例えば5秒)後、第1の電極112と第2の電極114との間で流れる電流等の電気信号を、電気信号検出部304において測定する。このとき、第1の電極112では、還元されたM-PMSが酸化される。よって、電気信号検出部304において測定される電気信号は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
 制御部306は、記憶部310に格納されている電気信号とクレアチニン濃度との相関を表す相関データを読み出し、それを参照する。これにより、電気信号検出部304において検出された電気信号が試料中のクレアチニン濃度に換算される。
 得られたクレアチニン濃度はディスプレイ204に表示される。ディスプレイ204にクレアチニン濃度が表示されることにより、ユーザはクレアチニン濃度測定が完了したことがわかる。得られたクレアチニン濃度は、計時部308により計時された時刻とともに記憶部310に保存されることが好ましい。
 測定デバイス100によれば、従来の測定デバイスと異なり、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、クレアチニンとM-PMSとが直接反応する。よって、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖、アセトンなどの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。また、試料中に1価アニオンが存在することにより、リン酸系緩衝剤の存在下において、M-PMSが安定に存在するようになる。よって、試料中に1価アニオンが存在する場合には、さらに再現性良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
 なお、本実施の形態においては、1価アニオンの電解質塩としてメチル硫酸ナトリウムを用いることが好ましいが、必ずしも1価アニオンの電解質塩を用いる必要はない。また、1価アニオンの電解質塩は、メチル硫酸ナトリウムに限定されない。メチル硫酸ナトリウムの代わりに、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、メチル硫酸リチウム、メチル硫酸ナトリウム、メチル硫酸カリウム等を用いてもよい。これらの1価アニオンの電解質塩を用いる場合にも、試料中に1価アニオンが存在することにより、リン酸系緩衝剤の存在下でM-PMSが安定に存在するようになる。
 本実施の形態では、測定デバイスが1つの試薬層を備える例を示したが、これに限定されない。測定デバイスが、2つの試薬層、例えばクレアチニン定量用試薬を含む第1の試薬層と、リン酸系緩衝剤を含む第2の試薬層とを備えていてもよい。
 本実施の形態では、試料収容室に試料が導入されたことを制御部が検知することにより、電圧印加部による印加電圧が異なる電圧に切り替えられる例について示したが、これに限定されない。クレアチニンの濃度に依存した電流が得られる限り、必ずしも電圧印加部による印加電圧を切り替える必要はない。測定に必要な電圧値(例えば、第1の電極が第2の電極に比べて+0.6Vとなる電圧)を測定デバイスの挿入検知時から印加し、試料導入の検知後もその電圧値を継続して印加してもよい。
 本実施の形態では、還元されたM-PMS濃度に対応する電気信号を得るための第1の電極への印加電位を、第2の電極に対して0.6Vとする例を示したが、これに限定されることはない。第1の電極と第2の電極との間の電圧は、クレアチニンとM-PMSとの酸化還元反応により還元されたM-PMSが酸化される電圧であればよい。
 本実施の形態においては、試料導入の検知後、電気信号を検出するまでの時間(反応時間)を60秒とする例を示したが、必ずしもその値である必要はない。クレアチニン濃度の違いに対する電流値の差を有意に検出できる限り、反応時間は上記より短くてもよい。一方、反応時間をより長くした場合、クレアチニンとM-PMSとの反応が完了状態あるいは定常状態に達する可能性が高まる。そのため、温度などの環境条件の影響を受けずにクレアチニンの存在量をより正確に定量しやすくなる。
 本実施の形態においては、電極に電位を印加してから5秒後に電気信号を検出する例を示したが、この時間に限定されない。この時間は、クレアチニン濃度の違いに対する電気信号の差を有意に検出できる時間であればよい。
 また、電極系、リード、及び端子の形状、個数、配置等は、本実施の形態に限定されない。他の実施の形態についても同様である。
 測定デバイスの試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、レシチンをトルエンまたはその他の有機溶媒に溶解した溶液を、第2の基板の内壁に塗布して乾燥させることにより、レシチン層を形成してもよい。このような構造にすることにより、試料量をより再現性よく一定とすることができる。そのため、より精度良く試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。
 クレアチニン濃度測定装置は、測定結果をSDカードなどの記憶媒体に記録するための記録部をさらに備えていてもよい。取り外し可能な記憶媒体に測定結果を保存することにより、測定結果を測定装置から容易に取り出すことができる。よって、分析関連業者に測定結果の分析を依頼することが容易になる。
 測定装置が、測定結果を測定装置外に送信するための送信部をさらに備えていてもよい。これにより、測定結果を、病院内の分析関連部門または分析関連業者等に送信することができる。よって、測定から分析関連部門または分析関連業者などによる分析までの時間を短縮することができる。
 測定装置が、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部をさらに備えていてもよい。これにより、分析結果を迅速に使用者にフィードバックすることができる。
 (実施の形態2)
 次に、本発明の実施の形態2に係るクレアチニン濃度測定デバイス400について、図4を用いて説明する。図4は、測定デバイス400の構成を示す分解斜視図である。
 測定デバイス400は、光学的に試料中に含まれるクレアチニンの濃度を定量する方法に用いられる。測定デバイス400は、第1の基板102と、空気孔108を有する第2の基板104とが、スリット110を有するスペーサ106を挟んで組み合わされた構造を有している。第1の基板102、第2の基板104及びスペーサ106は、例えばポリエチレンテレフタレート製である。
 測定デバイス400は、実施の形態1に係る測定デバイス100と異なり、第1の基板102には、第1の電極112、第2の電極114、第1のリード122、及び第2のリード124は配置されていない。また、第1の電極112及び第2の電極114の上ではなく、第1の基板102上に、実施の形態1と同様の試薬層130が配置されている。第1の基板102の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が7mm程度、長さが30mm程度、厚みが0.7mm程度である。
 次に、測定デバイス400の製造方法について説明する。
 まず、第1の基板102上に、実施の形態1と同様のクレアチニン定量用試薬を含む水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下する。その後、第1の基板102を室温~30℃程度の環境に静置して乾燥させることにより、試薬層130を形成する。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよいが、例えば、実施の形態1と同様にすればよい。
 次に、試薬層130が形成された第1の基板102と、スペーサ106と、第2の基板104とを組み合わせる。第1の基板102、スペーサ106及び第2の基板104の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを貼り合わせた後、押圧して静置し、接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずにこれらを組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
 第1の基板102、スペーサ106及び第2の基板104を組み合わせたときに、第1の基板102と第2の基板104との間で、スペーサ106に設けられたスリット110により形成される空間部が、試料収容室として機能する。また、スリット110の開口部が試料導入口132として機能する。
 次に、本実施の形態に係るクレアチニン濃度測定装置500及びそれを用いたクレアチニン濃度測定方法について、図5及び6を用いて説明する。図5は、測定装置500の外観を示す斜視図であり、図6は測定装置500の構成を示すブロック図である。
 まず、測定装置500の構成について、図5を参照しながら説明する。
 測定装置500の筐体202には、測定デバイス400を取付けるための測定デバイス取付け部208と、測定結果等が表示されるディスプレイ204と、測定装置500によるクレアチニン濃度の測定を開始させるための測定開始ボタン206が設けられている。
 次に、測定装置500の筐体202内部の構成について、図6を参照しながら説明する。
 測定装置500は、筐体202内部に、光源502、受光器504、制御部306、計時部308、及び記憶部310を備えている。
 光源502は、測定デバイス取付け部208に取付けられた測定デバイス400の試料収容室内に入射する光を出射する機能を有する。光源502から出射される光の波長は、M-PMSとクレアチニンとの反応に応じて吸収強度が変化する波長を選択すればよい。光源502としては、例えば、510nmを含む波長範囲の光を出射する青緑色LEDを用いる。
 受光器504は、光源502から出射され、測定デバイス取付け部208に取付けられた測定デバイス400の試料収容室内において反射した光を検出する機能を有する。
 記憶部310には、クレアチニンの濃度と受光器504により検出される反射光の強度との相関を表す検量線に相当する相関データが格納されている。記憶部310としては、例えば、RAM、ROM等のメモリを用いることができる。
 制御部306は、上記相関データを参照して、受光器504により検出される反射光の強度をクレアチニン濃度に換算する機能を有する。制御部306は、本発明における演算部に相当する。制御部306としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロコンピュータを用いることができる。
 次に、測定デバイス400及び測定装置500を用いた、本実施の形態に係るクレアチニン濃度測定方法について説明する。
 まず、使用者が、測定デバイス400の、試料導入口132の反対側を測定装置500の測定デバイス取付け部208に挿入する。
 測定デバイス取付け部208に測定デバイス400が挿入されると、測定デバイス取付け部208内に設けられたマイクロスイッチからなる挿入検知スイッチが作動して、制御部306に信号を出力する。挿入検知スイッチからの出力信号により、制御部306が測定デバイス400の挿入を検知すると、制御部306は光源502を作動させる。これにより、測定デバイス400の試料収容室に光源502からの光が照射される。
 次に、使用者が、測定デバイス400の試料導入口132に、試料を接触させる。この接触により、試料導入口132を通って、測定デバイス400の試料収容室内に、試料が毛管現象により吸引され、試料収容室内が試料によって充填される。試料が試料収容室内における光の照射位置に到達すると、試料収容室内の透過率が変化する。それに起因する反射光強度の変化を、受光器504が検出する。
 受光器504からの出力信号により、試料収容室に試料が導入されたことを制御部306が検知すると、制御部306がタイマーである計時部308による計時を開始させる。
 試料収容室内に露出している試薬層130と試料とが接触すると、試薬層130に含まれるM-PMSが試料中に溶解する。試料中に溶解したM-PMSが試料中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、反応生成物(クレアチニンの酸化物と、還元されたM-PMS)が生成する。M-PMSが還元され、減少することにより、試料の吸収スペクトルが変化する。ここで、試料の吸収スペクトルの変化量は、還元されたM-PMSの濃度に依存する。
 計時部308からの信号によって、所定時間(例えば、60秒)経過したことを制御部306が判断すると、試料収容室内において反射した光の強度を受光器504において測定する。このとき、受光器504において測定される反射光の強度は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
 制御部306は、記憶部310に格納されているクレアチニンの濃度と受光器504により検出される反射光の強度との相関を表す検量線に相当する相関データを読み出し、それを参照する。これにより、受光器504において検出された反射光の強度が、試料中のクレアチニン濃度に換算される。
 得られたクレアチニン濃度はディスプレイ204に表示される。ディスプレイ204にクレアチニン濃度が表示されることにより、ユーザは測定が完了したことがわかる。得られたクレアチニン濃度は、計時部308により計時された時刻とともに記憶部310に保存されることが好ましい。
 測定デバイス400によれば、従来の測定デバイスと異なり、試料収容室内において、クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、クレアチニンとM-PMSとが直接反応する。よって、塩分等のイオン種、尿素、アミノ酸、糖、アセトンなどの妨害成分の影響を受けることなく反応が進行する。そのため、尿や血液などの生体試料を用いた場合であっても、従来の測定デバイスよりも高精度かつ再現性良く、試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。また、実施の形態1と同様に、試料中に1価アニオンが存在する場合には、より再現性良く、試料中に含まれるクレアチニンを定量することができる。本実施の形態においても、1価アニオンの電解質塩はメチル硫酸ナトリウムに限定されない。
 本実施の形態では、実施の形態1と同様に、測定デバイスが2つ以上の試薬層を備えていてもよい。
 本実施の形態においては、試料導入の検知後、反射光強度を検出するまでの時間(反応時間)を60秒とする例を示したが、必ずしもその値である必要はない。クレアチニン濃度の違いに対する反射光強度の差を有意に検出できる限り、反応時間は上記より短くてもよい。一方、実施の形態1と同様に、反応時間をより長くした場合、クレアチニンの存在量をより正確に定量しやすくなる。
 測定デバイスは、試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、実施の形態1と同様に、レシチン層を具備してもよい。
 実施の形態1と同様に、クレアチニン濃度測定装置が、測定結果をSDカードなどの記憶媒体に記録するための記録部をさらに備えていてもよい。また、測定装置が、測定結果を測定装置外に送信するための送信部をさらに備えていてもよい。さらに、測定装置が、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部をさらに備えていてもよい。
 (実施の形態3)
 次に、本発明の実施の形態3に係る塩分量測定デバイス700について、図7及び8を用いて説明する。図7は、測定デバイス700を第1の基板の第1の面側からみた構成を示す分解斜視図であり、図8は、第1の基板の第2の面側からみた構成を示す分解斜視図である。
 測定デバイス700は、試料である尿中に含まれるクレアチニンを電気化学的に測定するとともに、尿の電気特性を測定し、これらの測定結果を用いて、1日に排泄される尿中に含まれる塩分の量を推定する方法に用いられる。
 測定デバイス700においては、絶縁性の第1の基板102の第1の面702と、スリット110を有する絶縁性の第1のスペーサ106とが接しており、第1の基板102と、空気孔108を有する絶縁性の第2の基板104とが、第1のスペーサ106を挟むように組み合わされている。さらに、第1の基板102の第2の面802と、スリット710を有する絶縁性の第2のスペーサ706とが接しており、第1の基板102と、空気孔708を有する絶縁性の第3の基板704とが、第2のスペーサ706を挟むように組み合わされている。第1の基板102、第1のスペーサ106、第2の基板104、第2のスペーサ706及び第3の基板704は、例えば、ポリエチレンテレフタレート製である。
 第1の基板102の第1の面702上には、実施の形態1に係る測定デバイス100と同様に、第1の電極112、第2の電極114、第1の電極112と電気的に接続された第1のリード122、及び第2の電極114と電気的に接続された第2のリード124が配置されている。また、第1の電極112及び第2の電極114上には、クレアチニン定量用試薬を含む試薬層130が配置されている。
 一方、第1の基板102の第2の面802上には、第3の電極712、第4の電極714、第5の電極716、及び第6の電極718が配置されている。更に、第2の面802上には、第3の電極712と電気的に接続された第3のリード722、第4の電極714と電気的に接続された第4のリード724、第5の電極716と電気的に接続された第5のリード726、及び第6の電極718と電気的に接続された第6のリード728が配置されている。第1の基板102の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が7mm程度、長さが30mm程度、厚みが0.7mm程度である。
 次に、測定デバイス700の製造方法について説明する。
 まず、第1の基板102の第1の面702上に、樹脂製の電極パターンマスクを設置した状態で、パラジウムをスパッタリングする。これにより、第1の電極112、第2の電極114、第1のリード122、及び第2のリード124を形成する。第1の電極112及び第2の電極114は、それぞれ第1のリード122及び第2のリード124によって、後述する塩分量測定装置の端子と電気的に接続される。
 次に、第1の基板102の第2の面802上に、上記の電極パターンマスクとは異なるパターンを有する電極パターンマスクを設置した状態で、パラジウムをスパッタリングする。これにより、第3の電極712、第4の電極714、第5の電極716、第6の電極718、第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728を形成する。第3の電極712、第4の電極714、第5の電極716、及び第6の電極718は、それぞれ第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728によって、後述する塩分量測定装置の端子と電気的に接続される。
 次に、第1の基板102の第1の面702上に設けられた第1の電極112及び第2の電極114の上に、実施の形態1と同様のクレアチニン測定用試薬を含む水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下する。その後、第1の基板102を室温~30℃程度の環境に静置して乾燥させることにより、試薬層130を形成する。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよいが、例えば、実施の形態1と同様にすればよい。
 次に、第1の基板102の第1の面702と第1のスペーサ106とが接し、第1の基板102の第2の面802と第2のスペーサ706とが接するように、第2の基板104、第1のスペーサ106、第1の基板102、第2のスペーサ706、及び第3の基板704を組み合わせる。各部材の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを貼り合わせた後、押圧して静置し、接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずに組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
 第1の基板102、第1のスペーサ106及び第2の基板104を組み合わせたときに、第1の基板102と第2の基板104との間で、第1のスペーサ106に設けられたスリット110により形成される空間部が、クレアチニン濃度測定用の第1の試料収容室として機能する。また、スリット110の開口部がクレアチニン濃度測定用の第1の試料導入口132として機能する。
 一方、第1の基板102、第2のスペーサ706及び第3の基板704を組み合わせたときに、第1の基板102と第3の基板704との間で、第2のスペーサ706に設けられたスリット710により形成される空間部が、尿の電気特性測定用の第2の試料収容室として機能する。また、スリット710の開口部が尿の電気特性測定用の第2の試料導入口732として機能する。
 次に、本実施の形態に係る塩分量測定装置900及びそれを用いた塩分量測定方法について、図9及び10を用いて説明する。図9は、測定装置900の外観を示す斜視図であり、図10は測定装置900の構成を示すブロック図である。
 まず、測定装置900の構成について、図9を参照しながら説明する。
 測定装置900の筐体202には、測定デバイス700を取付けるための測定デバイス取付け部208、測定結果等が表示されるディスプレイ204、及び測定装置900によるクレアチニン濃度及び尿の電気特性の測定を開始させるための測定開始ボタン206が設けられている。また、測定デバイス取付け部208の内部には、測定デバイス700の第1のリード122、第2のリード124、第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728とそれぞれ電気的に接続される第1の端子、第2の端子、第3の端子、第4の端子、第5の端子、及び第6の端子が設けられている。
 次に、測定装置900の筐体202内部の構成について、図10を参照しながら説明する。
 測定装置900は、筐体202内部に、電圧印加部302、電気信号検出部304、定電流交流電源902、電圧検出器904、制御部306、計時部308、及び記憶部310を備えている。
 電圧印加部302は、測定デバイス取付け部208に取付けられた測定デバイス700の第1の電極112及び第2の電極114に電圧または電位を印加する機能を有する。電圧または電位の印加は、測定デバイス700の第1のリード122及び第2のリード124とそれぞれ電気的に接続された第1の端子及び第2の端子を介して行われる。
 電気信号検出部304は、第1の電極112及び第2の電極114からの電気信号を、第1の端子及び第2の端子を介して検出する機能を有する。電気信号検出部304は、本発明における検出部に相当する。
 定電流交流電源902は、測定デバイス取付け部208に取付けられた測定デバイス700の第3の電極712と第6の電極718との間に一定の交流電流を印加する機能を有する。一定の交流電流の印加は、測定デバイス700の第3のリード722及び第6のリード728とそれぞれ電気的に接続された第3の端子及び第6の端子を介して行われる。印加する交流電流は、例えば、周波数が1kHz程度、電流値が0.1mA程度である。
 電圧検出器904は、第4の端子及び第5の端子を介して、第4の電極714と第5の電極716との間の電圧(交流電圧の実効値)を検出する機能を有する。
 記憶部310には、
(i)クレアチニンの濃度と電気信号検出部304により検出される電気信号との相関を表す第1の検量線に相当する第1の相関データ、
(ii)塩分の濃度と電圧検出器904により検出される電圧との相関を表す第2の検量線に相当する第2の相関データ、及び
(iii)1日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第3の検量線に相当する第3の相関データ、が格納されている。
 記憶部310としては、例えば、RAM、ROM等のメモリを用いることができる。
 制御部306は、
(I)第1の相関データを参照して、電気信号検出部304により検出された電気信号を、クレアチニン濃度に換算する機能、
(II)第2の相関データを参照して、電圧検出器904により検出された電圧を、塩分濃度に換算する機能、
(III)得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する機能、及び
(IV)第3の相関データを参照して、補正後の塩分濃度を1日当たりの尿中塩分排泄量に換算する機能、を有する。
 制御部306は、本発明における演算部に相当する。制御部306としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のマイクロコンピュータを用いることができる。
 次に、測定デバイス700及び測定装置900を用いた、本実施の形態に係る尿中塩分量測定方法について説明する。
 まず、使用者が、測定デバイス700のリード側を測定装置900の測定デバイス取付け部208に挿入する。これにより、測定デバイス700の第1のリード122、第2のリード124、第3のリード722、第4のリード724、第5のリード726、及び第6のリード728と、測定デバイス取付け部208内部に設けられている第1の端子、第2の端子、第3の端子、第4の端子、第5の端子、及び第6の端子とがそれぞれ電気的に導通する。
 測定デバイス取付け部208に測定デバイス700が挿入されると、測定デバイス取付け部208内に設けられたマイクロスイッチからなる挿入検知スイッチが作動して、制御部306に信号を出力する。挿入検知スイッチからの出力信号により、制御部306が測定デバイス700の挿入を検知すると、制御部306は、電圧印加部302を制御して、第1の端子及び第2の端子を介して、第1の電極112と第2の電極114との間に電圧(例えば0.2V)が印加される。
 次に、使用者が、測定デバイス700の第1の試料導入口132及び第2の試料導入口732に、試料を接触させる。この接触により、第1の試料導入口132及び第2の試料導入口732を通って、測定デバイス700の2つの試料収容室内に、試料が毛管現象により吸引され、2つの試料収容室内が試料によって充填される。
 第1の試料収容室において、試料が第1の電極112及び第2の電極114に接触すると、試料を介して第1の電極112及び第2の電極114間に電流が流れるようになる。そのため、それに起因する電気信号の変化を電気信号検出部304が検出する。
 電気信号検出部304からの出力信号により、第1および第2の試料収容室に試料が導入されたことを制御部306が検知する。
 第1および第2の試料収容室に試料が導入されたことを制御部306が検知すると、制御部306は、電圧印加部302を制御して、電圧印加部302による印加電圧を異なる電圧(例えば0Vまたは開回路)に切り替える。また、試料導入の検知に伴い、制御部306がタイマーである計時部308による計時を開始させる。
 第2の試料収容室への試料導入の検知に伴い、制御部306は定電流交流電源902を制御して、第3の端子及び第6の端子を介して、第3の電極712と第6の電極718との間に一定の交流電流(例えば、周波数1kHz、電流値0.1mA)を印加する。交流電流の印加から所定時間経過後(例えば5秒後)に、電圧検出器904は、第4の電極714と第5の電極716との間の電圧(交流電圧の実効値)を測定する。
 制御部306は、記憶部310に格納されている塩分の濃度と電圧検出器904により検出される電圧との相関を表す第2の相関データを読み出し、それを参照する。これにより、電圧検出器904により検出された電圧を試料中の塩分濃度に換算する。得られた塩分濃度はディスプレイ204に表示される。
 第1の試料収容室において、試料が試薬層130と接触すると、試薬層130に含まれるM-PMSが試料中に溶解する。試料中に溶解したM-PMSが試料中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、反応生成物(クレアチニンの酸化物と、還元されたM-PMS)が生成する。
 計時部308からの信号によって、所定時間(例えば、60秒)経過したことを制御部306が判断すると、制御部306は、電圧印加部302を制御して、第1の電極112と第2の電極114との間に再度異なる電圧を印加する(例えば、第1の電極112が第2の電極114に比べて+0.6Vとなる電圧)。このように電圧を印加してから一定時間(例えば5秒)後、第1の電極112と第2の電極114との間で流れる電流等の電気信号を、電気信号検出部304において測定する。このとき、第1の電極112では、還元されたM-PMSが酸化される。電気信号検出部304において測定される電気信号は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
 制御部306は、記憶部310に格納されている電気信号とクレアチニン濃度との相関を表す第1の相関データを読み出し、それを参照する。これにより、電気信号検出部304において検出された電気信号は試料中のクレアチニン濃度に換算される。
 次に、制御部306は、得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する。続いて、制御部306は、記憶部310に格納されている1日当たりの尿中塩分排泄量とクレアチニン濃度により補正された塩分濃度との相関を表す第3の検量線に相当する第3の相関データを読み出し、それを参照する。これにより、補正後の塩分濃度を1日当たりの尿中塩分排泄量に換算する。
 得られたクレアチニン濃度及び1日当たりの尿中塩分排泄量は、ディスプレイ204に表示される。ディスプレイ204にクレアチニン濃度及び1日当たりの尿中塩分排泄量が表示されることにより、ユーザは測定が完了したことがわかる。得られたクレアチニン濃度及び1日当たりの尿中塩分排泄量は、計時部308により計時された時刻とともに記憶部310に保存されることが好ましい。
 測定装置900によれば、高い精度で測定されたクレアチニン濃度により補正された塩分濃度に基づいて、1日当たりの尿中塩分排泄量を算出できる。よって、1日当たりの尿中塩分排泄量を高精度かつ再現性良く求めることができる。
 本実施の形態では、実施の形態1と同様に、塩分量測定デバイスが2つ以上の試薬層を備えていてもよい。
 本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、クレアチニンの濃度に依存した電流が得られる限り、必ずしも電圧印加部による印加電圧を異なる電圧に切り替える必要はない。
 本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、第1の電極と第2の電極との間の電圧は、還元されたM-PMSが酸化される電圧であればよい。
 本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、試料導入の検知後、電気信号を検出するまでの時間(反応時間)は限定されない。
 本実施の形態では、第1の電極と第2の電極との間に電圧を印加してから5秒後に電気信号を検出する例を示したが、この時間に限定されない。
 本実施の形態では、記憶部に、上記の第1~第3の相関データが格納されている例を示したがこれに限定されない。これに代えて、電気信号検出部により検出される電気信号と、電圧検出器により検出される電圧と、単位時間当たり(例えば1日)の尿中塩分排泄量との相関を示す相関データが記憶部に格納されていてもよい。この場合は、クレアチニン濃度や塩分濃度を求めなくてもよい。電気信号検出部により検出される電気信号と、電圧検出器により検出される電圧とを用いて、単位時間当たりの尿中塩分排泄量を直接求めることができる。
 また、測定デバイスの試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、実施の形態1と同様のレシチン層を、第2の基板及び第3の基板の内壁に形成してもよい。
 また、塩分量測定装置が、測定結果をSDカードなどの記憶媒体に記録するための記録部をさらに備えていてもよい。
 また、塩分量測定装置が、測定結果を測定装置外に送信するための送信部をさらに備えていてもよい。
 また、塩分量測定装置が、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部をさらに備えていてもよい。
 (実施の形態4)
 次に、本発明の実施の形態4に係る塩分量測定デバイス1000について、図11及び12を用いて説明する。図11は、塩分量測定デバイス1000を第1の基板の第1の面側の構成を示す分解斜視図であり、図12は、第1の基板の第2の面側の構成を示す分解斜視図である。
 測定デバイス1000は、試料である尿中に含まれるクレアチニンを光学的に測定するとともに、尿の電気特性を測定し、これらの測定結果を用いて、1日に排泄される尿中に含まれる塩分の量を推定する方法に用いられる。
 測定デバイス1000においては、絶縁性の第1の基板102の第1の面702と、スリット110を有する第1のスペーサ106とが接しており、第1の基板102と、空気孔108を有する第2の基板104とが、第1のスペーサ106を挟むように組み合わされている。さらに、第1の基板102の第2の面802と、スリット710を有する第2のスペーサ706とが接しており、第1の基板102と、空気孔708を有する第3の基板704とが、第2のスペーサ706を挟むように組み合わされている。第1の基板102、第1のスペーサ106、第2の基板104、第2のスペーサ706及び第3の基板704は、例えばポリエチレンテレフタレート製である。
 測定デバイス1000は、実施の形態1に係る測定デバイス100と異なり、第1の基板102には、第1の電極112、第2の電極114、第1のリード122、及び第2のリード124は配置されていない。また、第1の電極112及び第2の電極114の上ではなく、第1の基板102上に、実施の形態1と同様の試薬層130が配置されている。
 一方、第1の基板102の第2の面802上には、第1の電極712、第2の電極714、第3の電極716、及び第4の電極718が配置されている。更に、第2の面802上には、第1の電極712と電気的に接続された第1のリード722、第2の電極714と電気的に接続された第2のリード724、第3の電極716と電気的に接続された第3のリード726、及び第4の電極718と電気的に接続された第4のリード728が配置されている。第1の基板102の寸法は、適宜設定すればよいが、例えば、幅が7mm程度、長さが30mm程度、厚みが0.7mm程度である。
 次に、測定デバイス1000の製造方法について説明する。
 まず、第1の電極712、第2の電極714、第3の電極716、第4の電極718、第1のリード722、第2のリード724、第3のリード726、及び第4のリード728を、実施の形態3の第3~6の電極、及び第3~第6のリードと同様に形成する。第1の電極712、第2の電極714、第3の電極716、及び第4の電極718は、それぞれ第1のリード722、第2のリード724、第3のリード726、及び第4のリード728によって、後述する塩分量測定装置の端子と電気的に接続される。
 次に、第1の基板102の第1の面702上に、実施の形態1と同様のクレアチニン定量用試薬を含む水溶液を、マイクロシリンジなどを用いて一定量滴下する。その後、第1の基板102を室温~30℃程度の環境に静置して乾燥させることにより試薬層130を形成する。塗布する試薬を含む水溶液の濃度及び量は、必要とするデバイスの特性やサイズに応じて選択すればよいが、例えば、実施の形態1と同様にすればよい。
 次に、第1の基板102の第1の面702と第1のスペーサ106とが接し、第1の基板102の第2の面802と第2のスペーサ706とが接するように、第2の基板104、第1のスペーサ106、第1の基板102、第2のスペーサ706、及び第3の基板704を組み合わせる。各部材の各接合部分に接着剤を塗布し、これらを貼り合わせた後、押圧して静置し接着させる。この方法に代えて、接着剤を塗布せずに組み合わせた後、市販の溶着機を用いて接合部分を熱または超音波によって溶着させてもよい。
 第1の基板102、第1のスペーサ106及び第2の基板104を組み合わせたときに、第1の基板102と第2の基板104との間で、第1のスペーサ106に設けられたスリット110により形成される空間部が、クレアチニン濃度測定用の第1の試料収容室として機能する。また、スリット110の開口部がクレアチニン濃度測定用の第1の試料導入口132として機能する。
 一方、第1の基板102、第2のスペーサ706及び第3の基板704を組み合わせたときに、第1の基板102と第3の基板704との間で、第2のスペーサ706に設けられたスリット710により形成される空間部が、尿の電気特性測定用の第2の試料収容室として機能する。また、スリット710の開口部が尿の電気特性測定用の第2の試料導入口732として機能する。
 次に、本実施の形態に係る塩分量測定装置1300及びそれを用いた塩分量測定方法について、図13及び14を用いて説明する。図13は、測定装置1300の外観を示す斜視図であり、図14は測定装置1300の構成を示すブロック図である。
 まず、測定装置1300の構成について、図13を参照しながら説明する。
 測定装置1300の筐体202には、測定デバイス1000を取付けるための測定デバイス取付け部208、測定結果等が表示されるディスプレイ204、及び測定装置900によるクレアチニン及び尿の電気特性の測定を開始させるための測定開始ボタン206が設けられている。また、測定デバイス取付け部208の内部には、測定デバイス1000の第1のリード722、第2のリード724、第3のリード726、及び第4のリード728とそれぞれ電気的に接続される第1の端子、第2の端子、第3の端子、及び第4の端子が設けられている。
 次に、測定装置1300の筐体202内部の構成について、図14を参照しながら説明する。
 測定装置1300は、筐体202内部に、光源502、受光器504、定電流交流電源902、電圧検出器904、制御部306、計時部308、及び記憶部310を備えている。
 光源502は、測定デバイス取付け部208に取付けられた測定デバイス1000の第1の試料収容室内に入射する光を出射する機能を有する。光源502から出射される光の波長は、実施の形態2と同様に選択すればよい。
 受光器504は、光源502から出射され、測定デバイス1000の第1の試料収容室内において反射した光を検出する機能を有する。
 定電流交流電源902は、第1の端子及び第4の端子を介して、測定デバイス1000の第1の電極712と第4の電極718との間に一定の交流電流を印加する機能を有する。印加する交流電流は、例えば、周波数が1kHz程度、電流値が0.1mA程度である。
 電圧検出器904は、第2の端子及び第3の端子を介して、第2の電極714と第3の電極716との間の電圧(交流電圧の実効値)を検出する機能を有する。
 記憶部310には、クレアチニンの濃度と受光器504により検出される反射光の強度との相関を表す第1の検量線に相当する第1の相関データが格納されている。また、記憶部310には、実施の形態3の記憶部310と同様の第2の検量線に相当する第2の相関データ、及び第3の検量線に相当する第3の相関データが格納されている。
 制御部306は、
(I)第1の相関データを参照して、受光器504により検出された反射光の強度をクレアチニン濃度に換算する機能、
(II)第2の相関データを参照して、電圧検出器904により検出された電圧を、塩分濃度に換算する機能、
(III)得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する機能、及び
(IV)第3の相関データを参照して、補正後の塩分濃度を1日当たりの尿中塩分排泄量に換算する機能、を有する。
 次に、測定デバイス1000及び測定装置1300を用いた、本実施の形態に係る塩分量測定方法について説明する。
 まず、使用者が測定デバイス1000のリード側を、測定装置1300の測定デバイス取付け部208に挿入する。これにより、測定デバイス1000の第1のリード722、第2のリード724、第3のリード726、及び第4のリード728と、測定デバイス取付け部208内部に設けられている第1の端子、第2の端子、第3の端子、及び第4の端子とがそれぞれ電気的に導通する。
 測定デバイス取付け部208に測定デバイス1000が挿入されると、測定デバイス取付け部208内に設けられたマイクロスイッチからなる挿入検知スイッチが作動して、制御部306に信号を出力する。挿入検知スイッチからの出力信号により制御部306が測定デバイス1000の挿入を検知すると、制御部306は光源502を作動させる。これにより、測定デバイス700の第1の試料収容室に光源502からの光が照射される。
 次に、使用者が、測定デバイス1000の第1の試料導入口132及び第2の試料導入口732に、試料を接触させる。この接触により、第1の試料導入口132及び第2の試料導入口732を通って測定デバイス1000の2つの試料収容室内に、試料が毛管現象により吸引され、2つの試料収容室内が試料によって充填される。試料が第1の試料収容室内における光の照射位置に到達すると、試料収容室内の透過率が変化する。それに起因する反射光強度の変化を、受光器504が検出する。
 受光器504からの出力信号により、第1および第2の試料収容室に試料が導入されたことを制御部306が検知すると、制御部306がタイマーである計時部308による計時を開始させる。
 第2の試料収容室への試料導入の検知に伴い、制御部306は定電流交流電源902を制御して、第1の端子及び第4の端子を介して、第1の電極712と第4の電極718との間に一定の交流電流(例えば、周波数1kHz、電流値0.1mA)を印加する。交流電流の印加から所定時間経過後(例えば5秒後)に、電圧検出器904は第2の電極714と第3の電極716との間の電圧(交流電流の実効値)を測定する。
 制御部306は、記憶部310に格納されている第2の相関データを読み出し、それを参照する。これにより、電圧検出器904により検出された電圧は試料中の塩分濃度に換算される。
 第1の試料収容室において、試料が試薬層130と接触すると、試薬層130に含まれるM-PMSが試料中に溶解する。試料中に溶解したM-PMSが試料中に含まれるクレアチニンと直接反応することにより、反応性生物(クレアチニンの酸化物と還元されたM-PMS)が生成する。M-PMSが還元されることにより、試料の吸収スペクトルが変化する。
 計時部308からの信号によって、所定時間(例えば、60秒)経過したことを制御部306が判断すると、試料収容室内において反射した光の強度を受光器504において測定する。このとき、受光器504において測定される反射光の強度は、試料中に含まれるクレアチニン濃度に依存する。
 制御部306は、記憶部310に格納されている第1の相関データを読み出し、それを参照する。これにより、受光器504において検出された反射光の強度は試料中のクレアチニン濃度に換算される。
 次に、制御部306は、得られたクレアチニン濃度を用いて塩分濃度を補正する。続いて、制御部306は、記憶部310に格納されている第3の相関データを読み出し、それを参照する。これにより、補正後の塩分濃度は1日当たりの尿中塩分排泄量に換算される。得られたクレアチニン濃度及び1日当たりの尿中塩分排泄量はディスプレイ204に表示される。
 測定装置1300によれば、高い精度で測定されたクレアチニン濃度により補正された塩分濃度に基づいて、1日当たりの尿中塩分排泄量を算出できる。よって、1日当たりの尿中塩分排泄量を高精度かつ再現性良く求めることができる。
 本実施の形態では、実施の形態1と同様に、測定デバイスが2つ以上の試薬層を備えていてもよい。
 また、本実施の形態においても、実施の形態2と同様に、試料導入の検知後、反射光強度を検出するまでの時間は限定されない。
 また、本実施の形態では、記憶部に、上記第1~第3の相関データに代えて、受光器により検出される反射光の強度と、電圧検出器により検出される電圧と、単位時間当たり(例えば1日)の尿中塩分排泄量との相関を示す相関データが格納されていてもよい。この場合は、クレアチニン濃度や塩分濃度を求めなくてもよい。受光器により検出される反射光の強度と電圧検出器により検出される電圧とを用いて、単位時間当たりの尿中塩分排泄量を直接求めることができる。
 また、測定デバイスの試料収容室内への試料の導入をより円滑にするために、実施の形態1と同様のレシチン層を、第2の基板及び第3の基板の内壁に形成してもよい。
 また、測定装置が、測定結果をSDカードなどの記憶媒体に記録するための記録部をさらに備えていてもよい。
 また、測定装置が、測定結果を測定装置外に送信するための送信部をさらに備えていてもよい。
 また、測定装置が、分析関連部門または分析関連業者などにおいて分析した結果を受信するための受信部をさらに備えていてもよい。
 (実施例1)
 本発明に係るクレアチニン濃度測定方法の効果を確認するために以下の実験を行った。
 まず、100mMのリン酸水素二カリウム(和光純薬工業株式会社製、以下の実施例および参考例についても同様)の水溶液と、100mMのリン酸二水素カリウム(和光純薬工業株式会社製、以下の実施例および参考例についても同様)の水溶液とを調製した。pHメーターを用いてモニターしながら2つの水溶液を交互に混合することにより、得られる混合水溶液のpHを7に調整した。このようにして得られた100mMのリン酸系緩衝液(pH=7)に、M-PMS(株式会社同仁化学研究所製、以下同様)を濃度が10mMとなるよう溶解した。
 得られた水溶液をガラス製のセル容器に入れ、第1の電極、第2の電極、及び第3の電極を、それぞれ、前記セル容器中の水溶液に浸漬した。第1の電極としては、金電極(電極面積2mm2)を用いた。第2の電極は、長さ5cmの白金線をコイル状に巻くことにより得た。第3の電極としては、Ag/AgCl(飽和KCl水溶液)参照極を用いた。これら電極は全て、ビー・エー・エス株式会社の市販品である。第1の電極、第2の電極及び第3の電極の接続端子を、電気化学アナライザー(ALS社製、ALS-660A)の作用極、対極、参照極の接続端子にそれぞれ順に接続した。
 次に、濃度500mMのクレアチニン水溶液(和光純薬工業株式会社製、以下の実施例および参考例についても同様)を、前記セル容器中の水溶液に少量添加した。クレアチニン水溶液の添加量は、セル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度が所定の値になるよう測定毎に調整した。
 クレアチニンの添加とともに計時を開始し、クレアチニンの添加から10分後に、第3の電極に対して0.6Vの電位を第1の電極に印加した。そして、電位印加後5秒後の電流値を測定した。以上の実験は室温(約25℃)で行った。
 セル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度が、0、6、18、27、及び54mMの場合について、それぞれ以上の測定を行った。
 図15は、測定された電流値をクレアチニン濃度に対してプロットしたグラフである。図15において、横軸はセル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度(mM)、縦軸は測定された電流値(μA)を示す。図15から明らかなように、得られた電流値は、セル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度の増加に対して直線的に増加し(すなわち、比例し)、電流値とクレアチニン濃度とは高い相関を示した。したがって、本発明に係るクレアチニン濃度測定方法により、得られる電流値に基づいてクレアチニンの定量を行うことが可能であることがわかる。
 以上の結果から、本発明に係るクレアチニン濃度測定方法における反応を次のように説明することができる。
 試料中において、M-PMSはリン酸系緩衝剤の存在下、クレアチニンと反応して還元される。すなわち、クレアチニンは、本反応によってM-PMSに電子を供与し、酸化されている。第1の電極には、還元されたM-PMSから電子を受容するような電位が印加されている。そのため、還元されたM-PMSは、第1の電極において電気化学的に酸化される。これに伴い、第1の電極には電流が流れる。一定時間に還元されるM-PMSの濃度はクレアチニンの濃度に依存する。また、還元されたM-PMSの酸化電流は、試料中に存在する還元されたM-PMSの濃度もしくは量に依存する。よって、得られる電流値はクレアチニンの濃度に依存する。
 (実施例2)
 次に、本発明に係るクレアチニン濃度測定方法における好ましいpH範囲を調べるために以下の実験を行った。実験に用いた試料の調製方法及び装置構成、並びに実験の手順は実施例1と同様であるため説明を省略する。ただし、本実施例においては、緩衝液の濃度を400mMとし、試料中のクレアチニン濃度は27mMとした。また、試料中に添加するリン酸系緩衝液のpHが、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、及び13の場合について、それぞれ実施例1と同様の測定を行った。
 図16に電流値の測定結果を示す。pHが5~10の領域において1μA以上の電流値が生じる。そして、pHが6~7の領域において顕著に電流値が大きく、かつ電流値が安定している。この結果から、前記pH領域においてクレアチニンの定量が特に感度良く、かつ高い再現性で測定できることがわかった。pHが6~7の領域は、リン酸水素イオンとリン酸二水素イオンとによって付与される。したがって、リン酸系緩衝剤として、例えばリン酸水素二カリウムまたはリン酸水素二ナトリウムと、リン酸二水素カリウムまたはリン酸二水素ナトリウムとを組み合わせて用いるのが好ましいと考えられる。
 (実施例3)
 まず、50mMのリン酸水素二カリウム水溶液と、50mMのリン酸二水素カリウム水溶液とを調製した。pHメーターを用いてモニターしながら2つの水溶液を交互に混合することにより、得られる混合水溶液のpHを7に調整した。このようにして得られた50mMのリン酸系緩衝液(pH=7)にM-PMSを濃度が10mMとなるよう溶解した。
 次に、得られたM-PMS水溶液に、濃度500mMのクレアチニン水溶液を少量添加した。クレアチニン水溶液の添加量は、M-PMS水溶液に含まれるクレアチニン濃度が所定の値になるよう測定毎に調整した。
 得られた水溶液を試料としてガラス製のセル容器に入れ、吸光光度計(株式会社島津製作所製、型式:MultiSpec-1500)を用いて、400~800nmの波長範囲について吸光スペクトルを測定した。吸光スペクトルは、クレアチニンの添加から1、5、10、15、20、30、40、60、及び80分後にそれぞれ測定した。以上の実験は室温(約25℃)にて行った。
 セル容器中の水溶液に含まれるクレアチニン濃度が、0、10、20、及び40mMの場合について、それぞれ以上の測定を行った。
 測定結果について図17~19を参照しながら説明する。図17は、クレアチニン濃度が0mMの試料について測定された吸光スペクトルの経時変化を示すグラフである。図18は、クレアチニン濃度が10mMの試料について測定された吸光スペクトルの経時変化を示すグラフである。図19は、クレアチニン添加から5分後に測定された波長510nmにおける吸光度と試料中のクレアチニン濃度との関係を示すグラフである。図17及び図18において、横軸は波長(nm)、縦軸は吸光度(任意強度)を示す。図19において、横軸は試料中のクレアチニン濃度(mM)、縦軸は波長510nmにおける吸光度(任意強度)を示す。
 図17からわかるように、クレアチニンを含まない試料では、吸光スペクトルには経時変化はみられない。それに対して、図18からわかるように、クレアチニンを含む試料では、クレアチニンの添加から時間の経過にしたがって、波長510nm近傍の吸収ピークの強度が小さくなる。また、クレアチニンの添加から30分程度で、ピーク強度の変化が飽和している。そこで、クレアチニン添加から5分後に測定された波長510nmにおける吸光度を試料中のクレアチニン濃度に対してプロットすると、図19に示すようになる。すなわち、得られた吸光度は、試料中に含まれるクレアチニン濃度の増加に対して直線的に減少し、吸光度とクレアチニン濃度とは高い相関を示した。したがって、本発明に係るクレアチニン濃度測定方法により、得られる吸光度に基づいてクレアチニンの定量を行うことが可能であることがわかる。
 (参考例1)
 M-PMSの安定化の効果を確認するために、以下の実験を行った。本参考例では、1価アニオンの電解質塩として、メチル硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、及び塩化ナトリウムを用いた。
 本参考例の試料は、以下のように調製した。まず、1Mのリン酸水素二カリウム水溶液と、1Mのリン酸二水素カリウム水溶液とを調製した。次に、pHメーターを用いてモニターしながら2つの水溶液を交互に混合することにより、得られる混合水溶液のpHを6に調整した。このようにして得られたリン酸緩衝液(pH=6)と、1価アニオンの電解質塩水溶液とを、最終濃度がそれぞれ、400mMおよび800mMになるよう混合した。最後に、M-PMS水溶液を、最終濃度が100mMになるよう前記混合水溶液に添加することにより、本参考例の試料が得られた。
 また、1価アニオンの電解質塩を添加しない点以外は同様の手順により、基準試料を調製した。
 M-PMSの添加から1分毎に試料を0.6μLずつ採取し、電気化学計測を行うセンサーチップに充填し、電気化学的な測定を行った。電気化学計測用のセンサーチップとしては、アークレイ株式会社が販売しているセンサーチップ(商品名:Gセンサー)を用いた。センサーチップは純水中において超音波洗浄を5分間行い、センサーチップ内の試薬を除去してから用いた。センサーチップの電極は、パラジウムから構成されており、センサーチップ内に存在する第一のパラジウム電極および第二のパラジウム電極を、それぞれ電気化学アナライザー(ALS社製、ALS-700A)の作用極および参照極の接続端子に順に接続した。電気化学的な測定は、試料導入直後に、第2の電極に対して400mVの電位を第1の電極に5秒間印加し、印加開始5秒後に流れた電流を測定することにより実施した。反応は室温(約25℃)にて行った。
 図20は、本参考例の試料及び基準試料について測定された、酸化電流値の経時変化を示すグラフである。図20において、黒丸が基準試料のデータ、白丸がメチル硫酸ナトリウムを添加した場合のデータ、黒三角が硝酸ナトリウムを添加した場合のデータ、×印が塩化ナトリウムを添加した場合のデータを示す。
 基準試料の場合、時間経過に比例して直線的に酸化電流値の増加が観測された。一方、1価アニオンの電解質塩であるメチル硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムまたは塩化ナトリウムを添加した試料の場合、15分後においても電流値の増加が抑制された。このことから、M-PMSがリン酸緩衝液中において安定に存在したことが確認された。また、図20からわかるように、電流値増加の抑制効果は、1価アニオンの電解質塩がメチル硫酸ナトリウムである試料において最も大きかった。
 以上の結果により、1価アニオンの電解質塩の添加によりM-PMSがリン酸緩衝液中において安定に存在することがわかった。このような電気化学応答は本実施例において用いたセンサーチップに限定された結果ではなく、作用極、対極、参照極を用いた3極式のバッチ型のような一般的な電気化学測定システムにおいても観察された。また、電極材料もパラジウムに限定されることなく、グラッシーカーボン、金、白金などの電極材料でも同様な挙動が観察される。
 (実施例4)
 次に、本発明に係る試薬組成物のクレアチニン濃度測定に対する影響を調べるために以下の実験を行った。本実施例では、1価アニオンの電解質塩としてメチル硫酸ナトリウムを用いた。
 本実施例においては、参考例1と同様の手順により調製した試料に、さらにクレアチニン水溶液を添加することにより、クレアチニン濃度が0、10.8、21.6、42.3及び54mMである5種類の試料を調製した。また、1価アニオンの電解質塩を添加しない点以外は同様の手順により、基準試料を調製した。参考例1と同じセンサーチップ及び測定装置を用いて電流値を測定した。
 図21は、本実施例において測定された電流値と試料中に含まれるクレアチニンの濃度との関係を示すグラフである。図21において、黒丸が本実施例のデータ、白丸は基準試料のデータを示す。
 基準試料の場合、クレアチニンの濃度の増加に応じた電流値の増加が確認された。一方、本実施例の試料の場合、基準試料と比較して電流値は減少したが、クレアチニンの濃度に応じた酸化電流値の増加が確認された。本実施例の試料と基準試料との間において、クレアチニン濃度に対する電流値の傾きに相違は観察されなかった。以上の結果から、1価アニオンの電解質塩であるメチル硫酸ナトリウムは、M-PMSの不安定性の解消にのみ寄与し、M-PMSとクレアチニンとの間の反応には影響を与えないことが確認できた。
 以上の結果は、次のように説明することができる。リン酸緩衝液中において、クレアチニンとM-PMSと反応が促進され、反応生成物が生じる。生じた反応生成物は、第1の電極により酸化され、電流が生じる。生じた電流値は反応したクレアチニン濃度に依存するため、クレアチニンの検出が達成される。しかし、基準試料においては、M-PMSはリン酸イオンにより不安定化され、不安定生成物に由来した酸化電流値の増加が生じる。本実施例においては、1価アニオンの電解質塩であるメチル硫酸ナトリウムの存在により、M-PMSの不安定化は解消される。そのため、不安定生成物に由来した酸化電流値の増加は消失する。一方で、メチル硫酸ナトリウムは、M-PMSとクレアチニンの反応を阻害しない。
 (参考例2)
 次に、本発明による測定再現性向上の効果について調べるために、以下の実験を行った。本参考例では、1価アニオンの電解質塩として、メチル硫酸ナトリウム及び硝酸ナトリウムを用いた。
 本参考例においては、M-PMSの濃度を100mMに固定し、1価アニオンの電解質塩の濃度およびリン酸緩衝剤の濃度を変化させ、試料中のイオン組成を変化させた。調製した試料について、参考例1と同様のセンサーチップ及び測定装置を用いて、M-PMSの添加から1分後の電流値を計測した。第2の電極に対して400mVの電位を第1の電極に5秒間印加し、印加開始5秒後の電流値を計測した。この計測を、同条件の試料に対して3回行ない、そのときの値のばらつきを変動係数(Coefficient of variation、以下、CV値と略称する)により評価した。
 図22は、1価アニオンの電解質塩としてメチル硫酸ナトリウムを用いた場合に得られたCV値と、M-PMS濃度及び電解質塩濃度の総和に対するリン酸緩衝剤濃度(リン原子の濃度)の比との関係を示すグラフである。図23は、1価アニオンの電解質塩として硝酸ナトリウムを用いた場合に得られたCV値と、M-PMS濃度及び電解質塩濃度の総和に対するリン酸緩衝剤濃度(リン原子の濃度)の比との関係を示すグラフである。図22及び23からわかるように、溶液中に存在するM-PMS濃度及び電解質塩濃度の総和に対してリン酸緩衝剤の濃度が上昇するにつれ、M-PMSの酸化電流値のばらつきが増加した。1価アニオンの電解質塩の添加量を増加させ、溶液中の1価アニオンの電解質塩の濃度を増加させることにより、M-PMSの酸化電流値のばらつきの低減に成功した。さらに、M-PMS濃度と電解質塩濃度の総和が、リン酸緩衝剤に対して2倍以上の濃度のとき、M-PMSの酸化電流値のばらつきが5%以内に到達した。クレアチニンを含んでいない溶液中で、M-PMSの酸化電流値のばらつきが5%以内であれば、M-PMSを用いたクレアチニンを計測するセンサとして十分な信頼性を得ることができる。そのため、リン酸緩衝剤に対して、M-PMS濃度と電解質塩濃度の総和が2倍以上となるような、試薬組成が最適であることがわかった。
 以上の結果より、M-PMSとリン酸緩衝剤から構成される試薬組成物に、1価アニオンを生じる電解質塩を加えることにより、M-PMSの安定化が促されることが確認できた。加える電解質塩の量は、試薬組成物中に含まれるリン酸系緩衝剤の量が、1価アニオンの電解質塩の量とM-PMSの量との合計の2分の1以下であれば十分であることを確認することができた。
 本発明は、試料、特に尿などの生体試料中に含まれるクレアチニンを定量する際に有用である。
 100、400  クレアチニン濃度測定デバイス
 102  第1の基板
 104  第2の基板
 106  スペーサ(第1のスペーサ)
 108、708  空気孔
 110、710  スリット
 112  第1の電極
 114  第2の電極
 122  第1のリード
 124  第2のリード
 130  試薬層
 132  試料導入口(第1の試料導入口)
 200、500  クレアチニン濃度測定装置
 202  筐体
 204  ディスプレイ
 206  測定開始ボタン
 208  測定デバイス取付け部
 302  電圧印加部
 304  電気信号検出部
 306  制御部
 308  計時部
 310  記憶部
 502  光源
 504  受光器
 700、1000  塩分量測定デバイス
 702  第1の面
 704  第3の基板
 706  第2のスペーサ
 712  第1の電極または第3の電極
 714  第2の電極または第4の電極
 716  第3の電極または第5の電極
 718  第4の電極または第6の電極
 722  第1のリードまたは第3のリード
 724  第2のリードまたは第4のリード
 726  第3のリードまたは第5のリード
 728  第4のリードまたは第6のリード
 732  第2の試料導入口
 802  第2の面
 900、1300  塩分量測定装置
 902  定電流交流電源
 904  電圧検出器

Claims (23)

  1.  (A)クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、クレアチニンを含む試料と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬とを混合して、前記クレアチニンによって、前記1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを還元させる工程、
     (B)前記工程Aにおいて還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する工程、並びに
     (C)前記工程Bにおいて測定された前記還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量に基づき、前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度を求める工程、を含む、クレアチニン濃度測定方法。
  2.  前記工程(A)における前記試料のpHが、5以上10以下である、請求項1に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  3.  前記工程(A)における前記試料のpHが、6以上7以下である、請求項2に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  4.  前記クレアチニン定量用試薬が、メチルスルフェートアニオンをさらに含む、請求項1に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  5.  前記工程Aにおいて、
     前記試料にリン酸系緩衝剤をさらに混合する、請求項3に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  6.  前記リン酸系緩衝剤が、リン酸水素塩及びリン酸二水素塩を含む、請求項5に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  7.  前記工程Aにおいて、
     前記試料に、1価アニオンの電解質塩をさらに混合する、請求項3に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  8.  前記1価アニオンが、塩化物イオン、硝酸イオン及びメチル硫酸イオンからなる群より選択される、請求項7に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  9.  前記リン酸系緩衝剤のモル量が、前記1価アニオンの電解質塩のモル量と前記1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムのモル量との合計の2分の1以下である、請求項7に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  10.  前記工程Bが、
     (D)前記試料に2つ以上の電極を接触させ、前記2つの電極間に電圧を印加する工程、及び
     (E)前記2つの電極間に流れる電流値または電荷量を検出する工程を含み、
     前記工程Cにおいて、
     前記工程Eにおいて検出された前記電流値または前記電荷量に基づいて、前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度を求める、請求項1に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  11.  前記工程Bが、
     (F)前記試料に入射光を照射する工程、及び
     (G)前記試料を透過した透過光または前記試料において反射した反射光を検出する工程を含み、
     前記工程Cにおいて、
     前記工程Gにおいて検出された前記透過光または前記反射光の強度に基づいて、前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度を求める、請求項1に記載のクレアチニン濃度測定方法。
  12.  (a)クレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で、試料である尿と、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬とを混合して、前記尿中に含まれるクレアチニンによって、前記1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを還元させる工程、
     (b)前記工程aにおいて還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する工程、
     (c)前記尿の電気特性を測定する工程、及び
     (d)前記工程bにおいて測定された前記還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と、前記工程cにおいて測定された前記電気特性とに基づいて、前記尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める工程、を含む、塩分量測定方法。
  13.  前記工程(c)が、前記工程(a)の前に行われる、請求項12に記載の塩分量測定方法。
  14.  前記工程(c)が、前記工程(b)の後かつ前記工程(d)の前に行われる、請求項12に記載の塩分量測定方法。
  15.  クレアチニンを含む試料をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための試料収容室と、
     前記試料収容室と連通し、前記試料収容室内に前記試料を導入するための試料導入口と、
     前記試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、
     前記試料収容室内に配置された2つ以上の電極、または前記試料収容室に形成された光学測定用の窓部と、を備えるクレアチニン濃度測定デバイス。
  16.  前記試料収容室内に、リン酸系緩衝剤をさらに備える、請求項15に記載のクレアチニン濃度測定デバイス。
  17.  前記試料収容室内に、1価アニオンの電解質塩をさらに備える、請求項16に記載のクレアチニン濃度測定デバイス。
  18.  試料である尿をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための第1の試料収容室と、
     前記第1の試料収容室と連通し、前記第1の試料収容室内に前記尿を導入するための第1の試料導入口と、
     前記第1の試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、
     前記尿を収容するための第2の試料収容室と、
     前記第2の試料収容室と連通し、前記第2の試料収容室内に前記尿を導入するための第2の試料導入口と、
     前記第2の試料収容室内に配置された2つ以上の電極と、を備える塩分量測定デバイス。
  19.  前記第1の試料収容室内に、2つ以上の電極をさらに備える、請求項18に記載の塩分量測定デバイス。
  20.  クレアチニンを含む試料をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための試料収容室と、
     前記試料収容室と連通し、前記試料収容室内に前記試料を導入するための試料導入口と、
     前記試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、を備える、クレアチニン濃度測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、
     前記試料収容室内において、前記クレアチニンによって還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する測定部、及び
     前記測定部において測定された前記還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量に基づき、前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度を求める演算部、を備えるクレアチニン濃度測定装置。
  21.  前記クレアチニン濃度測定デバイスが、前記試料収容室内に2つ以上の電極をさらに備え、
     前記測定部が、
     前記2つの電極間に電圧を印加する電圧印加部、及び
     前記2つの電極間に流れる電流値または電荷量を検出する検出部を有し、
     前記演算部が、
     前記検出部により検出された前記電流値または前記電荷量に基づいて、前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度を求める、請求項20に記載のクレアチニン濃度測定装置。
  22.  前記測定部が、
     前記測定デバイス取付け部に取付けられた前記クレアチニン濃度測定デバイスの前記試料収容室内に入射する入射光を出射する光源、及び
     前記試料収容室内を透過した透過光または前記試料収容室内において反射した反射光を検出する受光器を有し、
     前記演算部が、
     前記受光器において検出された前記透過光または前記反射光の強度に基づいて、前記試料中に含まれる前記クレアチニンの濃度を求める、請求項20に記載のクレアチニン濃度測定装置。
  23.  試料である尿をクレアチニンに作用する酵素およびピクリン酸のいずれもが存在しない条件で収容するための第1の試料収容室と、
     前記第1の試料収容室と連通し、前記第1の試料収容室内に前記尿を導入するための第1の試料導入口と、
     前記第1の試料収容室内に配置された、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムを含むクレアチニン定量用試薬と、
     前記尿を収容するための第2の試料収容室と、
     前記第2の試料収容室と連通し、前記第2の試料収容室内に前記尿を導入するための第2の試料導入口と、
     前記第2の試料収容室内に配置された2つ以上の電極と、を備える塩分量測定デバイスを取付けるための測定デバイス取付け部、
     前記第1の試料収容室内において、前記クレアチニンによって還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量を、電気化学的または光学的に測定する第1の測定部、
     前記第2の試料収容室内において、前記尿の電気特性を測定する第2の測定部、及び
     前記第1の測定部において測定された前記還元された1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムの量と、前記第2の測定部において測定された前記電気特性とに基づき、前記尿中への塩分の排泄量を反映する値を求める演算部、を備える塩分量測定装置。
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